Semnalele materne contribuie la sincronizarea ritmurilor circadiene ale bebelușilor înainte de naștere
Oamenii și majoritatea organismelor au ceasuri biologice interne care urmăresc ciclul zilnic al răsăritului și apusului. Aceste ceasuri ajută la sincronizarea somnului, metabolismului și altor funcții esențiale ale corpului pe parcursul unei zile, creând astfel ritmuri circadiene. Studiile arată că atunci când aceste ritmuri sunt perturbate – din cauza diferențelor de fus orar, lipsei de somn sau programelor de muncă neregulate – oamenii pot suferi efecte negative pe termen lung asupra sănătății.
Cercetătorii care studiază ritmurile zilnice s-au întrebat de mult timp când începe să funcționeze ceasul circadian la mamifere și cum se sincronizează cu timpul local. Un nou studiu publicat în Journal of Biological Rhythms, realizat de cercetători de la Universitatea Washington din St. Louis, a raportat că o mamă ajută la stabilirea ceasului biologic pentru bebelușii ei în timp ce aceștia sunt încă în uter.
Se știe că perturbarea ritmurilor circadiene în timpul sarcinii poate influența dezvoltarea somnului și a ritmurilor zilnice ale sugarilor, iar aceste perturbări timpurii sunt legate de un risc mai mare de tulburări de dispoziție, cum ar fi anxietatea și depresia, mai târziu în viață. Înțelegerea momentului în care ceasul fetal începe să funcționeze ajută la identificarea ferestrelor sensibile de dezvoltare în care perturbarea circadiană poate avea efecte durabile și cum pot fi prevenite sau corectate aceste efecte.
Cercetătorii de la WashU au dezvoltat o metodă pentru a observa activitatea ceasului circadian în făt în timp ce acesta se dezvoltă în uter. Ei au folosit șoareci modificați genetic, în care o proteină luminescentă numită luciferază, aceeași proteină care face ca licuricii să strălucească, este atașată de o proteină de ceas care generează ritmuri circadiene.
Când un șoarece mascul care poartă această proteină modificată se împerechează cu o femelă normală, proteina de ceas marcată apare în făt, dar nu în țesuturile mamei. Șoarecii gravide au fost apoi hrăniți cu apă potabilă în care a fost adăugată o substanță chimică care reacționează cu luciferaza pentru a produce lumină. Oricând proteina de ceas era activă în făt, acesta strălucea.
Cercetătorii au detectat lumina fetală folosind camere extrem de sensibile. Prin înregistrarea timpului de strălucire, au reușit să identifice modele ciclice clare de expresie a proteinei de ceas în bebeluși în timp ce se dezvoltau în uterul mamelor lor.
„Am găsit ritmuri clare zi-noapte în pui care s-au sincronizat cu ciclul de odihnă-activitate al mamei în ultima săptămână de sarcină, echivalent cu al treilea trimestru la oameni”, a declarat Lokesh. „Acest lucru sugerează că mecanismul ceasului se formează devreme în dezvoltare și primește semnale de sincronizare de la mamă mai târziu.”
„Este important de menționat că am găsit ritmuri zilnice care se propagă prin placentă de la mamă la făt înainte ca fătul să poată percepe lumina”, a afirmat Erik Herzog, profesor distins în biologie, autor senior al studiului.
Cercetătorii au descoperit că sincronizarea circadiană a puilor cu mama coincide cu momentul în care hormonii gluco-corticoizi de la mamă traversează placenta, acționând potențial ca semnale temporale pentru ceasul fetal. Acești hormoni, care sunt legați de stres, cresc și scad pe parcursul zilei sub controlul ceasului intern al mamei.
Gluco-corticoizii sintetici sunt adesea administrați femeilor gravide care sunt expuse riscului de naștere prematură, adesea fără a lua în considerare momentul din zi în care acești hormoni fluctuează natural. Autorii au constatat că administrarea acestor steroizi zilnic mamei a accelerat sincronizarea ritmurilor zilnice ale puilor cu timpul local. Aceste descoperiri ar putea fi importante atunci când se consideră cum și când medicii administrează medicamente pentru a trata condițiile de sarcină.
În timpul studiului, cercetătorii au observat, de asemenea, o asociere puternică între eșecul dezvoltării activității genelor ceasului circadian în făt și eșecul nașterii. „Încă nu putem spune dacă absența ritmurilor contribuie la problemele de dezvoltare sau pur și simplu le reflectă”, a spus Lokesh. „Dar observația sugerează că activitatea ceasului circadian ar putea fi strâns legată de dezvoltarea fetală sănătoasă.”
Lokesh a menționat că descoperirile subliniază, de asemenea, importanța menținerii unor ritmuri circadiene stabile în timpul sarcinii. „Peste 80% din populația mondială este expusă la lumină artificială pe timp de noapte, ceea ce poate perturba ritmurile zilnice, iar acest lucru include persoanele gravide”, a adăugat el.
„Înțelegerea momentului și modului în care ceasul corpului începe să funcționeze ajută oamenii de știință să identifice ferontele sensibile de dezvoltare în care perturbarea circadiană poate avea efecte durabile”, a spus Lokesh. „Această cunoaștere ar putea ajuta la ghidarea tratamentelor medicale, la informarea practicilor clinice și la conturarea politicilor de sănătate publică menite să protejeze sănătatea circadiană neonatală în timpul sarcinii.”
