Кислород может сбрасывать циркадные ритмы

Исследование, опубликованное 20 октября в Cell Metabolism, показало, что колебания уровня окружающего кислорода могут сбрасывать циркадные часы мышей. Если это подтвердится для людей, открытие может повлиять на подходы к регулированию давления в салонах самолетов.

Основными известными сигналами, влияющими на циркадные ритмы, являются свет, пища и температура. Ученые под руководством Гада Ашера из Института Вейцмана предположили, что кислород также может быть таким сигналом, поскольку его поглощение у животных меняется вместе с приемами пищи и температурой.

Ключевые результаты:

• Изменение концентрации кислорода в клетках всего на 3% два раза в день синхронизирует клетки мышей с циркадным ритмом.
• Этот эффект зависит от белка HIF1α, играющего роль в кислородном гомеостазе клеток. Клетки с низким уровнем HIF1α не синхронизируются в ответ на колебания кислорода.
• В экспериментах с «джетлагом» (резким 6-часовым сдвигом светового дня) изменение уровня кислорода помогало мышам быстрее адаптировать режим питания, сна и активности к новому времени. Наиболее эффективным было небольшое снижение уровня кислорода за 12 часов до или через 2 часа после сдвига.

Практическое значение:

• В современных авиалайнерах давление в салоне соответствует высоте 6000–8000 футов (≈1800–2400 м) над уровнем моря. Хотя повышение давления может улучшить самочувствие пассажиров, согласно новым данным, это может лишить их потенциального преимущества — более быстрого восстановления от джетлага после полета.
• Исследователи планируют изучить влияние повышенных уровней кислорода на циркадные часы.

Более широкий контекст:

Понимание влияния кислорода на циркадные часы важно не только для борьбы с джетлагом. Низкий уровень кислорода в тканях связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями, ХОБЛ, расстройством сна при сменной работе и другими распространенными проблемами здоровья. Также интересно проверить, может ли кислород сбрасывать часы у бактерий, растений, мух и других организмов.