Mohl by tento mechanismus vysvětlit, proč bezesné noci ovlivňují zdraví střev?
Zánět střev a další stavy, které zahrnují imunitní systém, jsou častější u lidí s nepravidelným spánkovým režimem, včetně těch, kteří pracují v nočních směnách. Nyní nový výzkum na myších odhalil dříve neznámý mechanismus, který by mohl pomoci vysvětlit souvislost.
Mechanismus se týká vrozených lymfoidních buněk skupiny 3 (ILC3s). Tyto imunitní buňky mají silnou roli v řízení metabolismu, zánětu a dalších biologických procesů.
V nedávné době Příroda Vědci vysvětlují, jak používali myši k lepšímu pochopení role ILC3 ve střevě.
"Tyto buňky," říká hlavní autor studie Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D., "plní důležité funkce ve střevě - bojují proti infekci, kontrolují integritu střevního epitelu a instruují vstřebávání lipidů."
Veiga-Fernandes pracuje v Champalimaudově centru neznámých v portugalském Lisabonu. Vede skupinu, která zkoumá komunikaci na buněčné úrovni mezi nervovým systémem a imunitním systémem.
Gény spánku, zdraví a hodiny
"Spánková deprivace nebo pozměněné spánkové návyky mohou mít dramatické zdravotní důsledky, které mohou mít za následek řadu onemocnění, která mají často imunitní složku, jako jsou zánětlivé stavy střev," vysvětluje Veiga-Fernandes.
Výzkum ukázal, že u lidí pracujících na směny je větší pravděpodobnost vzniku určitých dlouhodobých zdravotních problémů.
Například ti, kteří dlouhodobě pracují v nočních směnách, mají vyšší riziko stavů, jako jsou vředy, některé druhy rakoviny, metabolická onemocnění, obezita a gastrointestinální potíže.
"Abychom pochopili, proč se to děje," pokračuje Veiga-Fernandes, "začali jsme otázkou, zda jsou imunitní buňky ve střevě ovlivněny cirkadiánními hodinami."
On a jeho kolegové zjistili, že ILC3 jsou obzvláště citlivé na změny jejich hodinových genů, genů, které řídí rytmické buněčné procesy.
Také odhalili obvod, který spojuje cirkadiánní nebo 24hodinové hodiny v mozku s ILC3 ve střevě.
Ukazuje se, že narušení tohoto obvodu, který snímá změny v okolním světle, může změnit hodinové geny ILC3. Tyto genetické změny mohou narušit schopnost imunitních buněk regulovat zdraví střev.
Tým prokázal tento účinek narušením 24hodinových hodin v mozku myší.
Autoři píší, že „Chirurgicky nebo geneticky vyvolaná deregulace rytmu mozku vedla k narušení cirkadiánních oscilací ILC3, deregulovanému mikrobiomu a změněnému metabolismu lipidů.“
Narušení mozkových hodin snižuje střevní ILC3
Téměř všechny buňky v těle mají hodinové geny, které jim pomáhají sledovat 24hodinový cyklus.
Hodinové geny říkají buněčnému stroji, jaký je čas, aby se biologie těla mohla připravit na činnost citlivou na cyklus, jako je jídlo nebo spánek.
Zatímco hodinové geny každé buňky mohou udržet čas nezávisle, spoléhají se na hlavní hodiny v mozku, aby je synchronizovaly.
Navíc, protože mozkové hodiny jsou citlivé na vnější světlo, spojení s hodinovými geny ve zbytku těla pomáhá udržovat funkce těla synchronizované s denními a nočními cykly.
Tým zjistil, že narušení hodinových genů ILC3 dramaticky snížilo jejich přítomnost ve střevech.
"To vedlo k těžkému zánětu, porušení střevní bariéry a zvýšené akumulaci tuku," poznamenává Veiga-Fernandes.
Narušené hodiny mozku stírají cílový kód
Další vyšetřování odhalilo důvod dramatického poklesu ILC3 ve střevě. Ukazuje se, že narušení cirkadiánního obvodu mozku zastaví důležitý signál v dosažení hodinových genů ILC3.
Ztráta signálu ovlivňuje protein, který říká přechodným buňkám ILC3, kam mají migrovat. Protein funguje jako cílové poštovní směrovací číslo v navigaci a bez signálu z cirkadiánního obvodu mozku nemůže nastavit poštovní směrovací číslo.
Veiga-Fernandes říká, že on a jeho tým jsou těmito výsledky velmi nadšení, protože pomáhají vysvětlit, proč lidé, kteří jsou aktivní v noci, mají vyšší pravděpodobnost horšího zdraví střev a zánětlivých onemocnění.
Navrhuje, aby se tělo vyvinulo tak, že během denního světla, kdy převládá krmení, cirkadiánní hodiny v mozku řeknou ILC3, aby opustily střevo. To snižuje aktivitu ILC3 ve střevě, což zvyšuje metabolismus lipidů.
Snížení aktivity ILC3 však také ponechává střevo zranitelné vůči poškození. Takže v noci, kdy krmení nepřevažuje, hodiny mozku říkají ILC3, aby se vrátily zpět do břicha a prováděly obranné a opravné úkoly.
"[Všechno] to souvisí se skutečností, že tato specifická neuroimunitní osa je tak dobře regulována mozkovými hodinami, že jakékoli změny v našich návycích mají okamžitý dopad na tyto důležité starověké imunitní buňky."
Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.
