Badacze z German Center for Diabetes Research (DZD) oraz German Institute of Human Nutrition Potsdam-Rehbrücke (DIfE) wykazali, że pora jedzenia znacząco wpływa na metabolizm lipidów u człowieka. Zespół ustalił, że wcześniejsze spożywanie posiłków w ciągu dnia prowadzi do mierzalnych zmian w metabolizmie tłuszczów w porównaniu z późniejszym oknem żywieniowym – przy identycznej podaży kalorii i takim samym składzie makroskładników.
Post przerywany, znany także jako żywienie o ograniczonym czasie (time-restricted eating, TRE), zdobył dużą popularność jako sposób poprawy zdrowia metabolicznego oraz redukcji ryzyka otyłości i cukrzycy typu 2. TRE polega na ograniczeniu spożycia energii do określonego, zwykle około ośmiogodzinnego okna w ciągu dnia. Nadal jednak otwarte pozostawało pytanie, czy pora okna żywieniowego wpływa na metabolizm lipidów.
Zespół kierowany przez Olgę Ramich, Heisenberg Professor w German Institute of Human Nutrition Potsdam-Rehbrücke (DIfE) oraz Charité – Universitätsmedizin Berlin, przeprowadził badanie ChronoFast, aby odpowiedzieć na to pytanie. W randomizowanym badaniu krzyżowym uczestniczyła grupa 31 kobiet z nadwagą lub otyłością. Uczestniczki realizowały dwa schematy TRE: dwa tygodnie z wczesnym oknem żywieniowym (8:00–16:00) oraz dwa tygodnie z późnym oknem (13:00–21:00), przy zbliżonej podaży energii. Przed i po każdej fazie pobierano próbki krwi, a po zakończeniu każdej interwencji dodatkowo pobierano próbkę tkanki tłuszczowej podskórnej z okolicy brzucha.
Analiza lipidomiczna jako narzędzie oceny metabolizmu tłuszczów
W ramach badania wykorzystano lipidomikę – zaawansowane techniki analizy ponad 300 lipidów i związków lipidopodobnych w osoczu krwi. Wynik był jednoznaczny: wyłącznie wczesne okno żywieniowe (eTRE) prowadziło do istotnych zmian w metabolizmie lipidów. Stężenia 103 typów lipidów uległy obniżeniu, zwłaszcza ceramidów i fosfatydylocholin, czyli związków powiązanych z rozwojem cukrzycy typu 2 oraz chorób sercowo-naczyniowych. Zmianie uległa również aktywność enzymów kluczowych dla metabolizmu lipidów.
„Widzimy, że czas posiłków wpływa na regulację metabolizmu tłuszczów. Wcześniejsze jedzenie – zgodne z wewnętrznym rytmem dobowym – prowadzi do mierzalnych zmian w profilu lipidowym i aktywności enzymów, podczas gdy późne jedzenie nie wywiera takiego efektu” – podkreśla Ramich, kierująca Department of Molecular Metabolism and Precision Nutrition w DIfE.
Różnice molekularne w tkance tłuszczowej
Aby określić źródło tych zmian, zbadano aktywność genów (transkryptom) w podskórnej tkance tłuszczowej uczestniczek. Wyniki wykazały wyraźne różnice między wczesnym a późnym jedzeniem. Szczególnie zmieniony był szlak metaboliczny glicerofosfolipidów – kluczowy w budowie błon komórkowych oraz regulacji procesów zapalnych.
Dzięki integracji danych transkryptomicznych i lipidomicznych przy użyciu platformy metaKEGG, opracowanej w DIfE, zidentyfikowano trzy geny różnicujące się w zależności od pory posiłków. Geny te kodują enzymy uwalniające kwasy tłuszczowe z fosfolipidów, co wpływa na przebudowę tkanki tłuszczowej.
„Nasze analizy pokazują, że tkanka tłuszczowa inaczej reaguje na wczesne i późne jedzenie. Pozwoliło nam to wskazać specyficzny szlak sygnałowy, którego zaangażowanie w efekty czasu posiłków nie było wcześniej znane” – podsumowuje Ramich.
Nowe spojrzenie na rytm dobowy metabolizmu
Badacze podkreślają, że opracowanie ma charakter analizy wtórnej badania ChronoFast. Choć nie zaobserwowano dużych różnic w klasycznych parametrach laboratoryjnych, takich jak cholesterol czy triglicerydy, to zmiany na poziomie molekularnym sugerują duży potencjał analizy lipidomicznej w ocenie wpływu TRE.
„Nasze dane otwierają nowe perspektywy w koncepcji chronożywienia w kontekście zapobiegania otyłości i cukrzycy” – mówi Ramich. „Synchronizacja odżywiania z rytmem dobowym może być skuteczną strategią optymalizacji metabolizmu tłuszczów i prewencji chorób metabolicznych.”
Informacje dodatkowe
Badanie ChronoFast zrealizowano w German Institute of Human Nutrition Potsdam-Rehbruecke (DIfE) we współpracy z Charité – Universitätsmedizin Berlin oraz zespołem z Lipotype GmbH (Drezno). Finansowanie zapewniły m.in. German Research Foundation (DFG), German Diabetes Association (DDG), European Association for the Study of Diabetes (EASD) oraz German Center for Diabetes Research (DZD).
Lipidomika obejmuje szeroką analizę lipidów w komórkach, tkankach i płynach ustrojowych, wykorzystując techniki takie jak spektrometria mas, spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, spektroskopia fluorescencyjna i interferometria z podwójną polaryzacją. Celem jest określenie różnorodności, funkcji i interakcji lipidów oraz zmian ich profilu w odpowiedzi na choroby, dietę czy farmakoterapię.
Pakiet metaKEGG to zintegrowane, otwarte oprogramowanie umożliwiające kompleksową wizualizację i analizę szlaków molekularnych z różnych warstw omicznych, dostępne publicznie pod adresem: https://github.com/dife-bioinformatics/metaKEGG oraz poprzez interfejs webowy: https://metakegg.apps.dzd-ev.org.
Źródło: Science Translational Medicine, Intended isocaloric time-restricted eating shifts circadian clocks but does not improve cardiometabolic health in women with overweight
DOI: http://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.adv6787
