جت لگ سلولی به نفع توسعه‌ی دیابت
تقریباً همه‌ی موجودات زنده به نور حساس هستند و انسان نیز ریتم بیولوژیکی خود را که برمبنای یک دوره‌ی حدوداً 24 ساعته عمل می‌کند، دنبال می‌نماید، بنابراین ساعت شبانه روزی یا (circadian clock)، سیستم داخلی بدن ما را تنظیم می‌کند و به بدن ما اجازه می‌دهد تا تغییرات روز و شب را با تنظیم تقریباً تمام جنبه‌های فیزیولوژیکی و رفتاری پیش بینی کند. در دنیای امروز که ریتم بیولوژیک ما به طور فزاینده‌ای بهم می خورد- به دلیل شیفت کار شب یا جت لگ و یا رفتارها و عادات اجتماعی مدرن- دانشمندان به بررسی تأثیر این عوامل برهم زننده‌ی ریتم شبانه روزی بر انفجار بیماریهای متابولیک پرداخته‌اند.
متخصصان دانشگاه و بیمارستان ژنو به مطالعه‌ی سلولهای آلفا و بتای پانکراس که مسئول تولید هورمونهای گلوکاگون و انسولین برای تنظیم گلوکز خون هستند، پرداختند. آنها کشف کردند که ساعات درونی موجود در هر یک از این سلولها، هماهنگ کننده‌ی زمان مناسب ترشح هر یک از این دو هورمون می باشند، درنتیجه سوخت و ساز بدن با پیش بینی چرخه‌ی استراحت و فعالیت و چرخه‌ی تغذیه و عدم تغذیه (ناشتا) تنظیم و بهینه سازی می‌شود.
در نتیجه بهم ریختن این چرخه‌ها می‌تواند به نفع ایجاد بیماریهای متابولیک باشد. نتایج این تحقیق در مجله‌ی Genes and Development منتشر گردید. این نتایج نقش یک عامل اساسی که هنوز اطلاعات زیادی در مورد آن در دست نیست را پر رنگ‌تر نموده است و توضیح می‌دهد که ابتلا به دیابت نتیجه‌ی اختلال در ریتم شبانه‌روزی این ساعات بیولوژیک در این سلولها است. با ابتلا افراد جوانتر به بیماری دیابت نوع 2 در جهان غرب، محققان به بررسی تأثیر تغییرات شیوه‌ی زندگی در دهه‌های اخیر بر همه‌گیر شدن این بیماری پرداخته‌اند تا در پرتو یافته‌های جدید بتوانند استراتژیهایی برای جلوگیری از آن بیابند. در واقع برخلاف زندگی اجداد ما که بر اساس نور خورشید تعیین می‌شد، امروزه، تعداد کمی از افراد بر اساس ریتم شبانه روزی زندگی می‌کنند و مطالعات اخیر نشان داده است که بین بیماریهای متابولیکی و عدم هماهنگی ساعات درونی با دنیای خارجی که برای آن اصطلاح "circadian misalignments"(ناهمترازی یا کژ میزانی سیرکادین) خلق شده است، ارتباطی وجود دارد.
هر سلول دارای یک ساعت داخلی است
ما تنها یک ساعت داخلی در بدن نداریم، تقریباً به تعداد تمام سلولهای بدن، دارای ساعت داخلی هستیم. این تعداد ساعت درونی به بدن ما اجازه می‌دهد که فرایندهای متابولیکی که نباید در یک زمان با هم اتفاق افتند مانند خوابیدن و بیداری را با هم هماهنگ کند، بنابراین انرژی بین فازهای خوردن و نخوردن غذا با یکدیگر به طور مطلوبی متعادل می گردد.
آیا ساعتهای درون سلولهای مختلف با هم همزمان هستند؟
به تازگی نقش چرخه‌های شبانه روزی در تنظیم ترشح انسولین توسط جزایر پانکراس مشخص شده است با این حال محققان در تحقیق اخیر می‌خواستند که با پالایش یافته‌ها یک قدم جلوتر روند. زیرا جزایر پانکراس شامل انواع مختلفی از سلولها می باشد، محققان به طور جداگانه این سلولها را در محیط آزمایشگاه و در بدن موجود زنده بررسی کردند و ریتم سلولهای آلفا و بتا که برعکس هم عمل می‌کنند(افزایش قندخون وکاهش قند خون) و ارتباط آنها با یکدیگر را بررسی کردند.
