Hur våra kroppsklockor kan göra eller bryta vår hälsa
När våra livsstilar blir alltmer krävande bygger vi våra liv kring artificiellt uppdelade dagar och nätter som tillgodoser behovet av att arbeta nattskift, stanna uppe hela natten eller resa mellan kontinenter. Men detta påverkar våra naturliga kroppsklockor med oönskade konsekvenser.
Om vi manipulerar våra dygnsrytmer - inställda av kroppsklockorna som reglerar alla de automatiserade processerna som äger rum i kroppen - manipulerar vi vår hälsa.
Våra kroppsklockor kontrollerar ämnesomsättningen och bidrar till att varje organ fungerar i våra kroppar.
Men om vi regelbundet förbigår våra naturliga cykler från dag till natt - genom att arbeta hela natten, resa långväga eller spendera för mycket tid på att titta på ljusa skärmar i mörkret - blir våra kroppsklockor desorienterade och slutar fungera korrekt.
Ny forskning från University of Southern California i Los Angeles, The Scripps Research Institute i La Jolla, CA, och Nagoya University i Japan identifierar en nyckelmekanism som kopplar dysreglering av dygnsrytmer med en större exponering för kroniska sjukdomar.
"Epidemiologiska studier avslöjar konsekvent fler och fler samband mellan modern livsstil och vår interna biologiska klocka, och när dessa två kolliderar kan det leda till utveckling av sjukdomar som fetma och bröstcancer", konstaterar studieförfattaren Steve Kay, professor i neurologi. , Biomedicinsk teknik och biologiska vetenskaper vid University of Southern California.
Han tillägger emellertid: "Denna studie går längre än epidemiologin för att utforska mekanismerna för dygnsdrygghet som en riskfaktor för vissa sjukdomar."
Den nya studien, som visas i PNAS, har identifierat ett protein som spelar en dubbel roll i samband med dygnsrytmen, och som förklarar hur störda kroppsklockor kan leda till sjukdom.
Stör en känslig balans
Kay och kollegor fokuserade på HNF4A, ett protein som finns i cellkärnor, vilket tidigare forskning föreslog är involverat i den tidiga utvecklingen av lever, njure och tjocktarm.
När forskarna analyserade lever- och tjocktarmsceller som togs från mus och mänsklig vävnad fann de att HNF4A interagerar med dygnscirkulationen av dessa celler på komplexa sätt. Mer specifikt kan HNF4A blockera två andra proteiner - CLOCK och BMAL1 - som hjälper till att reglera dygnsrytmer hos däggdjur.
”Inuti cellen är klockans kuggar universella, men klockans händer är specifika för varje organ, så hur klockan gör sitt arbete i varje cell är annorlunda”, förklarar Kay.
HNF4A svarar, reagerar på kemiska signaler i cellen och verkar på andra proteiner i enlighet. Detta innebär att när detta proteins aktivitet går i höjden, störs också normala metaboliska processer och lämnar organen mer utsatta för sjukdom.
”Så i levern tittade vi på vävnadsspecifika proteiner och fann att HNF4A är bunden till dygnsrytmen, regleras av klockan och cyklar med klockan och i sin tur reglerar klockan. Det är det nya resultatet här, och det är ett stort hopp framåt. ”
Steve Kay
Som studiens första författare, Meng Qu, förklarar också, "Mutationer i [ HNF4A gen är kända för att bidra till en sällsynt ärftlig form av diabetes som kallas MODY1, och dess uttrycksdysreglering har varit nära kopplad till levercancer, båda med mekanismer som vi inte förstår helt. "
"Vår upptäckt antyder att klockstörning kan vara en potentiell mekanism och utgör en bro mellan cirkadisk reglering och utveckling av sjukdomar", tillägger hon.
Moderna livsstilar kräver ofta att vi lever efter oregelbundna rytmer, och forskarna varnar för att detta kan bidra till att känsliga mekanismer störs, inklusive de där proteiner, såsom HNF4A är involverade.
”Människor utvecklas inte för nattskift, nattljus och interkontinentala resor. Moderna livsutmaningar för vårt cirkadiska system utgör ett långsiktigt hot mot vår hälsa, säger Kay.
Upptäckter som den som framhävs i den aktuella studien kan ge oss en mer detaljerad bild av hur störda kroppsklockor kan påverka hälsoresultaten.
"Nu kan vi se hur HNF4A är ett nytt kapitel i en bok som mestadels var tomma sidor, så det börjar en historia där när vi fyller i en enorm tom plats", uppmanar Kay.
