Исследователи выяснили, почему многие заболевания, такие как приступ бронхиальной астмы и сердечный приступ, чаще происходят в утренние часы

Исследователи из лаборатории профессора Гада Ашера из Института Вейцмана обнаружили, что ключевые компоненты наших циркадных часов регулируют реакцию организма на дефицит кислорода. Это открытие помогает объяснить, почему многие заболевания, такие как приступ бронхиальной астмы и сердечные приступы, чаще возникают утром.

Циркадные часы и их роль в реакции на дефицит кислорода

Циркадные часы — это внутренние молекулярные часы, которые тикают в каждой отдельной клетке и регулируют множество биологических процессов, включая метаболизм и реакцию на стресс. В исследовании, опубликованном в журнале Cell Metabolism, ученые обнаружили, что циркадные часы влияют на реакцию организма на дефицит кислорода, что может объяснить вспышки заболеваний в определенное время суток.

HIF-1α и его роль в борьбе с дефицитом кислорода

HIF-1α — это ключевой белок, определяющий реакцию клеток на недостаток кислорода. В условиях достаточного количества кислорода белок нестабилен и быстро разрушается. Однако при нехватке кислорода он стабилизируется, накапливается и активирует гены, необходимые для борьбы с дефицитом.

BMAL1 и его взаимодействие с HIF-1α

BMAL1 — это ключевой компонент циркадных часов, который также играет важную роль в реакции на дефицит кислорода. В новом исследовании, проведенном под руководством Вайшнави Дандавате и Нитьянанда Болшетта, было обнаружено, что BMAL1 стабилизирует и активирует белок HIF-1α, что позволяет организму более эффективно справляться с нехваткой кислорода.

Эксперименты с генетически модифицированными мышами

Для изучения взаимосвязи между циркадными часами, метаболизмом и реакцией на дефицит кислорода, исследователи создали три группы генно-инженерных мышей. Мыши, у которых отсутствовал HIF-1α, не могли эффективно справляться с нехваткой кислорода, особенно в ночное время. Мыши, у которых отсутствовал BMAL1, также имели проблемы с адаптацией к условиям дефицита кислорода. Однако мыши, у которых отсутствовали оба белка, имели самые низкие показатели выживаемости, особенно в ночное время.

Гепатопульмональный синдром и его связь с циркадными часами

Исследователи обнаружили, что у мышей с генетическими изменениями, приводящими к отсутствию HIF-1α и BMAL1 в печени, также развивается гепатопульмональный синдром — патологическое состояние, при котором кровеносные сосуды в легких расширяются, ускоряя кровоток и снижая способность поглощать кислород. Это открытие может помочь в разработке новых методов лечения гепатопульмонального синдрома.

Заключение

Исследование профессора Гада Ашера и его команды проливает свет на механизмы, с помощью которых циркадные часы и ключевые белки регулируют реакцию организма на дефицит кислорода. Эти результаты могут иметь важные клинические последствия, открывая новые возможности для диагностики и лечения заболеваний, связанных с нехваткой кислорода.

Литература:
Vaishnavi Dandavate et al, Hepatic BMAL1 and HIF1α regulate a time-dependent hypoxic response and prevent hepatopulmonary-like syndrome, Cell Metabolism (2024). DOI: 10.1016/j.cmet.2024.07.003

Запись Исследователи выяснили, почему многие заболевания, такие как приступ бронхиальной астмы и сердечный приступ, чаще происходят в утренние часы впервые появилась Medical Insider.