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 138
- Downloads 0
Diversity of extended-spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli rods
Introduction: The aim of the study was to evaluate genetic relatedness and antimicrobial susceptibility of extended-spectrum beta-lactamase-producing E. coli strains isolated from patients hospitalized in the University...
Znaczenie kliniczne białek wiążących kwasy tłuszczowe (FABPs)
Nadmierne stężenie wolnych kwasów tłuszczowych jest toksyczne dla komórki. W organizmie ludzkim wewnątrzkomórkowo występują małe cytoplazmatyczne białka (FABPs – fatty acid binding proteins), które wiążą długołańcuchowe...
Synteza białek w bezjądrzastych płytkach krwi
Płytki krwi są najmniejszymi, pozbawionymi jądra komórkami krwi, które odgrywają główną rolę w utrzymaniu prawidłowej hemostazy. W organizmie człowieka każdego dnia wytworzonych zostaje około 1x1011 płytek krwi, które po...
Nadmierne wytwarzanie śluzu jako mechanizm ochraniający błonę śluzową żołądka w czasie przyjmowania napojów energetycznych przez szczury rasy Wistar
Aim: Energy drinks are the most consumed, socially accepted stimulants in the world. They are drunk by drivers and students, and more often also by adolescents and children. It has been noted that some adverse events are...
Prozdrowotna rola kwercetyny obecnej w diecie człowieka
Kwercetyna jest fitozwiązkiem z grupy flawonoidów roślinnych wykazującym szeroki zakres właściwości, m.in. antyoksydacyjnych, przeciwzapalnych i immunomodulacyjnych. Bierze udział w regulacji wielu procesów komórkowych,...