Η ώρα σίτισης επηρεάζει τους κιρκάδιους ρυθμούς σε συστήματα πέψης και ρύθμισης της όρεξης σε λαβράκι

Το άρθρο εξετάζει την επίδραση της ώρας σίτισης – μεταξύ μέσης ημέρας (ML) και μέσης νύχτας (MD) – στους κιρκάδιους ρυθμούς έκφρασης γονιδίων του ήπατος και υποθαλάμου στο λαβράκι (Dicentrarchus labrax). Η ομάδα παρατήρησε ότι τα γονίδια πεπτικών ενζύμων (try2, try3, ctrl, cpa5) εμφάνισαν μέγιστα κατά τις πρώτες ώρες του σκοταδιού όταν η σίτιση ήταν ML, ενώ με σίτιση MD οι φάσεις καθυστερούσαν περίπου 5–7 ώρες. Ομοίως, γονίδια λιπιδικής και αμινοξεϊκής μεταβολικής οδού (pla2, c-alt, m-alt, pk) ήταν ρυθμικά μόνο στην ομάδα ML, με κορυφώσεις εντός της ημέρας.

Όσον αφορά τον υποθάλαμο, τα orexigenic γονίδια (npy, orexin) εμφάνισαν ρυθμική έκφραση μόνο με νυχτερινή σίτιση (MD), με κορυφές γύρω στις ZT13–16. Αντίθετα, γονίδια που εμπλέκονται στο σύστημα ανταμοιβής (th, bdnf) ήταν ρυθμικά μόνο στην ομάδα ML, με th επίσης να διατηρεί ρυθμικότητα στο MD. Τα ευρήματα δείχνουν ότι η ώρα του γεύματος αποτελεί ισχυρό zeitgeber για το εντερικό-ηπατικό κιρκάδιο ρολόι και επηρεάζει επίσης νευρωνικά συστήματα όρεξης και ανταμοιβής.

Συμπερασματικά, η ώρα σίτισης συμμετέχει σημαντικά στον συγχρονισμό των κιρκάδιων ρυθμών έκφρασης γονιδίων που ρυθμίζουν τη πέψη, τον μεταβολισμό και τη συμπεριφορά τροφής στο λαβράκι . Η πολυπλοκότητα είναι σημαντική, καθώς κάθε ομάδα γονιδίων ανταποκρίνεται διαφορετικά ανάλογα με την ώρα γεύματος. Η ομάδα ML φαίνεται να ευνοεί γονίδια πέψης και ανταμοιβής, ενώ η MD ενισχύει γονίδια όρεξης, υποδηλώνοντας διαφοροποιημένη βιολογική προσαρμογή.

Εκπαιδευτική Αξιοποίηση

Διερευνητική Μάθηση – Φύλλο Εργασίας

Τίτλος: «Πότε τρώμε; Η ώρα της διατροφής και το βιολογικό μας ρολόι»
Δεξιότητα: Ανάλυση μοτίβων γονιδιακής έκφρασης και σύνδεση με κιρκάδιο ρολόι
ΠΜΑ: Συσχετίζουν περιβαλλοντικά ερεθίσματα με βιολογικές αποκρίσεις

Οδηγίες φύλλου εργασίας:

1. Ερέθισμα: Δείτε πίνακες έκφρασης γονιδίων (π.χ. trypsin, npy, th) σε ML και MD.
2. Ερώτηση – Υπόθεση: “Αν τα ψάρια τρώνε τη μέρα, τότε θα αυξηθεί η έκφραση γονιδίων πέψης στο έντερο/ήπαρ”.
3. Ανάλυση: Χρησιμοποιήστε τα διαγράμματα, εντοπίστε κορυφές (acrophases), σχεδιάστε γραφικές παραστάσεις.
4. Συγκρίσεις: Ποια γονίδια είναι ρυθμικά σε κάθε περίπτωση; Τι σημαίνει αυτό για τον κιρκάδιο συγχρονισμό;
5. Συμπέρασμα: Επιβεβαιώθηκε η υπόθεση;
6. Επέκταση: Πώς θα σχεδιάζατε πείραμα σε ανθρώπινα εργαστήρια για παρόμοια ερώτηση;

Διαφοροποιημένη Διδασκαλία – Φύλλο Εργασίας

Τίτλος: «Το βιολογικό ρολόι της λαβράκι: δημιουργώντας ένα infographic / podcast»
Δεξιότητα: Δημιουργική επικοινωνία επιστημονικών δεδομένων
Π.Μ.Α.: Εξειδίκευση επιστημονικών εννοιών με δημιουργική έκφραση

Επιλογές παραγωγής:

• Οπτική (infographic): Δείξτε χρονικές κορυφές γονιδίων πέψης/όρεξης/ανταμοιβής για ML και MD.
• Γλωσσική (άρθρο/γραφή): Σύντομο άρθρο που εξηγεί πώς αλλάζει η φάση έκφρασης γονιδίων ανάλογα με την ώρα σίτισης.
• Ηχητική (podcast): 3λεπτο σενάριο με συνέντευξη “επιστήμονα-ψαριού” που περιγράφει πώς νιώθει η κοιλιά του όταν τρώει τη μέρα ή τη νύχτα.

Οδηγίες:

• Χρησιμοποιείστε δεδομένα (acrophase, πρόγραμμα σίτισης)
• Αναφέρετε σημασία για ανθρώπινη υγεία
• Χρησιμοποιήστε λέξεις‑κλειδιά: zeitgeber, acrophase, hypothalamus, etc.

Παρουσίαση & αξιολόγηση:

• Παρουσιάζουν μπροστά στην τάξη ή ηχογραφούν
• Βαθμολογούνται: πληρότητα δεδομένων, σαφήνεια, δημιουργικότητα, σύνδεση με θεμελιώδη βιολογικά φαινόμενα