Wie unsere Körperuhren unsere Gesundheit beeinflussen oder beeinträchtigen können
Da unser Lebensstil immer anspruchsvoller wird, bauen wir unser Leben auf künstlich getrennten Tagen und Nächten auf, die die Notwendigkeit berücksichtigen, Nachtschichten zu arbeiten, die ganze Nacht wach zu bleiben oder zwischen Kontinenten zu reisen. Dies wirkt sich jedoch auf unsere natürlichen Körperuhren aus, mit unerwünschten Folgen.
Wenn wir unseren Tagesrhythmus manipulieren - eingestellt durch die Körperuhren, die alle automatisierten Prozesse im Körper regulieren - manipulieren wir unsere Gesundheit.
Unsere Körperuhren steuern den Stoffwechsel und tragen zur ordnungsgemäßen Funktion jedes Organs in unserem Körper bei.
Wenn wir jedoch regelmäßig unsere natürlichen Tag-Nacht-Zyklen umgehen - indem wir durch die Nacht arbeiten, lange Strecken zurücklegen oder zu viel Zeit damit verbringen, helle Bildschirme im Dunkeln zu betrachten -, werden unsere Körperuhren desorientiert und funktionieren nicht mehr richtig.
Neue Forschungsergebnisse der University of Southern California in Los Angeles, des Scripps Research Institute in La Jolla, Kalifornien, und der Nagoya University in Japan identifizieren einen Schlüsselmechanismus, der die Dysregulation zirkadianer Rhythmen mit einer höheren Exposition gegenüber chronischen Krankheiten verbindet.
"Epidemiologische Studien zeigen immer mehr Zusammenhänge zwischen modernen Lebensstilen und unserer inneren biologischen Uhr. Wenn diese beiden aufeinander treffen, kann dies zur Entwicklung von Krankheiten wie Fettleibigkeit und Brustkrebs führen", bemerkt der Studienautor Steve Kay, Provost-Professor für Neurologie , Biomedizintechnik und Biowissenschaften an der University of Southern California.
Er fügt jedoch hinzu: "Diese Studie geht über die Epidemiologie hinaus und untersucht die Mechanismen der zirkadianen Störung als Risikofaktor für bestimmte Krankheiten."
Die neue Studie, die in erscheint PNAShat ein Protein identifiziert, das im Kontext des circadianen Rhythmus eine doppelte Rolle spielt und das erklärt, wie gestörte Körperuhren zu Krankheiten führen können.
Ein empfindliches Gleichgewicht stören
Kay und Kollegen konzentrierten sich auf HNF4A, ein Protein, das in Zellkernen gefunden wurde und laut früheren Untersuchungen an der frühen Entwicklung von Leber, Niere und Dickdarm beteiligt ist.
Bei der Analyse von Leber- und Dickdarmzellen aus Maus- und menschlichem Gewebe stellten die Forscher fest, dass HNF4A auf komplexe Weise mit den zirkadianen Uhren dieser Zellen interagiert. Insbesondere kann HNF4A zwei andere Proteine blockieren - CLOCK und BMAL1 -, die bei der Regulierung des zirkadianen Rhythmus bei Säugetieren helfen.
„In der Zelle sind die Zahnräder der Uhr universell, aber die Zeiger der Uhr sind für jedes Organ spezifisch. Daher ist die Funktionsweise der Uhr in jeder Zelle unterschiedlich“, erklärt Kay.
Es stellt sich heraus, dass HNF4A auf chemische Signale in der Zelle reagiert und entsprechend auf andere Proteine einwirkt. Dies bedeutet, dass, wenn die Aktivität dieses Proteins durcheinander gerät, auch normale Stoffwechselprozesse gestört werden und die Organe stärker Krankheiten ausgesetzt sind.
„In der Leber haben wir uns gewebespezifische Proteine angesehen und festgestellt, dass HNF4A an die zirkadiane Uhr gebunden ist, von der Uhr reguliert wird und mit der Uhr zyklisch arbeitet und wiederum die Uhr reguliert. Das ist die neue Erkenntnis hier und ein großer Sprung nach vorne. "
Steve Kay
Als Erstautor der Studie erklärt Meng Qu auch: „Mutationen in [the] HNF4A Es ist bekannt, dass Gene zu einer seltenen erblichen Form von Diabetes namens MODY1 beitragen, und ihre Expressionsdysregulation ist eng mit Leberkrebs verbunden, beides mit Mechanismen, die wir nicht vollständig verstehen. "
"Unsere Entdeckung legt nahe, dass die Unterbrechung der Uhr ein potenzieller Mechanismus sein könnte und eine Brücke zwischen der zirkadianen Regulation und der Entwicklung von Krankheiten schlägt", fügt sie hinzu.
Moderne Lebensstile verlangen oft, dass wir nach unregelmäßigen Rhythmen leben, und die Forscher warnen, dass dies zur Störung empfindlicher Mechanismen beitragen kann, einschließlich derer, an denen Proteine wie HNF4A beteiligt sind.
„Menschen sind nicht für Nachtschichten, Nachtlichter und interkontinentale Reisen entwickelt. Die Herausforderungen des modernen Lebens für unser circadianes System stellen eine langfristige Bedrohung für unsere Gesundheit dar “, sagt Kay.
Entdeckungen wie die in der aktuellen Studie hervorgehobene können uns ein detaillierteres Bild davon bieten, wie sich gestörte Körperuhren auf die Gesundheitsergebnisse auswirken können.
"Jetzt können wir sehen, wie HNF4A ein neues Kapitel in einem Buch ist, das größtenteils aus leeren Seiten bestand. Dort beginnt also eine Geschichte, wenn wir eine große leere Stelle ausfüllen", ermutigt Kay.
