Cómo este gen del hígado del ritmo circadiano ayuda al cuerpo a seguir funcionando sin problemas después de la noche y los refrigerios de medianoche

Cómo este gen del hígado del ritmo circadiano ayuda al cuerpo a seguir funcionando sin problemas después de la noche y los refrigerios de medianoche
Nuestro ritmo circadiano es un aspecto importante de nuestra salud.
kanyanat wongsa / Shutterstock

Cada ser humano vivo está controlado por un "reloj" interno que impulsa nuestro ritmo circadiano, el proceso interno natural que regula nuestro ciclo de sueño-vigilia durante un período de 24 horas. Este reloj interno controla la mayoría de los procesos de nuestro cuerpo durante este período, incluido nuestro ciclo de sueño, digestión, metabolismo, apetito e inmunidad.

Los niveles de luz externa, los tiempos de alimentación y la actividad física actúan para mantener el reloj biológico sincronizado con el entorno externo. Cada célula de nuestro cuerpo también tiene su propio reloj, lo que ayuda a que estos procesos funcionen sin problemas. Por ejemplo, los relojes en tejidos individuales, como el hígado, funcionan para asegurar el suministro oportuno de energía al resto del cuerpo.

Pero nuestro ritmo circadiano puede verse alterado por diversos factores, como irse a la cama más tarde de lo habitual o comer tarde por la noche. Si bien las interrupciones ocasionales no son motivo de alarma, las investigaciones muestran que la interrupción del ritmo circadiano a largo plazo puede causar problemas de salud. Por ejemplo, muchos estudios han encontrado que el trabajo por turnos regular aumenta la riesgo de obesidad y la la diabetes tipo 2. Y desafortunadamente, alteración del ritmo circadiano se está volviendo más común en nuestra sociedad, gracias en parte a la contaminación lumínica, el ruido y los dispositivos electrónicos, todo lo cual podría aumentar los casos de estas afecciones crónicas de salud.

Pero, ¿por qué el cuerpo es capaz de manejar instancias puntuales de alteración del ritmo circadiano, como quedarse despierto hasta tarde el fin de semana o comer una comida nocturna, sin consecuencias para la salud? Nuestro trabajo reciente observar cómo el ritmo circadiano controla los procesos metabólicos para que coincidan con nuestros patrones diarios de ingesta de alimentos tiene la respuesta.

'Reloj' del gen del hígado

Un componente importante de nuestro reloj biológico es una proteína llamada REVERBα. Es una de las redes de proteínas que mantiene el reloj de nuestro cuerpo "en marcha" en cada órgano del cuerpo. Sin embargo, la variación genética natural del gen REVERBα es vinculado a la obesidad Inhumanos. La investigación también ha encontrado que los ratones careciendo del gen acumulan grasa en todos los tejidos y alrededor de sus órganos - y pueden volverse muy obesos cuando se les da una dieta rica en grasas.

Queríamos estudiar más de cerca la acción de REVERBα en el hígado, ya que el hígado es fundamental para mantener el equilibrio energético y su función es altamente circadiana para hacer frente al ayuno durante el sueño. Para hacer esto, usamos un nuevo tipo de ratón modificado genéticamente con el Gen REVERBα eliminado sólo en el hígado.

Para nuestra sorpresa, descubrimos que eliminar REVERBα tiene un impacto relativamente pequeño. En particular, no vimos la acumulación de grasa en el hígado que esperábamos, y que se observa en animales que carecen de REVERBα en todos los tejidos. Sin embargo, cuando mapeamos los genes del hígado que probablemente estuvieran bajo el control de REVERBα, encontramos miles, incluidos genes que son los principales reguladores del metabolismo de la energía y las grasas.


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Así que teníamos una paradoja: un regulador del reloj circadiano con una amplia gama de objetivos en el hígado, pero no era esencial para la función hepática normal. Esto planteó dos cuestiones importantes. Primero, que en condiciones normales REVERBα está listo, pero no es necesario para regular el metabolismo de las grasas. Y segundo, que los hallazgos anteriores que relacionan REVERBα con la obesidad (y con la acumulación de grasa en múltiples órganos) en realidad podrían surgir de señales de todo el cuerpo.

Específicamente, pensamos que comer en momentos inesperados puede ser la causa de la obesidad. Esto se debe a que los ratones que carecen de REVERBα en todo su cuerpo tenían un patrón de alimentación irregular, especialmente durante el descanso o el período de sueño.

Para probar esta idea, analizamos lo que sucedió cuando los ratones con REVERBα eliminado en el hígado fueron sometidos a horarios de alimentación interrumpidos, más bien como el trabajo por turnos altera los horarios de alimentación. Aquí, descubrimos que la alimentación desordenada causó un cambio importante en la expresión de genes que controlan el metabolismo de las grasas, pero solo cuando REVERBα se eliminó del hígado. Esto sugiere que REVERBα actúa para suavizar los efectos de los trastornos alimentarios, como se muestra en nuestro diagrama a continuación.

Cómo REVERBα detiene las 'interrupciones' del ritmo circadiano

Cómo REVERBα detiene las 'interrupciones' del ritmo circadiano
Danielle Kay
, autor proporcionado

De esta forma, todos los relojes internos incrustados en los tejidos de nuestro cuerpo sirven para protegernos contra cambios ocasionales de comportamiento (como alguna que otra comida nocturna). Sin embargo, cuando constantemente hacemos cosas que van en contra de nuestro ritmo circadiano natural, como comer siempre tarde o trabajar en turnos de noche, este sistema protector se ve abrumado, lo que conduce a la obesidad y la diabetes.

Por lo tanto, nuestro estudio destaca la importancia de comer en sincronía con el reloj biológico durante el día. Para que el reloj de nuestro hígado siga funcionando, y para que todo nuestro ritmo circadiano funcione correctamente, es importante desarrollar un horario de alimentación que tenga una clara separación entre el período de alimentación (generalmente durante el día) y el período de ayuno (generalmente durante la noche). . Esto es difícil para los trabajadores por turnos, dependiendo del horario del turno, por lo que se necesitan con urgencia estrategias para ayudar.La conversación

Acerca de los autores

David Ray, profesor de endocrinología, Universidad de Oxford; David Bechtold, profesor de fisiología, Universidad de Manchestery Louise Hunter, profesora de endocrinología y diabetes, Universidad de Manchester

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.


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