Ученые: нарушение сна — это фактор риска ожирения

В новом исследовании ученые из Университета Уппсалы (Uppsala University) показали, что одна ночь без сна влияет на регуляцию экспрессии генов и метаболизма у людей. Этим можно объяснить, как хроническое нарушение сна ухудшает наш метаболизм и отрицательно влияет на состояние организма. Исследование опубликовано в научном журнале Science Advances.

Недостаток сна приводит к ожирению

Эпидемиологические исследования показали, что риск ожирения и диабета типа 2 повышается у тех, кто страдает хронической потерей сна или выполняет посменную работу. Другие исследования показали связь между нарушенным сном и неблагоприятным увеличением веса, при котором накопление жира увеличивается одновременно с уменьшением мышечной массы — комбинацией, которая сама по себе была связана с многочисленными неблагоприятными последствиями для здоровья. Ученые в более ранних исследованиях показали, что нарушение сна и смена суточных ритмов оказывают негативное воздействие на метаболические функции, которые регулируют, например, скелетные мышцы и жировую ткань. Однако до сих пор остается неизвестным, может ли потеря сна сама по себе вызывать молекулярные изменения на уровне ткани, что может привести к увеличению веса.

Материалы и методы обследования

В новом исследовании ученые изучили 15 здоровых людей с нормальным весом, которые участвовали в двух научных работах, в которых активность и схемы питания были высоко стандартизированы. В рандомизированном порядке в течение одной сессии участники спали всю ночь здоровым сном (более восьми часов) и во время другой сессии не спали всю ночь. Утром после каждой ночи собирались маленькие образцы тканей (биопсии), которые были взяты из подкожного жира и скелетных мышц участников. Эти два типа ткани часто демонстрируют нарушенный обмен веществ при таких состояниях, как ожирение и диабет. В то же время утром были взяты образцы крови для сравнения между тканевыми метаболитами. Эти метаболиты содержат молекулы сахара, а также различные жирные кислоты и аминокислоты.

Результаты научной работы

Образцы тканей использовались для множественных молекулярных анализов, что в первую очередь показало, что потеря сна привела к специфическому изменению метилирования ДНК в ткани, одной из форм механизма, который регулирует экспрессию генов. Метилирование ДНК представляет собой так называемую эпигенетическую модификацию, которая участвует в регулировании включения или выключения генов каждой клетки в организме и влияет как на наследственные, так и экологические факторы, такие как физические упражнения.

«Наша исследовательская группа первой продемонстрировала, что острая потеря сна сама по себе приводит к эпигенетическим изменениям в так называемых тактовых генах, которые в каждой ткани регулирует ее циркадный ритм. Наши новые данные показывают, что потеря сна приводит к изменениям в тканях, что влияет на степень метилирования ДНК в генах, распространяющихся по всему геному человека. Наш параллельный анализ ткани мышц и жировой ткани также позволил нам выявить, что метилирование ДНК не регулируется аналогично в этих тканях в ответ на острую потерю сна», — говорит автор исследования Джонатан Седернас (Jonathan Cedernaes).

«Интересно, что мы видели изменения в метилировании ДНК только в жировой ткани и, в частности, в генах, которые так же, как было показано, изменяли уровень метилирования ДНК при состояниях, таких как ожирение и диабет типа 2. Считается, что эпигенетические модификации способны придать своего рода метаболическую «память», которая может регулировать метаболические программы, которые работают в течение более длительного периода времени. Изменения, которые мы наблюдали в нашем новом исследовании, могут стать еще одной частью загадки того, как хронические нарушения сна и изменение суточных ритмов могут повлиять на риск развития, например, ожирения», — отмечает Джонатан Седернас.

Дальнейшие анализы, например, экспрессии генов и белков, показали, что реакция в результате бодрствования различалась между скелетной мышцей и жировой тканью. Исследователи говорят, что период дневного бодрствования имитирует период ночного бодрствования многих работающих в ночную смену. Возможное объяснение того, почему две ткани реагируют таким образом, может заключаться в том, что периоды ночного бодрствования оказывают тканеспецифическое влияние на циркадный ритм тканей, что приводит к рассогласованию между этими ритмами.

«В настоящем исследовании мы наблюдали молекулярные сигнатуры повышенного воспаления в тканях в ответ на потерю сна. Однако мы также видели специфические молекулярные сигнатуры, которые указывают на то, что жировая ткань пытается увеличить свою способность накапливать жир при нарушении режима сна, в то же время мы наблюдали нарушение метаболизма белков в скелетных мышцах, известное как катаболизм. Мы также отметили изменения в уровне белков скелетных мышц, связанных с использованием глюкозы в крови, и это может помочь объяснить, почему толерантность к глюкозе у участников была нарушена после потеря сна. Эти наблюдения могут обеспечить, по крайней мере, частичное понимание того, почему хроническая потеря сна и смена режима работы могут увеличить риск неблагоприятного увеличения веса, а также риск диабета типа 2», — говорит Джонатан Седернас.

Выводы

Исследователи изучали эффект только от одной ночи потери сна и поэтому не знают, как другие формы сна или нарушения циркадных ритмов повлияют на тканевой метаболизм участников.

«Будет интересно исследовать, насколько одна или несколько ночей восстановительного сна могут нормализовать метаболические изменения, которые мы наблюдаем на уровне ткани в результате потери сна. Диета и физические упражнения являются факторами, которые также могут изменить метилирование ДНК, и эти факторы могут быть использованы для противодействия неблагоприятным метаболическим эффектам потери сна», — говорит Джонатан Седернас.

Авторы другого исследования утверждают, что продолжительный или недостаточный сон может привести к метаболическому синдрому.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Руслан Хусаинов/ автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий