Em um novo estudo, pesquisadores da Universidade de Uppsala agora demonstram que uma noite de perda de sono tem um impacto específico na regulação da expressão gênica e do metabolismo em humanos. Isso pode explicar como o trabalho por turnos e a perda crônica de sono prejudicam nosso metabolismo e afetam negativamente nossa composição corporal. O estudo é publicado na revista científica Science Advances .
Estudos epidemiológicos mostraram que o risco para obesidade e diabetes tipo 2 é elevado em pessoas que sofrem de perda crônica de sono ou que realizam trabalho por turnos. Outros estudos mostraram uma associação entre sono interrompido e ganho de peso adverso, no qual o acúmulo de gordura é aumentado ao mesmo tempo que a massa muscular é reduzida - uma combinação que por si só tem sido associada a inúmeras conseqüências adversas à saúde. Pesquisadores de Uppsala e outros grupos mostraram em estudos anteriores que as funções metabólicas que são reguladas por, por exemplo, músculo esquelético e tecido adiposo são adversamente afetadas pelo sono interrompido e ritmos circadianos. No entanto, até agora, ainda não se sabe se a perda do sono por si só pode causar alterações moleculares no nível dos tecidos, o que pode conferir um risco maior de ganho de peso adverso.
No novo estudo, os pesquisadores estudaram 15 indivíduos saudáveis com peso normal que participaram de duas sessões em laboratório nas quais a atividade e os padrões das refeições eram altamente padronizados. Em ordem aleatória, os participantes dormiram uma noite normal de sono (mais de oito horas) durante uma sessão, e foram mantidos acordados a noite toda durante a outra sessão. Na manhã seguinte a cada intervenção noturna, pequenas amostras de tecido (biópsias) foram retiradas da gordura subcutânea e do músculo esquelético dos participantes. Estes dois tecidos exibem frequentemente metabolismo interrompido em condições tais como obesidade e diabetes. Ao mesmo tempo, pela manhã, amostras de sangue também foram coletadas para permitir uma comparação entre os compartimentos teciduais de vários metabólitos. Estes metabólitos compreendem moléculas de açúcar, assim como diferentes ácidos graxos e aminoácidos.
As amostras de tecido foram usadas para análises moleculares múltiplas, que em primeiro lugar revelaram que a condição de perda de sono resultou em uma mudança específica de tecido na metilação do DNA, uma forma de mecanismo que regula a expressão gênica. A metilação do DNA é uma modificação epigenética que está envolvida na regulação de como os genes de cada célula do corpo são ativados ou desativados, e é afetada tanto por fatores hereditários quanto ambientais, como o exercício físico.
"Nosso grupo de pesquisa foi o primeiro a demonstrar que a perda aguda do sono resulta em alterações epigenéticas nos chamados genes do relógio que dentro de cada tecido regulam seu ritmo circadiano. Nossas novas descobertas indicam que a perda do sono provoca alterações específicas do tecido". o grau de metilação do DNA em genes espalhados pelo genoma humano. Nossa análise paralela do músculo e do tecido adiposo nos permitiu revelar que a metilação do DNA não é regulada de maneira semelhante nesses tecidos em resposta à perda aguda do sono ", diz Jonathan Cedernaes. o estudo.
"É interessante que vimos mudanças na metilação do DNA apenas no tecido adiposo, e especificamente para genes que também mostraram estar alterados no nível de metilação do DNA em condições metabólicas, como obesidade e diabetes tipo 2. Modificações epigenéticas são consideradas É capaz de conferir uma espécie de "memória" metabólica que pode regular a maneira como os programas metabólicos operam em períodos mais longos.Portanto, pensamos que as mudanças que observamos em nosso novo estudo podem constituir outra peça do quebra-cabeça de como a perturbação crônica do sono e da circadiana ritmos podem afetar o risco de desenvolver, por exemplo, a obesidade ", observa Jonathan Cedernaes.
Análises posteriores de, por exemplo, expressão de genes e proteínas demonstraram que a resposta como resultado da vigília diferiu entre o músculo esquelético e o tecido adiposo. Os pesquisadores dizem que o período de vigília estimula o período de vigília durante a noite de muitos trabalhadores em turnos designados para trabalho noturno. Uma possível explicação para por que os dois tecidos respondem da maneira observada pode ser que períodos de vigília durante a noite exercem um efeito específico do tecido no ritmo circadiano dos tecidos, resultando em desalinhamento entre esses ritmos. Isso é algo que os pesquisadores encontraram apoio preliminar para também neste estudo, bem como em um estudo anterior semelhante, mas menor.
"No presente estudo, observamos assinaturas moleculares de aumento da inflamação nos tecidos em resposta à perda de sono. No entanto, também observamos assinaturas moleculares específicas que indicam que o tecido adiposo está tentando aumentar sua capacidade de armazenar gordura após a perda do sono. observaram sinais indicando colapso concomitante de proteínas do músculo esquelético no músculo esquelético, no que também é conhecido como catabolismo.Também notamos alterações nos níveis de proteínas do músculo esquelético envolvidas no manejo da glicose no sangue, e isso poderia ajudar a explicar por que a sensibilidade à glicose dos participantes foi prejudicada perda de sono.essas observações podem fornecer, pelo menos parcialmente, uma visão mecanicista de por que a perda crônica de sono e o trabalho em turnos podem aumentar o risco de ganho de peso adverso, bem como o risco de diabetes tipo 2 ", diz Jonathan Cedernaes.
Os pesquisadores estudaram apenas o efeito de uma noite de perda de sono e, portanto, não sabem como outras formas de sono ou ruptura do desalinhamento circadiano afetariam o metabolismo tecidual dos participantes.
"Será interessante investigar em que medida uma ou mais noites de recuperação do sono podem normalizar as alterações metabólicas que observamos no nível dos tecidos como resultado da perda de sono. A dieta e o exercício são fatores que também podem alterar a metilação do DNA. Assim, os fatores podem ser usados para neutralizar os efeitos metabólicos adversos da perda de sono ", diz Jonathan Cedernaes.
Artigo:
Jonathan Cedernaes, Milena Schönke, Jakub Orzechowski Westholm, Jia Mi, Alexander Chibalin, Sarah Voisin, Megan Osler, Heike Vogel, Katarina Hörnaeus, Suzanne L. Dickson, Sara Bergström Lind, Jonas Bergquist, Helgi B Schiöth, Juleen R. Zierath, Christian Benedict. Acute sleep loss results in tissue-specific alterations in genome-wide DNA methylation state and metabolic fuel utilization in humans. Science Advances, 2018; 4 (8): eaar8590 DOI: 10.1126/sciadv.aar8590
Fonte:
www.sciencedaily.com
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