Relógio circadiano ligado à obesidade, diabetes e ataques cardíacos

A interrupção do ritmo circadiano do corpo pode levar não apenas à obesidade, mas também pode aumentar o risco de diabetes e doenças cardíacas.

Este é o primeiro estudo a mostrar definitivamente que a atividade da insulina é controlada pelo relógio biológico circadiano do corpo. O estudo, que foi publicado em 21 de fevereiro na revista Current Biology , ajuda a explicar por que não apenas o que você come, mas quando você come, é importante.

A pesquisa foi conduzida por uma equipe de cientistas de Vanderbilt dirigida pelo professor de ciências biológicas Carl Johnson e professores de fisiologia molecular e biofísica Owen McGuinness e David Wasserman.

“Nosso estudo confirma que não é apenas o que você come e quanto você come que é importante para um estilo de vida saudável, mas quando você come também é muito importante”, disse o pós-doutorado Shu-qun Shi, que realizou o experimento com o assistente de pesquisa Tasneem Ansari no Centro de Fenotipagem Metabólica do Rato do Vanderbilt University Medical Center.

Nos últimos anos, uma série de estudos em ratos e homens encontraram uma variedade de ligações entre o funcionamento do relógio biológico do corpo e vários aspectos de seu metabolismo, os processos físicos e químicos que fornecem energia e produzem, mantêm e destroem tecidos. Em geral, presumia-se que essas variações eram causadas em resposta à insulina, um dos hormônios metabólicos mais potentes. No entanto, ninguém realmente determinou que a ação da insulina segue um ciclo de 24 horas ou o que acontece quando o relógio circadiano do corpo é interrompido.

Por serem noturnos, os ratos têm um ritmo circadiano que é a imagem espelhada dos humanos: eles são ativos durante a noite e dormem durante o dia. Caso contrário, os cientistas descobriram que o sistema interno de cronometragem das duas espécies opera quase da mesma maneira no nível molecular. A maioria dos tipos de células contém seus próprios relógios moleculares, todos controlados por um relógio circadiano mestre no cérebro.

“As pessoas suspeitaram que a resposta de nossas células à insulina tinha um ciclo circadiano, mas somos os primeiros a realmente medi-lo”, disse McGuinness. “O relógio mestre do sistema nervoso central comanda o ciclo e a resposta à insulina segue.”

A insulina, que é produzida no pâncreas, desempenha um papel fundamental na regulação do metabolismo da gordura e dos carboidratos do corpo. Quando comemos, nossa digestão quebra os carboidratos da comida em açúcar simples, glicose, que é absorvida pela corrente sanguínea. O excesso de glicose no sangue é tóxico, então um dos papéis da insulina é estimular a transferência de glicose para as células, removendo assim o excesso de glicose do sangue. Especificamente, a insulina é necessária para mover a glicose para o fígado, músculos e células de gordura. Também bloqueia o processo de queima de gordura para obter energia.

A ação da insulina – a capacidade do hormônio de remover a glicose do sangue – pode ser reduzida por uma série de fatores e é chamada de resistência à insulina. O estudo descobriu que os tecidos normais de camundongos do “tipo selvagem” são relativamente resistentes à insulina durante a fase de inatividade / jejum, enquanto se tornam mais sensíveis à insulina (portanto, mais capazes de transferir glicose para fora do sangue) durante a fase de alta atividade / alimentação de seu ciclo de 24 horas. Como resultado, a glicose é convertida principalmente em gordura durante a fase inativa e usada para energia e para a construção de outros tecidos durante a fase de alta atividade.

“É por isso que é bom jejuar todos os dias … não comer nada entre o jantar e o café da manhã”, diz Johnson.

Os pesquisadores também examinaram o que aconteceu com a ação da insulina quando os relógios circadianos de ratos individuais foram interrompidos. Uma abordagem que eles usaram foi estudar ratos “knock-out” especiais que tiveram um dos genes necessários para o funcionamento do relógio biológico adequado removido. Eles descobriram que esses ratos pareciam estar bloqueados em um modo resistente à insulina 24 horas por dia, comparável à fase de inatividade / jejum. Após se alimentarem com uma dieta rica em gordura, eles tenderam a ganhar mais peso e carregar mais gordura do que os ratos selvagens. No entanto, fornecer-lhes a proteína produzida pelo gene ausente restabeleceu seu ritmo circadiano, reduziu sua resistência à insulina e evitou que ganhassem excesso de gordura.

Outra abordagem era colocar camundongos normais do “tipo selvagem” em um ambiente constantemente iluminado que interrompesse seu ciclo circadiano. Nesse caso, eles descobriram que os ratos foram travados na fase de inatividade / jejum, desenvolveram uma proporção maior de gordura corporal e ganharam mais peso com uma dieta rica em gordura do que os ratos selvagens, apesar de comerem menos. A obesidade e a resistência à insulina que a acompanha aumentam o risco de diabetes e doenças cardiovasculares.

De acordo com os pesquisadores, isso ajuda a explicar o aumento da frequência de obesidade e diabetes entre os trabalhadores noturnos e pessoas que sofrem com a interrupção de seus relógios e padrões normais de sono.

Os pesquisadores também descobriram que as dietas ricas em gordura interromperam o relógio circadiano de camundongos do tipo selvagem que vivem em um ciclo normal de dia / noite. Como resultado, seu ciclo de insulina padronizou para a fase de inatividade / jejum, o que ajuda a explicar por que dietas ricas em gordura levam ao ganho de peso.

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