A belső óra zavara összefüggésbe hozható a rákkal és az elhízással

Életünk 24 órás ritmusban zajlik. Éjszaka aludni szeretnénk, míg nappal tele vagyunk energiával (vagy legalábbis annak kellene lennünk). Reggel a testhőmérsékletünk a legalacsonyabb, míg délután éri el a maximumot. A napszaktól függően azonban számos más folyamat is változik, például a hormonok kiválasztása vagy az emésztés hatékonysága.
A cirkadián ritmusok szabályozásában fontos szerepet játszanak az úgynevezett epigenetikus folyamatok. Ezek a testünkben zajló biokémiai reakciók, amelyeket különböző külső ingerek váltanak ki, és amelyek alapvetően befolyásolják a DNS-ünkben található egyes gének aktivitását. Az epigenetikus reakciók irányítják a testünkben zajló számos folyamatot, és a cirkadián ritmusok sem kivételek ez alól.
Összhangban lenni a természet ritmusaival
A cirkadián ritmusok, más néven belső óra, nemcsak az alvás és az ébrenlét váltakozását befolyásolják, hanem testünk számos más funkcióját is: a hormonok kiválasztását, az emésztést, a testhőmérséklet ingadozását. Ezeket a ritmusokat elsősorban a fény és a sötétség váltakozása szabályozza.
Ha minden rendben van, és a testünkben zajló folyamatok követik a 24 órás napi ritmust, az jó hír. Ha azonban a cirkadián ritmus zavarai jelentkeznek, az kiterjedt hatással lehet az egészségünkre. Ekkor ugyanis jelentősen megnő például az elhízás, a depresszió és más pszichés problémák, a szív- és érrendszeri betegségek, a rák, sőt az Alzheimer-kór kockázata. A cirkadián ritmusok emellett szorosan összefüggenek az öregedés sebességével is.
Genetikus óra az agyban
Belső óráinkat egy suprachiasmatic nucleus nevű struktúra irányítja, amely az agy hypothalamus nevű részében található. A suprachiasmatic nucleus fogadja a külső környezetből érkező jeleket (főként a környezetünkben lévő fény intenzitását), és ezek alapján irányítja az úgynevezett perifériás órákat, amelyek gyakorlatilag a testünk összes szövetében megtalálhatók. Így gyakorlatilag minden sejtünk reagál a nappal és az éjszaka váltakozására és a környezet egyéb hatására.
Az elmúlt évek kutatásai több olyan gént is felfedeztek, amelyek részt vesznek ezeknek a folyamatoknak a szabályozásában – a belső óra legfontosabb szabályozóinak közé tartoznak például a CLOCK és a BMAL gének. Különböző külső ingerek, különösen életmódunk és környezetünk, azonban epigenetikai reakciók sorozatát indítják el, amelyek befolyásolhatják ezeknek a géneknek az aktivitását – elsősorban a gének metilációját, a hisztonok acetilációját és a mikroRNS-ek általi szabályozást.
Ugyanakkor igaz, hogy sok, a belső óra szabályozásában részt vevő gén egyúttal befolyásolja az egyes betegségekhez és rendellenességekhez vezető folyamatokat is. Például a CLOCK gén aktivitása összefügg a memóriával és az anyagcserével, a BMAL gén pedig nemcsak az anyagcserét, hanem a daganatos megbetegedések kockázatát is befolyásolja. A rák kockázatával összefüggésbe hozhatók a Per1 és Per2 gének is, amelyek szintén részt vesznek a belső óra szabályozásában. Más gének pedig befolyásolják az NRF2 transzkripciós faktor képződését, amely ezután szabályozza az antioxidáns gének aktivitását.
Nagyon fontos szerepet játszanak itt a sirtuin nevű enzimek is, különösen az egyik közülük, a SIRT1. Ez az enzim aktiválja a hipotalamuszban a már említett belső óra szabályozóit, a CLOCK és BMAL géneket. A SIRT1 azonban további jelentős epigenetikai hatásokkal is rendelkezik, többek között alapvetően befolyásolja az öregedés sebességét, és elősegítheti a fogyást is, mivel csökkenti az úgynevezett leptinrezisztenciát (a leptin az étvágyat befolyásoló hormon).
Tisztelje a nappal és az éjszaka váltakozását
Eddig csak néhány kutatás foglalkozott a cirkadián ritmusok epigenetikai összefüggéseivel (ráadásul eddig főként csak állatokon), ezért még nem tudjuk pontosan, hogyan lehet ezeket a folyamatokat a javunkra befolyásolni.
Nagyon fontos tényező valószínűleg a táplálkozásunk. Amikor például terhes makákó nőstényeket magas zsírtartalmú étrenddel etettek, kölykeiknél zavar keletkezett a belső órával kapcsolatos gének aktivitásában. A jó hír azonban, hogy amikor később utódaik optimális étrendet kaptak, ezek a negatív epigenetikai jelek eltűntek, és a gének aktivitása ismét normalizálódott.
A cirkadián ritmusokra negatív hatással van a túlzott szénhidrátbevitel, míg pozitív hatással van a teljes kalóriabevitel korlátozása. Valószínűleg éppen a belső óra szinkronizálása az oka annak, hogy az energiabevitel korlátozása az élettartam meghosszabbodásához vezet.
