Nuovo documento esamina cambio di marcia l'orologio circadiano del cuore

Giugno 12, 2016 Admin Salute 0 3
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Un nuovo studio condotto da un team di scienziati guidati da Giles Duffield, assistente professore di scienze biologiche e un membro dell'Istituto Eck per la salute globale presso l'Università di Notre Dame, si concentra su l'orologio circadiano del cuore, con il tessuto cardiaco coltivato. I risultati del nuovo studio hanno implicazioni per la salute cardiovascolare, tra cui variazioni giornaliere nelle risposte allo stress e gli effetti di lungo termine il lavoro a turni di rotazione.

Precedenti studi di un gruppo di ricerca presso l'Università di Ginevra, hanno dimostrato un ruolo per i glucocorticoidi a spostare l'orologio biologico, e caratterizzato questo effetto nel fegato.

Il nuovo studio di Notre Dame, che appare nell'edizione 23 ottobre della rivista PLoS ONE, rivela che il trattamento specifico momento del giorno con un glucocorticoide sintetico, noto come desametasone, potrebbe spostare i ritmi circadiani di campioni atri, ma il tempo -specific effetto sulla direzione degli spostamenti era diverso dal fegato. Ad esempio, quando il trattamento con glucocorticoidi produce anticipi dell'orologio fegato, negli atri produce ritardi.




"Abbiamo trattato espianti atriali cardiaci tutto il giorno e prodotto ciò che è noto come una curva di risposta di fase, che mostra l'entità dello spostamento del clock dipende dal tempo del giorno del trattamento viene somministrato," detto Duffield.

Glucocorticoidi sono ormoni steroidei prodotti dalla corteccia surrenale che poi circolano nel sangue e regolano aspetti del metabolismo del glucosio e la funzione del sistema immunitario, tra le altre cose. Recettori glucocorticoidi (GRS) che vengono attivati ​​dagli ormoni si trovano in molte delle cellule del nostro organismo.

I ricercatori hanno determinato lo stato temporale dell'orologio circadiano monitorando l'espressione ritmica di geni orologio periodo 1 e periodo 2 in tessuti derivati ​​da topi transgenici vivere.

"I nostri dati evidenzia la sensibilità dei principali organi del corpo di segnalazione GR, e in particolare il cuore", ha detto Duffield. "Questo potrebbe essere un problema per gli utenti di glucocorticoidi sintetici, spesso usato per trattare l'infiammazione cronica. Anche le differenze che osserviamo tra i più importanti sistemi di organi come il cuore e il fegato possono spiegare alcuni dei disturbi interna alla sincronia tra questi tessuti che contengono il proprio . orologi interni che possono verificarsi durante il turno di lavoro e jet lag, ad esempio, ad un certo punto nella transizione fuso orario, il tuo cervello potrebbe essere nel fuso orario di Sydney, in Australia, il tuo cuore nelle Hawaii, e il fegato ancora a Los Angeles . È importante notare che circa il 16 percento degli Stati Uniti e manodopera europee intraprendere qualche forma di lavoro a turni.

"Biologi circadiani spesso si pensa di essere concentrata sulla ricerca di una cura per reale 'jet lag," quando in realtà, alcuni tipi di programmi di lavoro a turni siano effettivamente producendo una risposta jet lag nel nostro corpo su base settimanale, e quindi questo cronicamente influenze gran parte della popolazione nel mondo industrializzato moderno. "

L'altro risultato interessante è che anche la rimozione e la sostituzione dei media di crescita del tessuto chimica definita (anche utilizzando lo stesso campione medio) prodotta turni dell'orologio circadiano, anche se questi erano i turni po 'più piccole di quelle prodotte dal trattamento glucocorticoide sintetico.

Gli autori fanno una proposta interessante: che questi cambiamenti "scambio dei media" sono in parte causati da stimolazione meccanica al tessuto cardiaco prodotto da semplicemente rimuovendo e sostituendo la stessa media. Anche se la ricerca è nella sua fase iniziale, l'ipotesi mette in evidenza il potenziale di stiramento meccanico degli atri essere un meccanismo attraverso il quale l'orologio circadiano del cuore potrebbe essere sostituito da una nuova fase del giorno di 24 ore. Vi sono infatti precedenti per questo, dal fatto che le pareti delle atri cardiaci già contengono recettori di stiramento che sono associati con il controllo di natriuretico atriale rilascio dell'ormone peptidico.

"Per non dimenticare, il cuore per natura è di tipo meccanico, che funge da pompa per il sistema cardiovascolare", ha detto Duffield.

Semplice esercizio rigoroso in persone sane o stress che può aumentare la frequenza cardiaca e aumentare la gittata sistolica cardiaca (attraverso l'attivazione del sistema nervoso simpatico) potrebbe produrre un tale effetto di sfasamento agendo attraverso tale meccanismo tratto. Inoltre, questa risposta è probabile che sia ora del giorno specifico, e la curva di risposta di fase al trattamento mezzo che gli autori generati in vitro sarebbe anche prevedere in quale momento del giorno 24 ore potrebbe verificarsi tali spostamenti.

Gli autori sono tuttavia cauto l'interpretazione dei dati, per quanto di questa ipotesi spostamento meccanico deve ancora essere testato.

E 'già noto che il cuore contiene un orologio biologico cellula-autonoma e che non ci sono cambiamenti in tutta la giornata di 24 ore in funzione cardiaca come il rimodellamento del tessuto, cosa cellule del muscolo cardiaco in coltura noto come cardiomiociti metabolizzano, e le differenze nelle risposte alle richieste fisiologiche . L'incidenza di malattia cardiovascolare cambia nel corso della giornata di 24 ore, con la maggior parte degli attacchi di cuore che si verificano al mattino. Ovviamente i risultati del nuovo studio hanno implicazioni per la salute cardiovascolare, tra cui variazioni giornaliere nelle risposte allo stress e gli effetti di lungo termine il lavoro a turni di rotazione.

"In parole povere, molti dei nostri sistemi di organi, specializzati nel loro modo di servire particolari funzioni, sono effettivamente diversi nelle loro attività e le risposte in tutta la giornata di 24 ore", ha detto Duffield. "L'orologio circadiano controlla questi processi ritmici in ogni cellula e tessuto. I componenti del nostro corpo come il cuore, fegato e cervello possono essere divisi da funzionare differenzialmente non solo in senso spaziale, ma anche temporalmente."

Duffield, il principio team scientifico ricercatore, ha sottolineato che il lavoro è stato un lavoro di squadra e mette in evidenza gli importanti contributi di ricercatore post-dottorato Daan van der Veen, ora docente presso l'Università del Surrey, Regno Unito, e di due studenti laureati in visita da Nankai University, Cina: Yang Xi Jinping e Shao, che ora è docente presso Zhengzhou University School of Medicine. Il lavoro è stato finanziato da sovvenzioni dal American Heart Association e l'Istituto Nazionale di General Medical Sciences.

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