El cos pot respondre als canvis entre el dia i la nit de forma independent del cervell

Valentina Maria Zinna, Salvador Aznar Benitah, Patrick Welz i Inés Marín Guillén, de l'IRB Barcelona.
Valentina Maria Zinna, Salvador Aznar Benitah, Patrick Welz i Inés Marín Guillén, de l'IRB Barcelona.

En ratolins en els quals el rellotge central, localitzat en el cervell, no funciona, cada teixit sap quina hora és i és capaç de respondre als canvis de llum.

L'estudi, publicat a la revista Cell, és una col·laboració entre l'IRB Barcelona i la Universitat de Califòrnia Irvine (Estats Units).

Al llarg del dia, experimentem una sèrie de canvis físics, mentals i conductuals coneguts com a ritmes circadians. Aquests canvis són regulats per un rellotge central, ubicat a l'hipotàlem, a la part interna del cervell, que s'encarrega de sincronitzar tots els nostres teixits perquè puguin coordinar les seves funcions i estiguin a la mateixa hora.

Científics de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), revelen que si bé cada teixit rep informació des del rellotge central per coordinar les seves funcions, cada un d'ells té també la capacitat de respondre a la llum de forma autònoma i detectar els canvis entre el dia i la nit.

Els estudis, publicat a la revista Cell, confirmen que aquesta autonomia permet als teixits mantenir un mínim de funcionalitat encara que un altre teixit del nostre cos estigui fallant. "Els resultats d'aquests estudis tenen especial rellevància durant l'envellimento davant d'una patologia en la qual una interdependència molt alta dels teixits comportaria un declivi generalitzat de l'organisme", afirma Salvador Aznar Benitah, cap del laboratori de Cèl·lules Mare i Càncer de l'IRB Barcelona.

Fins ara, no es disposava d'un model experimental adequat per comprovar si realment el rellotge de tots els nostres òrgans i teixits està coordinat pel cervell o, com s'ha vist, són capaços de respondre directament als canvis ambientals cíclics de cada dia. Aquest estudi, dut a terme per l'IRB Barcelona en col·laboració amb l'equip de Paolo Sassone-Corsi de la Universitat de Califòrnia Irvine (EUA), ha estat possible gràcies a un nou model de ratolí que ha permès aïllar la comunicació de cada teixit amb la resta.

Els primers autors d'aquest treball, l'investigador postdoctoral Patrick Simon Welz i l'estudiant de doctorat "La Caixa" Valentina Maria Zinna, tots dos de l'IRB Barcelona, van comparar els ritmes circadians en l'epidermis o el fetge d'aquest model de ratolí en el qual no hi ha comunicació entre els diferents teixits, amb els de ratolins sans i altres ratolins en els quals no funcionava el rellotge central. Així van confirmar l'autonomia de tots dos teixits per respondre als canvis de llum que es produeixen al llarg del dia.

El rellotge central es comunica amb tot el cos

Com es va esmentar anteriorment, encara que cada teixit tingui autonomia, no vol dir que no existeixi comunicació amb la resta del cos. "Confirmem que el rellotge central es comunica des del cervell amb la resta del cos, proporcionant informació útil per al seu correcte funcionament, permetent per exemple que el tracte gastrointestinal, el fetge i el pàncrees sàpiguen quan és l'hora de dinar i es preparin a la vegada per a la digestió. Però quan aquesta comunicació falla, cada òrgan és capaç de saber quina hora és per dur a terme les funcions adequades” assenyala l'investigador ICREA Salvador Aznar Benitah.

"Els nostres resultats tenen importants implicacions en la salut" afegeix Aznar Benitah. L'estil de vida actual ens exposa a llum en moments en què hauríem d'estar a les fosques. Atès que cada òrgan és capaç de respondre de forma autònoma a la presència de llum, això portaria a la realització de funcions pròpies del dia durant la nit. Aquest petit desfasament diari o jet-lag social pot ser responsable d'un envelliment prematur.

Els estudis han comptat amb el finançament del Consell Europeu de Recerca (ERC, per les seves sigles en anglès), la Generalitat de Catalunya, el Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats (abans MIMECO), la Fundació Botín, Banco Santander Universitats, el Programa Marc de Recerca i Innovació de la Unió Europea Horitzó 2020 i la Fundació Bancària "la Caixa".

 

Article de referència

Welz PS#*, Zinna VM*, Symeonidi A, Koronowski K, Kinouchi K, Smith JG, Guillén IM, Castellanos A, Prats N, Caballero JM, Sassone-Corsi P#and Benitah SA#. 

BMAL1-Driven Tissue Clocks Respond Independently to Light to Maintain Homeostasis. 

Cell(2019) DOI: 10.1016/j.cell.2019.05.009

 

Kevin B. Koronowski*, Kenichiro Kinouchi*, Patrick-Simon Welz*, Valentina Maria Zinna, Jiejun Shi, Muntaha Samad, Siwei Chen, Jacob G. Smith, Jason Kinchen, Wei Li, Pierre Baldi, Salvador Aznar Benitah#, and Paolo Sassone-Corsi#. 

Defining the autonomy of the liver circadian clock. 

Cell (2019) DOI: 10.1016/j.cell.2019.04.025