Cientistas identificaram um novo mecanismo celular que ajuda o coração dos mamíferos a ficar em sincronia com os ritmos circadianos, e a descoberta pode ajudar a identificar por que alguns correm maior risco de problemas cardíacos.
Os ritmos circadianos são processos que ajudam a regular os sistemas baseados no tempo no corpo em torno de um ciclo de aproximadamente 24 horas, afetando o sono e a vigília, o funcionamento do nosso metabolismo e também os nossos processos cognitivos.
Há muito se sabe que o coração está sujeito a esse relógio biológico, com as pessoas apresentando uma frequência cardíaca elevada pela manhã e uma frequência muito mais baixa enquanto dormimos à noite.
Mas como o coração facilita essas mudanças ao longo do dia ainda é um mistério. Parte da explicação são os sinais transmitidos pelo sistema nervoso, mas uma nova descoberta feita por cientistas do Laboratório MRC de Biologia Molecular da Universidade de Cambridge explica como o coração também muda de forma independente no nível celular.
Em um novo artigo liderado pela primeira autora e bióloga circadiana Alessandra Stangherlin, os pesquisadores descobriram um sistema de transporte de íons em funcionamento em células do coração de camundongos que permite que as células alterem significativamente sua concentração de potássio (K), sódio Na) e íons de cloreto (Cl) entre dia e noite, em resposta aos níveis variáveis de proteínas.
Esse mecanismo – que permite que as células cardíacas evitem o “apinhamento macromolecular” no citosol, a parte aquosa do citoplasma – ajuda o coração a manter a homeostase (ou equilíbrio biológico), mesmo que sua atividade mude significativamente entre o dia e a noite.
“Este mecanismo de controle homeostático protege contra variações no volume celular”, explica Stangherlin.
?O aumento dos íons intracelulares ocorre no final da fase de repouso (noite para humanos) e permite que o coração acelere seu ritmo de batimento, em preparação para o aumento da carga cardiovascular imposta pelas atividades diárias.
?Nas células do coração, a mudança nos gradientes de Na, K e Cl através da membrana plasmática é suficiente para conduzir uma variação de hora do dia no disparo do potencial de ação, tanto in vitro quanto in vivo, mesmo quando os sinais do sistema nervoso são bloqueados. ”
A descoberta, demonstrada em células cardíacas isoladas de corações de camundongos, sugere que ritmos circadianos existem em algum nível do coração, mesmo isoladamente do resto do corpo, mostrando o quão profundamente enraizado o relógio biológico realmente está.
“As maneiras pelas quais a função cardíaca muda 24 horas por dia são mais complexas do que se pensava”, diz o pesquisador sênior e biólogo molecular John O’Neill.
“Isso abre a possibilidade estimulante de tratamentos mais eficazes para problemas cardiovasculares, por exemplo, administrando medicamentos na hora certa do dia.”
Outro caminho para pesquisas futuras poderia ser explorar como esses relógios celulares podem impactar a saúde de pessoas vulneráveis, como trabalhadores de turnos, que acabam sendo altamente ativos à noite, em momentos em que seus corpos poderiam esperar que eles estivessem dormindo.
“Achamos que, quando os relógios circadianos do coração perdem a sincronização dos do cérebro, como durante o trabalho por turnos, nosso sistema cardiovascular pode ser menos capaz de lidar com o estresse diário da vida profissional”, diz O’Neill.
“Isso provavelmente torna o coração mais vulnerável a disfunções.”
Publicado em 20/10/2021 07h18
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