Come l’etÓ e il sesso influenzano il nostro orologio biologico

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 (Immagine: Pixabay CC0)
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I ricercatori hanno scoperto le sottigliezze dei ritmi di espressione genica negli esseri umani, fornendo una migliore comprensione di come il genere e l’etÓ influenzino il nostro orologio biologico.

Il corpo umano funziona con un orologio finemente sintonizzato, sincronizzato con il ciclo di rotazione terrestre di 24 ore. Questo orologio, chiamato orologio circadiano, controlla vari processi fisiologici come il ciclo sonno-veglia, la produzione di ormoni e il metabolismo.

In uno studio recente, i ricercatori guidati da Felix Naef dell’EPFL sono riusciti a scoprire l’organizzazione dei ritmi di espressione genica specifici dei tessuti negli esseri umani, contribuendo a chiarire come il nostro orologio biologico dipenda dal sesso e dall’etÓ.

Negli organismi modello, l’analisi dei ritmi molecolari viene solitamente effettuata utilizzando misurazioni temporali, ma questi dati non sono facilmente disponibili nell’uomo. Per superare questo ostacolo, i ricercatori hanno utilizzato le misurazioni esistenti di un’ampia coorte di donatori post-mortem e le hanno combinate con un nuovo algoritmo informatico progettato per assegnare i tempi dell’orologio interno a quasi mille donatori.

"L’aspetto interessante Ŕ che l’algoritmo di data science che abbiamo sviluppato assomiglia a modelli di sistemi magnetici, che sono ben studiati nella fisica statistica", spiega Felix Naef. Grazie a questo approccio innovativo, i ricercatori hanno ottenuto la prima panoramica completa e accurata dei modelli di espressione genica delle 24 ore dell’organismo in 46 tessuti umani.

Lo studio ha rivelato che le proprietÓ del meccanismo dell’orologio centrale sono conservate in tutto il corpo e non cambiano significativamente con il sesso e l’etÓ. Inoltre, l’analisi ha mostrato programmi completi di ritmi di espressione genica nei principali comparti del metabolismo, delle vie di risposta allo stress e della funzione immunitaria, con picchi due volte al giorno.

Infatti, l’organizzazione emergente del ritmo circadiano in tutto il corpo mostra che l’espressione genica ritmica si verifica in onde mattutine e serali, con il ritmo nella ghiandola surrenale che raggiunge il primo picco, mentre le aree cerebrali mostrano una ritmicitÓ molto pi¨ bassa rispetto ai tessuti metabolici.

La distribuzione dei donatori per sesso ed etÓ ha rivelato una ricchezza finora sconosciuta di ritmi di espressione genica specifici per sesso ed etÓ, distribuiti su diverse funzioni biologiche. ╚ interessante notare che i ritmi di espressione genica erano dimorfici rispetto al genere (diversi nei maschi e nelle femmine) e pi¨ sostenuti nelle donne, mentre i programmi ritmici erano generalmente ridotti con l’etÓ in tutto il corpo.

I ritmi sesso-dimorfici, che si riferiscono alle differenze tra uomini e donne, erano particolarmente evidenti nella "disintossicazione xenobiotica", il processo con cui il fegato neutralizza le sostanze tossiche. Inoltre, lo studio ha rilevato che con l’etÓ il tasso di espressione genica diminuisce nelle arterie del cuore, il che potrebbe spiegare perchÚ le persone anziane sono pi¨ soggette a malattie cardiache. Queste informazioni potrebbero essere utili nel campo della "cronofarmacologia", ovvero lo studio dell’influenza dell’orologio interno sull’efficacia dei farmaci e sui loro effetti collaterali.

Questo studio fornisce nuove conoscenze sulla complessa interazione tra il nostro orologio biologico, il genere e l’etÓ. Comprendendo questi ritmi, potremmo trovare nuovi modi per diagnosticare e trattare condizioni come i disturbi del sonno e le malattie metaboliche.

Riferimenti

Lorenzo Talamanca, CÚdric Gobet, Felix Naef. Organizzazione sesso-dimorfica e dipendente dall’etÓ dei ritmi di espressione genica delle 24 ore nell’uomo. Scienza 03 febbraio 2023. add0846