Znaczenie zegara biologicznego w utrzymaniu homeostazy glukozy
Journal Title: Advances in Hygiene and Experimental Medicine - Year 2013, Vol 67, Issue 0
Abstract
Mechanizm działania zegara biologicznego polega na rytmicznej ekspresji genów zegarowych, regulujących aktywację wybranych składników genomu. Dzięki transkrypcyjno-translacyjnym powiązaniom dochodzi do endogennego rytmu syntezy białek, limitujących przebieg różnych procesów fizjologicznych i metabolicznych. Szczególnie ważne jest utrzymanie homeostazy glukozy – głównego źródła energii dla mózgu, erytrocytów, siatkówki oka i mięśni szkieletowych. Centralny zegar biologiczny, zlokalizowany w jądrze nadskrzyżowaniowym (SCN), jest istotny nie tylko do wyznaczania okresów snu i czuwania, lecz również regulowania wielu dróg metabolicznych, a dostępność określonych metabolitów może kontrolować jego aktywność. Sugeruje się również istnienie w mózgu drugiego ośrodka oscylacyjnego lub ośrodków indukowanych przez pokarm (FEO), aktywujących poszukiwanie pokarmu i sekrecję hormonów kontrolujących proces trawienia. Ponadto, większość komórek i tkanek ma własne, autonomiczne zegary peryferyczne. Procesy syntezy i wykorzystywania glukozy są zsynchronizowane w czasie. Zegar biologiczny wpływa na syntezę glukozy w wątrobie, jej pobieranie przez różne tkanki oraz wskaźnik tolerancji na ten metabolit, określany na podstawie indukowanej przez posiłek odpowiedzi organizmu na insulinę. Podwzgórzowe neurony oreksynergiczne kontrolują równowagę energetyczną organizmu i modulują syntezę glukozy oraz jej wykorzystywanie. Natomiast niedobór oreksyny powoduje występowanie narkolepsji oraz przybieranie na wadze. Działając zwrotnie – glukoza i aminokwasy wpływają na aktywność komórek zawierających ten neuroprzekaźnik. Zaburzenie działania genów zegarowych powoduje rozregulowanie oddziaływania między metabolizmem a rytmami okołodobowymi zegarów peryferycznych na poziomie neuronalnym, molekularnym i komórkowym. Badania genetyczne na gryzoniach i ludziach dostarczyły dowodów, że zakłócenie rytmów ekspresji genów zegarowych, np. u pracowników zmianowych, powoduje występowanie chorób cywilizacyjnych: otyłości oraz cukrzycy typu 2. Panujący obecnie styl życia nowoczesnych społeczeństw w znaczący sposób zakłóca funkcjonowanie zegara biologicznego.
Authors and Affiliations
Piotr Chrościcki, Michał Usarek, Jadwiga Bryla
Keywords
Related Articles
- EP ID EP66962
- DOI -
- Views 153
- Downloads 0
Pozażywieniowe możliwości wykorzystania mleka kobiecego
Mleko ssaków, poza składnikami odżywczymi, zawiera wiele aktywnych biologicznie substancji w tym między innymi: immunoglobuliny, czynniki wzrostu, cytokiny, białka ostrej fazy, białka o właściwościach przeciwbakteryjnych...
Leprosy – one of the many forgotten tropical diseases
Leprosy or Hansen disease is caused by an infection of Mycobacterium leprae. The large number of undetected cases (2000-2012 years 4 mln people) remains a threat to the elimination of leprosy. Leprosy is an unheard in Po...
Zaburzenie homeostazy żelaza w stwardnieniu zanikowym bocznym
Żelazo jest niezbędne wszystkim komórkom w organizmach ssaków, ale w nadmiarze może być dla nich toksyczne. Mimo znaczącego postępu wiedzy dotyczącej mechanizmów komórkowej i ogólnoustrojowej homeostazy żelaza, jaki doko...
Lactic acid bacteria and health: are probiotics safe for human?
The effect of Lactobacillus and Bifidobacterium on human health has been examined for many years. Numerous in vivo and in vitro studies have confirmed the beneficial activity of some exogenous lactic acid bacteria in the...
Glutenfree diet: Characteristics of target groups
A gluten-free diet is a diet very popular, though it raises a number of misconceptions. This is currently the only effective treatment for diseases caused by reaction to gluten. Some experts suggest that it may yield pos...