El mecanisme genètic: com funcionen els nostres rellotges interns

2024 Autora: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 03:49

Tothom ha sentit parlar del rellotge intern, però poca gent sap com funciona. Dos grups de científics dels Estats Units han dut a terme estudis a gran escala per entendre com funcionen els nostres rellotges i quin és el seu efecte sobre el cos.

Durant tot el dia, escoltem el "tic-tac" del rellotge dins del nostre cos. És això el que ens desperta al matí i ens fa dormir a la nit. És el que augmenta i baixa la nostra temperatura corporal en el moment adequat, regula la producció d'insulina i altres hormones.

El rellotge intern del cos, el mateix tic-tac que sentim, també s'anomena ritmes circadians.

Aquests ritmes fins i tot afecten els nostres pensaments i sentiments. Els psicòlegs estudien els seus efectes sobre el cervell humà obligant els voluntaris a fer proves cognitives en diferents moments del dia.

Va resultar que el matí és el millor moment per realitzar tasques que requereixen que el cervell faci múltiples tasques. Si necessiteu mantenir diverses capes d'informació al vostre cap alhora i processar aquestes dades ràpidament, hauríeu de començar a treballar al principi del dia. Però la segona meitat del dia és molt adequada per processar tasques senzilles i comprensibles.

Els ritmes circadians també tenen un gran impacte en aquells que pateixen depressió o trastorn bipolar. Les persones amb aquests problemes no dormen bé i senten ganes de beure durant tot el dia. Alguns pacients amb demència experimenten un "efecte capvespre" especial: al final del dia es tornen agressius o es perden en l'espai i el temps.

"Els cicles de son i activitat són una part crítica de la malaltia mental", diu Huda Akil, neurocientífica de la Universitat de Michigan. Per tant, els neurocientífics estan lluitant per entendre com funcionen els nostres rellotges interns i quin efecte tenen en el nostre cervell. Però els investigadors no només poden obrir el crani i veure que les cèl·lules funcionen durant tot el dia.

Fa uns quants anys, la Universitat de Califòrnia va donar cervells per a la investigació, que es van conservar amb cura després de la mort dels donants. Alguns d'ells van morir a primera hora del matí, altres a la tarda o a la nit. La doctora Akil i els seus col·legues van decidir estudiar si un cervell és diferent d'un altre i si la diferència depèn del moment en què va morir el donant.

"Potser la nostra conjectura us semblarà senzilla, però per alguna raó ningú no hi ha pensat abans", diu el doctor Akil.

Ella i els seus col·legues van seleccionar mostres de cervell de 55 persones sanes que van morir en un accident sobtat, com un accident de cotxe. De cada cervell, els investigadors van prendre mostres de teixit d'aquells lòbuls responsables de l'aprenentatge, la memòria i l'emoció.

En el moment de la mort del donant, els gens de les cèl·lules cerebrals codificaven activament una proteïna. Gràcies al fet que el cervell es va conservar ràpidament, els científics són capaços d'avaluar l'activitat dels gens en el moment de la mort.

La majoria dels gens que van provar els investigadors no van mostrar cap patró en el seu rendiment al llarg del dia. Tanmateix, més de 1.000 gens mostren un cicle d'activitat diari. El cervell d'aquelles persones que morien a la mateixa hora del dia mostraven els mateixos gens en el treball.

Els patrons d'activitat eren gairebé idèntics, tant que es podien utilitzar com a marca de temps. Era gairebé inconfusible determinar en quin moment moria una persona, gràcies al mesurament de l'activitat d'aquests gens.

Aleshores, els investigadors van provar el cervell d'aquells donants que patien depressió clínica. Aquí el segell de temps no només es va enderrocar: semblava que aquests pacients vivien a Alemanya o al Japó, però no als Estats Units.

Els resultats del treball realitzat es van publicar l'any 2013. Els investigadors de la Universitat de Pittsburgh es van inspirar en ells i van intentar reproduir l'experiment.

"No podríem haver pensat en un estudi com aquest abans", diu la neuròleg Colleen McClung. La doctora McKlang i els seus col·legues van poder provar 146 mostres de cervell del programa de donants de la universitat. Els resultats de l'experiment es van publicar recentment.

Però l'equip del doctor McClang va poder no només repetir els resultats de l'experiment anterior, sinó també obtenir noves dades. Van comparar els patrons d'activitat gènica en el cervell de persones joves i grans i van trobar una diferència intrigant.

Els científics esperaven trobar una resposta a la pregunta: per què canvien els ritmes circadians dels humans a mesura que envelleixen? Després de tot, a mesura que la gent envelleix, l'activitat disminueix i els ritmes canvien. El doctor McClang va trobar que alguns dels gens que estaven més actius en els cicles diaris ja no estaven en ús als 60 anys.

És possible que algunes persones grans deixin de produir la proteïna necessària per mantenir els seus rellotges interns en funcionament.

A més, els investigadors es van sorprendre al trobar que alguns gens s'incloïen en el treball diari actiu només en la vellesa. "Sembla que el cervell està intentant compensar l'aturada d'alguns gens pel treball d'altres activant el rellotge addicional", diu el doctor McClang. Potser la capacitat del cervell per crear ritmes circadians de reserva és una defensa contra les malalties neurodegeneratives.

Els metges poden utilitzar el canvi a un rellotge intern de recanvi per tractar els trastorns del ritme circadià. Els investigadors ara estan experimentant amb gens animals i intenten entendre com s'activen i s'apaguen els gens del rellotge intern.

En altres paraules, els científics escolten el "tictac" i volen entendre: què ens intenta dir el cervell?