Estudo explica por que razão a asma, os ataques cardíacos e outras doenças ocorrem frequentemente de manhã cedo

Pesquisadores do laboratório do Professor Gad Asher, no Instituto de Ciências Weizmann, fizeram uma descoberta importante: um componente-chave dos ritmos circadianos, uma proteína chamada BMAL1, regula a resposta do corpo à privação de oxigênio. As descobertas, publicadas na revista Cell Metabolism, ajudam a explicar por que muitas condições de deficiência de oxigênio dependem do tempo.

O papel dos ritmos circadianos e da deficiência de oxigênio

Os ritmos circadianos são um mecanismo molecular interno de 24 horas que regula processos em todas as células do corpo. A proteína BMAL1, conhecida como o "relógio" da célula, interage com outra proteína-chave, a HIF-1α, que é ativada quando há falta de oxigênio.

• HIF-1α: Em níveis normais de oxigênio, essa proteína é rapidamente destruída. No entanto, em sua deficiência, o HIF-1α estabiliza, acumula e ativa genes que ajudam a se adaptar à hipóxia.
• BMAL1: Pesquisas mostraram que essa proteína circadiana não apenas melhora a função do HIF-1α, mas também desempenha um papel independente na resposta do corpo à deficiência de oxigênio.

Experimento com ratos

Para estudar a relação entre os ritmos circadianos e a resposta à hipóxia, os pesquisadores criaram três grupos de camundongos geneticamente modificados:

1. HIF-1α não foi produzido no tecido hepático.
2. Não produziu BMAL1.
3. Ambas as proteínas não foram produzidas.

Resultados:

• Quando os níveis de oxigênio caíram, a ausência de BMAL1 impediu o acúmulo de HIF-1α, o que prejudicou a resposta genética à hipóxia.
• Camundongos sem ambas as proteínas apresentaram baixas taxas de sobrevivência dependendo da hora do dia, com mortalidade particularmente alta à noite.

Conclusões: BMAL1 e HIF-1α desempenham um papel fundamental na proteção do corpo contra a hipóxia, e os ritmos circadianos estão diretamente relacionados à resposta do corpo à deficiência de oxigênio.

Patologia hepática e a conexão com os pulmões

Em camundongos sem ambas as proteínas no fígado, os pesquisadores encontraram baixos níveis de oxigênio no sangue mesmo antes da exposição à hipóxia, levantando suspeitas de que as mortes estavam relacionadas à função pulmonar prejudicada.

• Esses camundongos desenvolveram síndrome hepatopulmonar, uma condição na qual os vasos sanguíneos nos pulmões se dilatam, aumentando o fluxo sanguíneo, mas reduzindo a eficiência da captação de oxigênio.
• A análise mostrou aumento na produção de óxido nítrico nos pulmões, o que aumentou a vasodilatação (alargamento dos vasos sanguíneos).

Importância do estudo

1. Cronobiologia da doença: As descobertas explicam por que pacientes com hipóxia ou doenças como asma ou ataques cardíacos pioram em determinados momentos do dia.
2. Modelos de doenças: camundongos sem HIF-1α e BMAL1 se tornaram o primeiro modelo genético a estudar a síndrome hepatopulmonar, abrindo novos caminhos para o tratamento.
3. Perspectivas de tratamento: O estudo sugere que medicamentos direcionados que regulam proteínas envolvidas na comunicação fígado-pulmão podem ser uma nova opção de tratamento.

"Estamos apenas começando a entender os mecanismos complexos que ligam ritmos circadianos, hipóxia e interações interorgânicas", disse o Professor Asher. "Essas descobertas podem levar a novos tratamentos para doenças associadas à deficiência de oxigênio."