Resetowanie zegara zmianami poziomu tlenu

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Spadki poziomu tlenu w otoczeniu mogą zresetować zegar biologiczny myszy. Naukowcy upatrują w tym sposobu na zespół nagłej zmiany strefy czasowej (ang. jet lag).

Gad Asher i jego współpracownicy z Instytutu Nauki Weizmanna zastanawiali się, czy tlen może wpływać na rytmy biologiczne, ponieważ jego wchłanianie u zwierząt zmienia się równolegle do posiłków czy temperatury.

Izraelczycy wykazali, że zmiana stężenia tlenu w komórkach o 3% dwa razy dziennie synchronizuje komórki myszy z rytmem okołodobowym. Podejrzewali, że łącznikiem między tlenem a zegarem biologicznym jest czynnik transkrypcyjny HIF1α, bo odgrywa on ważną rolę w homeostazie tlenu w komórce (jest jednym z najważniejszych czynników odpowiadających za zmiany ekspresji genów indukowane niedotlenieniem). Przypuszczenia naukowców się potwierdziły, bo stwierdzono, że komórki z niskim HIF1α nie synchronizują się w odpowiedzi na zmiany stężenia tlenu. Na razie nie wiadomo jednak, jak dokładnie HIF1α wpasowuje się w "rdzeń" zegara.

Niesamowicie było obserwować, że nawet niewielkie zmiany poziomu tlenu wystarczą do skutecznego zresetowania zegara biologicznego - podkreśla Asher.

Podczas eksperymentów na myszach, które, tak jak ludzie, są podatne na zespół nagłej zmiany strefy czasowej, zwierzętom najpierw pozwalano jeść, spać i biegać w kołowrotku w klimatyzowanym pomieszczeniu. Sama zmiana poziomu tlenu nie wpływała na rytmy okołodobowe, ale przy 6-godzinnym przesunięciu do przodu godzin z oświetleniem zmiany stężenia O₂ pomagały szybciej dostosować zwyczaje związane z odżywianiem, snem i ruchem do nowych realiów. Autorzy publikacji z pisma Cell Metabolism stwierdzili także, że niewielki spadek stężenia tlenu 12 godzin przed lub 2 godziny po przesunięciu dziennego oświetlenia o 6 godzin miał podobny skutek (zjawisko to było zależne od poziomu HIF1α ).

Naukowcy podkreślają, że choć pasażerowie mogą się czuć lepiej w kabinach z wyższym ciśnieniem (obecnie dostosowuje się je do ciśnienia panującego na wysokości 2400 m), może to upośledzać zdolność organizmu do radzenia sobie z zespołem nagłej zmiany strefy czasowej. Teraz Izraelczycy zamierzają zbadać, jak na zegar biologiczny oddziałują wyższe stężenia tlenu.

Wykazaliśmy, że tlen działa u gryzoni, ale interesująco byłoby zbadać, czy O2 może zresetować zegar biologiczny bakterii, roślin, muszek i innych organizmów, podsumowuje Asher.

« powrót do artykułu