Más de la mitad de nuestro peso corporal es matriz extracelular, que proporciona soporte estructural y bioquímico a las células formando el tejido conectivo, como huesos, piel, tendones y cartílagos. El colágeno forma la mitad de la matriz extracelular, es la proteína más abundante en los vertebrados, y se forma completamente a los 17 años, y hasta hace poco se pensaba que se mantenía toda la vida sin renovarse.
Un nuevo estudio ha revelado la importancia del sueño para mantener el colágeno, que puede ayudar a prevenir lesiones en las articulaciones y mantener la piel elástica e hidratada retrasando el envejecimiento cutáneo.
Un grupo de biólogos de la Universidad de Manchester ha publicado un estudio en ratones en Nature Cell Biology, que revela cómo el reloj biológico está relacionado con la homeostais del colágeno, y que cuando se altera el descanso nocturno se produce síntesis de colágeno anormal.
Los investigadores han descubierto que hay dos tipos de fibrillas de colágeno.
Por un lado están las fibrillas de colágeno más gruesas, que miden alrededor de 200 nanómetros de diámetro, son un millón de millones de veces más pequeñas que una cabeza de alfiler. Son permanentes, sin cambios desde los 17 años.
Por otro lado están las fibrillas más delgadas que miden 50 nanómetros. No son permantenes, son sacrificables, y se rompen durante al día pero se reponen cuando descansamos por la noche.
En el estudio, el colágeno se observó por espectrometría de masas y las fibrillas de ratón se observaron utilizando microscopía electrónica volumétrica de última generación, cada 4 horas durante 2 días.
Cuando los genes del reloj corporal fueron eliminados en ratones y dejaron de funcionar, las fibrillas delgadas y gruesas se fusionaron al azar, formando estructuras anormales.
En el estudio se observó un ciclo de síntesis nocturna de procolágeno y ensamblaje diurno de fibrillas de colágeno en los ratones. Este ciclo circadiano de síntesis y degradación de colágeno afecta a un grupo de colágeno recién sintetizado, pero se mantiene la red de colágeno permanente. La desactivación del reloj circadiano produjo fibrillas de colágeno anormales y acumulación de colágeno. Los autores concluyeron que su estudio ha identificado un mecanismo de reloj circadiano de la homeostasis de proteínas que regula la renovación o degradación de un tipo de colágeno no permanente que ayuda a mantener la función de los tejidos.
El profesor Kadler, autor principal del estudio ha comentado:
"Es lógico pensar que nuestra matriz extracelular se va desgastando con el uso deteriorándose al envejecer, pero ahora sabemos que no es así, nuestro reloj biológico ayuda a reponer los tejidos cada noche, protegiendo las partes permanentes de la matriz. La matriz extracelular tiene una parte que correspondería a los ladrillos de las paredes de una habitación, que son permanentes, la otra parte no lo es, es como la pintura en las paredes que se desgasta y necesita ser repuesta cada cierto tiempo. Al igual que el mantenimiento de nuestro coche, que debemos engrasar y rellenar el radiador de agua, las fibrillas delgadas de colágeno ayudan a mantener la matriz del cuerpo y requieren un mantenimiento periódico".
Fuente:
Joan Chang, Richa Garva, Adam Pickard, Ching-Yan Chloé Yeung, Venkatesh Mallikarjun, Joe Swift, David F. Holmes, Ben Calverley, Yinhui Lu, Antony Adamson, Helena Raymond-Hayling, Oliver Jensen, Tom Shearer, Qing Jun Meng, Karl E. Kadler. Circadian control of the secretory pathway maintains collagen homeostasis. Nature Cell Biology, 2020; 22 (1): 74 DOI: 10.1038/s41556-019-0441-z
