چگونه عضلات زمان را تشخیص می دهند و تاثیر آن بر سلامت متابولیک چیست؟

چگونه عضلات زمان را تشخیص می دهند و تاثیر آن بر سلامت متابولیک چیست؟

21اوت 2018- چگونه سلول های عضلانی برای چالش های متابولیک خاص در طی روز آماده می شوند؟ دانشمندان آلمانی این سوال را بررسی کرده و یک شبکه متابولیک را کشف کرده اند که بر خلاف انتظار، توسط مغز کنترل نمی شود بلکه به واسطه ی ساعت «شبانه روزی» درون سلول های عضلانی کنترل می شود.
ساعت سیرکادین یا "شبانه روزی" در سلول های عضلانی (در اینجا در یک برش عرضی از یک فیبر عضلانی نشان داده شده است)، کل شبکه ی متابولیکی را در این سلول ها کنترل می کند.

نتایج این تحقیق در 'PLOS Biology' منتشر گردید. ساعتهایCircadian در تمام سلولهای بدن حضور دارند و تأثیر فراوانی بر تمام جنبه های فیزیولوژی انسان دارند، زیرا آنها با پیش بینی تغییرات ریتمیک در وضعیت رفتاری و تغذیه ای و با تقسیم نمودن مسیرهای متابولیکی ناسازگار به بخشهای کوچکتر در پنجره های دقیق زمانی، هموستازی را تنظیم می کنند.

پروفسورHenriette Uhlenhaut از موسسه ی دیابت و چاقی هلمهولتز(IDO) و مرکز ژن LMU توضیح می دهد: این امر به عنوان مثال، برای استفاده از مواد مغذی مانند چربی ها و کربوهیدرات ها کاربرد دارد.با این حال، اگر ساعت داخلی بدن ازهماهنگیخارج شود، می تواند عواقب جدی برای متابولیسم بدن بهمراه داشته باشد. به عنوان مثال، تحقیقات نشان داده است که کارکنان شیفتی که این ریتم زیستی در بدنشان تضعیف می شود، خصوصا در معرض بیماری های متابولیکی مانند دیابت قرار می گیرند.
این تیم به رهبریUhlenhaut در مطالعه ی اخیر، توجه خود را به ریتم متابولیک 24 ساعته عضلات متمرکز کرد. Kenneth Dyar، دانشمند IDO و نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: ما به طور خاص بر دو پروتئین که به عنوان رگولاتورهای اصلی عمل می کنند، متمرکز شدیم، این دو تنظیم کننده درست مانند علامتهای مثبت و منفی در ساعت دیجیتال عمل می کنند. این دو مولکول مخالف بهDNA متصل شده و موجب بیان پروتئین های دیگری می شوند که در تنظیم متابولیسم لیپیدها و پروتئینها نقش دارند. دانشمندان با استفاده از سلول های عضلانی موش ها، فعالیت این دو پروتئین را در طول روز و شب تعیین کردند. Dyarتوضیح داد: ما همه چیز را از اتصال این پروتئینها به DNA تا بیان ژن و متابولیت ها اندازه گیری کردیم. بر اساس مطالعات قبلی، دانشمندان سنتز و تجزیه ی چربی ها و پروتئین ها را در طی 24 ساعت مطالعه کردند- رویکردی که ممکن است برای ورزشکاران جالب باشد.

کشف یک شبکه متابولیکی

Henriette Uhlenhaut توضیح داد ما با همکاری محققان ایتالیایی و اتریشی (از مؤسسه پزشکی مولکولی ونیز و دانشگاه های Padua، Grazو Trieste)، فرآیندهای مشخصی که در شب توسط تنظیم کننده های ساعت داخلی فعال می شدند، را شناسایی کردیم: مانند ذخیره سازی چربی، متابولیسم گلوکز و حساسیت به انسولین.به گفته ی نویسندگان، در همان زمان، فرآیندهای متضاد مانند اکسیداسیون اسید چرب و تجزیه پروتئین ها کاهش می یابد. این الگوها به ویژه در ساعتهای قبل از بیدار شدن تقویت می شوند و بنظر می رسد برای آمادگی ماهیچه ها برای روز در پیش رو انجام می گردند.
در مرحله ی نهایی، دانشمندان روش های ممکن برای مداخله در این فرآیندها را مورد بررسی قرار دادند.برای این منظور، آنها موش هایی را که فاقد این تنظیم کننده های اصلی بودند، بررسی کردند. پرفسور Uhlenhaut توضیح داد: بدون یک ساعت شبانه روزی، حیوانات لاغرتر و دارای چربی کم تر و توده ی عضلانی بیشتری بودند. در کل، تحقیقات ما یک شبکه ی متابولیک کامل را در سطوح مختلف نشان می دهد.یکی دیگر از یافته های بیولوژیکی هیجان انگیز این بود که بر خلاف انتظار، تنظیم کننده اصلی این فرآیندها در مغز قرار نگرفته است، اما در واقع ساعتهای داخلی سلولهای عضلانی، این فرآیندها را تنظیم می کنند.در دراز مدت، نویسندگان قصد دارند مکانیسم های موجود در انسان را نیز بررسی کرده و راهی برای مداخلات درمانی با تنظیم و دستکاری این ساعت ها بیابند. آنها امیدوارند که با کمک این مداخلات بتوانند با مقاومت به انسولین در دیابت نوع 2 مقابله کنند یا بتوانند میزان مصرف انرژی را برای مبارزه با چاقی افزایش دهند.

منبع و سایت خبر:

PLOS Biology, 2018; 16 (8): e2005886 DOI: 10.1371/journal.pbio.2005886

دسترسی سریع ...

چگونه عضلات زمان را تشخیص می دهند و تاثیر آن بر سلامت متابولیک چیست؟