Guinguette Marais Poitevin

Bycie przebudzonym w nocy i śpiącym w ciągu dnia może zakłócić rytmy niektórych szlaków metabolicznych. Pranodhm/iStock/Thinkstock

Budzisz się, czujesz głód i zasypiasz każdego dnia wokół powtarzających się 24-godzinnych cykli „okołodobowych” kontrolowanych przez wewnętrzne zegary Twojego ciała. Zegary te są synchronizowane przez centralny rozrusznik serca w mózgu. Cykle światła i ciemności są ważne dla funkcjonowania głównego zegara mózgu. Inne cykle, takie jak czynności behawioralne związane z jedzeniem i poszczeniem lub spaniem i budzeniem się, są ważne dla zegarów obwodowych w wątrobie, jelitach i innych tkankach.

Gdy nie śpisz przez całą noc lub w inny sposób naruszasz naturalne cykle świetlne, może ucierpieć twoje zdrowie. Długotrwałe zaburzenie rytmów okołodobowych ma związek z otyłością, cukrzycą i innymi problemami zdrowotnymi związanymi z metabolizmem organizmu.

Wcześniejsze badania wykazały, że niektóre metabolity – produkty przemiany materii we krwi – mogą mieć rytmy dobowe. Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez dr Hansa P. A. Van Dongena i Shobhana Gaddameedhi z Washington State University badał, czy na zakłócenia tych rytmów ma wpływ centralny rozrusznik serca w mózgu, czy też odzwierciedlają one czynności behawioralne, takie jak praca na nocną zmianę. Badanie zostało sfinansowane częściowo przez Narodowy Instytut Nauk o Zdrowiu Środowiskowym NIH (NIEHS). Wyniki zostały opublikowane online w Proceedings of the National Academy of Sciences w dniu 10 lipca 2018 r.

Ten mężczyzna i cztery kobiety, w wieku od 22 do 34 lat, przebywali w laboratorium badawczym przez tydzień. Połowa miała wzorzec snu na nocną zmianę przez trzy dni, a połowa miała wzorzec na dzienną zmianę. Wzór nocnej zmiany powoduje centralny rozrusznik serca i rytmy behawioralne, aby być w sprzeczności. Po trzech dniach, wolontariusze byli utrzymywane w stanie czuwania przez jeden dzień w stałej rutyny ze stałym poziomie temperatury i światła. Otrzymywali identyczne przekąski co godzinę i dostarczali próbki krwi co trzy godziny.

Zespół badawczy znalazł tylko niewielkie różnice w dziennych i nocnych wzorcach zmian dla melatoniny i kortyzolu, które oznaczają aktywność głównego zegara mózgu. To odkrycie sugeruje, że zegar główny jest odporny na wpływy z nocnego wzorca Shift.

Zespół przeanalizował poziomy 132 metabolitów podczas 24-godzinnej stałej rutyny. Około połowa (65) metabolitów miała znaczący rytm dobowy. Spośród nich, 27 miało znaczący 24-godzinny rytm dla obu wzorców snu. Tylko trzy z tych metabolitów (tauryna, serotonina i sarkozyna) utrzymywały ten sam czas szczytu, podobnie jak markery zegara głównego – melatonina i kortyzol. Pozostałe 24 wykazały 12-godzinne przesunięcie rytmu dla wzoru nocnej zmiany.

Badacze zauważyli, że poszczególne metabolity i szlaki dotknięte przez wzór snu nocnej zmiany odnoszą się do wątroby, trzustki i przewodu pokarmowego. Ustalenia te sugerują, że nocne wzorce snu mogą zakłócać pewne rytmy metabolitów i peryferyjne zegary układu pokarmowego bez wpływu na zegar główny mózgu.

„Nikt nie wiedział, że zegary biologiczne w narządach trawiennych ludzi są tak głęboko i szybko zmienione przez harmonogramy pracy zmianowej, nawet jeśli zegar główny mózgu ledwo dostosowuje się do takich harmonogramów”, Van Dongen mówi. „W rezultacie, niektóre sygnały biologiczne w organizmach pracowników zmianowych mówią, że jest dzień, podczas gdy inne sygnały mówią, że jest noc, co powoduje zakłócenia metabolizmu.”

Potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć rolę tych szlaków metabolicznych w otyłości, cukrzycy i innych schorzeniach, dla których pracownicy zmianowi są narażeni na zwiększone ryzyko.

Przez Geri Piazza