A kapcsolat a metabolizmus és a cirkadián ritmus
cirkadián ritmus # 151; Ez a napi ingadozások különböző fiziológiai és biokémiai paraméterek a test, amely jellemző a legtöbb élőlény, beleértve az embert is. Szinte minden szerve testünk sejtek, amelyek az egyén „molekuláris karikacsapás.” Molekuláris óra májsejtek termelésének szabályozására a különböző enzimek szükséges a tápanyagok felszívódását. A nagy szerepet játszottak az ezen órányi lejátszási üzemmód. A legújabb kutatások a tudósok a Salk Institute azt sugallja, hogy ez a beállítás legalább részben zajlik segítségével adenozin-monofoszfát-aktivált protein-kináz (AMPK), reagálnak a csökkentése ATP szint # 151; a fő energiaforrás sejteket.
Gondolták, hogy valaha úgy, hogy miért szoktunk aludni és a munka a nap folyamán? Miért van az idő 3-4 óra az utolsó étkezés után voltunk megint kezdik leküzdeni az éhség, és éjszaka is aludni 8-10 óra nélkül ébredt fel enni? Miért miután egy gyors átkelés több időzóna egy repülőgép, gyakran álmatlanságban szenved, és emésztési zavarok? Ma már tudjuk, hogy a válasz ezekre a „miért” van a cirkadián ritmus - napi ingadozások hatását testünk szervei.
A végén a múlt század, a tudósok megállapították, hogy az agy a emlősök biológiai „óraszerkezet”, amely koordinálja a munkáját az egész szervezetre. Pontosabban, ezek az órák vannak a nucleus suprachiasmaticus (SCN) a hipotalamuszban. SCN információkat kap a megvilágítás speciális receptorok találhatók a retinán, és elküldi a megfelelő jeleket más szervek hormonok és idegi impulzusok. Aztán - még ennél is érdekesebb, hogy néhány sejt SCN, valamint sejtjei sok más szervek egyéni molekuláris óra. „Szinkron” transzkripciós faktorok használják ezt az órát. amelynek aktivitása változik a nap (ábra. 1). Az aktivitás a kulcsfontosságú transzkripciós faktorok függ szintézisét számos különböző fehérjék generáló cirkadián ritmust az élet egyes sejtek és a teljes szervek. Ragyogó fény benne kora este, képes váltani a cirkadián ritmus, aktiváló géneket trankriptsiyu PER, amely többnyire a reggel.
Ábra. 1. Molekuláris emlős óra. Középpontjában a mozgás alapja két Belka: CLOCK (CLK) és BMAL1. Dimerizuyas, CLOCK és BMAL1 géntranszkripció aktiválásához Időszak (PER) és Chryptochrome (CRY). Az éjszakai rágcsálók, valamint néhány nappal az állatok, a gén transzkripció és PER1 PER2 az SCN éri el a csúcspontját, reggel vagy délután, és CRY1 és Cry2 - késő délután. A koncentráció növelése a PER és Cry fehérjék a sejtben elindít egy visszacsatolási mechanizmus, amely blokkolja a további szintézis ezen fehérjék. A legutóbbi vizsgálatok szerint, a fő inhibitor komplex CLOCK-BMAL1 van sírni, de úgy viselkedik, csak egyesültek a PER. Az éjszakán át celluláris enzimek fokozatosan elbomlik PER és CRY, és amikor a koncentráció eléri a kritikusan alacsony szintű, az újonnan aktivált transzkripció. A ciklus ideje függ a bomlási sebesség PER és CRY. A fényképek Wikipedia.
Ronald Evans (Ronald M. Evans) és kollégái az American Institute of Biological Studies. Salk igazolni tudja, hogy az enzim reagálnak a tápanyagok jelenléte - adenozin-monofoszfát (AMP) -aktivált protein-kináz (AMPK) - foszforilálja fehérje CRY1, ezzel is elősegítve a bomlási (2. ábra). [4]. A tudósok azonosítottak CRY1 amely két aminosavból, amely jelentősen csökkenti a foszforilációját fehérje stabilitása a sejttenyészetben - a szerin 71 (S71), és 280 (S280). Kísérletek mutáns sejtekben, amelyekből hiányzik az aktív formája AMPK, bebizonyították, hogy ez a kináz fosz S71.
