Насыщенные жирные кислоты вызвали у клеток «джетлаг»

Исследовательская группа из Техасского университета A&M показала, что насыщенные жирные кислоты могут вызывать сбой циркадианных (суточных) ритмов в периферических тканях. Статья опубликована в журнале EBioMedicine.

Чтобы изучить влияние насыщенных жирных кислот на эндогенные клеточные ритмы, авторы работы использовали клеточные культуры фибробластов со встроенными в них генами биолюминесцентных (светящихся) белков, которые позволяют отслеживать колебания клеточной активности по интенсивности люминесценции. Клеточные культуры обрабатывали пальмитиновой кислотой — одной из самых распространенных в природе насыщенных жирных кислот, которая встречается в большинстве животных жиров и растительных масел.

Как показали эксперименты, обработка фибробластов пальмитиновой кислотой приводит к сбою эндогенных циркадных ритмов в клеток, причем сила эффекта зависит от того, в какое время суток производится обработка: самый сильный эффект наблюдался поздно вечером, а самый слабый — рано утром. Помимо нарушения эндогенных клеточных ритмов, пальмитиновая кислота также стимулировала сигнальные пути, индуцирующие выделение провоспалительных цитокинов.

Чтобы проверить влияние пальмитиновой кислоты на другие типы клеток, ученые использовали также культуры адипоцитов (клеток жировой ткани), дифференцированных из исходной культуры фибробластов. Оказалось, что адипоциты, как и фибробласты, тоже реагируют на пальмитиновую кислоту нарушением циркадианных ритмов и выделением провоспалительных сигналов, однако паттерн зависимости от времени обработки у них совсем другой. Иными словами, разные клетки в результате обработки пальмитиновой кислотой переключались на разные, несинхронизированные, «часовые пояса», и демонстрировали разные, не совпадающие друг с другом, паттерны провоспалительной активности.

Поскольку выделение провоспалительных сигналов также подчиняется суточным ритмам и обеспечивает обратную связь с механизмом эндогенных клеточных часов, сбой воспалительных ритмов, в свою очередь, приводит к еще большему нарушению суточных ритмов. Этот эффект дополнительно усиливается тем, что разные клетки по-разному реагируют на пальмитиновую кислоту, нарушая координацию разных групп клеток в пределах ткани. Совместно все эти процессы приводят к индукции воспаления. В свою очередь, хроническое воспаление, как было показано в других исследованиях, тесно связано с такими метаболическими расстройствами, как ожирение и резистентность к инсулину.

Также ученые показали, что известные ингибиторы воспаления — в том числе, докозагексаеновая кислота (полиненасыщенная жирноя кислота класса омега-3), — подавляют эффект пальмитиновой кислоты, помогая вернуть циркадианные ритмы в нормальное состояние и ингибируя воспаление.

Как отмечает руководитель исследовательской группы, полученные результаты показывают, что важно не только то, какие жирные кислоты мы едим, но и то, в какое время суток мы это делаем. Кроме того, по его словам, результаты исследования в будущем можно будет использовать для локального контроля воспалительных процессов — например, стимулировать воспаление в конкретной ткани с помощью пальмитиновой кислоты, чтобы помочь организму справиться с инфекцией.

«Главные» циркадные часы расположены у млекопитающих в супрахиазматическом ядре гипоталамуса. Однако, помимо этих центральных часов, механизмы, регулирующие суточные ритмы, находятся также во многих периферических тканях. Эти периферические циркадианные часы участвуют в регуляции множества метаболических процессов. Так, например, эндогенные часы в иммунных клетках регулируют суточные ритмы поступления иммунных клеток в кровеносные сосуды и выделения воспалительных факторов, а эндогенные часы в адипоцитах регулируют суточные ритмы метаболизма жиров. Разные типы клеток и тканей снабжены своими специфичными эндогенными часами, которые в норме синхронизированы друг с другом. Сбой этой синхронизации, вызванное внешними факторами или генетическими особенностями, может приводить к самым разным нарушениям: от хронического воспаления до ожирения и других метаболических расстройств.

Софья Долотовская