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La investigación revela cómo los ritmos circadianos diarios ayudan a cambiar la función del corazón

Un nuevo estudio ha mostrado cómo los ritmos circadianos en células del corazón ayudan a cambiar la función del corazón a lo largo del día y pueden explicar porqué los empleados de turno son más vulnerables a los problemas del corazón.

Los científicos han mostrado por primera vez que las células del corazón regulan sus ritmos circadianos a través de cambios diarios en los niveles de iones del sodio y del potasio dentro de la célula. Los diversos niveles de iones del sodio y del potasio interiores y de células exteriores del corazón permiten el impulso eléctrico que causa su contracción e impulsa el latido del corazón.

Las concentraciones celulares del ión eran probablemente bastante constantes, pero los científicos ahora han encontrado las células del corazón real para alterar sus niveles internos del sodio y del potasio a través del día y noche. Esto anticipa las demandas diarias de nuestras vidas, permitiendo que el corazón acomode y sostenga mejor ritmo cardíaco creciente cuando somos activos.

Se sabe ya que hay relojes diarios en células del corazón, y otros tejidos; sincronizado normalmente por las señales hormonales que alinean nuestros ritmos diarios internos con la noche del día completan un ciclo. Los ritmos diarios de la función del corazón han sido sabidos por años y probablemente debido al mayor estímulo por el sistema nervioso durante el día. Este nuevo estudio, soportado por la iniciativa del Consejo de Investigación médico y del cielo azul de AstraZeneca, los ritmos circadianos de las demostraciones dentro de cada célula del corazón puede también afectar a ritmo cardíaco.

Las personas, llevadas por los científicos en el laboratorio de MRC para la biología molecular en Cambridge, Reino Unido, en colaboración con AstraZeneca, dicen que cómo estos cambios en niveles del ión alteran la función de comprensión del corazón durante el día puede ayudar a explicar porqué los empleados de turno son más vulnerables a los problemas del corazón - porque los ritmos del ión son impulsados por los relojes en el corazón salen “de la sincronización” con su estímulo de los relojes en el cerebro. Esta nueva comprensión podía llevar para mejorar tratamientos y las dimensiones preventivas para las enfermedades cardíacas de combate.

El estudio, publicado en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón, encontró estos ritmos diarios en sodio y potasio para ocurrir para permitir cambios en proteínas celulares, con los iones que eran bombeados literalmente fuera “hace el sitio” para los aumentos diarios en nivel de la proteína. Sorprendieron al autor importante del estudio, Alejandra Stangherlin, encontrar los niveles del sodio/del potasio que cambiaban cerca tanto como el 30% en células y tejido aislados del corazón. Esto comunica una doble variación diaria llamativa a la actividad eléctrica de las células aisladas del corazón. En ratones, esto aparece estar apenas como relevante a los cambios de comprensión del diario en ritmo cardíaco como mando nervioso.

El Dr. Juan O'Neill, del laboratorio de MRC de la biología molecular, que llevó el estudio, dijo: “Las maneras de las cuales los cambios de función del corazón las veinticuatro horas del día resultan ser más complejos que pensaron previamente. Los gradientes del ión que contribuyen al ritmo cardíaco varían sobre el ciclo diario. Este las ayudas probables el corazón hacen frente a demandas crecientes durante el día, cuando los cambios en actividad y volumen cardiaco son mucho mayores que en la noche, cuando dormimos normalmente. Abre la posibilidad emocionante de tratamientos más efectivos para las condiciones cardiovasculares, por ejemplo entregando droga en la hora correcta.”

Mientras que este estudio conducto usando las células y los ratones en el laboratorio, sus conclusión son soportadas por un estudio conectado reciente de los colaboradores, llevados por profesor David Bechtold en la universidad de Manchester. Su estudio demostró que los ritmos circadianos en ritmo cardíaco y actividad eléctrica son sin obstrucción evidentes en ratones y seres humanos, y que los cambios precipitados en configuraciones del comportamiento de la rutina o de sueño pueden perturbar estos ritmos normales del corazón.

Tomados juntos, estos estudios sugieren que las formas de vida que oponen nuestro reloj interno natural (tal como trabajo en turnos), pueden hacer ritmos circadianos internos dentro de las células del corazón desemparejarse de nuestros comportamientos de modo que los relojes del corazón anticipen no más las fluctuaciones en la demanda que, para la mayoría de los individuos, será más alta en el d3ia. Proponen que éste contribuya al riesgo creciente de acciones adversas, tales como arritmias y muerte cardiaca súbita, cuando se rompen los ritmos circadianos.

El Dr. Juan O'Neill dijo: “Muchos problemas peligrosos para la vida con el corazón suceso en los momentos específico del día, y más a menudo en empleados de turno. Pensamos que cuando los relojes circadianos en el corazón se desynchronised de ésos en el cerebro, como durante trabajo en turnos, nuestro sistema cardiovascular puede poder menos ocuparse de las tensiones diarias de la vida laboral. Este probable hace el corazón más vulnerable a la disfunción.”

Esta colaboración es un ejemplo maravilloso de porqué AstraZeneca está situado en Cambridge, uno de los apuroses más emocionantes de la ciencia biológica del mundo. Teniendo el laboratorio de MRC para la biología molecular y Juan y Alessandro en nuestro combustible realmente ayudado del umbral esta colaboración, reuniendo nuestras perspectivas distintas y experiencia para avance ciencia.”

Peter Newham, VP, farmacología clínica y ciencias de seguro, R&D, AstraZeneca

El Dr. Megan Dowie, jefe del remedio molecular y celular en el Consejo de Investigación médico, que financió el estudio, dijo: “Esta investigación realmente interesante soportada con la iniciativa del cielo azul muestra el potencial increíble para que los lazos innovadores de la académico-industria activen las fronteras de la ciencia del descubrimiento. Dirige preguntas fundamentales, por contestar sobre cómo los trabajos corporales y los puntos a excitar las nuevas posibilidades de innovaciones terapéuticas.”

Source:
Journal reference:

Stangherlin, A., et al. (2021) Compensatory ion transport buffers daily protein rhythms to regulate osmotic balance and cellular physiology. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-25942-4.