Дослідники з Інституту Вейцмана в Ізраїлі вивчили механізм, який пояснює, чому деякі проблеми зі здоров’ям, такі як астма та серцеві напади, частіше трапляються вранці. Вони з’ясували, що циркадні ритми — 24-годинний біологічний годинник нашого організму — впливають на здатність клітин реагувати на нестачу кисню. Дослідження було опубліковане в журналі Cell Metabolism.
Циркадні ритми регулюються білком BMAL1, який взаємодіє з білком HIF-1α, що відповідає за реакцію клітин на дефіцит кисню. У нормальних умовах HIF-1α руйнується, але за нестачі кисню він стабілізується та активує гени, необхідні для адаптації клітин. Виявилося, що BMAL1 також відіграє важливу роль у цьому процесі, сприяючи стабілізації та активації HIF-1α.
Для дослідження цього механізму вчені провели експерименти на генетично модифікованих мишах. Вони створили три групи мишей: без білка HIF-1α, без BMAL1 і без обох білків одночасно. Потім вивчали реакцію цих мишей на штучно створені умови дефіциту кисню. Результати показали, що відсутність BMAL1 порушує накопичення HIF-1α, що впливає на активацію генів, необхідних для адаптації до низького рівня кисню.
Особливо цікаві результати отримали на мишах, у яких бракувало обох білків. Вони демонстрували значно нижчу виживаність за нестачі кисню, особливо вночі. Це дало змогу припустити, що взаємодія BMAL1 та HIF-1α є ключовою для адаптації організму до змін рівня кисню залежно від часу доби.
Крім того, у мишей без обох білків спостерігали ознаки порушень у легенях навіть до впливу умов із дефіцитом кисню. Це може бути пов’язано з підвищеним рівнем оксиду азоту в легенях, що викликає розширення кровоносних судин і знижує здатність тканин засвоювати кисень.
Дослідники припускають, що ці результати можуть сприяти розробці нових методів лікування захворювань, пов’язаних із дефіцитом кисню, таких як гепатопульмональний синдром.