Arxiu del divendres, 6/10/2017

Nobel de medicina o fisiologia: El rellotge intern

divendres, 6/10/2017

Es fa de nit i tens son, arriba l’hora de dinar i tens gana, durant el matí estàs totalment actiu, durant el capvespre et vas relaxant. No són coses que passin ocasionalment sinó cada dia, tots els dies. En realitat n’hi ha més que ens passen desapercebudes. La temperatura corporal puja durant la tarda, la pressió arterial està més elevada al voltant del migdia, de matinada les plaquetes de la sang coagulen amb més facilitat i la probabilitat de patir un infart es triplica durant les matins. Això no passa només als animals. Hi ha plantes que durant el dia tenen les fulles o les flors obertes i durant la nit les pleguen, o a l’inrevés.

En realitat no és sorprenent. Qualsevol ésser viu que pretengui tenir un cert èxit sobrevivint està obligat a adaptar-se als canvis que hi hagi en les condicions ambientals. I un canvi molt notable el trobem entre el dia i la nit. Això pot fer pensar que el que fem és respondre a les condicions de llum i foscor. Quan hi ha llum estem més desperts, i les plantes obren les fulles però tanquen les flors.

En molts aspectes ja és així, però no sempre. Ja fa temps es va veure que si mantenies algunes plantes a les fosques durant molts dies, seguien mantenint el ritme de obrir i tancar les fulles. I els humans, ara que podem viatjar en avió i passar a trobar-nos vivint una nit quan a casa encara és de dia, notem que seguim tenint son encara que sigui de dia o que estem actius durant la nit. Això indica que, a més de detectar la llum i la foscor, tenim un “rellotge intern” que regula com ha d’actuar l’organisme. Un rellotge controlat per uns mecanismes que va costar descobrir i que fa uns dies va merèixer la concessió del Premi Nobel de Medicina o Fisiologia.

Als anys 70, estudiant les mosques del vinagre, es van identificar mutacions que alteraven el funcionament d’aquest rellotge. Hi havia un gen que van anomenar “period” que si mutava feia que la mosca perdés el seu ritme circadiari. Va ser un pas important, que es va completar l’any 1984, quan Jeffrey Hall i Michael Rosbash el van poder identificar i van veure que servia per fabricar una proteïna (anomenada PER) que era la responsable del ritme diari.

Van proposar que era un sistema que actuava com un interruptor autoregulat. Durant la nit el gen period està actiu i es fabrica la proteïna PER. Per la matinada ja hi ha prou PER com per que es notin els seus efectes i un d’aquests efectes és bloquejar la seva pròpia síntesi. Això fa que el gen deixi de funcionar, es deixi de fabricar PER i aquesta vagi desapareixent. Quan arriba el vespre ja gairebé no queda PER, el bloqueig s’esvaeix i el gen torna a posar-se en marxa.

El resultat era un sistema de fabricació de la proteïna que funciona oscil·lant de manera rítmica, però que calia refinar. Això ho va fer l’any 1994 en Michael Young, que va descobrir un altre gen (timeless) encarregat de fabricar la proteïna TIM. Aquesta proteïna és la que s’encarrega de transportar la proteïna PER cap l’interior del nucli i facilitar-li el que pugui unir-se al gen que ha de bloquejar. En realitat se n’han anat trobant més de gens que treballen establint un sistema que va oscil·lant i permetent que la cèl·lula es comporti d’una manera o altra.

A la pràctica podem trobar que els gens que calen per fabricar d’algunes hormones només funcionen si PER està present. Això vol dir que només funcionaran de dia. Altres només funcionen si no hi ha PER pel mig, de manera que seran hormones “nocturnes”. I qui diu hormones diu qualsevol activitat que la cèl·lula faci de manera rítmica.

Ara coneixem més sistemes moleculars que controlen el ritme intern d’activitat. Rellotges diaris,  mensuals i anuals. També altres que tenen cicles de poques hores.  I quan ho coneguem millor podrem dissenyar la manera més eficient de, per exemple, prendre medicaments o regular el jet-lag.