• Facebook
  • Ca
  • Stare de nervozitate
  • Pinterest
  • LinkedIn
  • Digg
  • Del
  • Tumblr
  • VKontakte
  • Imprimare
  • E-mail
  • Flattr
  • Reddit
  • Tampon
  • Iubesc asta
  • Weibo
  • Buzunar
  • Xing
  • Colegi de clasa
  • WhatsApp
  • Meneame
  • Blogger
  • Amazon
  • Yahoo Mail
  • Gmail
  • AOL
  • Newsvine
  • HackerNews
  • Evernote
  • Spatiul meu
  • Mail.ru
  • Video
  • Linia
  • Flipboard
  • Comentarii
  • Yummly
  • SMS
  • Viber
  • Telegramă
  • Abonati-va
  • Skype
  • Facebook Messenger
  • Cacao
  • LiveJournal
  • Yammer
  • Edgar
  • Fintel
  • Amesteca
  • Instapaper
  • Copiază legătură

ceasurilor

Înaintea ceasurilor Apple, a ceasurilor bunicului sau chiar a cadranelor solare, natura le-a oferit ființelor vii un mod de a spune timpul.

Viața a evoluat într-o lume rotativă care a furnizat lumină și întuneric alternând pe un ciclu de 24 de ore. De-a lungul timpului, chimia celulară s-a adaptat la acel ritm. Astăzi, ritmurile circadiene - guvernate de un cronometru maestru din creier - ghidează programele de somn și orele de masă și influențează totul, de la dietă la depresie, până la riscul de cancer. În timp ce un ceas Apple poate monitoriza câteva funcții vitale, cum ar fi ritmul cardiac, ceasul natural al corpului controlează sau le afectează aproape pe toate.

„Ritmurile circadiene influențează aproape fiecare aspect al biologiei”, spune neurologul Joseph Takahashi de la Universitatea din Texas Southwestern Medical Center.

În ultimul timp, cercetările efectuate de Takahashi și alții au sugerat strategii pentru manipularea ceasului corpului pentru a corecta chimia controlată de circadian atunci când acesta se strică. Astfel de intervenții circadiene ar putea duce la ameliorarea lucrătorilor în schimb, antidoturi pentru jet lag și tratamente noi pentru tulburările de dispoziție și obezitate, fără a menționa perspectiva contracarării îmbătrânirii.

Takahashi crede că armele principale pentru asaltul bolilor legate de ceas pot fi recrutate dintr-un arsenal de molecule mici, inclusiv unele medicamente existente.

„Cercetătorii sunt din ce în ce mai interesați să dezvolte molecule mici pentru a viza sistemul circadian direct pentru câștiguri terapeutice”, au scris Takahashi și coautorii Zheng Chen și Seung-Hee Yoo în Revista Anuală de Farmacologie și Toxicologie din 2018.

În formele de viață sofisticate (cum ar fi mamiferele), controlul central al ceasului corpului se află într-un mic grup de celule nervoase din hipotalamusul creierului. Acel cluster, numit nucleul suprachiasmatic - SCN pe scurt - este reglat la semnalul zi-noapte prin lumina transmisă prin ochi și nervul optic.

Dar SCN nu face treaba singur. Cu siguranță este ceasul principal, dar cronometrii prin satelit funcționează în tot felul de celule și țesuturi ale corpului.

„Nu există doar un ceas SCN în creier”, a spus Takahashi la o reuniune recentă a Societății pentru Neuroștiințe. „Există ceasuri pe tot corpul. Fiecare sistem major de organe are propriul său ceas intrinsec. ”

Proliferarea ceasurilor în tot corpul face chimia circadiană relevantă pentru diferite comportamente și procese fiziologice, cum ar fi metabolismul și fluxul sanguin. Menținerea fiziologiei sănătoase necesită sincronizarea tuturor diferitelor ceasuri ale corpului prin semnale (sub formă de hormoni și impulsuri nervoase) de la SCN. Semnalele SCN guvernează momentul activității genetice responsabile pentru producerea de numeroase proteine ​​legate de ceas. Studiile efectuate în principal pe șoareci au arătat cum acele proteine ​​participă la bucle complexe de feedback chimic, perpetuând activitatea genetică ritmică în care proteinele sunt produse mai întâi și apoi degradate pentru a conduce ciclurile circadiene. Chimie similară funcționează la oameni.

Jucătorii moleculari cheie în menținerea ceasurilor organismului sunt proteinele cunoscute sub numele de CLOCK și BMAL1. Studiile asupra celulelor hepatice la șoareci arată că CLOCK este partener cu BMAL1 pentru a regla activitatea genelor, determinând toate reacțiile chimice circadiene importante. "În general, în multe celule vedeți un tip similar de imagine, în creier sau în alte țesuturi", a spus Takahashi.

