Ar šis mechanizmas galėtų paaiškinti, kodėl bemiegės naktys veikia žarnyno sveikatą?
Žarnyno uždegimas ir kitos būklės, susijusios su imunine sistema, dažniau pasitaiko tarp žmonių, turinčių nereguliarų miego režimą, įskaitant tuos, kurie dirba naktinėmis pamainomis. Nauji pelių tyrimai atskleidė anksčiau nežinomą mechanizmą, kuris galėtų padėti paaiškinti ryšį.
Mechanizmas susijęs su 3 grupės įgimtomis limfoidinėmis ląstelėmis (ILC3). Šios imuninės ląstelės vaidina svarbų vaidmenį kontroliuojant medžiagų apykaitą, uždegimą ir kitus biologinius procesus.
Neseniai Gamta Straipsnyje mokslininkai paaiškina, kaip jie naudojo peles, kad geriau suprastų ILC3 vaidmenį žarnyne.
„Šios ląstelės, - sako vyresnysis tyrimo autorius, mokslų daktaras Henrique Veiga-Fernandes, - atlieka svarbias žarnyno funkcijas - kovoja su infekcija, kontroliuoja žarnyno epitelio vientisumą ir nurodo lipidų absorbciją.“
Veiga-Fernandes dirba Champalimaud Nežinomo centre, Lisabonoje, Portugalijoje. Jis vadovauja grupei, kuri tiria nervų sistemos ir imuninės sistemos ryšį ląstelių lygiu.
Miego režimas, sveikatos ir laikrodžio genai
"Miego trūkumas ar pakitę miego įpročiai gali turėti dramatiškų padarinių sveikatai, dėl kurių gali atsirasti daugybė ligų, kurios dažnai turi imuninį komponentą, pavyzdžiui, žarnyno uždegiminės būklės", - paaiškina Veiga-Fernandesas.
Tyrimai parodė, kad žmonėms, dirbantiems pamainomis, dažniau kyla tam tikrų ilgalaikių sveikatos problemų.
Pavyzdžiui, tiems, kurie ilgą laiką dirba naktinėmis pamainomis, yra didesnė tokių ligų rizika kaip opos, kai kurie vėžiniai susirgimai, medžiagų apykaitos ligos, nutukimas ir virškinimo trakto sutrikimai.
"Norėdami suprasti, kodėl taip atsitinka, - tęsia Veiga-Fernandesas, - mes pradėjome klausdami, ar žarnyno imuninėms ląstelėms įtakos turi paros laikrodis."
Jis ir jo kolegos nustatė, kad ILC3 yra ypač jautrūs jų laikrodžio genų pokyčiams, genams, kurie kontroliuoja ritminius ląstelių procesus.
Jie taip pat atskleidė grandinę, jungiančią paros ar 24 valandų smegenų laikrodį su žarnyno ILC3.
Panašu, kad šios grandinės, kuri pajunta aplinkos šviesos pokyčius, sutrikimai gali pakeisti ILC3 laikrodžio genus. Šie genetiniai pokyčiai gali pakenkti imuninių ląstelių gebėjimui reguliuoti žarnyno sveikatą.
Komanda pademonstravo šį efektą sutrikdydama 24 valandų laikrodį pelių smegenyse.
Autoriai rašo, kad „Chirurginiu ar genetišku būdu sukeltas smegenų ritmingumo reguliavimas nulėmė sutrikusius paros ILC3 svyravimus, panaikino reguliuojamą mikrobiomą ir pakito lipidų apykaita“.
Smegenų laikrodžio sutrikimas sumažina žarnyno ILC3
Beveik visos kūno ląstelės turi laikrodžio genus, kurie padeda jiems sekti 24 valandų ciklą.
Laikrodžio genai ląstelių mašinoms nurodo, koks yra laikas, kad organizmo biologija galėtų pasirengti ciklui jautriai veiklai, pavyzdžiui, valgyti ar miegoti.
Nors kiekvienos ląstelės laikrodžio genai gali išlaikyti laiką savarankiškai, jie remiasi pagrindiniu smegenų laikrodžiu, kad jie būtų sinchronizuoti.
Be to, kadangi smegenų laikrodžio schema yra jautri išorinei šviesai, ryšys su likusio kūno laikrodžio genais padeda palaikyti kūno funkcijų sinchronizavimą su dienos ir nakties ciklais.
Komanda nustatė, kad sutrikus ILC3 laikrodžio genams, jų buvimas žarnyne smarkiai sumažėjo.
"Tai sukėlė sunkų uždegimą, pažeidė žarnyno barjerą ir padidino riebalų kaupimąsi", - pažymi Veiga-Fernandes.
Sutrikęs smegenų laikrodis nuvalo paskirties kodą
Tolesnis tyrimas atskleidė dramatiško ILC3 sumažėjimo žarnyne priežastį. Panašu, kad smegenų paros grandinės sutrikimas sustabdo svarbų signalą, pasiekiantį ILC3 laikrodžio genus.
Signalo praradimas veikia baltymą, kuris trumpalaikėms ILC3 ląstelėms nurodo, kur reikia migruoti. Baltymai veikia kaip paskirties pašto kodas navigatoriuje, ir be smegenų paros grandinės signalo jis negali nustatyti pašto kodo.
Veiga-Fernandesas sako, kad jį ir jo komandą labai jaudina šie rezultatai, nes jie padeda paaiškinti, kodėl naktį aktyvūs žmonės turi blogesnę žarnyno sveikatą ir patiria uždegimines ligas.
Jis siūlo, kad kūnas išsivystė taip, kad dienos šviesoje, kai vyrauja maitinimas, smegenų cirkadinis laikrodis liepia ILC3 palikti žarnyną. Tai sumažina ILC3 aktyvumą žarnyne, o tai skatina lipidų apykaitą.
Tačiau sumažėjus ILC3 aktyvumui, žarnynas taip pat pažeidžiamas. Taigi, naktį, kai maitinimas nėra vyraujantis, smegenų laikrodis liepia ILC3 grįžti į žarnyną ir atlikti gynybines bei taisymo užduotis.
„Visa tai susiję su tuo, kad šią specifinę neuro-imuninę ašį taip gerai reguliuoja smegenų laikrodis, kad bet kokie mūsų įpročių pokyčiai turi tiesioginį poveikį šioms svarbioms, senovinėms imuninėms ląstelėms“.
Henrique Veiga-Fernandes, dr.
