Nuevos músculos de estudio miden la hora respectiva del día.

Investigadores apoyados por la Fundación Nacional de Ciencia de Suiza (SNSF) han descubierto un reloj biológico en nuestras células musculares. Podría estar involucrado en la regulación del metabolismo y el desarrollo de la diabetes..

Si los músculos en la parte superior del brazo son por ej. Sobrecargado por el entrenamiento de fuerza, esto puede causar dolor severo. (Imagen: artstudio_pro / fotolia.com)

Los relojes biológicos están en todas partes en nuestros cuerpos. Liberan la hormona melatonina mientras duermen, favorecen la secreción de enzimas digestivas después del almuerzo y nos mantienen despiertos durante el día. Un reloj maestro en el cerebro sincroniza todos los otros relojes en los diversos órganos. Investigadores apoyados por la Fundación Nacional de Ciencia de Suiza (SNSF) han descubierto que ese "reloj circadiano" está funcionando en nuestras células musculares. Si este reloj se sale de control, esto podría influir decisivamente en el desarrollo de la diabetes tipo 2. El trabajo científico del equipo de investigación ha sido publicado recientemente en la revista PNAS (*)..

Eliminación de tejido muscular diseminado a lo largo del día.

Investigadores de la Universidad de Ginebra, la Universidad de Bath, la Universidad Claude Bernard en Lyon, la EPFL, la Universidad de Surrey y el Instituto Nestlé de Ciencias de la Salud encontraron que la composición de diferentes tipos de grasas (lípidos) en nuestras células musculares en el curso Dependiendo de la hora del día, a veces un lípido es más dominante que otro. ¿Podría estar relacionado con la influencia del reloj biológico? El equipo internacional ha probado esta hipótesis realizando un estudio voluntario voluntario. Para este propósito, el reloj maestro de los participantes estaba sincronizado: tenían que seguir una rutina diaria regular con respecto a las comidas y la exposición a la luz antes de comenzar el estudio. Cada cuatro horas, se extrajo una pequeña muestra de tejido muscular del muslo para analizar la composición de los lípidos..

El equipo de investigación identificó una clara correlación entre la composición de los lípidos y la hora del día, explica Howard Riezman, quien dirigió el estudio con su colega Charna Dibner en Ginebra. "Debido a que la composición de los lípidos dentro del grupo del sujeto fluctuaba enormemente, necesitábamos más evidencia para fundamentar esta tesis", continúa Riezman..

En un segundo paso, los investigadores, por lo tanto, cambiaron a un experimento in vitro. Criaron células musculares humanas y las sincronizaron artificialmente, sin un reloj maestro, utilizando una molécula de señalización que normalmente es secretada por el cuerpo. Se observó una variación periódica de la composición lipídica celular, similar a los experimentos humanos. Sin embargo, cuando los investigadores interrumpieron el mecanismo del reloj al inhibir los genes relevantes, las fluctuaciones periódicas de los lípidos desaparecieron en gran medida.

La diabetes y los trastornos del sueño están relacionados.

"Hemos demostrado claramente que esta variación en la composición de los lípidos en nuestros músculos depende de nuestro ritmo circadiano", dice la autora principal, Ursula Loizides-Mangold. "Pero la pregunta clave sigue siendo: ¿cuál es la importancia de este mecanismo?" Riezman cree que el reloj biológico en el músculo, a través de su acción en los lípidos, podría regular la sensibilidad a la insulina de las células musculares. Debido a que los lípidos son parte de la membrana celular, afectan la capacidad de las moléculas para entrar y salir de las células musculares. Cambiar la composición de la membrana podría afectar la respuesta muscular a la hormona y su capacidad para absorber el azúcar en la sangre.

La baja sensibilidad a la insulina en el músculo conduce a lo que se conoce como resistencia a la insulina, una causa conocida de la diabetes tipo 2. "Los estudios han encontrado un vínculo entre los relojes circadianos, la resistencia a la insulina y el desarrollo de la diabetes", explica Charna Dibner, investigadora co-líder. "Si podemos mostrar un vínculo entre el mecanismo circadiano y la diabetes tipo 2 basada en el metabolismo de los lípidos, esto podría tener implicaciones terapéuticas significativas. Gracias a nuestras nuevas capacidades de sincronización celular in vitro en músculo humano, podemos validar esta hipótesis en nuestro próximo estudio ".

(*) U. Loizides-Mangold et al.: Lipidomics revela oscilaciones lipídicas diurnas en músculo esquelético humano que persisten en miotubos celulares cultivados in vitro. PNAS (2017). DOI: 10.1073 / pnas.1705821114