Interné hodiny a metabolizmus oxidu uhoľnatého spolupracujú - MedMix
Vnútorné hodiny a metabolizmus oxidu uhoľnatého úzko spolupracujú, aby telo mohlo optimálne reagovať na vplyvy prostredia, ako je jedlo, v závislosti na dennej dobe.
Metabolizmus oxidu uhoľnatého v tele a vnútorné hodiny úzko spolupracujú, ako teraz ukázali chronobiológovia z Charité - Universitätsmedizin Berlin. Oxid uhoľnatý je nielen toxický plyn vo výfukových plynoch automobilov alebo v cigaretovom dyme, ale produkuje sa aj v živých bunkách ako produkt rozkladu červeného krvného farbiva. Jeho výroba je riadená vnútornými hodinami v závislosti na dennej dobe, zatiaľ čo samotný oxid uhoľnatý reguluje vnútorné hodiny. Vedci popisujú úzku interakciu týchto regulačných systémov v aktuálnom vydaní časopisu Nature Structural & Molecular Biology *.
Vnútorné hodiny a metabolické procesy sú úzko prepojené, aby telo mohlo optimálne reagovať na vplyvy prostredia, napríklad na jedlo, v závislosti na dennej dobe. Metabolické signály sú vnímané molekulárnym mechanizmom a vo výsledku sa upravuje bunkový metabolizmus. Len čo dôjde k narušeniu jedného z týchto mechanizmov, nefunguje správne ani druhý, čo je možné pozorovať pri cukrovke alebo metabolickom syndróme, napríklad keď sú vnútorné hodiny narušené prácou na smeny. Vedci okolo Prof. Dr. Achim Kramer, vedúci oddelenia chronobiológie na Inštitúte lekárskej imunológie pri Charité, teraz skúmal úlohu, ktorú pri fungovaní vnútorných hodín hrá metabolizmus hemu, pigmentu obsahujúceho železo v červených krvinkách. Je to komplexná zlúčenina, ktorá je prítomná ako metabolický senzor v mnohých ďalších proteínoch.
„Naše štúdie preukázali, že produkt rozpadu hemu, oxidu uhoľnatého - skutočne vysoko toxického plynu - je nevyhnutný pre to, aby vnútorné hodiny tikali hladko,“ vysvetľuje profesor Kramer. „Ak narušíte jeho produkciu v pečeňových bunkách, napríklad farmakologickou inhibíciou alebo genetickým vypnutím zodpovedného enzýmu hemoxygenázy, dôjde k narušeniu molekulárneho mechanizmu vnútorných hodín a ten ide pomalšie,“ pokračuje vedec. Poruchy tohto druhu vedú k masívnej dysregulácii stoviek génov, ktoré sú tiež zodpovedné za základné metabolické procesy, ako je nová syntéza glukózy. Súčasné zistenia prispievajú k ďalšiemu pochopeniu súvislostí medzi metabolickými chorobami a fungovaním vnútorných hodín. S objasnením molekulárneho základu vnútorných hodín by sa mohli vyvinúť aj cielenejšie terapie.
* Roman Klemz, Silke Reischl, Thomas Wallach, Nicole Witte, Karsten Jürchott, Sabrina Klemz, Veronika Lang, Stephan Lorenzen, Miriam Knauer, Steffi Heidenreich, Min Xu, Jürgen A Ripperger, Michael Schupp, Ralf Stanewsky & Achim Kramer. Recipročná regulácia metabolizmu oxidu uhoľnatého a denné hodiny. Príroda, november 2016. doi: 10,1038/nsmb.3331