Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Дослідження пояснює, чому астма, інфаркти та інші стани часто виникають рано вранці
Останній перегляд: 02.07.2025
Дослідники з лабораторії професора Гада Ашера з Інституту науки Вейцмана зробили важливе відкриття: ключовий компонент циркадних ритмів, білок під назвою BMAL1, регулює реакцію організму на дефіцит кисню. Результати дослідження, опубліковані в журналі Cell Metabolism, допомагають пояснити, чому багато станів дефіциту кисню залежать від часу.
Роль циркадних ритмів та дефіциту кисню
Циркадні ритми – це 24-годинний внутрішній молекулярний механізм, який регулює процеси в кожній клітині організму. Білок BMAL1, відомий як клітинний «годинник», взаємодіє з іншим ключовим білком, HIF-1α, який активується при нестачі кисню.
- HIF-1α: За нормального рівня кисню цей білок швидко руйнується. Однак, за його дефіциту, HIF-1α стабілізується, накопичується та активує гени, які допомагають адаптуватися до гіпоксії.
- BMAL1: Дослідження показали, що цей циркадний білок не лише посилює функцію HIF-1α, але й відіграє незалежну роль у реакції організму на дефіцит кисню.
Експеримент з мишами
Щоб вивчити зв'язок між циркадними ритмами та реакцією на гіпоксію, дослідники створили три групи генетично модифікованих мишей:
- HIF-1α не вироблявся в тканині печінки.
- Не продукував BMAL1.
- Обидва білки не вироблялися.
Результати:
- Коли рівень кисню знизився, відсутність BMAL1 запобігала накопиченню HIF-1α, що погіршувало генетичну відповідь на гіпоксію.
- Миші, яким бракувало обох білків, мали низькі показники виживання залежно від часу доби, причому смертність була особливо високою вночі.
Висновки: BMAL1 та HIF-1α відіграють ключову роль у захисті організму від гіпоксії, а циркадні ритми безпосередньо пов'язані з реакцією організму на дефіцит кисню.
Патологія печінки та зв'язок з легенями
У мишей без обох білків у печінці дослідники виявили низький рівень кисню в крові ще до впливу гіпоксії, що викликало підозри, що смерть була пов'язана з порушенням функції легень.
- У цих мишей розвинувся гепатопульмональний синдром – стан, при якому кровоносні судини в легенях розширюються, збільшуючи кровотік, але знижуючи ефективність поглинання кисню.
- Аналіз показав збільшення вироблення оксиду азоту в легенях, що посилило вазодилатацію (розширення кровоносних судин).
Значимість дослідження
- Хронобіологія захворювання: результати пояснюють, чому пацієнти з гіпоксією або такими захворюваннями, як астма чи серцеві напади, погіршуються в певний час доби.
- Моделі захворювання: Миші, у яких відсутні HIF-1α та BMAL1, стали першою генетичною моделлю для вивчення гепатопульмонального синдрому, відкриваючи нові шляхи для лікування.
- Перспективи лікування: Дослідження показує, що цільові препарати, що регулюють білки, що беруть участь у зв'язку між печінкою та легенями, можуть бути новим варіантом лікування.
«Ми тільки починаємо розуміти складні механізми, що пов’язують циркадні ритми, гіпоксію та міжорганну взаємодію», – сказав професор Ашер. «Ці відкриття можуть призвести до нових методів лікування захворювань, пов’язаних з дефіцитом кисню».