Mindenképpen érdemes tiszteletben tartani a nappal és az éjszaka váltakozását mind az aktivitás szempontjából (azaz éjszaka aludni és nappal aktívnak lenni), mind a fénynek való kitettség szempontjából – azaz például kerülni az intenzív fényt éjszaka. Amikor ugyanis a vemhes nőstény egerek különböző hosszúságú fénynek voltak kitéve, utódjaiknál a suprachiasmaticus mag funkciójában változások és a Per1 gén aktivitásának zavara jelentkezett.
Hasznos tápanyagok étrend-kiegészítők
Nagyon érdekesek azok a kutatások is, amelyek bizonyos tápanyagokra és gyógynövényekre összpontosítanak, amelyek epigenetikus hatásokkal rendelkeznek
EGCG
Az epigallokatechin-gallát a fogyást támogató népszerű kiegészítők közé tartozik. Ennek egyik oka lehet, hogy epigenetikus úton segít szabályozni a máj és a zsírszövet belső óráját, ezáltal befolyásolhatja a cirkadián ritmus zavarai által okozott súlygyarapodást.
Rozmarín
Ez a gyógynövény több epigenetikus hatással rendelkező anyagot is tartalmaz (rozmarin- és karnosolsav, karnosol). Jelentős pozitív hatással van az alvás minőségére, az energiaszintre, a memóriára és a kognitív folyamatokra, ami valószínűleg összefüggésben áll azzal, hogy képes befolyásolni a belső órát.
Resveratrol
A főként a vörösborban található színezék széles körű epigenetikai hatásokkal rendelkezik, és többek között jelentősen befolyásolja a sirtuin1 termelését. Ennek köszönhetően hatékonyan részt vesz a cirkadián ritmusok szabályozásában is.
- Masri S, Sassone-Corsi P. (2013). The circadian clock: a framework linking metabolism,epigenetics and neuronal function. Nat Rev Neurosci. 2013 Jan;14(1):69-75.
- Chengwei Li, Changxia Gong, Shuang Yu, Jianguo Wu, and Xiaodong Li (2012), “Epigenetic Control of Circadian Clock Operation during Development,” Genetics Research International, 2012, Article ID 845429, 8 pages,
- https://www.nigms.nih.gov/Education/Pages/Factsheet_CircadianRhythms.aspx
- Bellet, Marina Maria and Paolo Sassone-Corsi. (2010) “Mammalian circadian clock and metabolism – the epigenetic link” Journal of cell science vol. 123,Pt 22 (2010): 3837-48.
- Jürgen A. Ripperger, Martha Merrow (2011) “Perfect timing: Epigenetic regulation of the circadian clock”, FEBS Letters, 585, 10, 2011, 1406-1411.
- Masri, S., Kinouchi, K., & Sassone-Corsi, P. (2015). Circadian clocks, epigenetics, and cancer. Current opinion in oncology, 27(1), 50-6.
- Orozco-Solis, R., & Sassone-Corsi, P. (2014). Circadian clock: linking epigenetics to aging. Current opinion in genetics & development, 26, 66-72.
- Froy O, Chapnik N, Miskin R. Relationship between calorie restriction and the biological clock: lessons from long-lived transgenic mice. ejuvenation Res. 2008 Apr;11(2):467-71.
- Scott H. Deibel, Erin L. Zelinski, Robin J. Keeley, Olga Kovalchuk, and Robert J. McDonald. Epigenetic alterations in the suprachiasmatic nucleus and hippocampus contribute to age-related cognitive decline. Oncotarget. 2015 Sep 15; 6(27): 23181–23203.
- Hung-Chun Chang1 and Leonard Guarente. SIRT1 mediates central circadian control in the SCN by a mechanism that decays with aging. Cell. 2013 Jun 20; 153(7): 1448–1460.
- Tsutomu Sasaki. Age-Associated Weight Gain, Leptin, and SIRT1: A Possible Role for Hypothalamic SIRT1 in the Prevention of Weight Gain and Aging through Modulation of Leptin Sensitivity. Front Endocrinol (Lausanne). 2015; 6: 109.
- Mi Y, Qi G, Fan R, Ji X, Liu Z, Liu X. EGCG ameliorates diet-induced metabolic syndrome associating with the circadian clock. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2017 Jun;1863(6):1575-1589.
- Richard J. Bloomer, John J. MacDonnchadh, Ryan G. Moran, Judi Quilici Timmcke, Bolin Qin. Impact of a Dietary Supplement Containing Rosemary and Daylily on Biochemical Markers of Cognitive Health, Sleep Quality and Related Variables in Men and Women. Health, 2016, 8, 1307-1322. https://pdfs.semanticscholar.org/01a2/2ea672e1bcc23b6e2e58c547ad63fe12795b.pdf
- Oike H, Kobori M. Resveratrol regulates circadian clock genes in Rat-1 fibroblast cells. Biosci Biotechnol Biochem. 2008 Nov;72(11):3038-40.
Newsletter
PŘIHLASTE SE K ODBĚRU NOVINEK A MĚJTE VŽDY ČERSTVÉ INFORMACE





