Porucha vnitřních hodin souvisí s rakovinou i obezitou

Porucha vnitřních hodin souvisí s rakovinou i obezitou

Náš život se odehrává ve 24hodinovém rytmu. V noci se nám chce spát, zatímco ve dne jsme (nebo bychom alespoň měli být) plní energie. Ráno je naše tělesná teplota nejnižší, zatímco odpoledne dosahuje maxima. V závislosti na denní době se ovšem mění i spousta dalších procesů, například vylučování hormonů nebo efektivita trávení.

Důležitou roli v řízení cirkadiánních rytmů přitom hrají procesy, které nazýváme jako epigenetické. Jde o biochemické reakce v našem těle, které jsou spouštěny na základě různých vnějších podnětů, a které zásadně ovlivňují aktivitu jednotlivých genů v naší DNA. Právě epigenetické reakce tak řídí celou řadu procesů v našem těle a výjimkou nejsou ani tzv. cirkadiánní rytmy.

 

Být v souladu s rytmy přírody

Cirkadiánní rytmy, někdy také nazývané jako vnitřní hodiny, ovlivňují nejen střídání spánku a bdění, ale i celou řadu dalších funkcí v našem těle: vylučování hormonů, trávení, kolísání tělesné teploty. Tyto rytmy jsou řízeny především střídáním světla a tmy.

Pokud vše běží, jak má, a procesy v našem těle následují 24hodinový denní rytmus, je to dobrá zpráva. Když se ale dostaví poruchy cirkadiánního rytmu, může to mít rozsáhlé dopady na naše zdraví. V tom okamžiku totiž významně stoupá riziko například obezity, depresí a dalších psychických potíží, nemocí srdce a cév, rakoviny, a dokonce i Alzheimerovy choroby. Cirkadiánní rytmy navíc úzce souvisejí s rychlostí stárnutí.

 

Genetické hodiny uvnitř mozku

Naše vnitřní hodiny jsou řízeny strukturou jménem suprachiasmatické jádro, která se nachází v části mozku jménem hypotalamu. Právě suprachiasmatické jádro přijímá signály z vnějšího prostředí (hlavně jde o intenzitu světla v našem okolí), a na jejich základě řídí tzv. periferní hodiny, které se nacházejí prakticky ve všech tkáních našeho těla. Na střídání dne a noci a další vlivy z prostředí tak reaguje prakticky každá naše buňka.

Výzkumy posledních let přitom odhalily hned několik genů, které se na řízení těchto procesů podílejí – mezi nejdůležitější regulátory vnitřních hodin patří například geny CLOCK a BMAL. Různé podněty zvenčí, zejména náš životní styl a prostředí, ovšem spouštějí kaskádu epigenetických reakcí, které mohou aktivitu těchto genů ovlivňovat – jde zejména o metylaci genů, acetylaci histonů a regulaci pomocí microRNA.

Platí ovšem, že mnohé z genů, které se podílejí na regulaci vnitřních hodin, zároveň ovlivňují i procesy vedoucí k některým onemocněním a poruchám. Například aktivita genu CLOCK souvisí s pamětí a metabolismem, gen BMAL ovlivňuje nejen metabolismus, ale i riziko nádorových onemocnění. S rizikem rakoviny jsou rovněž spojeny geny Per1 a Per2, které se rovněž na regulaci vnitřních hodin podílejí. Jiné geny zase ovlivňují tvorbu transkripčního faktoru NRF2, který následně reguluje aktivitu antioxidačních genů.

Velmi důležitou roli tu hrají i enzymy jménem sirtuiny, zvláště pak jeden z nich, SIRT1. Právě on totiž v hypotalamu aktivuje již zmiňované regulátory vnitřních hodin, geny CLOCK a BMAL. SIRT1 však má i další významné epigenetické účinky a mimo jiné například zásadně ovlivňuje rychlost stárnutí a může podpořit i hubnutí, protože pomáhá snížit tzv. leptinovou rezistenci (leptin je hormon ovlivňující chuť k jídlu).

 

Respektujte střídání dne a noci

Výzkumů, které zkoumaly epigenetické souvislosti cirkadiánních rytmů, byla zatím uskutečněna jen hrstka (a navíc zatím převážně jen na zvířatech), a proto také není důkladně zmapováno ani to, jak tyto procesy ovlivnit v náš prospěch.

Velmi důležitým faktorem je pravděpodobně naše výživa. Když byly například březí samičky makaků krmeny stravou s vysokým obsahem tuků, došlo u jejich mláďat k narušení aktivity genů souvisejících právě s vnitřními hodinami. Dobrou zprávou ale je, že když byla později jejich potomkům nasazena optimální dieta, tyto negativní epigenetické značky byly odstraněny, a aktivita genů se tak opět upravila.

Negativní vliv na cirkadiánní rytmy má také nadměrný příjem sacharidů, a pozitivní naopak omezení celkového příjmu kalorií. Právě synchronizace vnitřních hodin je zde pravděpodobně důvodem, proč omezení příjmu energie vede k prodloužení života.

Rozhodně se také vyplatí respektovat střídání dne a noci jako z pohledu aktivity (tj. v noci spát a ve dne být aktivní), ale i z hlediska expozici světla – tedy vyvarovat se například intenzivního světla v nočních hodinách. Když byly totiž myší samičky v době březosti vystaveny různě dlouhému osvětlení, došlo u jejich potomků ke změnám funkce suprachiasmatického jádra a narušení aktivity genu Per1.

 

Užitečné živiny doplňky stravy

Velice zajímavé jsou také výzkumy zaměřené na některé z živin a bylin, které mají epigenetické účinky

EGCG

Epigalokatechin galát patří mezi oblíbené doplňky na podporu hubnutí. Jedním z důvodů přitom může být fakt, že pomáhá epigenetickou cestou regulovat vnitřní hodiny v játrech a tukové tkáni, čímž může ovlivnit přibývání na váze způsobené poruchami cirkadiánního rytmu.

Rozmarýn

Tato bylina obsahuje hned několik látek s epigenetickými účinky (kyselina rozmarýnová a karnosolová, karnosol). Má výrazné pozitivní účinky na kvalitu spánku, úroveň energie, paměť a kognitivní procesy, což pravděpodobně souvisí právě s její schopností ovlivňovat vnitřní hodiny.

Resveratrol

Barvivo obsažené zejména v červeném víně má rozsáhlé epigenetické účinky a mj. dokáže výrazně ovlivňovat produkci sirtuinu1. Díky tomu se efektivně podílí i na regulaci cirkadiánních rytmů.

 

Zdroje informací
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.

Zanechat odpověď
Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..