Не можете понять, почему ваш метаболизм, кажется, не синхронизирован со сменой времен года? Возможно, ваш организм всё ещё считает, что наступило лето, из-за типов жиров, содержащихся в обработанных продуктах. Исследование, проведённое в Калифорнийском университете в Сан-Франциско, предполагает, что дело не только в количестве потребляемых жиров, но и в соотношении различных типов жиров, которые могут определять, какое сейчас время года, согласно вашим внутренним биологическим часам.
Ученые обнаружили, что у мышей, получавших рацион с низким содержанием определенных типов жиров, наблюдалась летняя закономерность: им требовалось больше времени для синхронизации с зимними световыми циклами. У этих животных поддерживалась более высокая температура тела, что свидетельствовало о том, что их метаболизм оставался в летнем режиме. Рационы с одинаковым количеством калорий, но разными типами жиров, оказывали совершенно различное влияние на то, как организм адаптировался к временам года.
Исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, что в мозге мышей есть встроенный сезонный таймер, который считывает количество потребляемых ими жиров. Это открытие предполагает, что современные диеты, богатые гидрогенизированными маслами и переработанными жирами, могут вызывать аналогичную путаницу у людей, хотя ученые еще не проверили это.
В природе многие растения и животные зимой накапливают в своих тканях больше полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Это помогает им сохранять гибкость при низких температурах. Таким образом, диета с высоким содержанием ПНЖК сигнализирует о наступлении зимы, а диета с низким содержанием ПНЖК — о наступлении лета, сезона, когда животные естественным образом запасают энергию на периоды нехватки продовольствия.
Ведущий исследователь Даниэль Левин и его коллеги сосредоточили внимание на молекулярном переключателе, который контролирует внутренние биологические часы организма. Более ранние работы той же лаборатории связали этот переключатель с тем, как мыши и люди воспринимают питательные вещества и регулируют время сна.
Когда исследователи кормили мышей высокожирной диетой, отличавшейся только составом жиров, различия стали очевидны. Животные, потреблявшие меньше полиненасыщенных жиров, медленнее адаптировались к зимнему освещению, примерно на 40% дольше, чем мыши, потреблявшие больше этих жиров. В летнее время эти же мыши адаптировались быстрее, как будто их организм ожидал обилия пищи.
Изучая ткани головного мозга, команда обнаружила, что диеты с низким содержанием полиненасыщенных жиров активируют этот молекулярный переключатель в гипоталамусе — центре управления суточным ритмом и метаболизмом в головном мозге. Это изменение повлияло на то, как клетки вырабатывают сигнальные молекулы, и повысило температуру тела.
Чтобы убедиться, что этот переключатель действительно вызвал эффекты, а не просто совпал с ними, команда исследовала генетически модифицированных мышей. Эти животные были сконструированы таким образом, что переключатель не мог сработать.
Результаты были очевидны: эти мыши адаптировались к сезонному освещению с постоянной скоростью, независимо от того, чем они питались. А как насчет обычных мышей? Скорость их адаптации резко менялась в зависимости от типа жировой ткани.
Генетические данные доказали, что состав жиров в пище активно контролирует, как организм реагирует на смену времен года, а не просто коррелирует с ней. Мыши, неспособные переключить этот механизм, стали невосприимчивы к сезонным сигналам, скрытым в их пище.
Эксперименты с голоданием выявили еще один аспект. Когда мыши оставались без пищи, переключался в «зимний режим», и животные сдвигали свой распорядок дня на более раннее время. Анализ того, какие гены включались и выключались, показал, что это изменение затронуло сотни генов, участвующих в переработке полиненасыщенных жиров в сигнальные молекулы.
Чтобы изолировать влияние насыщенности жиров, исследователи разработали две диеты с высоким содержанием жиров и одинаковой калорийностью. В одной использовалось обычное кукурузное масло, богатое полиненасыщенными жирами. В другой — частично гидрогенизированное кукурузное масло, в котором в процессе промышленной обработки полиненасыщенные жиры преобразуются в более насыщенные.
У мышей, получавших гидрогенизированное масло, наблюдался «переключенный переключатель»: более высокая температура тела, меньшее количество сигнальных молекул и более медленная адаптация к зимнему освещению. А что насчет генетически модифицированных мышей? Никаких изменений, связанных с диетой, не наблюдалось.
Частичная гидрогенизация, тот же процесс, который приводит к образованию трансжиров, устраняет сезонный сигнал, который обычно говорит: «Зима наступила». В результате метаболизм демонстрирует летние закономерности: более высокую температуру тела и задержку в адаптации биологических часов.
В ходе экспериментов в течение нескольких недель наблюдали за самцами мышей, пока они адаптировались к новому режиму освещения, имитирующему сезонные изменения. Исследователи даже использовали устройства для кормления с компьютерным управлением, чтобы проверить ограничение калорий, которое имело противоположный эффект, помогая мышам быстрее адаптироваться к зиме. Это говорит о том, что общее количество калорий и тип жиров посылают организму разные сезонные сигналы.
Обработанные продукты доступны круглый год с измененным составом жиров. В сочетании с искусственным освещением это может создавать «сезонную путаницу» между внутренними биологическими часами и реальной окружающей средой. Многие обработанные продукты проходят гидрогенизацию или содержат иное соотношение жиров, чем сезонные цельные продукты. Даже продукты без трансжиров могут иметь жировой состав, который сигнализирует о неправильном сезоне.
Исследовательская группа отмечает, что у людей с генетической мутацией, затрагивающей тот же молекулярный переключатель, развивается расстройство сна, при котором они быстро засыпают и просыпаются на рассвете. Это доказывает существование подобного механизма у людей, но для подтверждения того, влияют ли пищевые жиры на суточные ритмы человека аналогичным образом, необходимы прямые исследования.
Авторы исследования отмечают, что в промышленно развитых странах резко возросли показатели ожирения и проблемы со сном. Этому способствует множество факторов, но их выводы позволяют предположить, что состав жировой ткани заслуживает внимания как возможный элемент этой головоломки.
Наблюдаемая у мышей закономерность, напоминающая летнюю, может быть связана с тем, как организм регулирует энергетический обмен в зависимости от времени года. Однако остается неизвестным, применимо ли это к метаболизму человека, изменению веса или сезонным колебаниям, и необходимы исследования на людях.
Полиненасыщенные жиры, которые в данном исследовании рассматриваются как сигнальные вещества для зимнего периода, имеют множество слабых мест в своей химической структуре. Это делает их уязвимыми, именно поэтому пищевые компании их перерабатывают. Многие упакованные закуски, выпечка и жареные продукты содержат масла, измененные для обеспечения длительного срока хранения, что непреднамеренно меняет их сезонные сигналы.
