Исследователи из Института Вейцмана в Израиле изучили механизм, объясняющий загадку, почему некоторые проблемы со здоровьем, такие как астма и сердечные приступы, случаются чаще рано утром. Они обнаружили, что циркадные ритмы — 24-часовые биологические часы нашего организма — влияют на способность клеток реагировать на нехватку кислорода. Исследование было опубликовано в журнале Cell Metabolism.

Циркадные ритмы регулируются белком BMAL1, который взаимодействует с белком HIF-1, ответственным за реакцию клеток на дефицит кислорода. При нормальных условиях HIF-1 распадается, но в условиях нехватки кислорода он стабилизируется и активирует гены, отвечающие за адаптацию клеток. Оказалось, что BMAL1 также играет важную роль в этом процессе, способствуя стабилизации и активации HIF-1.

Для изучения этих механизмов ученые провели эксперименты на генетически модифицированных мышах. Они создали три группы мышей, лишенных белков HIF-1, BMAL1 или обоих сразу. Затем изучали реакцию этих мышей на искусственно созданные условия нехватки кислорода. Результаты показали, что отсутствие BMAL1 нарушает накопление HIF-1, что отражается на активации генов, необходимых для адаптации к дефициту кислорода.

Особенно интересные результаты были получены при изучении мышей, у которых отсутствовали оба белка. Эти мыши показали значительное снижение выживаемости в условиях нехватки кислорода, особенно в ночное время. Это позволило предположить, что взаимодействие BMAL1 и HIF-1 играет ключевую роль в адаптации организма к изменяющимся уровням кислорода в зависимости от времени суток.

Кроме того, исследователи заметили, что у мышей с отсутствием обоих белков были признаки нарушений в легких, даже до воздействия условий с дефицитом кислорода. Это может быть связано с повышенным уровнем оксида азота в легких, что приводит к расширению кровеносных сосудов и снижению способности тканей усваивать кислород.

Ученые предполагают, что полученные результаты могут помочь в разработке новых методов лечения заболеваний, связанных с дефицитом кислорода, таких как гепатопульмональный синдром.