Кислородное голодание помогает бороться с джетлагом

Изучение молекулярных механизмов работы биологических часов (циркадных или циркадианных ритмов), – околосуточных циклических колебаний интенсивности биологических процессов, интересно не только с точки зрения фундаментальной науки, но и с практической точки зрения. Например, каждый, кто путешествовал со сменой часовых поясов, знаком с явлением десинхроноза или джетлага, – несовпадением внутреннего биологического ритма с «внешним». Джетлаг сопровождается неприятными физическими и психологическими ощущениями и хотелось бы научиться его корректировать или, хотя бы, понимать, какие факторы могут облегчить или, наоборот, ухудшить это состояние.

Известно, что на циркадные ритмы могут влиять температура тела и частота/регулярность приема пищи. Исследователи из института им. Х. Вейцмана (Израиль) решили проверить, как будет влиять на биологические часы еще один фактор – концентрация кислорода в воздухе и, соответственно, в тканях организма – так как процессы и пищеварения и поддержания температуры тела тесно связаны с потреблением кислорода.

Ученые поставили эксперимент на клеточных культурах и обнаружили, что умеренное снижение концентрации кислорода приводит к синхронизации циркадных ритмов клеток.

Тогда ученые поставили опыты на мышах. Они устроили зверькам шестичасовой «перевод часов», изменив продолжительность искусственного светового дня (мыши, как и люди, подвержены десинхронозу) и обнаружили, что небольшое, на два-три процента, снижение уровня кислорода в воздухе ускоряет процесс адаптации к новому времени. Достаточно было всего двух часов пребывания в условиях пониженной концентрации кислорода незадолго до или вскоре после временного сдвига, чтобы биологические часы мышей «перезагрузились» быстрее. Само по себе изменение процента кислорода в окружающей среде на циркадные ритмы мышей не влияло.

Похоже, что отвечает за этот феномен транскрипционный фактор HIF1α (индуцируемый гипоксией фактор 1α), который активируется при недостатке кислорода и запускает цепочку молекулярных событий, обеспечивающих адаптацию клеток к условиям недостатка кислорода. Этот вывод был сделан на основании того, что клетки, в которых уровень HIF1α был снижен, не синхронизировали свои биоритмы в условиях недостатка кислорода. Правда, каким образом HIF1α обеспечивает синхронизацию биологических часов, пока не вполне понятно.

Результаты этих экспериментов интересны и с практической точки зрения. В пассажирских самолетах атмосферное давление (соответственно, процент кислорода в воздухе) поддерживается на достаточно низком уровне, соответствующем пребыванию на высоте 1800-2400 метров над уровнем моря, что уменьшает износ самолета. Правда, часть пассажиров из-за этого плохо себя чувствует, и некоторые авиакомпании ищут способ увеличить процент кислорода. Например, устанавливать более высокое атмосферное давление в салоне можно в Boeing 787 Dreamliner. Но нужно ли это делать? Не будут ли пассажиры чувствовать себя лучше во время полета, но после него дольше адаптироваться к смене часовых поясов? Это вопрос, на который ответа пока нет.

Фото: https://pixabay.com

Подготовила Мария Перепечаева

: 28.10.2016