Утро становится временем риска: биологические часы и нехватка кислорода
Главный герой исследования — белок BMAL1, регулирующий циркадные ритмы. Он работает в тандеме с белком HIF-1α, который отвечает за адаптацию клеток к нехватке кислорода. Обычно HIF-1α быстро разрушается, но в условиях гипоксии (недостатка кислорода) он стабилизируется и запускает генетические программы выживания. Ученые обнаружили, что без BMAL1 процесс стабилизации HIF-1α нарушается, что затрудняет клеточную адаптацию.
Чтобы детально изучить этот механизм, исследователи провели эксперименты на генетически модифицированных мышах. Животных разделили на три группы: у первой не было белка HIF-1α, у второй — BMAL1, а у третьей отсутствовали оба белка. Мышей подвергли условиям искусственного дефицита кислорода.
Результаты оказались поразительными. У мышей без BMAL1 накопление HIF-1α резко снижалось, а у тех, кто был лишен обоих белков, значительно ухудшалась выживаемость. Особенно остро это проявлялось ночью. Это доказывает, что взаимодействие BMAL1 и HIF-1α имеет решающее значение для адаптации организма к нехватке кислорода.
Результаты оказались поразительными. У мышей без BMAL1 накопление HIF-1α резко снижалось, а у тех, кто был лишен обоих белков, значительно ухудшалась выживаемость. Особенно остро это проявлялось ночью. Это доказывает, что взаимодействие BMAL1 и HIF-1α имеет решающее значение для адаптации организма к нехватке кислорода.
Дополнительно выяснилось, что отсутствие обоих белков приводит к нарушению функций легких даже до воздействия гипоксии. У таких мышей наблюдались повышенные уровни оксида азота, что ухудшало способность тканей усваивать кислород.
Исследователи считают, что их открытия откроют новые пути для лечения заболеваний, связанных с кислородным голоданием, например, гепатопульмонального синдрома. Работа также объясняет, почему утро может быть временем повышенного риска для людей с хроническими заболеваниями: циркадные ритмы влияют на способность организма справляться с изменениями в уровне кислорода.