Au fost identificate noi conexiuni între refacerea musculară și ritmul circadian

Cercetătorii de la Northwestern Medicine au descoperit un mecanism nou care conectează metabolismul celular controlat de ritmul circadian cu refacerea musculară după leziuni.

Descoperirile au fost publicate în revista Genes & Development. Autorul principal al studiului este Clara Peek, profesor asistent de Biochimie și Genetică Moleculară.

Tulburările ritmului circadian (ceasul intern de 24 de ore al corpului care reglează odihna și starea de veghe) au fost asociate cu patogeneza diferitelor tulburări metabolice, inclusiv diabetul și obezitatea. Cu toate acestea, cercetările privind asocierea acestora cu regenerarea țesuturilor și refacerea musculară au rămas limitate.

Refacerea musculară este mai mare în timpul zilei

În studiul actual, echipa lui Peek a investigat rolul ritmului circadian al celulelor stem musculare adulte în controlul regenerării musculare și în repararea țesuturilor după leziuni ischemice acute la șoareci.

Cercetătorii s-au concentrat pe proteina Bmal1, o proteină ce reglează ritmul circadian exprimată practic în toate celulele din corp, și și-au propus să identifice rolul exact al acesteia în celulele stem musculare și într-o refacere musculară mai mare.

„Bmal1 controlează ritmurile expresiei genelor, inclusiv cele implicate în reglarea somnului, activității, hormonilor și metabolismului. S-a dovedit a fi importantă pentru proliferare și pentru repararea mușchilor, dar mecanismul molecular nu a fost identificat”, a spus Peek, care este și profesor asistent de medicină în Division of Endocrinology, Metabolism and Molecular Medicine și membru al Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center din cadrul Northwestern University.

Peek și echipa ei au descoperit că refacerea mușchilor după rănire a fost mai mare atunci când șoarecii erau activi sau treji, în comparație cu momentele în care erau inactivi sau se odihneau. În plus, pierderea proteinei Bmal1 în celulele stem musculare a dus la afectarea regenerării mușchilor.

Coenzima care poate restabili formarea fibrelor musculare

Folosind profilarea metabolomică pentru a studia aproximativ 10.000 de celule stem musculare activate in vivo și celule mioblastice cultivate sau celule musculare premature, oamenii de știință au demonstrat că pierderea Bmal1 a redus cantitatea de celule stem musculare activate în a treia zi după leziune.

În plus, pierderea Bmal1 a afectat răspunsul celulelor stem musculare la hipoxie (conținut insuficient de oxigen în țesuturi pentru a menține o funcționare adecvată a corpului) care apare după leziune. Pierderea de Bmal1 a dus, de asemenea, la reducerea glicolizei sau la o scădere a energiei generate de celule.

În cele din urmă, cercetătorii au descoperit că creșterea NAD+ (o coenzimă esențială pentru toate procesele metabolice din organism) în mioblastele cu deficit de Bmal1 a restabilit atât proliferarea celulelor stem musculare, cât și formarea miofibrelor, scrie Medical Xpress.

„Descoperirea faptului că restaurarea metabolitului redox, NAD+, la celulele stem cu ritm perturbat poate restabili proliferarea normală și formarea fibrelor musculare este incitantă deoarece sugerează că restaurarea NAD+ poate contracara efectele leziunilor musculare produse în momente nepotrivite ale zilei, precum orele de odihnă”, a spus Peek.

Peek a spus că echipa ei este acum interesată să studieze impactul ritmului circadian al celulelor stem musculare și al reglării NAD+ în repararea și refacerea musculară după exerciții fizice, dar și importanța ritmului celulelor stem musculare în repararea mușchilor în timpul îmbătrânirii.

Vă recomandăm să citiți și:

Noi cercetări arată că un medicament comun inhibă tratamentele pentru cancerul pulmonar

O serie de descoperiri surprinzătoare arată cum sarea afectează circulația sangvină în creier

Oamenii care au joburi stimulante din punct de vedere mintal prezintă un risc mai scăzut de demență

Interocepția, simțul ascuns ce poate determina starea noastră de bine