Как циркадные ритмы регулируют реакцию организма на нехватку кислорода
Учёные Института Вейцмана обнаружили связь между биологическими часами организма, уровнем кислорода и развитием различных заболеваний. Исследование, опубликованное в журнале Cell Metabolism, выявило ключевую роль белка BMAL1, регулирующего внутренние ритмы клеток, в реакции организма на недостаток кислорода.
Открытие помогает объяснить, почему такие заболевания, как астма и сердечные приступы, чаще обостряются именно ранним утром. В этот период циркадные механизмы находятся в определённой фазе, влияющей на чувствительность тканей к кислородному голоданию.
Что обнаружили учёные Института Вейцмана
Исследовательская группа под руководством профессора Гэда Эшера изучила, как биологические часы — встроенная система регуляции в каждой клетке — влияют на реакцию организма на колебания кислорода. BMAL1, один из основных регуляторов этих часов, изменяется в течение суток и напрямую влияет на способность тканей отвечать на гипоксию.
По словам Эшера, циркадные часы регулируют множество процессов: сон и бодрствование, аппетит, болевую чувствительность, температуру тела и артериальное давление. Однако теперь стало ясно, что они также контролируют реакцию организма на кислород.
Почему приступы заболеваний часто случаются утром
Хронические заболевания лёгких, астма, сердечные приступы и другие проблемы, связанные с ухудшением насыщения тканей кислородом, имеют тенденцию проявляться в утренние часы. Это связано с фазой циркадных часов, в которой уровень активности белка BMAL1 может усиливать чувствительность организма к гипоксии.
Хотя причин развития заболеваний много — от воспалений до обменных нарушений — снижение кислорода является общим элементом, что и привело исследователей к изучению этой связи.
Практическая значимость открытия
По словам исследователей, понимание того, как циркадные часы регулируют реакцию на гипоксию, имеет важное значение для медицины. Это открывает путь к:
- разработке новых лекарств, учитывающих суточные ритмы организма;
- точной настройке времени приёма лекарств при заболеваниях лёгких и сердца;
- лучшему пониманию патологии заболеваний, связанных с нарушением кислородного обмена.
Учёные также создали животную модель, позволяющую исследовать распространённый синдром поражения печени и лёгких, который развивается примерно у 30% пациентов с хроническими заболеваниями печени. Такая модель поможет точнее изучить механизмы болезни и ускорить поиск будущих терапевтических решений.