THEPOWERGAME
Δύο συμπληρωματικά ερευνητικά άρθρα, που δημοσιεύτηκαν ταυτόχρονα στα περιοδικά Science και Cell Stem Cell από μια ομάδα επιστημόνων από το UPF και το IRB Barcelona, αποκαλύπτουν ότι το κεντρικό και το περιφερειακό κιρκάδιο ρολόι συντονίζονται για να ρυθμίζουν την καθημερινή δραστηριότητα του δέρματος και των μυών.
Ο συντονισμός μεταξύ των δύο ρολογιών (κεντρικού και περιφερειακού) εγγυάται το 50% των κιρκάδιων λειτουργιών των ιστών, συμπεριλαμβανομένων ζωτικών διεργασιών όπως ο κυτταρικός κύκλος, η επισκευή του DNA, η μιτοχονδριακή δραστηριότητα και ο μεταβολισμός.
Ο συγχρονισμός μεταξύ του κεντρικού ρολογιού του εγκεφάλου και των περιφερειακών αποτρέπει την πρόωρη μυϊκή γήρανση και βελτιώνει τη μυϊκή λειτουργία, προτείνοντας νέες στρατηγικές για την αντιμετώπιση της μείωσης που σχετίζεται με την ηλικία μέσω της ρύθμισης του κιρκάδιου ρυθμού.
Τα κιρκάδια ρολόγια που ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του 1970 είναι απαραίτητα για τη ρύθμιση του βιολογικού χρόνου στα περισσότερα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος. Αυτοί οι εσωτερικοί μηχανισμοί προσαρμόζουν τις βιολογικές διεργασίες σε έναν κύκλο 24 ωρών, επιτρέποντας τον συγχρονισμό των κυτταρικών λειτουργιών με τις καθημερινές παραλλαγές στο περιβάλλον.
Οι κιρκάδιοι ρυθμοί, οι οποίοι συντονίζονται από ένα κεντρικό ρολόι στον εγκέφαλο που επικοινωνεί με τα ρολόγια σε διαφορετικούς περιφερειακούς ιστούς, επηρεάζουν πολλές λειτουργίες, από τον ύπνο μας μέχρι την ικανότητά μας να μεταβολίζουμε τα τρόφιμα.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον Dr. Salvador Aznar Benitah, ερευνητή ICREA στο IRB Barcelona, και την Dr. Pura Muñoz-Cánoves, ερευνήτρια της ICREA στο Τμήμα Ιατρικής και Επιστημών της Ζωής στο Πανεπιστήμιο Pompeu Fabra (UPF), περιέγραψε πώς ο συγχρονισμός μεταξύ του κεντρικού ρολογιού και των περιφερειακών ρολογιών στους μύες και το δέρμα παίζει βασικό ρόλο στη διασφάλιση της σωστής λειτουργίας αυτών των ιστών, καθώς και στην πρόληψη εκφυλιστικών διεργασιών που σχετίζονται με τη γήρανση.
Η έρευνα για τον συγχρονισμό μεταξύ κεντρικού και περιφερειακού ρολογιού αναφέρεται στο Science, ενώ η εργασία για τον συντονισμό μεταξύ του κεντρικού και του περιφερειακού ρολογιού του δέρματος έχει κυκλοφορήσει στο Cell Stem Cell. Και οι δύο μελέτες αποκαλύπτουν τους κοινούς μηχανισμούς που υπογραμμίζουν τη σημασία αυτού του συντονισμού για τη διατήρηση της βέλτιστης λειτουργικότητας των μυών και του δέρματος.
Η εργασία περιγράφει τον αξιοσημείωτο βαθμό αυτονομίας των περιφερειακών ρολογιών, τα οποία μπορούν να διατηρήσουν κύκλους 24 ωρών και να διαχειριστούν περίπου το 15% των κιρκάδιων λειτουργιών απουσία του κεντρικού ρολογιού.
«Είναι συναρπαστικό να βλέπουμε πώς ο συγχρονισμός μεταξύ του εγκεφάλου και των περιφερειακών κιρκάδιων ρολογιών παίζει κρίσιμο ρόλο στην υγεία του δέρματος και των μυών, ενώ τα περιφερειακά ρολόγια από μόνα τους είναι αυτόνομα στην εκτέλεση των πιο βασικών λειτουργιών των ιστών», λέει ο Dr. Aznar Benitah, επικεφαλής του Εργαστηρίου Βλαστοκυττάρων και Καρκίνου στο IRB Barcelona.
