De câte ori aţi auzit în ultimul timp că nu trebuie să mâncaţi seara sau că ultima masă ar trebui să fie în jurul orei şase? Cu siguranţă nici nu mai ţineţi minte de câte ori vi s-a spus asta până acum. Dar oare ştiţi exact care este motivul pentru care oamenii de ştiinţă recomandă acest lucru? Desigur, este vorba despre kilogramele în plus, dar în spatele acestui motiv există o explicaţi mult mai importantă pe care cu toţii ar trebui să o cunoaştem.
Nu sunt mulţi factori de mediu la fel de importanţi ca ritmul circadian, definit de totalitatea schimbărilor fizice, mentale şi comportamentale care intervin în ciclul de 24 de ore. Comportamentul, fiziologia şi biochimia noastră reflectă ciclul zilnic al planetei, iar oamenii care nu reuşesc să se sincronizeze cu natura riscă să aibă şanse mai mari de a suferi de diabet, obezitate şi boli de inimă. Mai mult, bolile gastrointestinale, depresia şi alte boli similare sunt mai des întâlnite în rândul celor care nu au obiceiuri normale de somn. Însă, potrivit unei noi cercetări, nu numai perturbarea sonului poate duce la simptome fiziologice nedorite, ci şi obiceiurile alimentare care tulbură ritmul circadian ne pot cauza probleme serioase de sănătate.
De-a lungul timpului au existat mai multe studii care au subliniat importanţa ritmului circadian. De exemplu, oamenii care lucrează în ture le-au oferit epidemiologilor informaţii preţioase cu privire la importanţa menţinerii unor modele normale de somn, care se traduc prin dormit pe timpul nopţii. În repetate rânduri s-a demonstrat că aceşti lucrători sunt predispuşi la dezvoltarea bolilor metabolice, iar unul dintre studiile care a analizat acest subiect a concluzionat că persoanele care lucrează în schimbul de noapte au cu 40% mai multe şanse de a dezvolta boli cardiovasculare. un alt studiu similar, realizat de oamenii de ştiinţă de la Universitatea din Quebec a concluzionat că bărbaţii care lucrează în tura de noapte sunt de 3 ori mai predispuşi la cancerul de prostată. Cercetătorii canadieni sunt de părere că expunerea la lumină în timpul nopţii afectează producţia de melatonină şi declanşează un set de evenimente în interiorul corpului, care ar putea încuraja creşterea tumorilor.
Mecanismele din spatele acestor legături dintre ritmul circadian şi efectele sale asupra corpului nu sunt înţelese în totalitate, însă o multitudine de studii realizate atât pe animale, cât şi pe studii indică faptul că programul alimentar este un factor important implicat în menţinerea echilibrului energetic şi a sănătăţii.
În studiile pe rozătoare s-a observat că „simpla limitare a programului de hrănire la ore necorespunzătoare are consecinţe adverse”, a notat Joe Bass de la Universitatea Northwestern. Cercetările realizate pe şoareci au indicat că o dietă bogată în grăsimi administrată la orice oră din zi şi din noapte făcea ca animalele să devină obeze şi nesănătoase. Însă, dacă şoarecii erau hrăniţi numai în timpul nopţii (animalele din studiu erau nocturne şi deci în mod normal se hrăneau noaptea) efectele metabolice nedorite erau reduse drastic, în ciuda faptului că animalele consumau acelaşi număr de calorii ca înainte. Mai mult, chiar şi abateri mai puţin majore de la ritmul circadian normal pot afecta modul în care procesăm mâncare. La începutul acestui an, Frank Scheer de la Harvard Medical School şi Marta Garaulet de la Universitatea Murcia au publicat rezultatele unui studiu realizat pe 420 de indivizi din Spania care ţineau dietă. Participanţii s-au înscris pentru un program de pierdere în greutate, iar oamenii de ştiinţă le-au urmărit obiceiurile alimentare. Jumătate dintre participanţi aveau obiceiul de a consuma principala masă din zi înainte de ora 15:00, în timp ce restul participanţilor mâncau mai târziu.
Ambele grupuri au urmat o dietă similară, au făcut la fel de multe exerciţii fizice, au dormit un număr similare de ore şi au produs un nivel relativ egal de hormoni asociaţi cu foamea. Cu toate acestea, cei care aveau obiceiul de a mânca masa principală mai devreme au slăbit mai mult, comparativ cu restul subiecţilor. „Aceste informaţii indică faptul că momentul în care consumăm masa principală poate prezice rata pierderii în greutate”, a explicat Scheer. Constatările lui Scheer susţin ideea potrivit căreia metabolismul uman depinde în mare parte de „maşina” circadiană din genele noastre şi că orice nepotrivire între cele două poate afecta grav sănătatea.
