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 150
- Downloads 0
Wartość prognostyczna niestabilności mikrosatelitarnej w leczeniu uzupełniającym raka jelita grubego
The dynamics of morbidity and mortality in colorectal cancer (CRC) has changed little in recent years and consistently remains at a high level. The carcinogenesis of this type of tumors includes a large number of genetic...
Rola receptorów Toll-podobnych (TLR) w patogenezie schorzeń alergicznych – gdzie leży prawda?
Receptory Toll-podobne (TLR), jako receptory rozpoznające wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP), odgrywają główną rolę w indukcji wrodzonej i nabytej odpowiedzi immunologicznej. Stymulacja receptorów TLR przez...
Oxalobacter formigenes – characteristics and role in development of calcium oxalate urolithiasis
Microorganisms are one of the important factors for urinary calculi formation. While urease-positive bacteria and nanobacteria contribute to stone formation, Oxalobacter formigenes rods play a protective role against the...
Activity of N-acetyl-β-D-hexosaminidase in the saliva of children with type 1 diabetes
Background/Aim: Type 1 diabetes is one of the most common chronic diseases in children. The aim of the study was to evaluate the catabolism of glycoconjugates in saliva of children with type 1 diabetes, by measurement of...
Kotynina – metabolizm, zastosowanie jako biomarker i wpływ na organizm człowieka
W pracy omówiono stan wiedzy na temat kotyniny, głównego metabolitu nikotyny. Zwrócono szczególną uwagę na powstawanie tego związku w organizmie, metabolizm, zastosowanie w diagnostyce oraz ocenę działania w warunkach in...