Питание в «неправильное» время снижает фертильность у плодовых мушек

Поздний прием пищи у плодовых мушек приводит не только к набору веса, но и к снижению фертильности. К такому выводу пришло новое исследование в Cell Metabolism от учёных Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета, которые манипулировали циркадными ритмами мушек и измеряли влияние на яйцекладку.

Ведущий автор Амита Сегал, PhD, подчёркивает, что результаты, полученные на мухах в лаборатории, не обязательно справедливы для людей, и любую потенциальную связь между диетой и репродукцией нужно проверять отдельно.

«Я бы не сказала, что питание в неподходящее время суток делает людей менее фертильными, хотя такое предположение напрашивается. Я бы сказала, что такое питание имеет пагубные последствия для физиологии», — говорит Сегал.

Всё взаимосвязано

Многие аспекты биологии животных цикличны в течение суток. Сон и бодрствование, активность и отдых, температура тела колеблются в паттерне, называемом циркадным ритмом. Нарушение этих ритмов негативно влияет на физиологию. Например, у работников сменного труда чаще возникают психологические и метаболические проблемы. Грызуны с нарушенными циркадными ритмами чаще страдают ожирением.

Ранее считалось, что у животных есть единые главные молекулярные часы в мозге. Однако теперь известно, что некоторые органы имеют свои собственные независимые часы, подобно горожанам, сверяющим свои наручные часы с часами на ратуше.

Печень млекопитающих — один из таких органов. В 2008 году команда Сегал обнаружила, что у плодовой мушки эквивалент печени, называемый жировым телом, также имеет свои часы, контролирующие питание и запасание пищи. Учёные решили выяснить, что произойдёт, если часы жирового тела рассинхронизируются с главными часами в мозге.

Рассинхронизация часов

Сначала команда определила, какие гены мушки контролируются именно часами жирового тела. С помощью микрочипов они идентифицировали 81 ген, связанный с метаболизмом липидов и углеводов, иммунной системой и репродукцией.

Затем исследователи попытались рассинхронизировать часы жирового тела и центральные часы, поместив мух в постоянную темноту и кормя их в «неправильное» время. Они обнаружили, что два типа часов можно разделить: нарушение циклов питания изменяло циклирование генов, контролируемых часами жирового тела, но не генов, регулируемых центральными часами.

Наконец, команда оценила функциональные последствия этой десинхронизации, подсчитав количество отложенных яиц в разных условиях. Мухи, питавшиеся в «правильное» время, откладывали около 8 яиц в день, по сравнению с примерно 5 яйцами при питании в «неправильное» время.

«Циркадная десинхронизация, вызванная питанием в "неправильное" время суток, приводит к дефекту общей репродуктивной способности», — пишут авторы.

Следующий вопрос, по словам Сегал, — найти молекулярный механизм, контролирующий это явление: как жировое тело взаимодействует с яичниками. И, что более важно, ограничен ли этот эффект плодовыми мушками или он также встречается у высших организмов, включая человека.