Как лишения сна приводит к патологической прибавке веса

26 августа 2018



Исследование, проведенное Уппсальским Университетом, показало, как даже одна бессонная ночь способна изменить ваш обмен веществ и состав вашего тела. Эта работа, опубликованная в научном журнале «Science Advances», объясняет, как посменный график и хроническое недосыпание отражается на метаболизме, и как это влияет на регуляцию экспрессии генов.

Некоторые научные исследования доказывали, что работающие в ночную смену и регулярно не высыпающиеся люди подвергают себя большому риску ожирения и диабета второго типа, а другие исследования подтверждали связь между нарушениями сна и нездоровой прибавкой в весе. Последняя заключается в том, что жировая ткань накапливается, в то время как мышечная масса уменьшается — комбинацию этих двух процессов в организме нередко связывают с проблемами со здоровьем. Еще до исследований Уппсальского Университета говорилось о том, что на метаболизм негативно влияет недостаток сна и нарушенные циркадные ритмы. Однако до сих пор было неизвестно, может ли недостаток сна сам по себе вызывать молекулярные изменения на тканевом уровне, а знание этого было необходимо, чтобы связать недосып и «неправильное» увеличение веса. Исследование доказало, как связаны прибавка, которую показываю весы, лабораторные показатели крови и недосып.

Новое исследование были проведено на 15 здоровых добровольцах, имеющих нормальный вес. За ними наблюдали в лабораторных условиях, в которых их активность и схема питания были жестко стандартизированы. В первую сессию испытуемый спал нормально, больше 8 часов, а во вторую сессию не спал совсем. Каждое утро у него брали биопсию (небольшой образец) подкожного жира и скелетных мышц (именно эти ткани наглядно показывают нарушения метаболизма при ожирении или диабете). Тогда же у испытуемого брали кровь на анализ, что позволяло сопоставить количество метаболитов в образцах ткани. Эти метаболиты содержали молекулы углеводов, жирных кислот и аминокислот. Тканевые образцы подверглись многочисленным молекулярным анализам. Благодаря чему удалось выяснить, что недосып вызывает тканеспецифичные измнения в ДНК метилировании, одном из видов механизмов, влияющих на экспрессию гена. Это модификация молекулы ДНК без изменения ее нуклеотидной последовательности, что можно рассматривать как часть эпигенетической составляющей генома, наследуемой или приобретаемой, которая участвует в регуляции того, как «включаются» и «выключаются» гены в каждой клетке тела. «Наши исследователи впервые доказали, что, даже сам по себе, недосып способен вызывать эпигенетические изменения в генах, управляющих суточными ритмами в клетках тканей. Параллельный анализ образцов мышечной и жировой ткани позволил нам выявить тот факт, что в условиях недостатка сна ДНК-метилирование в этих двух видах тканей регулируется не одинаково», — отмечает Джонатан Сидернас, ведущий автор проекта. «Интересно, что мы увидели изменения метилировния ДНК только в жировой ткани и только в генах, подвергаемых этим изменениям при ожирении или диабете второго типа. Считается, что существует что-то, что можно назвать метаболической „памятью“. Она отвечает за регуляцию механизмов обмена веществ во время длительных промежутков времени. Исходя из этого, мы думаем, что наблюдаемые нами за время исследования изменения — еще один кусочек паззла в картине изучения того, как хронический недосып и поломанные суточные биоритмы влияют на риск развития, к примеру, ожирения», — говорит Джонатан Сидернас.

Дальнейшее изучение экспрессии генов показало, что ответная реакция на бодрствование различалась у скелетно-мышечной и жировой ткани. Исследователи говорят, что период бодрствования, представленный в эксперименте, эмулировал бессонную ночь работающего посменно человека. Одним из возможных объяснений того, почему эти два вида ткани показывали именно такую ответную реакцию, может быть то, что бодрствование в течение целой ночи оказывает тканеспецифический эффект на циркадные ритмы ткани. Предпосылки для открытия этого факта, отмечают исследователи, были представлены в прошлых, пусть и менее масштабных, исследованиях. «В данном исследовании мы наблюдали молекулярные подписи, выраженные в усиленном воспалении ткани, которые были вызваны недостатком сна. Однако, кроме этого, мы также увидели особый вид молекулярных подписей, которые были индикаторами попыток жировой ткани увеличить свой объем для того, чтобы хранить больше жира на случай будущих недосыпов, «про запас». Мы также заметили сопутствующий процесс разрушения миозина скелетных мышц, также известный как катаболизм. Кроме того, число протеинов, отвечающих за регулирование уровня глюкозы, тоже изменилось; этот факт помог объяснить, почему толерантность к глюкозе у испытуемых в результате недосыпа снижалась. Оценивая все вышеупомянутые наблюдение, можно сделать вывод о том, что мы «заглянули» в механизмы того, как хроническое недосыпание и посменный график работы могут вызывать нездоровую прибавку в весе и повышать риск диабета второго типа",- добавил Джонатан Сидернас.

Исследователи изучили влияние лишь одной бессонной ночи на организм, и, следовательно, еще неизвестно, как другие нарушения циркадных ритмов будут отражаться на метаболизме тканей испытуемых. "Будет интересно посмотреть, насколько ночь или две компенсаторного сна могут вернуть обмен веществ в норму. Также факторами, способными изменить метилирование ДНК и противодействовать негативным метаболическим эффектам могут оказаться правильное питание и физические нагрузки",- добавил Джонатан Сидернас.