режим сна

Рисунок 1. Модельный объект — рыбка данио-рерио

Ночью мышцы активируют «уборку» — разрушают повреждённые белки, накопившиеся за день. Процесс ночной очистки критичен для предотвращения саркопении — возрастной потери мышечной массы, и его нарушение приводит к ранней потере мышц даже у молодых особей. Ученые решили проверить, как отключение биологических часов повлияет на мышечную массу и провели эксперимент на рыбках данио-рерио.

Рыбки данио-рерио — это популярные «лабораторные модели» из-за генетического сходства с человеком и их прозрачночного тела, в котором можно разглядеть мышцы (рисунок 1). Модельные рыбки данио-рерио делят с человеком 70% генов, что делает их подходящим объектом для изучения биологических механизмов. У данио-рерио, как и у людей, эволюционно развились циркадные ритмы — внутренние часы, управляющие активностью клеток в зависимости от циклов дня и ночи.

Учёные добавили дефектный белок в мышцы рыбок, чтобы нарушить и отключить естественные биологические часы рыб. У рыб с искусственно нарушенными циркадными ритмами мышцы слабели на 30% быстрее. Как итог, через два года модифицированные рыбки стали меньше, слабее и медленнее здоровых сородичей, словно они прожили два года вместо пяти.

У рыбок с отключёнными биологическими часами система очистки белков давала сбой, в результате чего накопленный мусор превращался в «токсичный груз», ускоряя старение. Регулирует процесс ночного восстановления пара белков — Ror и Rev-erb. Первый включает «уборку» ночью, второй выключает её утром. Когда часы ломаются, их дуэт превращается в хаос, нарушая естественных механизм очистки организма от токсичных белков.

У людей, работающих в ночные смены, циркадные ритмы постоянно сбиваются также, как у лабораторных рыбок. Впоследствии в мышцах накапливается «белковый мусор», что может привести к потере до 40% мышечной массы к 60 годам, а также к повышенному риску травм и хронической усталости.

В Великобритании, в которой проводилось исследование, 4 миллиона человек трудятся посменно — медики, водители, заводские рабочие. И их здоровье находится под угрозой: по статистике, у ночных работников саркопения развивается на 5–7 лет раньше людей, работающих днем.

Учёные тестируют препараты, которые смогут «перезапускать» мышечные часы. Например, мелатонин в определённое время или вещества, регулирующие белки Ror/Rev-erb. Также ученые планируют провести тесты на людях: можно ли замедлить саркопению, регулируя циклы сна и питания с помощью диет и биологических добавок