Ci sono una serie orologi biologici in tutto il corpo che: innescano il rilascio della melatonina durante il sonno, inducono la secrezione degli enzimi digestivi a mezzogiorno; o ci tengono svegli nei momenti più incasinati della giornata.
Traduzione ed adattamento: Angelo
Un “orologio principale” nel cervello sincronizza tutti gli altri orologi secondari nei vari organi.
I ricercatori dell’Università di Ginevra (UNIGE), in Svizzera, insieme a colleghi internazionali, hanno scoperto che c’è un orologio circadiano attivo nei muscoli. La loro ricerca dimostra che le perturbazioni di questo “marchingegno” potrebbero essere importanti nello sviluppo del diabete di tipo 2. Il lavoro è stato da poco pubblicato su PNAS.
I ricercatori hanno scoperto che i livelli di grasso (lipidi) contenuti nelle cellule muscolari variano durante il giorno, a volte favorendo un tipo di lipidi rispetto ad altri.
Potrebbe essere dovuto ad un orologio biologico?
Il team internazionale ha provato quest’ipotesi con alcuni volontari. Hanno sincronizzato l’orologio principale di ogni soggetto chiedendo loro di aderire a una routine quotidiana: mangiare e dormire in un certo modo standard una settimana prima dell’esperimento. Ogni quattro ore, i ricercatori hanno prelevato un campione molto piccolo di tessuto muscolare della coscia e hanno analizzato la sua composizione lipidica.
Il team ha osservato una chiara correlazione tra la composizione lipidica delle cellule muscolari e l’orario del giorno, spiega Howard Riezman del Dipartimento di Biochimica della Facoltà di Scienze, UNIGE, che ha co-diretto lo studio. “Poiché la combinazione dei lipidi variava sostanzialmente da un individuo all’altro, abbiamo bisogno di ulteriori prove per corroborare questi risultati“, spiega.
Una settimana di campeggio, senza luci artificiali, sincronizza i naturali ritmi circadiani
In un secondo momento, i ricercatori hanno ideato un esperimento in vitro.
Hanno coltivato le cellule muscolari umane sincronizzandole artificialmente senza master clock. All’uopo hanno usato una molecola di segnale normalmente secreta nel corpo. I ricercatori hanno osservato una variazione periodica della composizione lipidica della cellula, simile a quella osservata nei soggetti umani. Ma quando hanno interrotto il meccanismo dell’orologio, inibendo i geni responsabili, le variazioni periodiche delle lipidi sono state per lo più perse.
Il diabete ed i disturbi del sonno sono legati.
“Abbiamo dimostrato chiaramente che questa variazione dei tipi lipidici nei nostri muscoli è dovuta al nostro ritmo circadiano“, spiega il primo autore Ursula Loizides-Mangold dell’UNIGE. “Ma la domanda principale rimane inevasa: qual è questo meccanismo“?
Riezman pensa che l’orologio biologico del muscolo, con il suo impatto sui lipidi, potrebbe aiutare a regolare la sensibilità delle cellule all’insulina. Infatti, i lipidi, come componente della membrana cellulare, influenzano la capacità delle molecole di entrare e uscire dalle cellule muscolari. I cambiamenti nella sua composizione potrebbero sintonizzare la sensibilità del muscolo all’insulina e la sua capacità di gestire lo zucchero nel sangue.
Una bassa sensibilità del muscolo all’insulina porta ad una condizione chiamata resistenza all’insulina.
Questa è nota essere la causa principale del diabete di tipo 2. “Gli studi suggeriscono che c’è un forte legame tra gli orologi circadiani, la resistenza all’insulina e lo sviluppo del diabete“, spiega Charna Dibner, co-direttore dello studio. “Se creiamo un legame tra i meccanismi circadiani e il diabete di tipo 2 attraverso il metabolismo dei lipidi, questo potrebbe avere importanti implicazioni terapeutiche. Grazie ai nostri nuovi strumenti per lo studio degli orologi cellulari umani in vitro, ora abbiamo la possibilità di esaminare questa ipotesi nel nostro prossimo studio“.
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RIFERIMENTO:
PNAS
Lipidomics reveals diurnal lipid oscillations in human skeletal muscle persisting in cellular myotubes cultured in vitro
Autori Vari
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