Tandemul CLOCK-BMAL1 activează gene care produc mai multe forme ale perioadei proteinelor circadiene și criptocromului. La șoareci, acest proces începe să funcționeze în timpul zilei, ducând la o acumulare substanțială de perioadă (PER) și criptocrom (CRY) până seara. Noaptea, PER și CRY migrează în nucleul celulei și blochează acțiunea CLOCK-BMAL1, oprind astfel producția de PER și CRY ei înșiși. Cantitățile PER și CRY se diminuează pe măsură ce alte molecule le degradează. Până dimineața, nivelurile PER și CRY scad atât de jos încât CLOCK și BMAL1 nu mai sunt dezactivate și pot începe să producă din nou PER și CRY.

Multe alte molecule participă la chimia circadiană; participanții moleculari exacți diferă de la tipul de țesut la tipul de țesut. Numai în ficatul (șoarecelui), activitatea a mii de gene fluctuează pe un program circadian.

În timp ce semnalele de la SCN stabilesc programul zilnic pentru chimia circadiană, diferite molecule mici, cum ar fi multe medicamente, pot perturba sincronizarea celulară. (Acesta este un motiv pentru care anumite medicamente, cum ar fi diluanții de sânge și tratamentele de chimioterapie, sunt mai mult sau mai puțin eficiente în funcție de momentul din zi în care sunt administrate.) Cercetătorii au identificat zeci de molecule mici care pot influența procesele circadiene.

Unele astfel de molecule modifică durata perioadei circadiene. Unele modifică sincronizarea precisă a proceselor specifice în timpul ciclului. Alții ajută la menținerea semnalelor robuste pentru sincronizarea ceasurilor corpului. Semnalizarea circadiană slăbește odată cu înaintarea în vârstă, contribuind probabil la multe tulburări legate de vârstă, cum ar fi tulburări de metabolism sau probleme de somn.

Printre medicamentele obișnuite care exercită efecte asupra sistemului circadian se numără opsinamidele, compuși care conțin sulf care suprimă cantitatea de lumină introdusă în SCN. Nobiletina, găsită în cojile de citrice, manipulează ritmurile circadiene pentru a îmbunătăți metabolismul la șoarecii obezi. (Nobiletinul combate și tumorile și inflamația.) Resveratrolul este un compus bine cunoscut care modifică activitatea anumitor gene de ceas, cu unele posibile beneficii pentru sănătatea umană.

Provocarea de astăzi, spun Takahashi și coautorii săi, este de a identifica țintele precise în care moleculele mici își exercită influența. Cunoașterea țintelor ar trebui să îi ajute pe cercetători să găsească modalități de a repara defectele sistemului circadian sau de a atenua inconvenientele temporare, cum ar fi jet lag.

Jet lag apare atunci când modificările bruște ale fusului orar generează o nepotrivire între așteptările ceasului corpului și ciclul efectiv zi-noapte (fără a menționa momentul mesei și activitățile sociale). Deși este de obicei doar o enervare pentru călători, lucrătorii în schimburi se confruntă cu consecințe pe termen lung asupra muncii atunci când ceasul corpului recomandă somnul. Lucrătorii în schimburi, subliniază Chen, Yoo și Takahashi, sunt expuși riscului de probleme de somn, tulburări gastrointestinale, obezitate, boli cardiovasculare, cancer și tulburări ale dispoziției. Moleculele testate la șoareci s-au dovedit promițătoare pentru reconcilierea așteptărilor cu realitatea, readucând ceasul în fază cu mediul corpului.

Funcționarea defectuoasă a ceasului afectează, de asemenea, sistemul imunitar care combate bolile organismului și anumite componente ale ceasului au fost identificate ca potențiale ținte pentru ameliorarea bolilor autoimune și a inflamației excesive. Alte studii recente au arătat că intervenția moleculară cu componentele ceasului poate ajuta la buna funcționare a mitocondriilor, structurile celulare responsabile de producerea de energie.

În timp ce majoritatea detaliilor despre chimia circadiană provin din studii efectuate la șoareci, studiile asupra tulburărilor de somn uman indică faptul că povestea circadiană de bază este similară la oameni. O mutație a genei umane responsabile de producerea uneia dintre proteinele din perioada a fost legată, de exemplu, de tulburarea familială avansată a fazei somnului. (La persoanele cu această mutație, ciclurile normale de somn-veghe se schimbă cu câteva ore.) Alte cercetări au arătat că o variantă a genei umane pentru proteina criptocromă crește riscul de diabet.