Pengaturan waktu asupan kalori menyinkronkan ritme sirkadian di berbagai sistem

ringkasan: Makan yang dibatasi waktu memengaruhi ekspresi gen di lebih dari 22 wilayah otak dan tubuh. Temuan ini berimplikasi pada berbagai gangguan kesehatan di mana makan yang dibatasi waktu tampaknya memiliki manfaat potensial.

Sumber: Institut Salik

Sejumlah penelitian telah menunjukkan manfaat kesehatan dari makan yang dibatasi waktu, termasuk peningkatan umur dalam penelitian laboratorium, membuat praktik seperti puasa intermiten menjadi topik hangat di industri kesehatan.

Namun, tidak dipahami secara pasti bagaimana hal itu memengaruhi tubuh pada tingkat molekuler, dan bagaimana perubahan ini berinteraksi di berbagai sistem organ.

Sekarang, para ilmuwan Salk telah menunjukkan pada tikus bagaimana makan yang dibatasi waktu memengaruhi ekspresi gen di lebih dari 22 wilayah tubuh dan otak. Ekspresi gen adalah proses di mana gen diaktifkan dan merespons lingkungannya melalui pembentukan protein.

Hasil dipublikasikan di metabolisme sel Pada 3 Januari 2023, ini akan berimplikasi pada berbagai kondisi kesehatan karena makan yang dibatasi waktu telah menunjukkan manfaat potensial, termasuk diabetes, penyakit jantung, tekanan darah tinggi, dan kanker.

“Kami menemukan bahwa ada efek seluruh sistem molekuler dari makan yang dibatasi waktu pada tikus,” kata Profesor Satchidananda Panda, penulis senior dan ketua bersama Rita dan Richard Atkinson di Salk.

“Temuan kami membuka pintu untuk melihat lebih dekat bagaimana gangguan nutrisi ini mengaktifkan gen yang terkait dengan penyakit tertentu, seperti kanker.”

Untuk penelitian ini, dua kelompok tikus diberi makanan berkalori tinggi yang sama. Satu kelompok diberi akses gratis ke makanan. Kelompok lain dibatasi untuk makan dalam waktu sembilan jam setiap hari.

Tujuh minggu kemudian, sampel jaringan dari 22 kelompok organ dan otak dikumpulkan pada waktu yang berbeda siang atau malam dan dianalisis untuk perubahan genetik. Sampel termasuk jaringan hati, lambung, paru-paru, jantung, kelenjar adrenal, hipotalamus, berbagai bagian ginjal, usus, dan berbagai bagian otak.

Para penulis menemukan bahwa 70% gen tikus merespons makan yang dibatasi waktu.

“Dengan mengubah waktu makan, kami mampu mengubah ekspresi gen tidak hanya di usus atau hati, tapi juga ribuan gen di otak,” kata Panda.

Sekitar 40% gen di kelenjar adrenal, hipotalamus, dan pankreas dipengaruhi oleh pembatasan waktu makan. Organ-organ ini penting untuk regulasi hormonal. Hormon mengoordinasikan fungsi di berbagai bagian tubuh dan otak, dan ketidakseimbangan hormon terlibat dalam banyak penyakit mulai dari diabetes hingga gangguan stres. Temuan ini memberikan panduan tentang bagaimana makan yang dibatasi waktu dapat membantu mengelola penyakit ini.

Menariknya, tidak semua bagian sistem pencernaan terpengaruh secara merata. Sementara gen yang terlibat dalam dua bagian atas usus kecil – duodenum dan jejunum – diaktifkan oleh makan yang dibatasi waktu, ileum, di ujung bawah usus kecil, tidak.

Penemuan ini dapat membuka penelitian baru untuk mempelajari bagaimana pekerjaan shift, yang mengganggu jam biologis 24 jam kita (disebut ritme sirkadian), memengaruhi penyakit pencernaan dan kanker. Penelitian sebelumnya oleh Tim Panda menunjukkan bahwa makan yang dibatasi waktu meningkatkan kesehatan petugas pemadam kebakaran, yang biasanya merupakan pekerja shift.

Para peneliti juga menemukan bahwa makan yang dibatasi waktu selaras dengan ritme sirkadian berbagai organ dalam tubuh.

“Ritme sirkadian ada di mana-mana di setiap sel,” kata Panda. Kami menemukan bahwa makan yang dibatasi waktu menyinkronkan ritme sirkadian untuk memiliki dua gelombang utama: satu selama puasa dan satu segera setelah makan. Kami menduga bahwa ini memungkinkan tubuh mengoordinasikan berbagai proses.”

Selanjutnya, tim Panda akan melihat lebih dekat efek dari makan yang dibatasi waktu pada kondisi atau sistem tertentu yang terlibat dalam penelitian, seperti aterosklerosis, pengerasan pembuluh darah yang sering menjadi pertanda penyakit jantung dan stroke, serta penyakit ginjal kronis.

READ  Seorang bocah lelaki berusia tujuh tahun meninggal setelah terinfeksi parasit pemakan otak yang langka di Danau California

Lihat juga

Tentang berita diet dan genetika ini

pengarang: kantor pers
Sumber: Institut Salik
komunikasi: Kantor Pers – Institut Salik
gambar: Gambar berada di domain publik

Pencarian asli: akses terbuka.
“Pemandangan relatif diurnal dari respons berbagai jaringan terhadap pemberian makan yang dibatasi waktu pada mamaliaoleh Shaunak Deota et al. metabolisme sel

ringkasan

Pemandangan relatif diurnal dari respons berbagai jaringan terhadap pemberian makan yang dibatasi waktu pada mamalia

Highlight

• 80% gen diekspresikan secara berbeda atau berirama di bawah TRF dalam setidaknya satu jaringan
• TRF mengurangi gen yang terlibat dalam pensinyalan inflamasi dan metabolisme lipid-gliserol
• TRF meningkatkan gen yang terlibat dalam pemrosesan RNA, pelipatan protein, dan autophagy
• TRF menyebabkan beberapa penyambungan kembali jaringan BCAA, glukosa, dan metabolisme lemak

ringkasan

Pemberian makan yang dibatasi waktu (TRF) adalah intervensi pemberian makan perilaku yang muncul yang melibatkan siklus makan dan puasa setiap hari. Baik pada hewan maupun manusia, TRF memiliki manfaat kesehatan multiarah yang timbul dari berbagai sistem organ, namun dasar molekuler untuk manfaat yang dimediasi TRF kurang dipahami.

Di sini, kami membuat tikus terkena isokalorik pilihan saya Memberi makan (ALF) atau TRF dari diet Barat dan memeriksa perubahan ekspresi gen dalam sampel dari 22 organ dan daerah otak yang dikumpulkan setiap dua jam selama periode 24 jam.

Kami menemukan bahwa TRF memiliki efek mendalam pada ekspresi gen. Sekitar 80% dari semua gen menunjukkan ekspresi diferensial atau downregulation di bawah TRF setidaknya dalam satu jaringan. Anotasi fungsional dari perubahan ini mengungkapkan efek spesifik jaringan dan jalur dari TRF.

Temuan dan sumber daya ini memberikan dasar penting untuk studi mekanistik di masa depan dan akan membantu memandu intervensi makan terbatas waktu (TRE) untuk pengobatan berbagai kondisi penyakit dengan atau tanpa terapi farmakologis.