Cosa hanno in comune il sonno disturbato e la rigidezza atriale?
Traduzione ed adattamento: Angelo
Niente di buono!
Lo affermano gli scienziati che esplorano quella che sembra essere una connessione diretta tra l’orologio circadiano che non funziona come dovrebbe e un enzima che promuove l’infiammazione se prodotto il eccesso.
La connessione sembra essere tra Bmal1, un fattore di trascrizione che percepisce la luce e guida il nostro orologio circadiano principale, e ADAM17, un enzima che libera le proteine che producono l’infiammazione dalle nostre cellule per indirizzarle sulle pareti dei vasi sanguigni che si inspessiscono.
Gli scienziati, entrambi biologi vascolari del Medical College of Georgia, sono il Dr. Dan Rudic, che studia il ritmo circadiano che guida il nostro ciclo sonno-veglia, e il Dr. Zsolt Bagi, che ha stabilito il collegamento tra ADAM17 e la rigidezza vascolare.
Ora vorrebbero sapere: “E’ una connessione diretta?” dice Rudic, che sta ipotizzando che Bmal1 possa regolare direttamente ADAM17.
Entrambi sono i co-principali ricercatori per una sovvenzione da 2,2 milioni del National Institutes of Health che consente loro di esplorare la relazione malsana, con l’obiettivo di identificare anche il miglior metodo di intervento.
Il laboratorio di Rudic è tra quelli che hanno verificato l’impatto di un ritmo circadiano interrotto sui vasi sanguigni. I topi senza la normale funzione Bmal1 hanno vasi sanguigni rigidi, invecchiano rapidamente e muoiono precocemente. In sostanza, i ritmi circadiani disturbati DIMEZZANO l’aspettativa di vita, da due anni a uno, e potrebbe potenzialmente fare lo stesso negli esseri umani.
“I vasi sanguigni rigidi sono probabilmente uno dei migliori surrogati dell’invecchiamento oltre alla morte“, afferma Rudic.
Nel tessuto umano, Bagi ha collegato i vasi sanguigni rigidi a livelli elevati di ADAM17 e bassi livelli del suo inibitore naturale. Ha osservato che le proteine che producono l’infiammazione sono liberate nel flusso sanguigno e si dirigono verso il cuore, dove addensano e irrigidiscono le pareti dei minuscoli vasi sanguigni che aiutano a nutrire il nostro muscolo più importante. La squadra di Bagi ha trovato la stessa relazione nei topi.
Quindi gli scienziati hanno unito le loro idee e si sono chiesti se queste due cause fossero collegate.
Dunque, la relazione tra le due cause è il principale meccanismo d’azione per un orologio circadiano sballato che causa vasi sanguigni rigidi?
“Questa è la nostra ipotesi migliore“, dice Bagi. I due ricercatori hanno la prima prova che la downregulation dell’orologio primario – che si verifica naturalmente con l’invecchiamento e abitudini come dormire meno di cinque ore ogni notte, anche a causa di un consumo spropositato di caffeina – provoca l’aumento insalubre di ADAM17. “Questo è un segnale nuovo e in gran parte inesplorato“, dice Rudic.
Le malattie cardiache rimangono la principale causa di morte negli Stati Uniti e l’aterosclerosi è un importante fattore di rischio. Provoca pressione sanguigna più alta e più difficoltà a fornire sangue e ossigeno adeguati al nostro corpo, mettendoci a rischio di infarto, ictus, insufficienza organica ed altro ancora.
Quando siamo giovani e in buona salute, i nostri vasi sanguigni hanno una consistenza più simile a spaghetti cotti. “Sono davvero flessibili“, afferma Rudic. Con l’età e/o con un orologio circadiano disfunzionale, i nostri vasi sanguigni aggiungono più collagene, una proteina strutturale che aiuta a dare forza ai vasi sanguigni, alle ossa e alla pelle e meno elastina, una proteina pervasiva nei nostri corpi che consente flessibilità. Nei vasi sanguigni sani, il collagene risiede principalmente nell’adventitia, la parete più esterna e forte. Con l’età e la malattia, si sposta anche in modo preponderante nella parete muscolare liscia, ma flessibile.
