To supplerende forskningsartikler viser, at de centrale og perifere døgnrytmeure koordinerer hudens og musklernes daglige aktivitet . Samspillet mellem de to ure (det centrale og det perifere) sikrer 50 % af vævets døgnrytmefunktioner, herunder livsvigtige processer som cellecyklus, DNA-reparation, mitokondrieaktivitet og stofskifte. Synkroniseringen mellem hjernens centrale og perifere ur forhindrer for tidlig muskelaldring og forbedrer muskelfunktionen, hvilket åbner op for nye strategier til at bekæmpe aldersrelateret forringelse ved at regulere det 24-timers rytme.

Hvordan døgnrytmeure sikrer opretholdelsen af optimal muskel- og hudfunktion

Døgnrytmerne, der blev opdaget i 1970’erne, er afgørende for reguleringen af den biologiske tid i de fleste celler i den menneskelige krop. Disse interne mekanismer tilpasser biologiske processer til en 24-timers cyklus og muliggør synkroniseringen af cellulære funktioner med de daglige udsving i miljøet. De cirkadiske rytmer, som koordineres af et centralt ur i hjernen, der kommunikerer med ure i forskellige perifere væv, påvirker mange funktioner, lige fra vores søvnmønstre til vores evne til at udnytte mad.

Et team ledet af dr. Salvador Aznar Benitah, ICREA-forsker ved IRB Barcelona, og dr. Pura Muñoz-Cánoves, ICREA-forsker ved Det Medicinske og Biovidenskabelige Fakultet ved Pompeu Fabra-universitetet (UPF), har beskrevet, hvordan synkroniseringen mellem det centrale ur og de perifere ure i muskler og hud spiller en nøglerolle i at sikre, at disse væv fungerer korrekt, samt i at forebygge degenerative processer forbundet med aldring. Resultaterne af dette arbejde er blevet offentliggjort i to artikler i højt ansete tidsskrifter. Således er undersøgelsen af synkroniseringen mellem det centrale og de perifere biologiske ure offentliggjort i *Science*, mens arbejdet om koordineringen mellem det centrale biologiske ur og hudens perifere biologiske ur er blevet offentliggjort i *Cell Stem Cell*. Begge undersøgelser fremhæver de fælles mekanismer, der understreger vigtigheden af denne koordinering for at opretholde optimal muskel- og hudfunktion.

Arbejdet beskriver også den bemærkelsesværdige grad af autonomi hos de perifere biologiske ure, som kan opretholde 24-timers cyklusser og styre omkring 15 % af de cirkadiske funktioner, selv når det centrale biologiske ur ikke er til stede. Undersøgelsen fremhæver, at der kun kræves minimal interaktion mellem to vævsure (et centralt og et perifert) for at opretholde optimal funktion i væv som muskler og hud og forhindre deres forringelse og aldring. Det næste skridt er at identificere de signalfaktorer, der er involveret i denne interaktion, med henblik på potentielle terapeutiske anvendelser.

Udvikling af behandlinger mod muskelaldring og forbedring af fysisk ydeevne i alderdommen

Undersøgelsen af kommunikationen mellem hjerne og muskler, der er offentliggjort i tidsskriftet Science, bekræfter, at koordineringen mellem de centrale og perifere ure er afgørende for at opretholde den daglige muskelfunktion og forebygge for tidlig aldring af disse væv. Genoprettelse af døgnrytmen reducerer tabet af muskelmasse og styrke og forbedrer dermed den forringede motoriske funktion i eksperimentelle musemodeller.

Forskningsresultater har også vist, at tidsbegrænset fødeindtagelse (TRF), hvor man kun spiser i løbet af den aktive del af døgnet, delvist kan erstatte det centrale biologiske ur og forbedre muskelurets autonomi. Endnu vigtigere er det, at denne genoprettelse af døgnrytmen gennem TRF kan bremse muskelsvind, forringelse af metaboliske og motoriske funktioner samt tab af muskelstyrke hos ældre mus.

Disse fund har betydelige implikationer for udviklingen af behandlinger mod muskelaldring og forbedring af den fysiske ydeevne i alderdommen. Dr. Arun Kumar og Mireia Vaca Dempere, begge fra UPF, er førsteforfattere til denne undersøgelse, som Dr. Eusebio Perdiguero og Antonio Serrano, tidligere ansat ved UPF og nu hos Altos Labs, også har bidraget til.

I undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet *Cell Stem Cell*, viste forskerholdet, at hudens døgnrytme spiller en central rolle i koordineringen af dette vævs daglige fysiologi. Ved at integrere og til tider modificere signaler fra hjernen sikrer denne koordinering, at huden fungerer korrekt.

En overraskende opdagelse var, at i fravær af det perifere ur opretholder det centrale kropsur hudens døgnrytme, men fungerer på den modsatte måde i forhold til det normale (dvs. efter et omvendt tidsskema). Forskerne fandt for eksempel, at hvis DNA-replikationen udelukkende blev styret af det centrale ur, ville den finde sted om dagen, når huden udsættes for ultraviolet lys, hvilket ville øge risikoen for akkumulering af mutationer. Dette fænomen understreger vigtigheden af det perifere ur, som ikke blot modtager signaler fra det centrale ur – der koordinerer rytmerne i hele organismen – men også tilpasser disse signaler til de specifikke behov i det væv, hvor de befinder sig (i tilfældet med hudstamceller topper DNA-replikationen, når de udsættes for ultraviolet lys i løbet af dagen).