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 118
- Downloads 0
Konsekwencje pozawątrobowe zakażenia wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV)
Wirus zapalenia wątroby typu C jest wirusem pierwotnie hepatotropowym. Jednak u pacjentów przewlekle zakażonych HCV obserwuje się liczne objawy pozawątrobowe np. krioglobulinemię, zaburzenia limfoproliferacyjne, choroby...
Nutrigenomika – bioaktywne składniki żywności
Nutrigenomika analizuje związki między dietą a genami i identyfikuje mechanizmy w jakich żywność i żywienie wpływają na stan zdrowia i choroby cywilizacyjne [3]. Bioaktywne składniki diety są cząsteczkami sygnałowymi, kt...
The pleiotropic activity of heat-shock proteins
Stress or heat-shock proteins (HSPs) are highly conserved proteins present in cells of both prokaryotes and eukaryotes, providing them with protection from cellular and environmental stress factors. Based on molecular-we...
The role of the apoptosome in the activation of procaspase-9
Apoptosis, also called programmed cell death, is a physiological process that causes a numberof morphological and biochemical changes, occurring in the cell and leading to its death.Along with the processes of proliferat...
Rozpoznawanie antygenów prątków przez fagocyty
Rozpoznawanie antygenów prątków przez receptory fagocytów jest nie tylko głównym elementem pierwszej linii obrony, ale również ważnym łącznikiem mechanizmów obronnych naturalnych i swoistych adaptacyjnych. Odpowiedź od...