Το σώμα μας ακολουθεί έναν φυσικό 24ωρο κύκλο γνωστό ως κιρκαδικό ρυθμό που επηρεάζει τα πάντα, από τον ύπνο μέχρι τον μεταβολισμό. Ενώ οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι ορισμένα γονίδια του βασικού κιρκαδικού ρολογιού βοηθούν στη ρύθμιση αυτών των ρυθμών, μια νέα μελέτη με επικεφαλής ερευνητές στο Baylor College of Medicine αποκαλύπτει ότι υπάρχει ένα επιπλέον επίπεδο ρύθμισης -η διατροφή αλληλεπιδρά με τη γενετική σύνθεση ενός ατόμου, επηρεάζοντας τα καθημερινά πρότυπα γονιδιακής δραστηριότητας στο ήπαρ, ειδικά εκείνα που σχετίζονται με τον μεταβολισμό του λίπους.
Αυτά τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Cell Metabolism, αποκαλύπτουν μια προηγουμένως υποτιμημένη χρονική πτυχή των αλληλεπιδράσεων μεταξύ της γενετικής και του περιβάλλοντος στη ρύθμιση του μεταβολισμού των λιπιδίων, με επιπτώσεις στις ατομικές διακυμάνσεις στην ευαισθησία σε ασθένειες που σχετίζονται με την παχυσαρκία και στην εξατομικευμένη χρονοθεραπεία ή στην ευθυγράμμιση των ιατρικών παρεμβάσεων με τους φυσικούς κιρκαδικούς ρυθμούς του σώματος.
«Η μελέτη μας παρέχει νέες γνώσεις στο ερώτημα: Γιατί μερικοί άνθρωποι παίρνουν βάρος πιο εύκολα ή αναπτύσσουν ηπατικά προβλήματα, ενώ άλλοι όχι, ακόμη και όταν τρώνε παρόμοιες τρορές», δήλωσε ο αντίστοιχος συγγραφέας Δρ. Dongyin Guan, επίκουρος καθηγητής ιατρικής – ενδοκρινολογίας και μοριακής και κυτταρικής βιολογίας στο Baylor. Ο Guan είναι επίσης μέλος του Ολοκληρωμένου Κέντρου Καρκίνου Dan L Duncan του Baylor.
«Διαπιστώσαμε ότι οι ατομικές γενετικές διαφορές επηρεάζουν τον χρόνο της γονιδιακής δραστηριότητας στο ήπαρ ως απόκριση στην τροφή», δήλωσε ο συν-πρώτος συγγραφέας Δρ. Ying Chen, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο Guan. «Τα γονίδια και η διατροφή συνεργάζονται για να διαμορφώσουν τον καθημερινό ρυθμό του ήπατος, ο οποίος με τη σειρά του μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο τα λίπη επεξεργάζονται και αποθηκεύονται».
Οι ερευνητές μελέτησαν δείγματα ανθρώπινου ήπατος και δύο στελέχη ποντικών με διαφορετικό γενετικό υπόβαθρο. Εξέτασαν πώς τα γονίδια στο ήπαρ ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας και πώς αυτό αλλάζει όταν τα ποντίκια τρέφονται με μια δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά.
Για να διερευνήσουν τους υποκείμενους μοριακούς μηχανισμούς αυτής της συνεργασίας μεταξύ διατροφής και γενετικής, η ομάδα εξέτασε επίσης τρισδιάστατες αλληλεπιδράσεις μεταξύ περιοχών του DNA. Διερεύνησαν πώς οι «ενισχυτές» -γονίδια που ενισχύουν τη γονιδιακή δραστηριότητα- συνδέονται με «υποκινητές», που ξεκινούν τη γονιδιακή δραστηριότητα, με χρονοεξαρτώμενο τρόπο.
Ο Guan και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι η γενετική ποικιλομορφία συμβάλλει στα καθημερινά πρότυπα γονιδιακής δραστηριότητας τόσο στους ανθρώπους όσο και στα ποντίκια. Στους ανθρώπους, χιλιάδες γονίδια εμφάνισαν ρυθμική δραστηριότητα μόνο σε άτομα με συγκεκριμένες γονιδιακές παραλλαγές.
«Διαπιστώσαμε επίσης ότι η διατροφή αλλάζει τον ρυθμό της γονιδιακής έκφρασης στο ήπαρ του ποντικού, αλλά αυτό αλλάζει για διαφορετικά γονίδια», δήλωσε ο συν-πρώτος συγγραφέας Dishu Zhou, βοηθός έρευνας στο εργαστήριο Guan. «Όταν τα ποντίκια τρέφονταν με δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά, η δραστηριότητα των γονιδίων του ήπατος άλλαξε, αλλά όχι με τον ίδιο τρόπο για όλα τα γονίδια. Μερικά γονίδια διατήρησαν τον ρυθμό τους, κάποια τον έχασαν και άλλα τον απέκτησαν».
Αξιοσημείωτο είναι ότι η γενετική και η διατροφή συνεργάζονται για να ελέγξουν περισσότερο από το 80% των αλληλεπιδράσεων ενισχυτή-υποκινητή ρυθμού.
«Εντοπίσαμε το γονίδιο ESRRγ ως έναν μη κανονικό ρυθμιστή ρολογιού, που σημαίνει ότι δεν αποτελεί μέρος της βασικής οικογένειας γονιδίων του κιρκαδικού ρολογιού, αλλά εξακολουθεί να παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση των καθημερινών ρυθμών», δήλωσε ο Guan. «Τα ποντίκια που δεν είχαν ESRRγ έχασαν πολλές από αυτές τις ρυθμικές συνδέσεις στο ήπαρ και εμφάνισαν διαταραγμένο μεταβολισμό του λίπους».
Τα ευρήματα δείχνουν ότι ο μεταβολισμός του λίπους είναι ευαίσθητος στον χρόνο και εξαρτάται από τα γονίδια. Σε ποντίκια με διαφορετικό γενετικό υπόβαθρο, το μέγεθος των σταγονιδίων λίπους στο ήπαρ άλλαξε καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας, αλλά μόνο σε εκείνα με ενεργό ESRRγ. Αυτό υποδηλώνει ότι η ατομική γενετική σύνθεση θα μπορούσε να επηρεάσει όχι μόνο τον τρόπο με τον οποίο το σώμα χειρίζεται το λίπος, αλλά και πότε το κάνει.
Αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε στο ήπαρ και στον μεταβολισμό του λίπους, αλλά οι συγγραφείς προτείνουν ότι οι ίδιες αρχές μπορεί να ισχύουν και για άλλα όργανα και ασθένειες. Τα ευρήματα όχι μόνο παρέχουν μια βελτιωμένη κατανόηση των καθημερινών μεταβολικών αλλαγών, αλλά υποστηρίζουν επίσης την πιθανότητα εξατομικευμένης χρονοθεραπείας -προσαρμογής των ωρών γευμάτων ή προγραμματισμού φαρμάκων ή άλλων θεραπειών με βάση το γενετικό προφίλ ενός ατόμου για τη βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων υγείας.
Περισσότερες πληροφορίες: Dishu Zhou et al, Genetics-nutrition interactions control diurnal enhancer-promoter dynamics and liver lipid metabolism, Cell Metabolism (2025). DOI: 10.1016/j.cmet.2025.07.010.
