Исследователи из Солковского института (Salk Institute for Biological Studies) сообщают, что ими выявлена зависимость между уровнем криптохромов 1 и 2 — белков, участвующих в работе механизма «биологических часов», — и изменениями клеточного метаболизма глюкозы. По словам Рональда М. Эванса (Ronald M. Evans), руководителя исследовательской группы, ранее уже было известно, что циклы сна и бодрствования связаны с обменом веществ, но теперь на молекулярном и генном уровне точно установлено, каким образом осуществляется эта связь.
Один из регуляторных эффектов глюкокортикоидов (ГК) — их влияние на метаболизм простых углеводов, реализующееся посредством их взаимодействия со специфическими внутриклеточными (ядерными) рецепторами. Именно ГК обеспечивают повышение уровня глюкозы в крови в утренние часы для обеспечения дневной активности человека и снижение этого уровня ночью. Помимо того, ГК принимают участие в регуляции воспалительных процессов в организме: они вызывают угнетение всех фаз воспаления независимо от вызвавшей его причины.
Исследователи в эксперименте на мышах выявили, что криптохромы 1 и 2 также способны взаимодействовать с ГК-рецепторами и влиять на метаболизм глюкозы, подстраивая его активность под циркадианные ритмы.
В условиях клеточного дефицита криптохромов репрессия ГК-индуцированных генов резко снижалась, число их возрастало практически в 2 раза, из чего можно сделать вывод, что криптохромы подавляют активацию ГК-рецепторов и способствуют репрессии ГК-индуцированных генов. У мышей с генетически обусловленным дефицитом криптохрома 1 и/или 2 возникает непереносимость глюкозы, наблюдается конституционально высокий уровень кортикостерона, что, согласно предположению исследователей, происходит вследствие уменьшения подавляющего влияния на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему в сочетании с увеличением трансактивации ГК в печени.
По мнению авторов исследования, некоторые неприятные побочные эффекты, возникающие при длительном применении ГК и выражающиеся в чрезмерном повышении уровня глюкозы в крови, снижении чувствительности к инсулину и развитии сахарного диабета, возможно будет скорригировать с помощью создания новых лекарственных средств, мишенями которых станут не ГК-рецепторы, а собственно криптохромы. Кроме того, назначать ГК следует обязательно с учетом естественных биологических ритмов пациента, в том числе и циркадианных изменений уровня криптохромов.
Также данное исследование помогает понять, почему люди, вынужденные нарушать естественные биологические ритмы (например работать в ночную смену), находятся в группе риска относительно ожирения и сахарного диабета.
Lamia A.K., Papp S.J., Yu R.T. et al. (2011) Cryptochromes mediate rhythmic repression of the glucocorticoid receptor. Nature, Dec. 14 [Epub ahead of print].
Salk Institute (2011, December 19) Discovery may lead to safer treatments for asthma, allergies and arthritis. ScienceDaily (www.sciencedaily.com/releases/2011/12/111219203956.htm).
Алина Жигунова
© Blacksnake/Dreamstime.com/Dreamstock.ru
