Môže tento mechanizmus vysvetliť, prečo bezsenné noci majú vplyv na zdravie čriev?
Zápal čriev a ďalšie stavy, ktoré zahŕňajú imunitný systém, sú bežnejšie u ľudí s nepravidelným spánkovým režimom, vrátane tých, ktorí pracujú v nočných zmenách. Teraz nový výskum na myšiach odhalil dovtedy neznámy mechanizmus, ktorý by mohol pomôcť vysvetliť spojenie.
Mechanizmus sa týka vrodených lymfoidných buniek skupiny 3 (ILC3s). Tieto imunitné bunky majú dôležitú úlohu pri kontrole metabolizmu, zápalu a iných biologických procesov.
V nedávnej dobe Príroda dokument, vedci vysvetľujú, ako používali myši na lepšie pochopenie úlohy ILC3 v čreve.
„Tieto bunky,“ hovorí senior autor štúdie Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D., „plnia dôležité funkcie v čreve - bojujú proti infekcii, riadia integritu črevného epitelu a usmerňujú absorpciu lipidov.“
Veiga-Fernandes pracuje v Champalimaudovom centre neznámych v portugalskom Lisabone. Vedie skupinu, ktorá skúma komunikáciu na bunkovej úrovni medzi nervovým systémom a imunitným systémom.
Gény spánku, zdravie a hodiny
„Spánková deprivácia alebo zmenené spánkové návyky môžu mať dramatické zdravotné následky, ktoré môžu mať za následok celý rad chorôb, ktoré majú často imunitnú zložku, napríklad zápalové stavy čriev,“ vysvetľuje Veiga-Fernandes.
Výskum ukázal, že u ľudí pracujúcich na zmeny je pravdepodobnejšie, že sa u nich vyskytnú určité dlhodobé zdravotné problémy.
Napríklad tí, ktorí pracujú nočné zmeny dlhší čas, majú vyššie riziko stavov, ako sú vredy, niektoré druhy rakoviny, metabolické choroby, obezita a gastrointestinálne ťažkosti.
"Aby sme pochopili, prečo sa to deje," pokračuje Veiga-Fernandes, "začali sme otázkou, či sú imunitné bunky v čreve ovplyvnené dennými hodinami."
Spolu s kolegami zistil, že ILC3 sú obzvlášť citlivé na zmeny v ich hodinových génoch, génoch, ktoré riadia rytmické bunkové procesy.
Odhalili tiež obvod, ktorý spája cirkadiánne alebo 24-hodinové hodiny v mozgu s ILC3 v čreve.
Ukazuje sa, že narušenie tohto obvodu, ktorý sníma zmeny vo svetle prostredia, môže zmeniť hodinové gény ILC3. Tieto genetické zmeny môžu zhoršiť schopnosť imunitných buniek regulovať zdravie čriev.
Tím preukázal tento účinok narušením 24-hodinového času v mozgu myší.
Autori píšu, že „Chirurgicky alebo geneticky vyvolaná deregulácia rytmu mozgu viedla k narušeniu cirkadiánnych oscilácií ILC3, k deregulovanému mikrobiómu a zmenám metabolizmu lipidov.“
Narušenie mozgových hodín znižuje črevné ILC3s
Takmer všetky bunky v tele majú hodinové gény, ktoré im pomáhajú dodržiavať 24-hodinový cyklus.
Hodinové gény informujú bunkové mechanizmy o tom, aký je čas, aby sa biológia tela mohla pripraviť na činnosť citlivú na cyklus, ako je jedlo alebo spánok.
Aj keď hodinové gény každej bunky dokážu udržať čas nezávisle, spoliehajú sa na to, že ich synchronizujú hlavné hodiny v mozgu.
Pretože mozgové obvody sú citlivé na vonkajšie svetlo, spojenie s hodinovými génmi vo zvyšku tela navyše pomáha udržiavať funkcie tela synchronizované s dennými a nočnými cyklami.
Tím zistil, že narušenie hodinových génov ILC3s dramaticky znížilo ich prítomnosť v čreve.
„To malo za následok závažný zápal, porušenie črevnej bariéry a zvýšenie hromadenia tuku,“ poznamenáva Veiga-Fernandes.
Narušené hodiny mozgu stierajú cieľový kód
Ďalšie vyšetrovanie odhalilo dôvod dramatického poklesu ILC3 v čreve. Ukazuje sa, že narušenie cirkadiánneho okruhu mozgu zastaví dôležitý signál v dosiahnutí hodinových génov ILC3.
Strata signálu ovplyvňuje proteín, ktorý informuje prechodné bunky ILC3, kam majú migrovať. Proteín funguje ako cieľové poštové smerovacie číslo v navigácii a bez signálu z cirkadiánneho okruhu mozgu nedokáže nastaviť poštové smerovacie číslo.
Veiga-Fernandes hovorí, že on a jeho tím sú týmito výsledkami veľmi nadšení, pretože pomáhajú vysvetliť, prečo je pravdepodobnejšie, že ľudia, ktorí sú aktívni v noci, majú horšie zdravie čriev a majú zápalové ochorenia.
Naznačuje, že telo sa vyvinulo tak, že počas denného svetla, keď prevláda kŕmenie, cirkadiánne hodiny v mozgu hovoria ILC3, aby opustili črevo. To znižuje aktivitu ILC3 v čreve, čo zvyšuje metabolizmus lipidov.
Zníženie aktivity ILC3 však tiež ponecháva črevo zraniteľné voči poškodeniu. Takže v noci, keď kŕmenie neprevažuje, hodiny mozgu hovoria ILC3, aby sa vrátili späť do čreva a vykonávali obranné a opravné úlohy.
"[Všetko to má] spoločné so skutočnosťou, že táto špecifická neuroimunitná os je tak dobre regulovaná hodinami mozgu, že akékoľvek zmeny v našich návykoch majú okamžitý vplyv na tieto dôležité starodávne imunitné bunky."
Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.
