Суточные ритмы определяют физические, психические и поведенческие изменения, которые организм претерпевает в течение 24-часового цикла. Цикл свет-темнота играет решающую роль в регулировании суточных ритмов, но на них также влияют и другие факторы, такие как потребление пищи, стресс и физическая активность. Секреция кортизола демонстрирует одну из самых больших эндокринных амплитуд, с пиком рано утром и минимумом поздно вечером.
Цель данного обзорного исследования — изучить влияние питания на модуляцию секреции кортизола. Нарушение суточного ритма секреции кортизола, сопровождающееся ослабленной реакцией пробуждения кортизола и повышенным уровнем в вечернее время, приводит к метаболическому синдрому, психическим расстройствам, работе в сменном режиме и смене часовых поясов. При эндогенном гиперкортизолизме наиболее точным показателем риска является потеря ритмичности, а не абсолютное воздействие.
Таким образом, система биологических часов способна вызывать сон и другие связанные с ним анаболические функции ночью, в то время как во время бодрствования она регулирует катаболические функции, такие как потребление пищи и физическая активность [ 2 ].
В то время как физиологическая секреция характеризуется предсказуемым пиком рано утром и минимумом ночью [ 3 ], профиль кортизола динамически модулируется поведенческими сигналами — прежде всего, особенно режимом питания — наряду с состоянием питания и острыми стрессорами, отражая сложное взаимодействие между центральными механизмами циркадных ритмов и периферическими регуляторными воздействиями [ 4 ].
Внешние стрессоры, такие как изменение светового режима или пренатальное воздействие глюкокортикоидов, могут нарушить экспрессию генов циркадных часов и вызвать потерю ритмичности как в центральных, так и в периферических часах [ 2 , 20 ]. Действительно, работа в ночную смену нарушает ритм кортизола, вызывая метаболические и сердечно-сосудистые расстройства [ 20 ].
У мышей, получавших пищу во время фазы покоя, наблюдалось изменение экспрессии генов периферических циркадных ритмов, увеличение веса, развитие абдоминального ожирения и метаболических нарушений, а также снижение физической активности [ 29 ]. В соответствии с результатами исследований на мышах, аналогичные закономерности наблюдаются и у людей, у которых завтрак как самый обильный прием пищи предсказывал большее снижение индекса массы тела (ИМТ) [ 30 ], чем обед или ужин [ 31 ].
Кроме того, задержка времени приема пищи значительно сдвигала фазу периферических ритмов. Задержка времени приема пищи на 5 часов (завтрак, обед и ужин) изменяла экспрессию PER2 в жировой ткани примерно на один час и ритмы глюкозы в плазме почти на шесть часов, с сопутствующим снижением среднего уровня глюкозы [ 16 ].
Высокожировая диета у мышей в условиях постоянной темноты удлиняет суточные ритмы двигательной активности [ 32 ].
Исследования на людях показали, что утренние упражнения, выполняемые вскоре после пробуждения, вызывают более выраженное острое повышение уровня кортизола по сравнению с дневными или вечерними занятиями.
Физические упражнения вызывали значительное повышение уровня сывороточного кортизола во всех временных точках (07:00, 19:00 и 24:00), но величина повышения была наибольшей в полночь и наименьшей вечером. Базовые и пиковые концентрации кортизола были самыми высокими утром, согласно физиологической утренней акрофазе кортизола. Более того, временное подавление кортизола после упражнений происходило только после полуночного занятия, что указывает на изменение чувствительности обратной связи в это время [ 39 ].
Утренние аэробные упражнения, особенно при регулярном выполнении, связаны со снижением CAR и улучшением структуры сна. Напротив, высокоинтенсивные или длительные вечерние тренировки могут повышать ночной уровень кортизола, увеличивать температуру тела и задерживать начало выработки мелатонина, тем самым ухудшая качество сна [ 40 ]. У спортсменов частые вечерние или высокоинтенсивные тренировки связаны с более высокими уровнями ночного и пост-пробужденного кортизола и худшим качеством сна, особенно во время перетренировки [ 40
При метаболическом синдроме утренние аэробные тренировки улучшают чувствительность к инсулину и снижают систолическое артериальное давление более эффективно, чем дневные упражнения [ 41 ].