2. ábra A kölcsönhatás a metabolikus és a cirkadián ciklusokat. Energia-intenzív bioszintézis folyamatok (anabolizmus) csökkentette a szintje az adenozin-trifoszfát (ATP) egyidejű növekedése cAMP szintet a sejtben. Arányának növelése AMP ATP aktiválja AMPK. AMPK-aktivált, viszont foszforilálja CRY1, gyorsuló terjeszkedését, így hozza a reaktiválás CLOCK / BMAL1 komplex, és egy új szakasza a transzkripció [3]. A májban, egereken és patkányokon reaktiválása transzkripció általában akkor fordul elő a terhesség második felében a nap - azaz, a végén a pihenőidő, ha a tápanyag tartalékokat halmozott a kora reggeli órákban, elkezd véget. Ábra [2].
S71 foszforiláció fokozza ubiquitylation (címkézési fehérjék meg kell semmisíteni - lásd a „Mindenütt ubiquitin».) CRY1, és ezzel egyidejűleg megsemmisíti a komplex CRY1-PER2. Mielőtt ez, a tudósok tudta, hogy a ubiquitináció és degradáció Cry2 CRY1 és nagymértékben meghatározza a hossza a cirkadián ciklus [5]. A kísérleteket genetikailag módosított egerekkel megerősítették közötti kapcsolat AMPK aktivitás és cirkadián ciklust a májban. Ezek az eredmények összhangban vannak a modell ábrán látható. 2. Azonban van okunk azt hinni, hogy az AMPK nem az egyetlen mechanizmus közötti kapcsolat az anyagcserét és a cirkadián ritmus. Különösen, NADP / NADPH és a nukleáris receptorok is játszhatnak fontos szerepet [1, 2].
A cikk elején említettem, hogy az emberek rövid idő alatt, átkelés több időzóna van, és különösen azoknak, akik meg kell csinálni rendszeresen, gyakran szenvednek alvási zavarok és emésztési problémák - az úgynevezett „jet lag”. Az ok a jet lag egy hiba a cirkadián ritmust, a test. Egereknél az SCN lehet hangolni, hogy az új rendszer a következő napon a változás után az időzónát, de áttérni más szervek, különösen a máj, akkor körülbelül egy hétig tart. Így van időzítési ritmus szinkron egyes szervek, amelyek nem befolyásolják a működést. Gyakori hibák a cirkadián ritmusok, az emésztőrendszer végső soron gyakran vezet zavar a csere anyagok és az elhízás. Reménykedjünk abban, hogy a további vizsgálatot a cirkadián ritmus segíthet megtalálni a jogorvoslat, amely enyhíti a test alkalmazkodását a változó időzónák.
Műszaki problémák miatt a mai napig, a molekuláris mechanizmusa cirkadián ritmust különböző szervek vizsgálták részletesen csak laboratóriumi patkányok és egerek, amelyek nem szerepelnek újra ebben a cikkben. Azonban ismert, hogy az egység molekuláris óra humán sejt és rágcsáló sejtek nagyon hasonló, legalább abban az esetben, bőrsejtek [6]. Az is érdekes, hogy a PER2 emberi gén mutációja okozza a nagyon ritka szindróma korai szakaszában az alvás. ahol minden nap az emberek felébredni korán reggel, körülbelül 3-5 óra. Hogy meggyógyul teljesen, így az emberek arra kényszerülnek, hogy ágyba túl korán. Mindezek a tények azt mutatják, hogy egy meglehetősen nagy hasonlóságot az emberek és a laboratóriumi rágcsálók enni és a szabályozás a máj cirkadián ritmus.