В мышцах нашли встроенные часы

Уровень жиров и жироподобных веществ в мышечных волокнах людей зависит только от времени суток и меняется, даже если эту ткань извлечь из организма.

Исследователи из Швейцарии и Великобритании обнаружили, что интенсивность синтеза липидов в поперечно-полосатых мышцах человека зависит главным образом от времени суток. Авторы предполагают, что периодичность обмена веществ в мышцах также определяет чувствительность клеток к инсулину. Соответствующая статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Учёные провели две серии экспериментов. В первой у десяти добровольцев, ведущих сидячий образ жизни, раз в четыре часа брали образцы поперечно-полосатой мышечной ткани и измеряли содержание различных липидов (жироподобных веществ) в них. Чтобы "внутренние часы" участников синхронизировались, в течение недели до эксперимента они должны были есть строго определённое количество одинаковой питательной смеси, а также ложиться спать и вставать в одно и то же время.

Во второй серии опытов использовали образцы мышечной ткани, выращенные в культуре на питательной среде. Биологические часы этих волокон синхронизировали форсколином. В них также раз в четыре часа измеряли уровни липидов. Ген BMAL1, активность которого в организме зависит от времени суток, у изучаемых мышечных волокон был изменён. В его последовательность встроили участок, по информации с которого строится флуоресцентный белок. Таким образом, когда BMAL1 в таких мышечных клетках экспрессировался, они светились, и чем активнее шла экспрессия, тем ярче было свечение.

Мышечные волокна вели себя сходным образом и в организме человека, и вне его. После того как им задали определённый суточный ритм, они поддерживали его самостоятельно. На это указывало циклическое изменение концентрации различных липидов в них (в мышечной ткани добровольцев и в культуре), а также интенсивности флуоресценции (в культуре). Колебания обмена веществ в целом не зависели от времени принятия пищи.

Авторы работы напоминают, что от времени суток зависят уровни не только липидов, но и глюкозы, и инсулина в тканях организма. Поэтому они предполагают, что "внутренние часы" мышечных волокон также руководят восприимчивостью клеток к инсулину и глюкозе. Если это так, то при нарушении суточных ритмов мышечной ткани должен повышаться риск инсулинорезистентности и сахарного диабета. Однако этот вопрос требует экспериментального изучения.