Es posible que no pensemos en nuestro reloj circadiano hasta que no tengamos jetlag, pero los científicos continúan cuestionando lo que impulsa nuestro reloj biológico. Ahora, un estudio publicado el 20 de octubre en metabolismo celular descubrió que las variaciones en los niveles de oxígeno circundantes pueden restablecer los relojes circadianos de ratones. Si se confirma en humanos, la investigación podría ayudar a informar cómo las aerolíneas moderan la presión del aire de la cabina.
Actualmente, la luz, la comida y la temperatura son las señales más conocidas que pueden influir en los ritmos circadianos. Pero el autor principal Gad Asher, científico principal del Instituto de Ciencia Weizmann en Rehovot, Israel, y sus colegas, incluidos los becarios posdoctorales Yaarit Adamovichy Benjamin Ladeuix, se preguntaron si el oxígeno también podría indicar los ritmos circadianos, ya que la absorción de oxígeno en los animales varía junto con las comidas y los cambios de temperatura.
En el documento, los investigadores muestran que cambiar la concentración de oxígeno en las células en solo un 3%, dos veces al día, sincronizará las células del ratón a un ritmo circadiano. Sospechaban que HIF1α era el vínculo entre el oxígeno y el reloj circadiano porque HIF1α juegaambos juegan un papel en la homeostasis del oxígeno en las células. Descubrieron que las células con niveles bajos de HIF1α no se sincronizarán en respuesta a las variaciones de oxígeno.
"Fue extremadamente emocionante ver que incluso pequeños cambios en los niveles de oxígeno fueron suficientes para restablecer de manera eficiente el reloj circadiano", dice Asher. "El estudio realmente plantea muchas preguntas importantes; aunque mostramos que el restablecimiento del reloj por oxígeno dependeen HIF1α, todavía no identificamos completamente cómo HIF1α se integra dentro de los circuitos del reloj central ".
Los investigadores exploraron aún más el efecto del oxígeno sobre los ritmos circadianos con experimentos de desfase horario. Al igual que los humanos, los ratones son propensos al desfase horario después de un cambio repentino en las horas del día. Primero se dejó a los ratones comer, dormir y correr sobre sus ruedas en entornos controlados por el aire.La alteración de los niveles de oxígeno por sí sola no cambió sus ritmos circadianos, pero una vez que los ratones experimentaron un salto de 6 horas por delante durante las horas del día, los niveles variables de oxígeno podrían ayudarlos a adaptar sus hábitos de comer, dormir y correr al nuevo tiempo más rápido.Una pequeña caída en los niveles de oxígeno 12 horas antes del cambio de 6 horas a la luz del día, o 2 horas después, volvió a poner a los ratones en sus horarios circadianos más rápido y esto también dependía de los niveles de HIF1α.
Actualmente, los aviones comerciales presurizan las cabinas a la misma densidad de aire de una ciudad de 6,000-8,000 pies sobre el nivel del mar. Esta baja presión ahorra desgaste en el avión, pero suficientes pasajeros sufren de mareo en respuesta a esta caída en los niveles de oxígenoque algunas aerolíneas están considerando formas de aumentar la presión en los vuelos. De hecho, Boeing diseñó su nuevo 787 Dreamliner para que pueda presurizarse al equivalente de altitudes más bajas por esta razón. Pero a la luz de estos hallazgos, los investigadores notaron que los pasajeros puedense siente mejor con cabinas presurizadas más altas durante los vuelos, pero también puede perder una ventaja potencial de recuperarse del desfase horario. Y a la luz de los efectos de los niveles más bajos de oxígeno, los investigadores ahora quieren ver qué pueden hacer los niveles más altos de oxígeno en el reloj circadiano.
"Estamos ansiosos por ver el resultado de estos experimentos, será interesante tanto desde la ciencia básica como desde un punto de vista práctico", dijo Asher. "Creo que los pasajeros podrían estar más entusiasmados por inhalar aire enriquecido con oxígenopara aliviar el desfase horario en contraste con el bajo nivel de oxígeno "
Comprender cómo el oxígeno influye en el reloj circadiano va más allá del desfase horario. La enfermedad cardiovascular, la EPOC, el trastorno del sueño por turnos de trabajo y otros problemas de salud comunes pueden provocar tejidos con bajos niveles de oxígeno ". Mostramos que el oxígeno funciona en mamíferos, específicamente en roedores, peroSerá interesante comprobar si el oxígeno puede restablecer el reloj de bacterias, plantas, moscas y organismos adicionales ", dice Asher.
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