«Η μελέτη μας αποκαλύπτει ότι απαιτείται ελάχιστη αλληλεπίδραση μεταξύ δύο μόνο ρολογιών ιστού (ένα κεντρικό και το άλλο περιφερειακό) για να διατηρηθεί η βέλτιστη λειτουργία των ιστών όπως οι μύες και το δέρμα και να αποφευχθεί η φθορά και η γήρανση τους. Τώρα, το επόμενο βήμα είναι να προσδιοριστούν οι παράγοντες που εμπλέκονται σε αυτή την αλληλεπίδραση, έχοντας κατά νου πιθανές θεραπευτικές εφαρμογές», εξηγεί ο Dr. Muñoz-Cánoves, καθηγητής UPF που είναι τώρα κύριος ερευνητής στα Altos Labs (Σαν Ντιέγκο, ΗΠΑ).
Η μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Science σχετικά με την επικοινωνία μεταξύ εγκεφάλου και μυών επιβεβαίωσε ότι ο συντονισμός μεταξύ του κεντρικού και του περιφερειακού ρολογιού είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της καθημερινής μυϊκής λειτουργίας και την πρόληψη της πρόωρης γήρανσης αυτού του ιστού. Η αποκατάσταση του κιρκάδιου ρυθμού μειώνει την απώλεια μυϊκής μάζας και δύναμης, βελτιώνοντας έτσι τις χειρότερες κινητικές λειτουργίες σε πειραματικά μοντέλα ποντικιών.
Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η χρονικά περιορισμένη σίτιση (TRF), η οποία περιλαμβάνει φαγητό μόνο στην ενεργό φάση της ημέρας, μπορεί να αντικαταστήσει εν μέρει το κεντρικό ρολόι και να ενισχύσει την αυτονομία του μυϊκού ρολογιού. Ακόμη πιο σημαντικό είναι ότι αυτή η αποκατάσταση του κιρκάδιου ρυθμού μέσω του TRF μπορεί να μετριάσει την απώλεια μυών, την επιδείνωση των μεταβολικών και κινητικών λειτουργιών και την απώλεια μυϊκής δύναμης σε ηλικιωμένα ποντίκια.
Αυτά τα ευρήματα έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη θεραπειών για τη μυϊκή γήρανση και την ενίσχυση της σωματικής απόδοσης σε μεγαλύτερη ηλικία. Οι Dr. Arun Kumar και η Mireia Vaca Dempere, και οι δύο από το UPF, είναι οι πρώτοι συγγραφείς αυτής της μελέτης, η οποία έχει λάβει επίσης συνεισφορές από τους Dr. Eusebio Perdiguero και Antonio Serrano, παλαιότερα στο UPF και τώρα στα Altos Labs.
Το περιφερειακό ρολόι του δέρματος ενσωματώνει και ρυθμίζει τα εγκεφαλικά σήματα
Στη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Cell Stem Cell, η ομάδα απέδειξε ότι το κιρκάδιο ρολόι του δέρματος είναι καθοριστικό για τον συντονισμό της καθημερινής φυσιολογίας αυτού του ιστού. Με την ενσωμάτωση των εγκεφαλικών σημάτων, και μερικές φορές με την τροποποίηση τους, αυτός ο συντονισμός διασφαλίζει τη σωστή λειτουργία του δέρματος.
Η ανακάλυψη ήταν ότι, απουσία του περιφερειακού ρολογιού, το κεντρικό ρολόι του σώματος διατηρεί τον κιρκάδιο ρυθμό του δέρματος, αλλά λειτουργεί με τον αντίθετο τρόπο όπως συνήθως (δηλαδή, σε ένα αντίθετο πρόγραμμα).
Για παράδειγμα, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η αντιγραφή του DNA, εάν ρυθμιζόταν μόνο από το κεντρικό ρολόι, θα γινόταν κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν το δέρμα εκτίθεται στο υπεριώδες φως, το οποίο θα αύξανε τον κίνδυνο συσσώρευσης μεταλλάξεων.
Αυτό το φαινόμενο υπογραμμίζει τη σημασία του περιφερειακού ρολογιού, το οποίο όχι μόνο λαμβάνει σήματα από το κεντρικό ρολόι – το οποίο συντονίζει τους ρυθμούς ολόκληρου του οργανισμού – αλλά επίσης προσαρμόζει αυτά τα σήματα στις ειδικές ανάγκες του ιστού στον οποίο βρίσκονται (στην περίπτωση των βλαστοκυττάρων του δέρματος, η αντιγραφή του DNA κορυφώνεται μετά την έκθεση στο υπεριώδες φως κατά τη διάρκεια της ημέρας).
Ο Dr. Thomas Mortimer, μεταδιδακτορικός υπότροφος στο IRB Barcelona, και ο Dr. Patrick-Simon Welz, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Hospital del Mar, έχουν ηγηθεί αυτού του έργου, μαζί με τους Dr. Aznar Benitah και Muñoz-Cánoves.
Ακολουθήστε το Powergame.gr στο Google News για άμεση και έγκυρη οικονομική ενημέρωση!
