Обмежена часом їжа може подолати шкідливі наслідки несправних генів та нездорової дієти

Сатчин Панда, Каліфорнійський університет, Сан-Дієго

Своєчасне харчування може запобігти хворобам, спричиненим поганими генами або поганою дієтою. Все в нашому організмі запрограмовано на роботу за цілодобовим або циркадним графіком, який повторюється щодня. Близько десятка різних генів працюють разом, щоб створити цей цілодобовий циркадний цикл. Ці годинники присутні у всіх наших органах, тканинах і навіть у кожній клітині. Ці внутрішні годинники підказують нам, коли потрібно спати, їсти, бути фізично активним та боротися із захворюваннями. Поки ця внутрішня система хронометражу працює добре і ми їм підкоряємось, ми залишаємось здоровими.

Але що трапляється, коли наші годинники зламані або починають виходити з ладу?

Навіть у людей генетичні дослідження вказують на кілька генних мутацій, які компрометують наші циркадні годинники і роблять нас схильними до ряду захворювань - від ожиріння до раку. Коли ці дефектні гени годинників поєднуються з нездоровою дієтою, ризики та тяжкість цих захворювань стрімко зростають.

Моя лабораторія вивчає, як працюють циркадні годинники і як вони переналаштовуються, коли ми перелітаємо з одного часового поясу в інший або коли ми перемикаємось між денною та нічною зміною. Ми знали, що перший прийом їжі за день синхронізує наш циркадний годинник із нашим розпорядком дня. Отже, ми хотіли дізнатись більше про час прийому їжі та наслідки для здоров’я.

Обмеження за часом їжі

Кілька років тому ми зробили дивовижне відкриття, що коли мишам дозволяється їсти протягом стабільного восьми-12-годинного періоду, не зменшуючи щоденного споживання калорій, вони залишаються здоровими і не піддаються хворобам, навіть коли їх годують нездоровою їжею, багатою в цукрі або жирі.

Користь перевершує будь-яку сучасну медицину. Така схема харчування, яку в народі називають обмеженою в часі, також допомагає людям із зайвою вагою та ожирінням зменшити масу тіла та знизити ризик багатьох хронічних захворювань.

Десятиліття досліджень навчили нас, що і скільки ми їмо. Але нове відкриття про те, коли ми їмо речі, породило багато питань.

Як просто обмеження часу прийому їжі змінює стільки елементів особистого здоров'я? Час прийому їжі схожий на зовнішній сигнал часу, який сигналізує внутрішньому циркадному годиннику про дотримання балансу між харчуванням та ремонтом. Під час прийому їжі метаболізм був спрямований на харчування. Кишечник і печінка краще засвоюють поживні речовини з їжі, а деякі використовують для підживлення організму, зберігаючи решту.

У період голодування обмін речовин перейшов на омолодження. Небажані хімічні речовини розщеплювались, спалений жир спалювали та відновлювали пошкоджені клітини. На наступний день, після першого укусу, перемикач перейшов з омолодження на харчування. Цей ритм тривав щодня. Ми думали, що час прийому їжі та посту давав сигнал внутрішньому годиннику, і годинник перевертав перемикач між харчуванням та омолодженням щодня. Однак не було зрозуміло, чи потрібен звичайний циркадний годинник, щоб опосередкувати переваги обмеженого вживання їжі, чи лише обмежений час прийому їжі може переключити щоденний перемикач.

Що робити, якщо у вас зламався внутрішній годинник?

У новому дослідженні ми взяли генно-інженерних тварин, яким бракувало діючих циркадних годин у печінці або в кожній клітині тіла.

Ці миші з несправними годинниками не знають, коли їсти, а коли триматися подалі від їжі. Отже, вони харчуються випадково і розвивають безліч захворювань. Тяжкість захворювання посилюється, якщо їх годувати нездоровою дієтою.

