Come i nostri orologi biologici possono creare o distruggere la nostra salute
Man mano che i nostri stili di vita diventano sempre più esigenti, costruiamo le nostre vite intorno a giorni e notti divisi artificialmente che soddisfano la necessità di lavorare nei turni notturni, rimanere svegli tutta la notte o viaggiare tra i continenti. Ma questo influisce sui nostri orologi biologici naturali, con conseguenze indesiderate.
Se manomettiamo i nostri ritmi circadiani - impostati dagli orologi biologici che regolano tutti i processi automatizzati che avvengono all'interno del corpo - manomettiamo la nostra salute.
I nostri orologi biologici controllano il metabolismo, contribuendo al corretto funzionamento di ogni organo del nostro corpo.
Tuttavia, se bypassiamo regolarmente i nostri cicli naturali dal giorno alla notte, lavorando tutta la notte, viaggiando a lunga distanza o trascorrendo troppo tempo a guardare schermi luminosi al buio, i nostri orologi biologici si disorientano e smettono di funzionare correttamente.
Una nuova ricerca della University of Southern California a Los Angeles, The Scripps Research Institute di La Jolla, CA e Nagoya University in Giappone identifica un meccanismo chiave che collega la disregolazione dei ritmi circadiani con una maggiore esposizione alle malattie croniche.
"Gli studi epidemiologici stanno costantemente rivelando sempre più connessioni tra stili di vita moderni e il nostro orologio biologico interno, e quando questi due si scontrano, può portare allo sviluppo di malattie come l'obesità e il cancro al seno", osserva l'autore dello studio Steve Kay, Professore preposto di Neurologia , Ingegneria biomedica e scienze biologiche presso la University of Southern California.
Tuttavia, aggiunge: "Questo studio va oltre l'epidemiologia per esplorare i meccanismi di interruzione circadiana come fattore di rischio per alcune malattie".
Il nuovo studio, che appare in PNAS, ha identificato una proteina che svolge un duplice ruolo nel contesto del ritmo circadiano e che spiega come gli orologi biologici alterati possono portare alla malattia.
Interrompere un delicato equilibrio
Kay e colleghi si sono concentrati su HNF4A, una proteina presente nei nuclei cellulari, che ricerche precedenti suggerivano essere coinvolta nello sviluppo precoce del fegato, dei reni e dell'intestino crasso.
Quando i ricercatori hanno analizzato le cellule del fegato e del colon prelevate dal topo e dal tessuto umano, hanno scoperto che HNF4A interagisce con gli orologi circadiani di queste cellule in modi complessi. Più specificamente, HNF4A può bloccare altre due proteine - CLOCK e BMAL1 - che aiutano a regolare i ritmi circadiani nei mammiferi.
"All'interno della cella, gli ingranaggi dell'orologio sono universali, ma le lancette dell'orologio sono specifiche per ogni organo, quindi il modo in cui l'orologio fa il suo lavoro in ogni cella è diverso", spiega Kay.
HNF4A, si scopre, risponde ai segnali chimici all'interno della cellula e agisce su altre proteine in conformità. Ciò significa che quando l'attività di questa proteina va in tilt, anche i normali processi metabolici vengono interrotti, lasciando gli organi più esposti alle malattie.
“Quindi, nel fegato, abbiamo esaminato le proteine tessuto-specifiche e abbiamo scoperto che HNF4A è legato all'orologio circadiano, è regolato dall'orologio e va in ciclo con l'orologio e, a sua volta, regola l'orologio. Questa è la nuova scoperta qui, ed è un grande balzo in avanti. "
Steve Kay
Come spiega anche il primo autore dello studio, Meng Qu, "Mutazioni in [the] HNF4A è noto che contribuisce a una rara forma ereditaria di diabete chiamata MODY1 e la sua disregolazione di espressione è stata strettamente collegata al cancro al fegato, entrambi con meccanismi che non comprendiamo appieno ".
"La nostra scoperta suggerisce che l'interruzione dell'orologio potrebbe essere un potenziale meccanismo e fornisce un ponte tra la regolazione circadiana e lo sviluppo della malattia", aggiunge.
Gli stili di vita moderni spesso richiedono che viviamo con ritmi irregolari, ei ricercatori avvertono che ciò può contribuire all'interruzione di meccanismi sensibili, compresi quelli in cui sono coinvolte le proteine, come HNF4A.
“Gli esseri umani non sono evoluti per i turni notturni, le luci notturne e i viaggi intercontinentali. Le sfide della vita moderna al nostro sistema circadiano rappresentano una minaccia a lungo termine per la nostra salute ", afferma Kay.
Scoperte come quella evidenziata nello studio attuale possono offrirci un quadro più dettagliato di come gli orologi biologici interrotti possono influenzare i risultati sulla salute.
"Ora possiamo vedere come HNF4A sia un nuovo capitolo in un libro che era per lo più pagine bianche, quindi c'è una storia che inizia lì mentre riempiamo un enorme spazio vuoto", incoraggia Kay.
