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 144
- Downloads 0
Leki wpływające na układ inkretynowy i nerkowy transport glukozy: czy spełniają oczekiwania nowoczesnej terapii cukrzycy typu 2?
Leki wprowadzone w ciągu ostatnich kilku lat do terapii cukrzycy typu 2 są wciąż przedmiotem licznych badań klinicznych i doświadczalnych. Mimo iż wiele badań zostało ukończonych, wciąż nie poznano wszystkich aspektów ic...
CXCL8 (interleukina 8) – główny mediator stanu zapalnego w przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc?
Przewlekła obturacyjna choroba płuc jest najczęściej występującą przewlekłą chorobą dróg oddechowych, stanowiąc czwartą przyczynę zgonów w populacji polskiej. Chorobę cechuje nie w pełni odwracalne ograniczenie przepływu...
The role of microbiological analysis as a diagnostic tool of periodontitis: a clinical study
Oral bacteria take the the form of biofilms, which – due to their complex structure – are characterized by high resistance to many external factors. The aim of the study was to analyze the composition of subgingival biof...
Białka osłony komórkowej pałeczek jelitowych i ich udział w patogenności oraz odporności przeciwbakteryjnej
W pracy opisano niektóre zagadnienia dotyczące chorobotwórczości i wirulencji wybranych przedstawicieli bakterii z rodziny [i]Enterobacteriaceae.[/i] Na podstawie przedstawionej budowy osłony komórkowej tych bakterii omó...
The role of the Fanconi anemia pathway in DNA repair and maintenance of genome stability
The Fanconi anemia (FA) pathway is one of the DNA repair systems involved in removal of DNA crosslinks. Proteins which belong to this pathway are crucial to the protection of genetic information, whereas disturbances in...