Alte ceasuri ale corpului
Acum câteva decenii, majoritatea oamenilor de ştiinţă specializaţi pe studierea ritmului circadian ar fi descris ceasul circadian drept un sistem reglat de nucleul suprachiasmatic (SCN), un grup de 20.000 de neuroni din hipotalamus care serveşte drept conductor al ritmul de 24 de ore. La animale, s-a constatat că leziunile de la nivelul SCN afectează ritmul biologic. Cu toate acestea, restul corpului urma pasiv SCN-ul. „Această idee s-a schimbat destul de rapid la sfârşitul anilor `90, după ce au fost clonate primele gene «ceas», care coordonează funcţiile ritmului circadian”, susţine Joseph Takahashi de la Howard Hughes Medical Institute.
Odată cu identificarea genelor care sincronizează comportamentul şi funcţiile corpului organismelor cu rotaţia Pământului, Takahashi şi alţi oameni de ştiinţă au descoperit gene ceas exprimate în aproape fiecare ţesut din corp. Aşa şi-au dat seama oamenii de ştiinţă că SCN-ul nu este singura parte din corp care se ocupă cu reglarea ceasului biologic. Şi alte elemente din ţesuturile periferice ajută la buna funcţionare ritmică de zi cu zi a organelor.
În intestin, de exemplu, motilitatea intestinală şi absorbţia diferă în funcţie de timpul zilei. La fel ca toate ceasurile din interiorul corpului, aceste ritmuri sunt ghidate de genele ceas care operează într-o buclă de feedback transcripţional. Adică, factorii de transcripţie, precum CLOCK şi BMAL1 activează expresia unui număr mare de gene ale căror proteine inhibă, la rândul lor, factorii CLOCK şi BMAL1, cauzând oscilaţii zilnice ale expresiilor lor.
Ceasurile circadiene periferice sunt ghidate de SCN, iar toate ceasurile sunt vulnerabile la zeitgeberi, termen provenit din limba germană şi care se referă la orice stimul extern care sincronizează un ritm biologic al organismului la ritul de 24 de ore. Pentru SCN, principalul zeitgeber este lumina. În schimb, ceasurile ţesuturilor periferice pot avea alt zeitgeber, precum consumul alimentar.
Într-un alt studiu, Vincent Cassone, profesor de biologie de la Universitatea din Kentucky, a constatat că tractul gastrointestinal al mamiferelor este sensibil la programul de hrănire. Mai mult, animalele care au ceasul intern principal disfuncţional (precum cele al căror SCN nu funcţionează normal), pot folosi consumul de alimente ca pe o cale de a-şi regla programul zilnic normal şi potrivit în funcţie de specie. „Dacă animalele sunt hrănite după un anumit orar, sistemul lor gastrointestinal le spune cât este ceasul”, a explicat Cassone.
În ciuda acestei aparente influenţe pe care o are aportul alimentar asupra ceasurilor din ţesuturile periferice, se pare că SCN-ul nu este chiar atât de afectat. Prin urmare, oamenii de ştiinţă speculează că problemele de sănătate apărute în cazul oamenilor care lucrează în ture şi al şoarecilor hrăniţi atunci când ei ar fi trebuit, de fapt, să doarmă sunt cauzate de o desincronizare a SCN cu ceasurile periferice. „Suspectăm că mâncatul la momente nepotrivite din zi face ca ceasurile periferice (din ficat, ţesutul adipos, pancreas şi muşchi) să ajungă într-o poziţie diferită de cea a SCN. Credem că acest lucru poate iniţia probleme în ritmul energetic al organismului”, a declarat cercetătorul Georgios Paschos, de la Universitatea Pennsylvania
Metabolismul şi ceasul intern
Analizând mai atent genele a căror expresie pate fi influenţată de nerespectarea programului de masă, Panda a descoperit că acestea au efect asupra glucozei, a sintezei şi a descompunerii acizilor graşi, a producţiei de colesterol şi a funcţiilor hepatice. Ca urmare a acestei descoperiri, el argumentează că pentru ca unele proteine să funcţioneze cum trebuie, ele au nevoie ca individul să se abţină de la mâncare în anumite perioade din ciclul zilnic de 24 de ore. FosfoCREB, de exemplu, reglează eliberarea glucozei atunci când animalele dorm (adică ziua). Astfel, aceste gene ar trebui să fie active numai ziua. În schimb, la animalele hrănite şi ziua şi noaptea, nivelul de pCREB era mare tot timpul.
