Новые публикации
Исследование объясняет, почему астма, инфаркты и другие состояния часто возникают ранним утром
Последняя редакция: 26.11.2024
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Исследователи из лаборатории профессора Гада Ашера в Институте Вейцмана сделали важное открытие: ключевой компонент циркадных ритмов, белок BMAL1, регулирует реакцию организма на нехватку кислорода. Эти результаты, опубликованные в Cell Metabolism, помогают объяснить, почему многие состояния, связанные с кислородным дефицитом, зависят от времени суток.
Роль циркадных ритмов и кислородного дефицита
Циркадные ритмы — это 24-часовой внутренний молекулярный механизм, который регулирует процессы в каждой клетке организма. Белок BMAL1, известный как "часы" клетки, взаимодействует с другим ключевым белком — HIF-1α, который активируется при нехватке кислорода.
- HIF-1α: При нормальном уровне кислорода этот белок быстро разрушается. Однако при его недостатке HIF-1α стабилизируется, накапливается и активирует гены, помогающие адаптироваться к гипоксии.
- BMAL1: Исследование показало, что этот циркадный белок не просто усиливает работу HIF-1α, но также выполняет независимую роль в реакции организма на кислородный дефицит.
Эксперимент с мышами
Для изучения связи между циркадными ритмами и реакцией на гипоксию исследователи создали три группы генетически модифицированных мышей:
- Не вырабатывали HIF-1α в тканях печени.
- Не вырабатывали BMAL1.
- Не вырабатывали оба белка.
Результаты:
- При снижении уровня кислорода отсутствие BMAL1 препятствовало накоплению HIF-1α, что нарушало генетическую реакцию на гипоксию.
- Мыши, лишённые обоих белков, имели низкие показатели выживаемости в зависимости от времени суток. Их смертность была особенно высокой ночью.
Выводы: BMAL1 и HIF-1α играют ключевую роль в защите организма от гипоксии, а циркадные ритмы напрямую связаны с реакцией организма на дефицит кислорода.
Патология печени и связь с лёгкими
У мышей без обоих белков в печени исследователи обнаружили низкий уровень кислорода в крови даже до воздействия гипоксии. Это вызвало подозрение, что смертность связана с нарушением функции лёгких.
- У таких мышей развился гепатопульмональный синдром, патологическое состояние, при котором сосуды в лёгких расширяются, ускоряя кровоток, но снижая эффективность поглощения кислорода.
- Анализ показал повышенное производство оксида азота в лёгких, что усиливало вазодилатацию (расширение сосудов).
Значение исследования
- Хронобиология болезней: Полученные данные объясняют, почему состояние пациентов с гипоксией или заболеваниями, такими как астма или сердечные приступы, ухудшается в определённое время суток.
- Модели для изучения болезней: Мыши без HIF-1α и BMAL1 стали первой генетической моделью для изучения гепатопульмонального синдрома, открывая новые возможности для лечения.
- Перспективы терапии: Исследование предполагает, что целевые препараты, регулирующие белки, участвующие в взаимодействии между печенью и лёгкими, могут стать новым способом лечения.
"Мы только начали понимать сложные механизмы, связывающие циркадные ритмы, гипоксию и межорганные взаимодействия," отметил профессор Ашер. "Эти открытия могут помочь в создании новых методов лечения заболеваний, связанных с кислородным дефицитом."