Щоб перевірити, чи діє при обмеженому вживанні їжі з пошкодженим або дисфункціональним годинником, ми просто розділили цих мишей-мутантів на дві різні групи - одна група їла коли завгодно, а інша група отримувала доступ до їжі лише в обмежений час. Обидві групи їли однакову кількість калорій, але їжі з обмеженими можливостями закінчували свій щоденний раціон протягом дев'яти-10 годин.

Ми думали, що, хоча ці миші обмежили час їжі, наявність гена поганого годинника прирече їх на ожиріння та багато метаболічних захворювань. Але на наш повний подив, обмежений час прийому їжі перевершив поганий вплив несправних генів годинника. Миші без діючого годинника, яким судилося хворіти, були такими ж здоровими, як звичайні миші, коли вони споживали їжу протягом певного періоду.

Результати мають багато наслідків для здоров'я людини.

Хороша новина

Перш за все, це порушує велике питання: який зв’язок між нашою генетично закодованою системою хронометражу циркадних годинників і зовнішнім часом прийому їжі? Чи працюють ці дві різні системи синхронізації, як вторинні пілоти в літаку, так що навіть якщо одна недієздатна, інша все одно може літати на літаку?

Глибокий аналіз мишей у нашому експерименті показав, що обмежене вживання їжі викликає багато внутрішніх програм, які покращують стійкість нашого організму - дозволяючи боротися з будь-якими нездоровими наслідками поганого харчування чи будь-якого іншого стресу. Це підвищення внутрішньої стійкості може бути ключем до цих дивовижних переваг для здоров’я.

Що стосується здоров’я людини, це послання просте, як я кажу у своїй новій книзі “Циркадський кодекс”. Навіть якщо ми маємо дефектні циркадні гени, як при багатьох вроджених захворюваннях, таких як синдром Прадера-Віллі чи синдром Сміта-Магеніса, або маємо неправильно працюючу копію майже десятка різних генів годинника, якщо у нас є певна дисципліна та обмеження часу прийому їжі, ми все ще можемо відбиватися від поганих наслідків поганих генів.

Подібним чином інші дослідники показали, що ми старіємо, наша циркадна годинникова система слабшає. Гени не функціонують належним чином, тому наші цикли сну і неспання порушуються - як ніби у нас несправний годинник. Отже, спосіб життя стає більш важливим для людей похилого віку, які мають більш високий ризик багатьох хронічних захворювань, таких як діабет, хвороби серця, високий рівень холестерину, жирова хвороба печінки та рак.

Як потенційний переклад на здоров’я людини, ми створили веб-сайт, де будь-хто з будь-якої точки світу може записатися на академічне навчання та завантажити безкоштовний додаток MyCircadianClock і почати самостійний контроль за часом прийому їжі та сну.

Додаток надає поради та вказівки щодо того, як прийняти спосіб життя з обмеженим часом для покращення здоров’я та запобігання хронічним захворюванням та боротьби з ними. Збираючи дані від людей з різним ризиком захворювання, ми можемо дослідити, як час прийому їжі може сприяти збільшенню здорового життя.

Ми розуміємо, що спосіб життя кожного вдома, на роботі та інші обов’язки унікальний, і один розмір може підійти не всім. Отже, ми сподіваємось, що люди можуть скористатися програмою та деякими порадами для побудови своєї персоналізованої циркадної рутини. Вибравши власний часовий інтервал від восьми до 12 годин для їжі, яка найбільше відповідає їхньому способу життя, вони можуть отримати багато користі для здоров'я.

Сатчин Панда

Сатчин Панда отримує фінансування від Національного інституту охорони здоров’я, Міністерства оборони, Департаменту національної безпеки, Американської федерації досліджень старіння, Центру старіння Глена; благодійний фонд Леона М. та Гаррі Б. Гельмслі. Він є членом Центру циркадної біології Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.

Університет Каліфорнії надає фінансування як партнер-засновник The Conversation US.