Повышение уровня кортизола в ответ на прием пищи было впервые описано в 1970-х годах и подтверждено в других исследованиях как у людей с нормальным весом, так и у людей с ожирением [ 43 ].
После еды уровень кортизола повышается в течение 30 минут, достигает пика примерно через 1 час и возвращается к исходному уровню примерно через 2 часа [ 47 ], что точно отражает время приема пищи [ 48 ]. Пост может изменить эту закономерность. У людей, которые постятся, наблюдаются два пика кортизола во время восхода солнца, в то время как у людей, которые не постятся, только один. Эти данные свидетельствуют о том, что во время периода поста, который длится от восхода до заката, вызванная постом секреция кортизола помогает синхронизировать периферические и центральные биологические часы и предотвращает их рассогласование
Пропуск завтрака связан со значительным снижением уровня утреннего кортизола, что может указывать на дисфункцию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси и связано с кардиометаболическим ухудшением [ 51].В целом, такой режим питания, как правило, сдвигает кривую кортизола вправо, что приводит к повышению его уровня в течение дня. Фактически, пропуск завтрака увеличивал уровень кортизола в полдень, независимо от применяемого ограничения калорий [
Пропуск ужина, следовательно, может способствовать повышению утренней активности и улучшению ночного сна, поскольку более низкий уровень кортизола в дневное время может улучшить качество сна [ 52 ]. Эти эффекты, по-видимому, происходят независимо от общего потребления калорий [ 45 ]. Ограничение калорий может быть стрессовым фактором и именно поэтому может привести к повышению уровня кортизола [ 53 ].
Клиническое вмешательство с аскорбиновой кислотой (витамином С) показало снижение реактивности кортизола у здоровых взрослых. Добавки жирных кислот Омега-3 связаны с улучшением уровня кортизола, в то время как продукты, богатые полифенолами, такие как шоколад или гранат, показали снижение. С другой стороны, небольшое исследование (всего 3 дня и 12 участников) показало, что диета с высоким гликемическим индексом связана с увеличением секреции кортизола [ 55 ]. Полиненасыщенные жирные кислоты Омега-3, особенно ЭПК и ДГК, могут регулировать ось ГГН, снижая выработку кортизола, в то время как 7,2 г рыбьего жира в день в течение трех недель было достаточно для снижения стрессовой реакции у здоровых мужчин [ 56 ].
Добавки калия также могут повышать концентрацию кортизола [ 57 ]. Механизм, посредством которого эти питательные вещества влияют на секрецию кортизола, пока неясен; вероятно, это влияние опосредовано модуляцией провоспалительной реакции на гипотоническую активацию [ 58 ]. Использование многоштаммовых пробиотических добавок продемонстрировало улучшение уровня свободного кортизола в моче у здоровых людей [ 59 ].
Наконец, следует обратить внимание на углеводы и их влияние на секрецию кортизола. В самом деле, даже если кортизол является контррегуляторным гормоном и его секреция стимулируется гипогликемией, вечерний прием пищи с высоким гликемическим индексом часто повышает уровень кортизола посредством нейроэндокринных и контррегуляторных механизмов.
Во-первых, чувствительность к инсулину и толерантность к глюкозе в течение дня снижаются, а вечерняя высокая гликемическая нагрузка вызывает более широкий гликемический/инсулинемический скачок. Быстрая гипергликемия после еды может вызвать реактивную гипогликемию, которая, в свою очередь, активирует контррегуляторный ответ (увеличение секреции адреналина, глюкагона и, очевидно, кортизола), а затем реактивную гиперкортизолемию [ 64 ].
Например, поздний ужин может привести к снижению уровня свободных жирных кислот, задержке пика триглицеридов и повышению уровня кортизола [ 60 ].
Западный тип питания, характеризующийся минимальным потреблением клетчатки, но большим количеством соли, насыщенных жирных кислот и простых сахаров, тесно связан с увеличением глюкокортикоидов, в частности кортизола, и может быть связан с более сильным окислительным стрессом [ 62 ]. Кроме того, изокалорийная диета с высоким содержанием белка может увеличивать мышечную массу, тестостерон, грелин и гормон роста, а также уровень кортизола [ 63 ].
