FacePla.net

Учёным удалось обнаружить недостающее связующее звено между биологическими часами организма и системой обмена углеводов. Данное открытие может помочь разработать методы, позволяющие избежать побочных эффектов препаратов, применяемых для лечения астмы, аллергии и артрита. В статье, опубликованной на прошлой неделе в журнале Nature, учёные из института биологических исследований имени Солка  рассказывают, что белки, контролирующие биологические ритмы организма, так называемые криптохромы, также взаимодействуют с метаболическими переключателями, которые являются целевыми структурами противовоспалительных препаратов.

Учёные предполагают, что побочных эффектов, возникающих при лечении заболеваний, таких как астма и артрит, можно избежать, просто учитывая биологические ритмы пациентов при назначении схемы приёма лекарства, либо путём разработки дополнительных препаратов, ориентированных на криптохромы.

«Ранее мы знали о том, что биологические циклы сна и пробуждения у человека завязаны на переработке нашим организмом питательных веществ, но как это происходит на генетическом и молекулярном уровне – было загадкой» - говорит Рональд М. Эванс, профессор лаборатории генной инженерии института Солка, глава исследовательской группы. «Теперь мы нашли связь между этими двумя важными системами, и это открытие могло бы послужить модельной основой для изучения других клеточных процессов. Такие знания могли бы открыть возможность создания менее вредных для организма препаратов»

Глюкокортикоиды – это стероидные гормоны, которые естественным образом встречаются в организме человека и помогают контролировать уровень сахара в крови. Как раз благодаря их действию концентрация питательных веществ возрастает утром, чтобы давать организму энергию, и падает с наступлением ночи. Они функционируют в клетках путём воздействия на специальные глюкокортикоидные переключатели, расположенные на внешней поверхности ядра. Этот механизм был открыт Эвансов ещё в 1985 году.

Глюкокортикоиды также играют роль в регуляции воспалительных процессов и используются как противовоспалительные препараты при лечении заболеваний, вызванных гиперактивностью иммунной системы, таких как аллергия, астма, ревматоидный артрит. Также эти вещества используются для лечения воспалений у больных раком.

Из-за того, что роль глюкокортикоидов в организме двояка, и они также принимают участие в метаболизме сахара, использование этих стероидных гормонов может привести к нарушению нормального обмена веществ в организме, что приводит к опасным побочным эффектам, вплоть до экстремально высокого уровня сахара в крови, инсулинорезистентности и диабетическим осложнениям.

Очевидно, исследователи из института Солка обнаружили путь, позволяющий обойти эти побочные эффекты, открыв новые функции криптохромов типов 1 и 2, белков, которые ранее были известны по своим функциям биологических часов.

Криптохромы служат специальными разрывами, позволяющими замедлить ход биологических часов, сигнализируя всем нашим биологическим системам «отбой» каждый вечер.  Утром они прекращают тормозить наши часы, помогая организму нарастить свою активность.

В своём новом исследовании клеток лабораторных мышей Эванс и его коллеги обнаружили, что криптохромы помимо своей основной функции биологических часов также взаимодействуют с глюкокортикоидными рецепторами, регулируя хранение и использование сахара.

«Мы обнаружили, что криптохромы играют существенную роль не только в функционировании циркадных часов, они также регулируют глюкокортикоидные механизмы, являясь центральным звеном во взаимодействии биологических часов организма с обменом веществ» - говорит Катя А. Ламия, доцент исследовательского института Скриппса.

Механизм функционирования мышиных клеток очень схож с человеческим, поэтому результаты исследования могут иметь важное значение для лечения аутоиммунных заболеваний и рака. Принимая во внимание ежедневное изменение уровня активности криптохромов, врачи могли бы более рационально устанавливать время приёма глюкокортикоидных препаратов, ориентируясь на биологические часы пациента, чтобы избежать побочных эффектов, связанных с обменом веществ.

Исследование также открывает возможность для создания новых противовоспалительных препаратов, направленных на криптохромы, а не непосредственно на глюкокортикоидные рецепторы. В более широком смысле, как говорит доктор Эванс, исследование поможет глубже понять связь между часами сна и обменом веществ человека, в частности, ответить на вопрос, почему люди, работающие в ночное время или по неустойчивому графику, подвергаются более высокому риску развития ожирения и сахарного диабета.

«Срыв нормального суточного цикла может сбить синхронизацию биологических часов человека с повседневной моделью обмена веществ» - говорит доктор Эванс – «В результате, это может привести к заболеваниям, связанным с метаболизмом»

Источник: sciencedaily