El reloj interno del cuerpo no sólo dicta cuándo dormimos, sino que también determina la rapidez con la que se curan nuestros músculos. Un nuevo estudio de Northwestern Medicine en ratones, publicado hoy en Science Advances, sugiere que las lesiones musculares se curan más rápido cuando se producen durante las horas naturales de vigilia del cuerpo.
Los hallazgos podrían tener implicaciones para los trabajadores por turnos y también podrían resultar útiles para comprender los efectos del envejecimiento y la obesidad, dijo la autora principal Clara Peek, profesora adjunta de bioquímica y genética molecular en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. El estudio también puede ayudar a explicar cómo las alteraciones como el jetlag y los cambios de horario de verano afectan los ritmos circadianos y la recuperación muscular.
“En cada una de nuestras células, tenemos genes que forman el reloj circadiano molecular”, dijo Peek. “Estos genes del reloj codifican un conjunto de factores de transcripción que regulan muchos procesos en todo el cuerpo y los alinean con el momento adecuado del día. Cosas como el comportamiento de sueño/vigilia, el metabolismo, la temperatura corporal y las hormonas, todos estos son circadianos”.
Investigaciones anteriores del laboratorio de Peek habían descubierto que los ratones regeneraban los tejidos musculares más rápido cuando el daño se producía durante sus horas normales de vigilia. Cuando los ratones sufrían daño muscular durante sus horas habituales de sueño, la curación se ralentizaba. En el estudio actual, Peek y sus colaboradores intentaron comprender mejor cómo los relojes circadianos dentro de las células madre musculares gobiernan la regeneración dependiendo de la hora del día.
Para el estudio, Peek y sus colaboradores realizaron una secuenciación unicelular de músculos lesionados y no lesionados en ratones en diferentes momentos del día. Descubrieron que la hora del día influía en los niveles de respuesta inflamatoria en las células madre, que envían señales a los neutrófilos, las células inmunitarias innatas “de primera respuesta” en la regeneración muscular.
“Descubrimos que la señalización entre las células era mucho más fuerte justo después de la lesión cuando los ratones se lesionaban durante su período de vigilia”, dijo Peek. “Fue un hallazgo emocionante y es una prueba más de que la regulación circadiana de la regeneración muscular está dictada por esta comunicación cruzada entre células madre e inmunitarias”.
Los científicos descubrieron que el reloj de las células madre musculares también afectaba a la producción posterior a la lesión de NAD+, una coenzima que se encuentra en todas las células y que es esencial para crear energía en el cuerpo y que está involucrada en cientos de procesos metabólicos. A continuación, utilizando un modelo de ratón manipulado genéticamente, que aumentó la producción de NAD+ específicamente en las células madre musculares, el equipo de científicos descubrió que la NAD+ induce respuestas inflamatorias y el reclutamiento de neutrófilos, lo que promueve la regeneración muscular. Los hallazgos pueden ser especialmente relevantes para comprender las alteraciones del ritmo circadiano que ocurren en el envejecimiento y la obesidad, dijo Peek.
“Las alteraciones circadianas vinculadas al envejecimiento y los síndromes metabólicos como la obesidad y la diabetes también están asociadas con una regeneración muscular reducida”, dijo Peek. “Ahora, podemos preguntar: ¿Estas alteraciones circadianas contribuyen a una menor capacidad de regeneración muscular en estas condiciones? ¿Cómo interactúa eso con el sistema inmunológico?”
En el futuro, Peek y sus colaboradores esperan identificar exactamente cómo la NAD+ induce respuestas inmunológicas y cómo estas respuestas se alteran en la enfermedad.
“Gran parte de la biología circadiana se centra en los relojes moleculares de los distintos tipos de células y en ausencia de estrés”, afirma Peek. “Hasta hace poco no teníamos la tecnología necesaria para estudiar en profundidad las interacciones entre células. Tratar de comprender cómo interactúan los distintos relojes circadianos en condiciones de estrés y regeneración es una nueva y apasionante frontera”.
Fuente: Medical Xpress.
