Studio israeliano: il legame tra il ritmo circadiano e la carenza di ossigeno

Il legame tra il nostro corpo e il tempo è più profondo di quanto si pensi. Malattie come asma, attacchi di cuore e altre condizioni critiche sembrano colpire con maggiore intensità in momenti specifici della giornata, soprattutto nelle prime ore del mattino. Un recente studio condotto dal Prof. Gad Asher e il suo team presso il Weizmann Institute of Science, ha rivelato che questa correlazione potrebbe dipendere dal ritmo circadiano, l’orologio biologico che regola il ritmo interno di ogni cellula nell’arco delle 24 ore.
Pubblicata sulla rivista scientifica ‘Cell Metabolism’, la ricerca mostra che una proteina chiave del ritmo circadiano, chiamata BMAL1, gioca un ruolo cruciale nella risposta del corpo alla carenza di ossigeno, aprendo nuove possibilità per migliorare la gestione e la prevenzione di numerose malattie. I benefici di questa scoperta sono molteplici. Comprendere il ruolo di BMAL1 nella stabilizzazione della proteina HIF-1α, responsabile della risposta cellulare all’ipossia, potrebbe portare a interventi mirati per migliorare la tolleranza del corpo a condizioni di bassa ossigenazione, come quelle causate da malattie polmonari, cardiovascolari o epatiche. “Il meccanismo scoperto, che combina entrambe le proteine, è probabilmente il principale con cui i mammiferi affrontano la carenza di ossigeno”, afferma Asher. BMAL1 non solo aiuta HIF-1α a stabilizzarsi e ad attivare i geni necessari per affrontare l’ipossia, ma agisce anche autonomamente, potenziando la capacità del corpo di rispondere a questa sfida. Questo meccanismo, che varia con il ciclo giorno-notte, potrebbe spiegare perché alcune condizioni mediche si aggravano in orari specifici.
I ricercatori hanno testato questa ipotesi su topi geneticamente modificati per non produrre BMAL1, HIF-1α o entrambe le proteine nel fegato. I risultati hanno dimostrato che l’assenza di BMAL1 impedisce ad HIF-1α di accumularsi durante la carenza di ossigeno, compromettendo la capacità del corpo di reagire. Ancora più significativo, i topi privi di entrambe le proteine mostravano tassi di mortalità molto più elevati durante le ore notturne rispetto al giorno. Questo suggerisce che l’orologio circadiano non si limita a regolare il metabolismo, ma è un attore chiave nella sopravvivenza del corpo in situazioni critiche. “Sappiamo che BMAL1 subisce cambiamenti durante il ciclo circadiano, ed è per questo che i tassi di mortalità variano a seconda dell’ora della giornata”, sottolinea Asher. Un altro beneficio potenziale di questa scoperta riguarda la comprensione e il trattamento della sindrome epatopolmonare, una condizione in cui i vasi sanguigni polmonari si dilatano, riducendo la capacità dei polmoni di assorbire ossigeno.
Gli scienziati hanno osservato che i topi privi di entrambe le proteine presentavano livelli di ossigeno nel sangue insolitamente bassi e un flusso sanguigno accelerato nei polmoni, causato da una sovrapproduzione di ossido nitrico. Questo fenomeno riflette una compromissione del dialogo tra fegato e polmoni. “Identificare le proteine coinvolte in questa comunicazione interrotta potrebbe aprire la strada a nuovi bersagli terapeutici, migliorando la qualità di vita di chi soffre di malattie epatiche e polmonari”, spiega Asher.
Le implicazioni pratiche di questi risultati sono enormi. Non solo potrebbero aiutare a spiegare perché alcune patologie si aggravano in determinati momenti della giornata, ma offrono anche nuove possibilità per ottimizzare i trattamenti medici in base ai ritmi circadiani. Questo approccio, noto come cronoterapia, potrebbe rivoluzionare la gestione delle malattie croniche e acute, migliorando l’efficacia dei farmaci e riducendo gli effetti collaterali. Così tale ricerca evidenzia l’importanza del ritmo circadiano nel determinare i tempi fisiologici e la risposta del corpo a situazioni di stress, come la carenza di ossigeno. Il ruolo cruciale della proteina BMAL1 nel regolare la risposta alle condizioni di ipossia offre nuove opportunità per affrontare malattie gravi in modo più mirato. È un approccio innovativo che promette di personalizzare le cure, ottimizzando il benessere del paziente e contribuendo a una gestione più efficiente delle malattie, tanto acute quanto croniche.