Утро — опасное время, к такому выводу пришли ученые. Они отмечают, что именно в этот период нередко случаются сердечные приступы, астма и прочие неприятности со здоровьем. Свое объяснение такому явлению нашли специалисты лаборатории профессора Гэда Эшера в отделении биомолекулярных наук Института Вейцмана (Израиль). Результаты работы опубликованы в Cell Metabolism.
Ученые обнаружили, что ключевой компонент наших циркадных ритмов — 24-часовые внутренние молекулярные часы, работающие в каждой клетке — задействован и в регулировании реакции организма на дефицит кислорода. Такой компонент меняется в течение суток в зависимости от того, день или ночь. И он может влиять на сроки вспышек болезней, на которые влияет кислородный цикл организма.
Человеческий организм остро реагирует на дефицит кислорода. За открытие специального белка, определяющего, как каждая клетка реагирует на нехватку кислорода, дали Нобелевскую премию.
Когда кислорода достаточно, белок нестабилен, быстро распадается. Если же кислорода не хватает, он стабилизируется, накапливается и попадает в ядра клеток, активизируя там различные гены, жизненно важные для реагирования на дефицит кислорода.
Но, как выяснили учёные, это не единственный игрок. Есть еще один компонент — тоже белок, который также важен для коррекции дефицита кислорода в тканях, а еще и задействован в стабилизации ранее известного белка, причем он независим от первого. И наличие таких двух компонентов, предположили ученые, может как раз и объяснять, почему организм может справляться с дефицитом кислорода по-разному в течение дня.
Связь изучали многие годы. Особое внимание специалистов привлекал баланс между метаболизмом и циркадными ритмами. Они обнаружили, что ткань печени по-разному реагирует на дефицит кислорода в течение суток. Было создано три вида модифицированных мышей. Первые вырабатывали не один, а два белка в своей печеночной ткани. Вторая группа вырабатывала только один. Третья не вырабатывала ни один. Оказалось, что во второй группе второй оставшийся белок не накапливался так, как это должно быть при нормальной реакции на нехватку кислорода. Также было определено, что оба белка как отдельно, так и вместе отвечают за активацию генетического ответа, требующегося для ликвидации дефицита кислорода.
Экспериментальная группа без белков имела низкие показатели выживаемости при дефиците кислорода в зависимости от времени суток. Показатели смертности были высоки в темное время суток.
Второй открытый белок, как отметили ученые, претерпевает изменения в ходе естественного циркадного цикла, что способно объяснить, почему показатели смертности меняются в течение дня, а также то, почему заболевания, связанные с дефицитом кислорода, зависят от времени.
У многих людей, у которых есть проблемы с печенью любой степени тяжести, развивается такое состояние, как гепатопульмональный синдром. В этом случае кровеносные сосуды расширяются, из-за чего ускоряется кровоток в легких и снижается способность усваивать кислород. Такой же феномен был обнаружен у группы мышей, которая вырабатывала два белка. Теперь ученым требуется дополнительные исследования, чтобы понять, как использовать открытые ими данные для коррекции патологических состояний и снизить риски смертности в ранние утренние часы.
При подготовке материала использованы следующие источники:
