Como casi todos los seres vivos sensibles a la luz, los seres humanos siguen ritmos biológicos establecidos en un período de aproximadamente 24 horas. Por lo tanto, el reloj circadiano del latín "circa" y "dies", que significa "aproximadamente un día" describe elsistema interno que nos permite anticipar los cambios del día y la noche al regular casi todos los aspectos de nuestra fisiología y comportamiento. En un momento en que nuestros ritmos biológicos se ven cada vez más debilitados, ya sea por el trabajo nocturno, el desfase horario o los hábitos sociales,los científicos comienzan a revelar el impacto que tales desalineamientos circadianos pueden tener en la explosión de enfermedades metabólicas. Especialistas de la Universidad de Ginebra UNIGE y los Hospitales Universitarios de Ginebra HUG estudiaron las células pancreáticas ɑ y β que están a cargo de lasLa producción de insulina y glucagón, dos hormonas que regulan los niveles de glucosa en la sangre, descubrieron que ya a niveles celulares, estos relojes internos orquestan el momento adecuado de la secreción hormonal, optimizando así el cuerpo.metabolismo al anticipar la actividad de descanso y los ciclos de alimentación-ayuno.Su desalineación favorecería así la aparición de enfermedades metabólicas.Su descubrimiento, para ser leído en el diario Genes y desarrollo , resalta un factor esencial, pero aún mal entendido, que puede explicar el desarrollo de la diabetes como consecuencia de desalineamientos circadianos de estos relojes celulares.
Con la diabetes tipo 2 que afecta a personas cada vez más jóvenes en el mundo occidental, los investigadores trabajan para comprender cómo los cambios en el estilo de vida en las últimas décadas contribuyen a esta epidemia en constante expansión, en vista de encontrar nuevas estrategias para frenarla. De hecho, a diferencia de nuestros antepasadosquienes vivían de acuerdo con el sol, hoy en día, pocos occidentales aún respetan este ritmo milenario y estudios recientes han resaltado la conexión entre las patologías metabólicas y la desincronización de nuestros relojes internos con el mundo externo, un fenómeno denominado "desalineamientos circadianos".
a cada celda su reloj
No tenemos un solo reloj interno, pero casi tantos como nuestros cuerpos tienen células. Esto le permite a nuestro cuerpo coordinar los procesos metabólicos que no deben tener lugar al mismo tiempo, como el sueño y la vigilia, optimizando así la energíaequilibrio entre las fases de ayuno y alimentación. ¿Son sincronizados estos diferentes relojes celulares? "El papel de los ciclos circadianos en la orquestación de la secreción de insulina por los islotes pancreáticos ha sido recientemente demostrado. Sin embargo, queríamos ir un paso más allá al refinar el análisis.Debido a que el islote pancreático consta de diferentes tipos de células, hemos estudiado por separado, in vivo e in vitro, los ritmos de las células α productoras de insulina, que reducen los niveles de glucosa en la sangre, y las células β productoras de glucagón, que, por el contrario, aumenta los niveles de glucosa, así como sus interacciones. Esto nunca se había hecho antes ", indica la Dra. Charna Dibner de la Facultad de Medicina de UNIGE y el Departamento de Endocrinología y Diabetología de HUG".De acuerdo con lo que pensamos, estos relojes celulares parecen ser ligeramente distintos, lo que ayuda a ajustar la secreción de insulina y glucagón y, por lo tanto, mantiene la homeostasis de la glucosa.Esta fina coordinación entre los relojes celulares α y β es en realidad la adaptación más optimizada al estado de ayuno de alimentación.Las desalineaciones de estos relojes celulares pueden conducir a la interrupción de la secreción hormonal y la homeostasis de la glucosa, y al desarrollo de enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes ".
Sin reloj, la diabetes ocurre rápidamente
Los científicos de Ginebra realizaron una secuenciación paralela de ARN de alto rendimiento de células α y β en múltiples puntos de tiempo dentro de las 24 horas, con el fin de revelar los perfiles temporales de la expresión génica durante un día. El Dr. Volodymyr Petrenko, primer autor, explica elmetodología: "Medimos la expresión de más de 19,000 transcripciones para identificar exactamente cómo se produce la regulación temporal de los genes funcionales clave en el páncreas endocrino, generando así una nueva e importante base de datos disponible para la comunidad científica. De hecho, podría ser muy útil para los investigadorestrabajando en las células α y β para comprender la influencia del momento del día en la expresión génica, un factor que podría, si no se tiene en cuenta, distorsionar sus resultados ". Finalmente, los investigadores compararon este ritmo celular con el de las células de ratónfalta de relojes internos. En este último, la perturbación de las oscilaciones celulares condujo directamente a alteraciones de los perfiles temporales de glucagón y secreción de insulina ". Los ratones cuya pancreáticalos islotes carecen de relojes celulares y desarrollan diabetes tipo 2, lo que indica que la interrupción de los ritmos celulares es suficiente para perturbar la secreción hormonal normal y la regulación de la homeostasis de la glucosa ", dice Charna Dibner."Por lo tanto, la desalineación entre los relojes internos y los cambios externos del día y la noche puede conducir a un desequilibrio metabólico general y explicaría por qué las personas que trabajan por la noche, por ejemplo, sufren más trastornos metabólicos. Incluso si duermen tanto como el resto del tiempo".nosotros, recuperar el sueño durante el día interrumpe todos sus ritmos biológicos "
Para validar sus hallazgos y considerar futuras aplicaciones clínicas, los científicos ahora están combinando estudios en modelos de roedores e islotes pancreáticos humanos. "Si de hecho podemos identificar que los relojes circadianos están alterados en las enfermedades metabólicas en humanos, similar a lo que se observóen roedores, nos gustaría desarrollar enfoques para resincronizar tales relojes defectuosos, en vista de perspectivas terapéuticas innovadoras ", concluye Volodymyr Petrenko.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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