Există nenumărate studii care indică faptul că ceasurile circadiene din ţesuturile periferice sunt vitale organismului, influenţându-ne până la nivel celular.
Un exemplu de studiu care, încă de acum 25 de ani, a demonstrat strânsa legătură dintre metabolism şi ceasurile circadiene a fost cel al lui Mitch Lazar, de la Universitatea din Pennsylvania, în care s-a descoperit receptorul nuclear Rev-erb?, care reglează expresia genetică printr-un modulator epigenomic numit HDAC3. Ceea ce l-a uimit pe Lazar au fost oscilaţiile circadiene ale expresiilor genei. În cazul ficatului el a observat că atunci când înlătură gena, organul se umple de grăsime. Astfel, studiul a oferit o explicaţie moleculară a ceea ce se ştia deja de zeci de ani: există un ritm circadian pentru stocarea şi sintetizarea lipidelor. În timpul perioadelor de somn, corpul arde lipide, iar în timpul perioadelor de veghe, ficatul este cel care le stochează. În cazul şoarecilor, gena HDAC3 este produsă ziua, când animalele dorm şi astfel ea ajută la medierea utilizării lipidelor. Când Rev-erb? şi HDAC3 sunt dezactivate noaptea (când şoarecii sunt treji şi mănâncă) precursorii glucozei sunt împinşi spre sintetizarea şi stocarea lipidelor. Mai târziu, când rozătoarele adorm, ele pot inversa procesul producând glucoză pentru a asigura funcţionarea corpului (căci glucoza este un combustibil esenţial organismului ajutând la producerea proteinelor şi la metabolizarea lipidelor). Ca urmare a cercetărilor lor, Lazar şi echipa sa au declarat în 2011 că ei suspectează că Rev-erb? şi HDAC3 „alcătuiesc unul dintre acele mecanisme de protecţie care îi permit ficatului să producă glucoză în momentul în care animalul nu mănâncă”.
În 2006, un alt studiu, de data aceasta realizat de Paolo Sassone-Corsi a dus la identificarea unei proteina CLOCK (care reglează ritmul circadian) ce funcţionează în echilibru cu proteina SIRT1, care modulează nivelul de energie pe care îl foloseşte o celulă. Mai mult, analiza acestei proteine numite SIRT1 a arătat că ea contrabalansează funcţia proteinei CLOCK. Chiar dacă funcţiile celor două proteine sunt diferite, ele interacţionează şi creează o legătură care este reglată în interiorul celulei. SIRT1 simte nivelul energiei din celulă, iar activitatea ei este reglată de numărul de substanţe nutritive pe care le consumă o celulă. De asemenea, ea ajută celulele să reziste stresului oxidativ şi celui indus de radiaţii şi prin urmare SIRT1 este cunoscută pentru capacitatea ei de a controla procesul de îmbătrânire.
CLOCK şi SIRT1 fac parte din epigenom, care la rândul său este alcătuit din proteine care supravieţuiesc în conexiune cu ADN-ul unei celule şi care sub acţiunea factorilor de mediu fac ca genele din celule să se comporte diferit, chiar dacă structura genelor, în sine, nu se modifică. „Atunci când echilibrul dintre aceste două proteine vitale este perturbat, funcţiile celulare normale pot fi întrerupte. Din cauza rolului pe care îl joacă aceste două enzime, schimbările modelelor noastre de somn sau mâncatul la ore nepotrivite, are efect direct asupra modului în care se comportă celulele noastre”, a concluzionat Sassone-Corsi.
Şi atunci, când vedem rezultatele tuturor acestor studii ne întrebăm dacă nu cumva este posibil prin această tendinţă de consumare alimentelor în perioada în care genomul „se odihneşte” să ne expunem singuri la îngrăşare şi la bolile metabolice? Lazar susţine că experimentul nu este finalizat şi că va trebui ca o ultimă etapă a lui să conecteze punctele dintre programul necorespunzător de mâncat, cu activitatea epigenetică perturbată de ceasul circadian şi cu bolile metabolice.
Cu toate acestea, oamenii, mai ales cei din ţările în curs de dezvoltare care stau foarte mult în lumină artificială, care petrec nopţile uitându-se la TV şi care consumă alimente la orice oră din zi şi din noapte se supun de câteva decenii unui „experiment” fără să îşi dea sema. Pentru noi toţi, lumina naturală nu mai dictează de mult momentele din zi în care mâncăm, iar aceasta s-ar putea să fie o greşeală pe care corpurile noastre să nu o ierte.