Eventi come un attacco di cuore o il consumo abituale di cibi ricchi di grassi, possono accelerare la deposizione di collagene. Bagi ha dimostrato che alti livelli di ADAM17 possono fare la stessa cosa!
Lui e Rudic stanno osservando la disfunzione dell’orologio circadiano e ADAM17 da molte angolazioni per rispondere a domande del tipo: se abbassare i livelli di ADAM17 possa ridurre la rigidità associata alla disfunzione dell’orologio. Bagi sta lavorando ulteriormente con i vasi sanguigni umani disfunzionali, utilizzando saggi biochimici. Questo per osservare l’espressione del gene dell’orologio. “Ottieni un’impronta di quello che era“, dice Bagi, dei vasi sanguigni ormai sconnessi. Dati preliminari indicano che Bmal1 è in calo in questo scenario, dice Bagi.
Rudic continua a guardare il suo knockout di Bmal1, ed è anche questa volta a guardare cosa succede ai livelli di ADAM17. La sua squadra sta anche studiando topi anziani per vedere se si trovano i livelli inversamente proporzionali di Bmal1 e ADAM17. Inoltre stanno osservando cosa succede quando inibiscono solo ADAM17, che potrebbe essere un buon bersaglio per ridurre la rigidità arteriosa o migliorare la funzione Bmal1. Per esaminare la relazione da un altro punto di vista, Bagi ha lavorato con il direttore del Centro di biologia vascolare MCG, Dr. David Fulton, per presentare una versione di ADAM17 che manca della sua attività enzimatica – e quindi della capacità di separare le proteine pro-infiammatorie – per vedere se ciò renda i topi anziani più sani.
I master clock nel nostro cervello controllano il ciclo sonno-veglia e possono controllare la miriade di altri orologi secondari rilevati nei nostri corpi, ma lo sono anche altri fattori. Il cibo, per esempio, può ripristinare gli orologi nel nostro fegato, dice Rudic.
Mentre l’età causa un naturale declino della nostra funzione circadiana, alcuni stili di vita possono anche alterare la funzione e accelerare i risultati negativi come la rigidità arteriosa.
Lavorare su turni notturni? No, grazie! Distrugge i ritmi circadiani!
Il lavoro a turni, ad esempio, interrompe chiaramente il normale ritmo circadiano che ci spinge dormire la notte e di essere attivi alla luce del giorno. È considerato un fattore di rischio per l’ipertensione, l’infiammazione e le malattie cardiovascolari. Uno studio pubblicato sulla rivista PNAS nel 2016 e condotto da scienziati della Harvard Medical School e Brigham and Women’s Hospital di Boston, ha mostrato di più sul come. Hanno trovato un disallineamento circadiano a breve termine – solo tre giorni di sostituzione dei normali cicli sonno-veglia – aumentano la pressione arteriosa 24 ore su 24 e alcuni marcatori infiammatori negli adulti sani.
Una miriade di altri fattori possono interrompere un ritmo salutare: dal jet lag frequente al mangiare nel cuore della notte, il che sconvolge tecnicamente i nostri orologi del fegato, che a loro volta possono avere un impatto sul metabolismo e sulla funzione vascolare, dice Rudic. Anche consumare troppe bevande energetiche e troppa caffeina, alcol e nicotina possono disturbare il sonno e quindi i nostri ritmi circadiani.
L’importanza di un ritmo circadiano per il nostro benessere ormai è accertata, dice Rudic.
ADAM17 è cruciale per il normale sviluppo dei vasi sanguigni, ma alti livelli sono sospetti anche in malattie come l’Alzheimer e l’artrite. Anche l’obesità aumenta i livelli di ADAM17.
Chirurghi cardiotoracici stanno fornendo vasi sanguigni e altri tessuti a Bagi per i suoi studi.
Bagi è professore associato presso il Centro di biologia vascolare MCG e il Dipartimento di Medicina. Rudic è professore associato nel Dipartimento di Farmacologia e Tossicologia di MCG e membro associato del Vascular Biology Center.
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