Nghiên cứu liên kết sự gián đoạn nhịp sinh học với bệnh béo phì và tiểu đường

Một nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Lâm sàng đã xem xét bằng chứng về sự gián đoạn nhịp sinh học, sức khỏe trao đổi chất và các gen chu kỳ đầu ra vận động (đồng hồ) theo nhịp sinh học.

Thói quen hàng ngày của cuộc sống gắn liền với môi trường, dẫn đến sự tiến hóa của nhịp sinh học. Các tín hiệu như nhiệt độ, ánh sáng mặt trời, thức ăn và âm thanh, được gọi là "zeitgebers", điều chỉnh nhịp sinh học theo các điều kiện bên ngoài. Ngày càng có nhiều bằng chứng liên kết sự gián đoạn nhịp sinh học hoặc zeitgebers với các kết quả bất lợi ở con người. Một đánh giá toàn diện về mối quan hệ giữa sức khỏe chuyển hóa và biểu hiện gen nhịp sinh học vẫn còn thiếu. Nghiên cứu này đã tóm tắt và so sánh bằng chứng từ các mô hình động vật với dữ liệu dịch tễ học để cải thiện sự hiểu biết về sự đóng góp của sự gián đoạn nhịp sinh học và biểu hiện gen đồng hồ đối với các bệnh lý liên quan đến sức khỏe chuyển hóa.

Nhịp sinh học ở mô hình động vật

Các yếu tố di truyền điều khiển nhịp sinh học ở động vật lần đầu tiên được phát hiện ở ruồi giấm Drosophila melanogaster, cho thấy gen chu kỳ (per) và protein (PER) đóng vai trò quan trọng đối với nhịp sinh học. Các nghiên cứu sâu hơn đã xác nhận những kết quả này và xác định thêm các gen đồng hồ chính, chẳng hạn như ARNT-like 1 của não và cơ (BMAL1), cryptochrome (CRY) và các ortholog PER (PER1–PER3).

Chuột có gen đồng hồ đột biến cho thấy thời gian ăn thay đổi và tiêu thụ nhiều calo hơn, dẫn đến hội chứng chuyển hóa và béo phì, cũng như nhịp độ hoạt động giảm. Những thay đổi chuyển hóa tương tự đã được ghi nhận ở các mô hình chuột khác có đột biến trong các thành phần đồng hồ phân tử.

Sự cân bằng glucose và biểu hiện gen

Sự cân bằng glucose được điều chỉnh bởi các cơ chế truyền tín hiệu gen cụ thể do một số CCG kiểm soát. Nghiên cứu cho thấy ở những con chuột có biểu hiện BMAL1 bình thường trong tế bào β tuyến tụy, các dimer BMAL1/CLOCK liên kết với các vị trí điều hòa, dẫn đến phiên mã các mục tiêu khác ngoài tế bào gan. Những con chuột có biểu hiện BMAL1 bị suy yếu đã phát triển chứng không dung nạp glucose.

Nghiên cứu dịch tễ học và dân số

Bằng chứng sơ bộ từ các phân tích dịch tễ học về những người làm ca đêm cho thấy sức khỏe trao đổi chất bị thay đổi do sự gián đoạn nhịp sinh học. Nghiên cứu Nurses' Health lưu ý rằng những người tham gia làm ca đêm có lượng calo nạp vào tăng, thời gian ngủ ngắn hơn và có nhiều khả năng bị béo phì hơn.

Biểu hiện gen CCG và sự gián đoạn nhịp sinh học

Một nghiên cứu trên 18 y tá phát hiện ra rằng những người làm ca có ít gen nhịp điệu hơn trong các tế bào đơn nhân máu ngoại vi so với những người làm ca ngày. Một nghiên cứu khác trên 60 y tá phát hiện ra sự biểu hiện khác biệt của hầu hết các CCG. Trong một nghiên cứu riêng biệt, 22 người tham gia đã phải chịu sự mất đồng bộ cưỡng bức trong những ngày 28 giờ, với thời gian bắt đầu ngủ bị thay đổi bốn giờ mỗi đêm.

Bệnh lý chuyển hóa và gen CCG

Có thể có mối quan hệ hai chiều giữa biểu hiện CCG và sức khỏe chuyển hóa, vì sức khỏe chuyển hóa xấu đi có thể làm thay đổi biểu hiện CCG theo cách đặc hiệu mô. Một nghiên cứu trên 28 phụ nữ béo phì và 21 phụ nữ gầy không bị tiểu đường cho thấy biểu hiện thay đổi của nhiều CCG khác nhau ở những người béo phì.

Phần kết luận

Một khối lượng bằng chứng ngày càng tăng liên kết hoạt động của gen đồng hồ với các kết quả chuyển hóa bệnh lý. Tác động của các tác nhân gây rối loạn nhịp sinh học phụ thuộc vào thời gian và chất lượng tiếp xúc. Thời gian làm việc theo ca dài có thể ngăn cản các cơ quan nội tạng khôi phục nhịp điệu bình thường. Cần có thêm nghiên cứu để đào sâu cơ sở bằng chứng và cải thiện sự hiểu biết về các mối quan hệ này.