Исследователи из института Вайцмана выяснили, как наши биологические часы влияют на пищеварение и на работу митохондрий, обеспечивающих клетки энергией.

Специалисты по биомолекулярным процессам изучили связь между рационом и циркадными ритмами человека, то есть колебаниями в интенсивности биологических процессов в зависимости от времени суток.

Как выяснилось, просто придерживаться того или иного рациона недостаточно, а зачастую и бессмысленно, поскольку влияние продуктов на наш организм зависит не только от того, что мы едим, но и от того, когда именно. «Земная действительность, при которой сутки длятся двадцать четыре часа, способствовала тому, что в ходе эволюции появились биологические часы, – объясняет доктор Гад Ашер, возглавляющий научную бригаду. – Они присутствуют в любом организме – у микробов, у мух, у людей, отмеряя время вне зависимости от внешних раздражителей. Они играют главную роль при контроле за ритмами сна, активности, питания, обмена веществ в двадцатичетырехчасовом суточном цикле.

В каком-то смысле это "дневник", задающий распорядок дня, говорящий организму о том, что его ждет и позволяющий подготовиться к неизбежному наилучшим образом».

Практически, все процессы, связанные с обменом веществ в нашем организме, протекают в суточном цикле. Это работает как на психологическом уровне (уровень сахара в крови, давление, гормоны), так и на молекулярном – энзимы и процессы, связанные с метаболизмом, имеющие один суточный пик.

Из-за этого нарушение суточного ритма и неподчинение биологическим часам приводит и к нарушению биологических процессов.

В частности, люди, работающие на сменах, не соответствующих их циркадному ритму, страдают от лишнего веса, диабета, метаболического синдрома.

Ученые проверяли, как биологические часы влияют на обмен веществ на клеточном уровне, в частности, на выработку энергии в клетках и ее потребление. Наша «клеточная электростанция», митохондрия, на протяжении суток накапливает белки, служащие топливом для выработки энергии.

Как выяснилось, 40% необходимых митохондриям белков, накапливаются в соответствии с тем же суточным циклом. Опыт проводился на крысах, которые активны ночью и спят днем. При этом подавляющая часть белков накапливалась в митохондрии на протяжении первых четырех часов после наступления рассвета. Многие из этих белков – жизненно важные для деятельности организма энзимы, задающие ритм работы митохондрий.

Например, главный энзим, задающий ритм переработки сахаров в энергию, появляется в митохондрии в 4 часа утра. Логично предположить, что именно в в это время переработка сахаров в энергию в организме достигает пика.

Ученые попробовали подтвердить этот вывод экспериментальным путем и, снабдив организм крысы сахаром именно в это время, увидели, что его переработка действительно оказалась максимальной по сравнению с любым другим временем суток.

В то же время было установлено, что белок, отвечающий за попадание в митохондрии жирных кислот, появляется в клетках к 6 часам вечера. И действительно, снабдив организм жирными кислотами именно в это время, ученые увидели, что они усваиваются наилучшим образом.

При этом у крыс с генетическими мутациями, нивелирующими работу «биологических часов», не было подобных всплесков активности разных энзимов, и работа по расщеплению сахара и жиров протекала равномерно на всем протяжении суток.

Это открытие очень важно для диетологов. Ведь, если расшифровать работу биологических часов и определить пики усваивания различных веществ в человеческом организме, диету можно сделать намного более эффективной. Кроме того, это означает, что биологические часы могут влиять на процесс метаболизма и косвенно, пробуждая чувство голода именно в те моменты, когда организму по расписанию пора запасаться энергией. Мы, постоянно приглушая голод, можем нивелировать работу биологических часов и не замечать, когда именно действительно следует питаться с точки зрения функционирования самого организма.

Эти исследования помогут понять, когда именно следует есть те или иные продукты, чтобы они нормально усваивались и расщеплялись в организме.

«Мы увидели, что крысы, которые едят только ночью, во время естественной активности организма, а не всегда, когда им захочется, получали то же самое количество калорий, но при этом содержание жиров в их печени было на пятьдесят процентов ниже, – говорит доктор Ашер. – То есть результат зависит не только от того, что есть, но и когда есть. Если мы будем знать естественное время нашей физической активности, то, возможно, сможем и использовать съеденное наиболее полезным и здоровым образом».