Снижение уровня бикарбоната может повысить активность глутаминазы и увеличить выработку кортизола [ 68 ]. Некоторые диетические режимы, богатые белком и бедные фруктами и овощами, могут вызывать метаболический ацидоз и могут быть связаны с высокой концентрацией кортизола [ 69 ]. В этом отношении важно подчеркнуть, как некоторые специфические диетические режимы, такие как средиземноморский, могут улучшить уровень кортизола.
Нарушение суточного ритма кортизола является частым нейроэндокринным признаком нескольких психических расстройств, включая шизофрению, биполярное расстройство и депрессию [ 103 ].
У пациентов, страдающих депрессией, часто наблюдается повышенный уровень кортизола в слюне в конце вечера и нарушение подавления после дексаметазона, что указывает как на потерю суточной ритмичности, так и на изменение обратной связи гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси [ 104 ].
Аналогично, биполярное расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство связаны с уменьшенным CAR, что демонстрирует нарушение секреции кортизола в ответ на стресс [ 105 ].
Ограничение приема пищи в раннее «окно» и, как следствие, распределение энергии в начале дня улучшают гликемический профиль и регулируют маркеры генов циркадных часов [ 128 ]. При гиперкортизолизме избыток глюкокортикоидов усиливает постпрандиальный метаболический стресс, частыми осложнениями которого являются гипергликемия, гиперхолестеринемия и гипертония. Поэтому небольшие порции пищи с низким гликемическим индексом и низким содержанием жира, а также отказ от поздних ужинов могут уменьшить вызванные приемом пищи колебания уровня кортизола.
Добавки жирных кислот Омега-3 связаны с улучшением уровня кортизола, в то время как продукты, богатые полифенолами, такие как шоколад или гранат, показали снижение. С другой стороны, небольшое исследование (всего 3 дня и 12 участников) показало, что диета с высоким гликемическим индексом связана с увеличением секреции кортизола [ 55 ]. Полиненасыщенные жирные кислоты Омега-3, особенно ЭПК и ДГК, могут регулировать ось ГГН, снижая выработку кортизола, в то время как 7,2 г рыбьего жира в день в течение трех недель было достаточно для снижения стрессовой реакции у здоровых мужчин [ 56 ].
Добавки калия также могут повышать концентрацию кортизола [ 57 ]. Механизм, посредством которого эти питательные вещества влияют на секрецию кортизола, пока неясен;
Соблюдение здоровой и сбалансированной диеты с высоким содержанием овощей, фруктов и цельнозерновых продуктов, но в то же время с низким содержанием простых сахаров, насыщенных жирных кислот и соли, может снизить уровень кортизола в моче [ 70 ].
Микробиота
обнаружил, что у некоторых молодых студентов высокая концентрация лактобактерий и бифидобактерий связана с более низким уровнем кортизола в слюне по сравнению с другими студентами, у которых микробиота преимущественно состоит из бактерий рода Bacteroides
Метформин
Метформин, препарат первой линии для лечения диабета 2 типа, воздействует на циркадный ген PRKAB1, кодирующий регуляторную субъединицу АМФ-активированной протеинкиназы (AMPK), главного регулятора энергетического обмена. Гиперкортизолизм ингибирует активность AMPK. Метформин способствует повышению уровня лептина и снижению уровня глюкагона, что приводит к активации AMPK, которая, в свою очередь, вызывает ингибирование ацетил-КоА-карбоксилазы, фермента, ограничивающего скорость синтеза жирных кислот. Кроме того, метформин приводит к активации казеинкиназы Iα печени и казеинкиназы Iε мышц, что, в свою очередь, модулирует положительную петлю циркадных часов [ 126 ]. Учитывая перекрестное взаимодействие AMPK и циркадных часов, наблюдаемое в доклинических и in vitro моделях, биологически правдоподобно, что метформин с модифицированным высвобождением вечером, часто используемый в клинической практике, может благоприятно модулировать периферические циркадные ритмы и, косвенно, динамику суточного уровня кортизола. Однако рандомизированные исследования на людях еще не проверяли эту гипотезу.
Комментариев нет:
Отправить комментарий