دکتر Dibner از دپارتمان غدد درون ریز و دیابت HUG و عضو هئیت علمی دانشکده‌ی پزشکی ژنو می‌گوید: این کار تاکنون انجام نشده بود، برخلاف آنچه ما تصور می‌کنیم، به نظر می‌رسد این ساعتهای معمولی سلولی اندکی از یکدیگر متمایز هستند، این موضوع به تنظیم دقیق ترشح انسولین و گلوکاگون کمک می‌کند و موجب حفظ هموستازی گلوکز می‌شود. هماهنگی دقیق بین ساعات سلولی آلفا و بتا در واقع با حالت خوردن غذا و ناشتا بهینه سازی شده است. در نتیجه بهم خوردن هماهنگی یا تعادل بین این ساعات درونی سلولی منجر به اختلال در ترشح هورمونها و اختلال در هموستازی گلوکز می‌شود که منجر به ابتلا به بیماریهای متابولیک نظیر چاقی و دیابت می‌شود.
بدون یک ساعت درونی، دیابت سریع‌تر رخ می‌دهد
محققان دانشگاه ژنو از روش توالی RNA، برای بررسی پروفایل بیان ژنهای سلولهای آلفا و بتا در طول یک دوره‌ی 24 ساعته استفاده کردند. دکتر Petrenko نویسنده‌ی اول این مطالعه روش کار را توضیح داد: ما بیان بیش از 19 هزار رونویسی از ژن را برای تعیین دقیق نقش تنظیم زمانی ژنهای عملکردی کلیدی در ترشح درون ریز پانکراس بررسی نمودیم، بدین ترتیب یک پایگاه از داده‌های جدید و مهم را برای جامعه علمی تدوین نمودیم.
این اطلاعات کمک بسیار بزرگی به محققان برای درک تأثیر زمان روز بر بیان ژنها در سلولهای آلفا و بتا است، این عامل تاکنون در تحقیقات در نظر گرفته نشده و خود موجب تحریف نتایج شده است.
در نهایت محققان ریتم این سلولها را با سلولهایی که فاقد ساعت درونی در موش بودند، مقایسه نمودند.
دکتر Dibner گفت: در سلولهای موش فاقد ساعت درونی، اختلال در نوسانات سلولی مستقیماً منجر به تغییرات در پروفایل‌های زمانی ترشح گلوکاگون و انسولین می‌شود، این موشها که فاقد ساعتهای سلولی در سلولهای جزایر پانکراس خود هستند به دیابت نوع 2 مبتلا می‌شوند، این نتیجه نشان می‌دهد که اختلال در ریتم سلولی برای آشفته شدن ترشح طبیعی هورمونها و اختلال در هموستازی گلوکز کافی است.
او افزود: بنابراین ناهمترازی در ریتم شبانه‌روزی بین ساعات داخلی و تغییرات خارجی روز و شب منجر به یک عدم تعادل متابولیکی عمومی شده و توضیح می‌دهد که چرا افرادیکه در شیفت شب کار می‌کنند، بیشتر از اختلالات متابولیکی رنج می برند، حتی اگر آنها به اندازه‌ی سایرین در طول روز بخوابند، باز هم در ریتم‌های بیولوژیکی آنها اختلال ایجاد می شود زیرا خوابیدن در طول روز موجب اختلال و ناهماهنگی ساعات درونی با تغییرات نور در طی شبانه روز می شود .
برای تایید این یافته‌ها و کاربرد بالینی آن، دانشمندان در حال ترکیب مطالعات جوندگان با مطالعات انجام شده در جزایر پانکراس انسان هستند. دکتر Petrenko نتیجه‌گیری کرد که اگر ما بتوانیم ثابت کنیم که در بیماریهای متابولیک در انسان، ریتم ساعت شبانه روزی دچار اختلال شده است مانند آنچه در جوندگان مشاهده می شود، ما می‌توانیم از دیدگاه درمانهای نوآورانه، رویکرد‌هایی برای هماهنگ سازی مجدد ساعات بیولوژیک مختل شده، بیابیم.
منبع و سایت خبر:
Genes & Development, 2017; 31 (4): 383 DOI: 10.1101/gad.290379.116
www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170320090436.htm