Comment ce gène du foie du rythme circadien aide le corps à continuer à fonctionner en douceur après les nuits tardives et les collations de minuit

Comment ce gène du foie du rythme circadien aide le corps à continuer à fonctionner en douceur après les nuits tardives et les collations de minuit
Notre rythme circadien est un aspect important de notre santé.
kanyanat wongsa / Shutterstock

Chaque être humain vivant est contrôlé par une «horloge» interne qui anime notre rythme circadien - le processus interne naturel qui régule notre cycle veille-sommeil pendant une période de 24 heures. Cette horloge interne contrôle la plupart de nos processus corporels pendant cette période, y compris notre cycle de sommeil, notre digestion, notre métabolisme, notre appétit et notre immunité.

Les niveaux de lumière externe, les heures de repas et l'activité physique agissent tous pour maintenir l'horloge biologique synchronisée avec l'environnement extérieur. Chaque cellule de notre corps a également sa propre horloge, ce qui permet à ces processus de fonctionner de manière si transparente. Par exemple, des horloges dans des tissus individuels, tels que le foie, fonctionnent pour assurer un approvisionnement rapide en énergie au reste du corps.

Mais notre rythme circadien peut être perturbé par un certain nombre de facteurs, y compris se coucher plus tard que d'habitude ou manger tard le soir. Bien que les perturbations occasionnelles ne soient pas alarmantes, la recherche montre qu'une perturbation du rythme circadien à long terme peut entraîner une mauvaise santé. Par exemple, de nombreuses études ont montré que le travail régulier par équipes augmente risque d'obésité et des tours Le diabète de type 2. Et malheureusement, perturbation du rythme circadien est de plus en plus courante dans notre société, en partie grâce à la pollution lumineuse, au bruit et aux appareils électroniques, qui pourraient tous augmenter les cas de ces problèmes de santé chroniques.

Mais pourquoi le corps est-il capable de gérer des cas ponctuels de perturbation du rythme circadien - comme rester éveillé tard le week-end ou manger un repas tard le soir - sans aucune conséquence sur la santé? Notre travail récent regarder comment le rythme circadien contrôle les processus métaboliques pour correspondre à nos modèles quotidiens de consommation de nourriture détient la réponse.


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'Horloge' du gène du foie

Un composant important de notre horloge biologique est une protéine appelée REVERBα. Il fait partie du réseau de protéines qui maintient notre horloge biologique en «tic-tac» dans chaque organe du corps. Cependant, la variation génétique naturelle du gène REVERBα est lié à l'obésité chez les humains. La recherche a également montré que les souris manque le gène dans tous les tissus, les graisses s'accumulent dans et autour de leurs organes - et peuvent devenir très obèses lorsqu'on leur donne un régime gras.

Nous avons souhaité étudier de plus près l'action de REVERBα dans le foie, car le foie est essentiel au maintien de l'équilibre énergétique, et sa fonction est hautement circadienne, pour faire face au jeûne pendant le sommeil. Pour ce faire, nous avons utilisé un nouveau type de souris génétiquement modifiée avec le Suppression du gène REVERBα seulement dans le foie.

À notre grande surprise, nous avons découvert que la suppression de REVERBα a relativement peu d'impact. En particulier, nous n'avons pas vu l'accumulation de graisse dans le foie que nous attendions, et qui est observée chez les animaux dépourvus de REVERBα dans tous les tissus. Cependant, lorsque nous avons cartographié les gènes du foie susceptibles d'être sous le contrôle de REVERBα, nous en avons trouvé des milliers, y compris des gènes qui sont des régulateurs majeurs du métabolisme de l'énergie et des graisses.

Nous avions donc un paradoxe: un régulateur de l'horloge circadienne avec une large gamme de cibles dans le foie, mais ce n'était pas essentiel pour une fonction hépatique normale. Cela a soulevé deux questions importantes. Premièrement, dans des conditions normales, REVERBα est prêt, mais pas nécessaire, pour réguler le métabolisme des graisses. Et deuxièmement, que les découvertes antérieures reliant REVERBα à l'obésité (et à l'accumulation de graisse dans plusieurs organes) pourraient en fait découler d'indices à l'échelle du corps.

Plus précisément, nous pensions que manger à des moments inattendus pouvait être la cause de l'obésité. Ceci est dû au fait que les souris dépourvues de REVERBα dans tout leur corps avaient un régime alimentaire irrégulier, en particulier pendant leur repos ou leur période de sommeil.

Pour tester cette idée, nous avons analysé ce qui s'est passé lorsque des souris avec REVERBα supprimé dans le foie ont été soumises à des horaires d'alimentation perturbés, un peu comme la façon dont le travail par quarts perturbe les horaires d'alimentation. Ici, nous avons découvert que l'alimentation désordonnée provoquait un changement majeur dans l'expression des gènes qui contrôlent le métabolisme des graisses - mais seulement lorsque REVERBα était supprimé du foie. Cela suggère que REVERBα agit pour atténuer les effets des troubles alimentaires, comme le montre notre diagramme ci-dessous.

Comment REVERBα arrête les `` perturbations '' du rythme circadien

Comment REVERBα arrête les `` perturbations '' du rythme circadien
Danielle Kay
, Auteur fourni

De cette manière, toutes les horloges internes intégrées dans les tissus de notre corps servent à se protéger contre les changements de comportement occasionnels (comme les repas de fin de soirée). Cependant, lorsque nous faisons constamment des choses qui vont à l'encontre de notre rythme circadien naturel - comme toujours manger tard ou travailler des quarts de nuit - ce système de protection est submergé, ce qui conduit à l'obésité et au diabète.

Notre étude met donc en évidence l'importance de manger des repas en phase avec l'horloge biologique, pendant la journée. Pour garder notre horloge hépatique en marche - et pour que tout notre rythme circadien fonctionne correctement - il est important de développer un programme alimentaire qui a une séparation claire entre la période d'alimentation (généralement pendant la journée) et la période à jeun (généralement pendant la nuit) . Cela est difficile pour les travailleurs par quarts, en fonction de l'horaire de travail, des stratégies d'aide sont donc nécessaires de toute urgence.La Conversation

À propos des auteurs

David Ray, professeur d'endocrinologie, Université d'Oxford; David Bechtold, professeur de physiologie, Université de Manchester, et Louise Hunter, maître de conférences en endocrinologie et diabète, Université de Manchester

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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