Unser Tagesrhythmus ist ein wichtiger Aspekt unserer Gesundheit. Kanyanat Wongsa / Shutterstock

Jeder lebende Mensch wird von einer internen „Uhr“ gesteuert, die unseren Tagesrhythmus steuert - dem natürlichen internen Prozess, der unseren Schlaf-Wach-Zyklus während eines Zeitraums von 24 Stunden reguliert. Diese interne Uhr steuert die meisten unserer Körperprozesse in diesem Zeitraum, einschließlich Schlafzyklus, Verdauung, Stoffwechsel, Appetit und Immunität.

Externe Lichtverhältnisse, Esszeiten und körperliche Aktivität sorgen dafür, dass die Körperuhr mit der äußeren Umgebung synchronisiert bleibt. Jede Zelle in unserem Körper hat auch eine eigene Uhr, die dazu beiträgt, dass diese Prozesse so nahtlos funktionieren. Zum Beispiel sorgen Uhren in einzelnen Geweben wie der Leber dafür, dass der Rest des Körpers rechtzeitig mit Energie versorgt wird.

Unser Tagesrhythmus kann jedoch durch eine Reihe von Faktoren gestört werden, z. B. später als gewöhnlich ins Bett gehen oder spät abends essen. Während gelegentliche Störungen keinen Grund zur Beunruhigung darstellen, zeigen Untersuchungen, dass eine langfristige Störung des zirkadianen Rhythmus zu einer schlechten Gesundheit führen kann. Zum Beispiel haben viele Studien herausgefunden, dass regelmäßige Schichtarbeit die Gefahr der Fettleibigkeit und Typ 2 Diabetes. Und leider, zirkadiane Rhythmusstörung wird in unserer Gesellschaft immer häufiger, auch dank Lichtverschmutzung, Lärm und elektronischen Geräten, die alle Fälle dieser chronischen Gesundheitszustände verstärken könnten.

Aber warum ist der Körper in der Lage, einmalige Fälle von zirkadianen Rhythmusstörungen - wie spätes Aufbleiben am Wochenende oder spätes Essen - ohne gesundheitliche Folgen zu bewältigen? Unsere kürzliche Arbeit Ein Blick darauf, wie der zirkadiane Rhythmus die Stoffwechselprozesse so steuert, dass sie unseren täglichen Mustern der Nahrungsaufnahme entsprechen, ist die Antwort.

Lebergen 'Uhr'

Ein wichtiger Bestandteil unserer inneren Uhr ist ein Protein namens REVERB?. Es gehört zu dem Proteinnetzwerk, das unsere innere Uhr in jedem Organ des Körpers „ticken“ lässt. Allerdings gibt es eine natürliche genetische Variation des REVERB? Gen ist im Zusammenhang mit Fettleibigkeit in Menschen. Untersuchungen haben auch ergeben, dass Mäuse ohne das Gen. In allen Geweben reichert sich Fett in und um die Organe an - und kann bei einer fettreichen Ernährung sehr fettleibig werden.

Wir wollten die Wirkung von REVERB genauer untersuchen? in der Leber, da die Leber für die Aufrechterhaltung des Energiegleichgewichts von entscheidender Bedeutung ist und ihre Funktion stark zirkadian ist, um das Fasten während des Schlafs zu bewältigen. Dazu verwendeten wir eine neue Art gentechnisch veränderter Mäuse REVERB? Gen gelöscht nur in der Leber.

Zu unserer Überraschung stellten wir fest, dass das Löschen von REVERB? hat relativ wenig Einfluss. Insbesondere haben wir nicht die Fettansammlung in der Leber gesehen, die wir erwartet hatten und die bei Tieren beobachtet wird, denen REVERB fehlt? in allen Geweben. Als wir jedoch Lebergene kartierten, die wahrscheinlich unter der Kontrolle von REVERB? stehen, fanden wir Tausende – darunter Gene, die wichtige Regulatoren des Energie- und Fettstoffwechsels sind.

Wir hatten also ein Paradoxon: ein zirkadianer Uhrregulator mit einem umfangreichen Spektrum an Zielen in der Leber, der jedoch für die normale Leberfunktion nicht unbedingt erforderlich war. Dies warf zwei wichtige Fragen auf. Erstens, dass unter normalen Bedingungen REVERB? ist fertig, aber nicht erforderlich, um den Fettstoffwechsel zu regulieren. Und zweitens, dass die früheren Erkenntnisse zum Zusammenhang mit REVERB? Die Entstehung von Fettleibigkeit (und der Ansammlung von Fett in mehreren Organen) könnte tatsächlich auf körperweite Signale zurückzuführen sein.

Insbesondere dachten wir, dass Essen zu unerwarteten Zeiten die Ursache für Fettleibigkeit sein könnte. Das liegt daran, dass Mäusen der REVERB fehlt? Sie hatten am ganzen Körper ein unregelmäßiges Essverhalten, insbesondere während der Ruhe- oder Schlafphase.

Um diese Idee zu testen, haben wir analysiert, was passierte, als Mäuse mit REVERB? in der Leber gelöscht wurden, waren gestörten Ernährungsplänen ausgesetzt, ähnlich wie Schichtarbeit die Ernährungspläne stört. Hier entdeckten wir, dass eine gestörte Ernährung eine große Veränderung in der Expression von Genen verursachte, die den Fettstoffwechsel steuern – aber nur, wenn REVERB? wurde aus der Leber gelöscht. Dies deutet darauf hin, dass REVERB? Wirkt, um die Auswirkungen von Essstörungen zu glätten, wie in unserem Diagramm unten gezeigt.

Wie REVERB? stoppt „Störungen“ des zirkadianen Rhythmus

Danielle Kay, Autor zur Verfügung gestellt

Auf diese Weise dienen alle inneren Uhren, die in das Gewebe unseres Körpers eingebettet sind, zum Schutz vor gelegentlichen Verhaltensänderungen (wie etwa der ungeraden Nachtmahlzeit). Wenn wir jedoch ständig Dinge tun, die unserem natürlichen Tagesrhythmus zuwiderlaufen - wie z. B. immer spät essen oder Nachtschichten arbeiten -, ist dieses Schutzsystem überfordert und führt zu Fettleibigkeit und Diabetes.

Unsere Studie zeigt daher, wie wichtig es ist, tagsüber synchron zur Körperuhr zu essen. Damit unsere Leberuhr tickt und unser gesamter Tagesrhythmus richtig funktioniert, ist es wichtig, einen Ernährungsplan zu entwickeln, der eine klare Trennung zwischen der Fütterungsperiode (normalerweise tagsüber) und der Fastenperiode (normalerweise nachts) aufweist. . Dies ist für Schichtarbeiter je nach Schichtplan schwierig, daher sind Strategien zur Unterstützung dringend erforderlich.

Über die Autoren

David Ray, Professor für Endokrinologie, University of Oxford;; David Bechtold, Professor für Physiologie, University of Manchesterund Louise Hunter, Dozentin für Endokrinologie und Diabetes, University of Manchester

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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