Els òrgans i els teixits saben si és de dia o de nit sense l'ajuda del cervell

BarcelonaTots, sense excepció, tenim al nostre cervell un conjunt de cèl·lules que, sense que s'entengui gairebé com, actuen com una mena de rellotge central. S'ubiquen a l'hipotàlem i des d'aquesta regió situada a la cara interna del cervell, "informen" a la resta d'òrgans i teixits, siguin quins siguin, de l'hora que és. Dit d'una altra manera, tots els teixits que formen el nostre organisme estan sincronitzats per aquest rellotge central per saber si és de dia o de nit o per preparar-se per anar a dormir, regular la digestió o moltes altres funcions.

Però què passa quan el rellotge central falla? Doncs que alguns d'aquests teixits responen autònomament, de manera que mantenen el cicle circadiari amb independència del que digui el nostre rellotge intern. Així s'assegura en un treball publicat aquest aquest dijous a la revista 'Cell', la més prestigiosa del món en bioquímica i biologia cel·lular. El treball està signat per Salvador Aznar-Benitah, investigador ICREA de l'Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB) i Paolo Sassone- Corsi de la Universitat de Califòrnia a Irvine.

La importància de la troballa és rellevant. En primer lloc, perquè corrobora l'existència de rellotges naturals als teixits que marquen l'adaptació de cada un als cicles de llum i foscor i que estan tots coordinats amb el rellotge central de l'hipotàlem. I, en segon lloc, perquè evidencia que aquests rellotges perifèrics ocasionalment poden funcionar de manera autònoma en cas que el senyal no arribi correctament des del cervell. I el valor de tot plegat és que del mecanisme de control del cicle circadiari i del sincronisme imposat pel rellotge central en poden dependre aspectes tan centrals com l'expectativa de vida de l'individu, l'aparició de patologies associades a l'envelliment o, fins i tot, determinats tipus de tumors.

La importància del descobriment

El cicle circadiari, o també ritme circadiari, està definit pel conjunt de canvis físics, mentals i conductuals que tots experimentem cada dia d'acord amb la presència o l'absència de llum, el que normalment coneixem com a cicle dia i nit. Els canvis tenen la seva expressió més bàsica en forma d'alteracions moleculars que es repeteixen cíclicament i això significa que hi ha gens que s'activen o no en funció de la llum ambiental. Aquesta xarxa molecular es coneix amb el nom de Bmal1 i oscil·la de manera autònoma i "imposa" oscil·lacions diàries en milers de gens. El sistema Bmal1 és el que determina el sincronisme entre el rellotge central de l'hipotàlem i els perifèrics a cada un dels teixits.

L'estudi publicat a 'Cell', asseguren els autors, valida la teoria de l'autonomia de cada un dels rellotges perifèrics, ja que, en cas de no existir, podrien comprometre la funcionalitat d'altres teixits quan un falla. "Els resultats d'aquests estudis tenen una especial rellevància durant l'envelliment o davant d'una patologia en què una interdependència alta dels teixits implicaria un declivi generalitzat de l'organisme", assenyala Salvador Azna-Benitah en un comunicat difós per l'IRB.

El treball respon d'aquesta manera a la pregunta de si els rellotges perifèrics poden respondre de manera independent als senyals ambientals o, en canvi, cal alguna mena d'interacció per mantenir el sincronisme amb el rellotge central. Els investigadors resolen la qüestió a partir de l'estudi de la maquinària dia-nit a l'epidermis i el fetge. En condicions de foscor permanent, la sincronia es perd, de manera que el teixit que dona forma a la pell conserva "una mena de memòria", descriu Aznar-Benitah, que li permet mantenir la seva fisiologia bàsica.

Els resultats posen de manifest, insisteix l'investigador, l'existència de dos mecanismes complementaris del control del ritme circadiari. L'un depenent del rellotge central de l'hipotàlem i l'altre que ocasionalment respondrà a la "memòria" dels rellotges perifèrics que responen al cicle circadiari en absència de senyals ambientals externs.

Més risc d'envelliment i malalties

En qualsevol dels casos, un mecanisme no interfereix en l'altre. La sincronia establerta pel rellotge central des del cervell permet que el tub digestiu, que inclou l'estómac i els intestins, actuïn coordinadament amb el fetge i el pàncrees per propiciar una digestió correcta. Si per algun motiu aquesta comunicació falla, "cada òrgan és capaç de saber quina hora és" per activar les funcions que li corresponen, explica. Aquesta autonomia, no obstant, pot ser contraproduent en termes de salut. "Aquest desfasament o petit 'jet lag' social pot ser responsable d'un envelliment prematur" a causa que cada vegada el cos humà es veu sotmès a fer funcions de dia durant la nit o a la inversa.

Fins a la data, equips dirigits per Aznar-Benitah han verificat la importància dels ritmes circadiaris en la funcionalitat de les cèl·lules mare epidèrmiques o en la reprogramació de les cèl·lules mare per defensar-se dels efectes de l'estrès. De la mateixa manera, l'investigador ha aconseguit descobrir vies metabòliques associades a l'envelliment a partir de l'efecte dels ritmes al fetge.