La sincronizzazione dell’orologio circadiano cervello-muscoli inibisce l’invecchiamento

Un recente studio sui topi ha rivelato che l’ orologio circadiano molecolare sia nel cervello chee nel tessuto muscolare lavora in sincronia per mantenere la salute dei muscoli e la funzione cerebrale quotidiana. Questa ricerca potrebbe offrire spunti cruciali su come le interruzioni dei ritmi circadiani contribuiscono ai problemi di salute legati all’invecchiamento e potrebbe suggerire modi per preservare la funzione muscolare man mano che le persone invecchiano.

Invecchiare, orologio circadiano

L’orologio circadiano molecolare

Una rete di orologio circadiano molecolare circadiano è fondamentale per la fisiologia quotidiana e il mantenimento della salute. Si pensa che questa rete, che si estende attraverso tutte le cellule del corpo, sia organizzata e coordinata gerarchicamente dal nucleo soprachiasmatico del cervello (SCN), che riceve segnali luminosi quotidiani e sincronizza orologi circadiani indipendenti in tutto il corpo.

Gli orologi dei tessuti periferici tuttavia possono anche ricevere e rispondere autonomamente a specifici segnali esterni. I meccanismi alla base di questa organizzazione circadiana e il loro ruolo nel mantenimento della funzione fisiologica e della salute non sono completamente compresi.

Precedenti ricerche hanno dimostrato che i topi privi del gene dell’orologio circadiano Bmal1 mostrano una ritmicità dell’orologio muscolare interrotta, nonché un invecchiamento precoce e un atrofia muscolare.

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Utilizzando un nuovo modello murino globale knockout per Bmal1 che impedisce l’espressione di Bmal1 ma consente la ricostituzione della funzione di Bmal1 in qualsiasi tessuto di scelta, Arun Kumar e colleghi hanno studiato le interazioni tra il cervello e gli orologi muscolari e se l’interruzione di queste interazioni contribuisce agli effetti sovraserviti dell’invecchiamento muscolare nei topi.

Kumar ha ripristinato la funzione dell’orologio circadiano in tre linee di topi attraverso l’espressione mirata di Bmal1 nel cervello o nel tessuto muscolare scheletrico o in entrambi e ha scoperto che il ripristino di entrambi gli orologi era necessario per inibire l’invecchiamento precoce e la disfunzione muscolare, suggerendo che questa comunicazione cervello-muscolo è necessaria per un corretto muscolo funzione e salute.

L’importanza dell’alimentazione

Gli studiosi hanno anche dimostrato che l’alimentazione limitata nel tempo durante la notte potrebbe parzialmente sostituire la funzione dell’orologio circadiano centrale nel cervello e migliorare l’autonomia complessiva dell’orologio circadiano muscolare, sottolineando l’importanza dei modelli alimentari sulle interazioni dell’orologio molecolare.

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Questi risultati evidenziano il potenziale di riprogrammazione genetica e fisiologica del meccanismo intrinseco dell’orologio dell’invecchiamento verso uno stato più giovane e hanno implicazioni per le strategie per prevenire le interruzioni del ritmo circadiano causate dagli stili di vita moderni e per lo sviluppo di trattamenti per le malattie legate all’età e l’invecchiamento stesso”, hanno spiegato i ricercatori.

Che cos’è l’orologio circadiano?

L’orologio circadiano si riferisce ai cambiamenti fisici, mentali e comportamentali che si verificano nella maggior parte degli esseri viventi nell’arco di 24 ore, regolati principalmente dalla luce o dall’oscurità dell’ambiente circostante. È distinto dall’orologio biologico, ma i due sono correlati poiché l’orologio biologico controlla il ritmo circadiano e i relativi processi nel corpo.

L’orologio circadiano è responsabile della regolazione dei periodi di sonnolenza e veglia durante il giorno e la notte. In una persona normale e sana, il ritmo diminuisce e aumenta naturalmente, modificando il livello di sonnolenza dell’individuo.

La voglia di dormire derivante dal ritmo circadiano raggiunge il picco tra le 2 e le 4 del mattino per la maggior parte delle persone e aumenta di nuovo nel pomeriggio tra le 13 e le 15, anche se gli orari esatti possono variare da individuo a individuo.

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La forza di questi impulsi dipende dalla quantità di sonno dei giorni precedenti ed è più intensa quando una persona è priva di sonno. L’orologio circadiano determina periodi di maggiore attenzione anche in altri momenti della giornata.

L’orologio circadiano è regolato dal nucleo soprachiasmatico (SCN) dell’ipotalamo nel cervello. Queste cellule rispondono ai segnali di luce e oscurità provenienti dall’ambiente circostante attraverso il nervo ottico degli occhi.

Gli stimoli luminosi attivano quindi segnali dal SCN ad altre parti del sistema nervoso centrale (SNC) per regolare gli ormoni, la temperatura corporea e altri meccanismi che svolgono un ruolo.

Lo studio è stato pubblicato su Science.

 

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