일주기 리듬 교란이 비만과 당뇨병과 관련이 있다는 연구 결과가 발표되었습니다.

Journal of Clinical Investigation 에 게재된 새로운 연구에서는 일주기 리듬 장애, 대사 건강, 일주기 운동 출력(시계) 주기 유전자에 대한 증거를 검토했습니다.

일상생활은 환경과 연결되어 일주기 리듬의 진화를 이룹니다. 온도, 햇빛, 음식, 소리와 같은 신호("차이트게버")는 일주기 리듬을 외부 환경에 적응시킵니다. 일주기 리듬 장애(차이트게버)가 인체에 미치는 부정적인 영향에 대한 증거가 점차 늘어나고 있습니다. 대사 건강과 일주기 유전자 발현 간의 관계에 대한 포괄적인 고찰은 아직 부족합니다. 본 연구는 일주기 리듬 장애와 시계 유전자 발현이 대사 건강 관련 병리에 미치는 영향에 대한 이해를 높이기 위해 동물 모델에서 얻은 증거를 요약하고 역학 자료와 비교했습니다.

동물 모델에서의 일주기 리듬

동물의 일주기 리듬을 조절하는 유전적 요인은 초파리(Drosophila melanogaster)에서 처음 발견되었는데, 이는 period 유전자(per)와 단백질(PER)이 일주기 리듬에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었습니다. 추가 연구를 통해 이러한 결과가 확인되었고, 뇌 및 근육 ARNT 유사 1(BMAL1), 크립토크롬(CRY), PER 오솔로그(PER1–PER3)와 같은 추가적인 주요 생체시계 유전자들이 확인되었습니다.

시계 유전자에 돌연변이가 생긴 생쥐는 식사 시간이 달라지고 칼로리 섭취량이 증가하여 대사 증후군과 비만, 그리고 활동 리듬 감소를 초래했습니다. 분자 시계 구성 요소에 돌연변이가 있는 다른 생쥐 모델에서도 유사한 대사 변화가 관찰되었습니다.

포도당 항상성과 유전자 발현

포도당 항상성은 특정 CCG에 의해 제어되는 특정 유전자 신호전달 기전에 의해 조절됩니다. 이 연구는 췌장 β세포에서 BMAL1이 정상적으로 발현되는 생쥐에서 BMAL1/CLOCK 이합체가 조절 부위에 결합하여 간 세포 이외의 표적 세포로의 전사를 유도함을 보여주었습니다. BMAL1 발현이 저하된 생쥐에서는 포도당 불내성이 발생했습니다.

역학 및 인구 연구

야간 근무자에 대한 역학 분석의 예비적 증거는 일주기 교란으로 인해 대사 건강이 변화한다는 것을 시사합니다. 간호사 건강 연구에 따르면 야간 근무를 하는 참가자들은 칼로리 섭취량이 증가하고, 수면 시간이 단축되었으며, 비만일 가능성이 더 높았습니다.

CCG 유전자 발현 및 일주기 교란

18명의 간호사를 대상으로 한 연구에서 교대 근무자는 주간 근무자보다 말초혈액 단핵구 세포에서 리듬 유전자가 더 적은 것으로 나타났습니다. 60명의 간호사를 대상으로 한 또 다른 연구에서는 거의 모든 CCG의 발현 차이가 나타났습니다. 또 다른 연구에서는 22명의 참가자를 대상으로 28시간 근무를 강제로 비동기화시켰고, 수면 시작 시간을 매일 밤 4시간씩 늦추었습니다.

대사병리학 및 CCG 유전자

CCG 발현과 대사 건강 사이에는 양방향 관계가 있을 수 있는데, 대사 건강이 악화되면 조직 특이적으로 CCG 발현이 변화할 수 있기 때문입니다. 당뇨병이 없는 비만 여성 28명과 마른 여성 21명을 대상으로 한 한 연구에서는 비만인 사람에서 다양한 CCG 발현이 변화하는 것으로 나타났습니다.

결론

생체시계 유전자 활동과 병리학적 대사 결과의 연관성에 대한 증거가 점점 더 많아지고 있습니다. 일주기 교란 물질의 영향은 노출 기간과 질에 따라 달라집니다. 장시간 교대근무는 체내 장기의 정상적인 리듬 회복을 방해할 수 있습니다. 이러한 관계에 대한 증거 기반을 심화하고 이해를 높이기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.