Израильские врачи выявили причину утреннего обострения болезней

В статье, опубликованной в научном журнале «Cell Metabolism», ученые из Израильского института имени Вайцмана рассказали о выявлении молекулярного механизма биоритмов, который отвечает за реакцию организма на кислородное голодание. Этот механизм меняется в течение суток и может влиять на время обострения заболеваний.

Ученые из лаборатории по изучению циркадных ритмов (биологических часов организма) задались вопросом: каким образом циркадные ритмы работают синхронно и указывают всем органам одинаковое время? Исследователи обнаружили, что биологические часы реагируют на уровень кислорода в организме. Это своеобразный сигнал, с помощью которого происходит синхронизация. Эксперименты на животных показали, что при снижении уровня кислорода (например, при апноэ) происходит рассинхронизация.

Врачи знают, что многие хронические заболевания сердца и легких проявляют себя в определенное время – как правило, они обостряются рано утром. Исследователи выяснили, что именно в это время уровень кислорода в крови самый низкий.

В 2019 году Нобелевская премия по медицине и физиологии была присуждена ученым, которые обнаружили фактор, контролирующий реакцию организма на гипоксию, - это белок HIF-1α. Если поступает достаточное количество кислорода, этот белок нестабилен и быстро распадается, однако, при недостатке кислорода он накапливается и проникает в ядра клеток, активируя определенные гены, необходимые для реагирования на гипоксию.

В ходе нового исследования израильские ученые установили, что есть еще один белок, который играет важную роль в том, как организм справляется с гипоксией. Это белок BMAL1, и он в свою очередь необходим для синтеза белка HIF-1α и его активации. Более того, из результатов исследования следует, что BMAL1 играет также самостоятельную роль, не связанную с белком HIF-1α. Так как активность BMAL1 изменяется в течение суток, болезни, связанные с гипоксией, чаще проявляют себя в определенное время

Подчеркнем, что в прошлом ученые лаборатории циркадных ритмов выяснили, что ткани печени также реагируют на гипоксию по-разному в зависимости от времени суток.  При заболеваниях печени иногда развивается легочно-печеночный синдром (HPS). При этом расстройстве происходит расширение сосудов легких, что ускоряет прохождение через них крови и ухудшает газообмен.
Ученым удалось выявить группу белков, которые могут обуславливать связь печени и легких, и когда они отсутствовали в организме мышей, у них развивался HPS. Если в человеческом организме механизм развития HPS аналогичен, то возможна разработка целенаправленного лечения этого синдрома".

Понимание механизмов реакции организма на дефицит кислорода играет важную роль, так как гипоксия развивается при многих патологических процессах.