Недавно учёные Колорадского университета в Боулдере впервые изучили, как уровни белков в крови человека могут изменяться в течение 24-часового периода в зависимости от того, когда человек спит и ест. Специалисты пришли к поразительным результатам: если человек не спит всю ночь, то происходят существенные изменения в уровнях свыше 100 различных белков.
Как отмечается в пресс-релизе, речь идёт о белках, влияющих на уровень сахара в крови, метаболизм и иммунную функцию.
В течение нескольких лет исследователи находили всё больше доказательств того, что нерегулярный режим сна или рабочие ночные смены могут негативным образом сказаться на здоровье. Так, предыдущие работы показали, что мозг начинает "съедать" сам себя после постоянного недосыпания. Более того, недостаток сна может способствовать развитию злокачественных опухолей. Да и риск ранней смерти у "сов" выше, чем у "жаворонков".
Новая работа американских специалистов была посвящена изучению того, как именно ночная смена может изменить экспрессию и уровни определённых белков в крови.
Специалисты пригласили к участию в эксперименте шесть здоровых мужчин: на протяжении шести дней испытуемые находились в исследовательском центре. Учёные контролировали сон, питание и воздействие света на участников.
Каждые четыре часа производился забор крови, чтобы специалисты могли следить за изменениями показателей 1129 белков.
После двух дней обычного режима добровольцы перешли на имитацию ночного образа жизни: днём они спали по 8 часов, а ночью бодрствовали и питались. В результате естественные 24-часовые циклы 129 белков были изменены.
Как говорит руководитель исследования Кристофер Депнер (Christopher Depner), уже ко второму дню "ночных смен" они заметили, что уровень белков, пик которых обычно приходился на день, повышался ночью, и наоборот.
Выяснилось, что уровни 30 белков значительно изменялись из-за смены циркадных ритмов; обычно их уровень показывал наибольшие значения между 14:00 и 21:00.
Также учёные заметили нарушения показателей работы белка под названием глюкагон. Его уровень повышался до максимума в течение ночи после того, как участники имитировали ночной график работы. Как правило, уровень этого белка достигает пика днём.
Поясним, что глюкагон – это белок, стимулирующий выброс сахара из печени в кровь.
Исследователи предполагают, что это конкретное нарушение может помочь объяснить высокие показатели диабета, наблюдаемые среди работников ночных смен.
Также специалисты наблюдали снижение фактора роста фибробластов 19 после изменения режима сна. Раннее исследования на животных моделях показали, что этот белок увеличивает расход энергии и сжигание калорий.
Уменьшение уровня этого белка коррелирует с выводом о том, что испытуемые уменьшили их общую способность сжигать калории примерно на 10 процентов под воздействием циркадных нарушений.
Как и другие подобные исследования, данные новой работы были получены в результате резких изменений циркадных режимов испытуемых. Иными словами, не совсем понятно, как организм может адаптироваться к условиям ночных смен в течение длительного периода.
Безусловно, некоторые биологические нарушения в течение более длительного периода изменений могут вернуться в норму, говорят учёные. Но долгосрочные изучения здоровья работников ночных смен всё-таки показывают неутешительные выводы: у них более высокие показатели таких заболеваний, как диабет и рак.
И это говорит о том, что человеческий организм может адаптироваться к кардинальным циркадным нарушениям лишь в ограниченной степени.
Тем не менее подобные работы могут помочь учёным разработать методы лечения для работников ночных смен, которые помогли бы им защищаться от вредных изменений в уровнях белков, способных привести к негативным последствиям для здоровья.
Более того, результаты работы могут помочь медикам точно определять время введения лекарств, вакцин и проведения диагностических тестов.
Результаты исследования представлены в научном издании PNAS.
Добавим, что недавно шотландские учёные выяснили, что нарушение суточных циркадных ритмов могут сделать человека более восприимчивым к депрессии и биополярному расстройству. Результаты их исследования представлены в издании The Lancet Psychiatry.
