Önálló biológiai óra a vázizomban
Svájci kutatók a vázizomban működő biológiai óra felfedezésével egy lépéssel közelebb kerültek annak megértéséhez, hogyan működik a metabolizmus szabályozása, és hogyan járulhat hozzá az izom a cukorbetegség kialakulásához.
Bár az összehangolást végző fő kapcsoló az agyban található, a biológiai óra működése minden bizonnyal a szervezet minden részén tanulmányozható. Mint arról a PNAS tanulmánya beszámol, a Svájci Tudományos Alap által finanszírozott, svájci vezetéssel dolgozó angol és francia kutatók megtalálták a cirkadián óra vázizomban működő változatát. A kutatók nyilatkozata szerint Howard Riezman és munkatársai tanulmánya a 2-es típusú diabétesz jobb megértését is elősegítheti, mivel a felfedezett ciklikus változás az izom inzulinérzékenységét is befolyásolja (Lipidomics reveals diurnal lipid oscillations in human skeletal muscle persisting in cellular myotubes cultured in vitro).
Mivel a vázizom központi szerepet játszik a napi ciklus szerint működő metabolizmusban, a kutatók az a célt tűzték ki, hogy megvizsgálják, hogyan változik az izom lipidprofilja 24 óra alatt, azaz hogyan változik az izomsejteket felépítő zsírok előfordulása és aránya. Az egyedülálló vizsgálat során az önkéntesek combjából 4 óránként vettek izombiopsziát, és elemezték a minták zsírösszetételét (hogy agyi cirkadián főkapcsolójuk azonos ütemben működjön, az önkéntesek a vizsgálat előtt egy hétig megadott étkezési és alvási rutint követtek).
A lipidomikai vizsgálat eredménye szerint a vázizomsejtek zsírösszetétele (különösen a membránlipideké) cirkadián ritmus szerint változik, azonban a zsírösszetétel a különböző személyek között is jelentős eltéréseket mutat.
Második lépésben Riezman és munkatársai in vitro kísérletre váltottak: humán vázizomsejteket tenyésztettek táptalajon, és agyi cirkadián főkapcsoló hiányában kémiai jelátvivő molekula hozzáadásával szinkronizálták működésüket. Ezt követően a sejtek lipidomikai profilja hasonló periodikus változást mutatott, mint amit a kutatók az in vivo vizsgálat során tapasztaltak. A lipidbioszintézisben közreműködő gének blokkolása az izomsejtekben megszüntette a periodicitást. A kutatók hangsúlyozzák, mindez azt jelenti, hogy a vázizomsejtekben endogén autonóm oszcilláció működik, ami a külső szinkronizáló hatásoktól (pl. fizikai aktivitás, táplálékbevitel) függetlenül szabályozza a lipidmetabolizmust.
A kutatóknak a jövőben választ kell adniuk arra a kérdésre is, hogy mi a lipidprofil ciklikus változásának haszna – jelenlegi hipotézisük szerint a mechanizmus a sejt inzulinérzékenységének és cukorfelvevő képességének szabályozása érdekében alakult ki. Mint Charna Dibner, a tanulmány utolsó szerzője kifejti, fontos terápiás következménye lehetne, ha sikerülne a lipidmetabolizmus révén összekötni a cirkadián mechanizmusokat és a 2-es típusú cukorbetegséget.
