Θα μπορούσε αυτός ο μηχανισμός να εξηγήσει γιατί οι αϋπνίες νύχτες επηρεάζουν την υγεία του εντέρου;
Η φλεγμονή του εντέρου και άλλες καταστάσεις που περιλαμβάνουν το ανοσοποιητικό σύστημα είναι πιο συχνές μεταξύ των ατόμων με ακανόνιστα πρότυπα ύπνου, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που εργάζονται νυχτερινές βάρδιες. Τώρα, νέα έρευνα σε ποντίκια έχει αποκαλύψει έναν προηγουμένως άγνωστο μηχανισμό που θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξήγηση της σύνδεσης.
Ο μηχανισμός αφορά τα έμφυτα λεμφοειδή κύτταρα της ομάδας 3 (ILC3s). Αυτά τα ανοσοκύτταρα έχουν ισχυρό ρόλο στον έλεγχο του μεταβολισμού, της φλεγμονής και άλλων βιολογικών διεργασιών.
Σε πρόσφατο Φύση χαρτί, οι επιστήμονες εξηγούν πώς χρησιμοποίησαν ποντίκια για να κατανοήσουν καλύτερα το ρόλο των ILC3 στο έντερο.
«Αυτά τα κύτταρα», λέει ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D., «εκπληρώνουν σημαντικές λειτουργίες στο έντερο - καταπολεμούν τη μόλυνση, ελέγχουν την ακεραιότητα του επιθηλίου του εντέρου και καθοδηγούν την απορρόφηση των λιπιδίων».
Η Veiga-Fernandes εργάζεται στο Champalimaud Center for the Unknown, στη Λισαβόνα της Πορτογαλίας. Οδηγεί μια ομάδα που διερευνά την επικοινωνία σε κυτταρικό επίπεδο μεταξύ του νευρικού συστήματος και του ανοσοποιητικού συστήματος.
Σχέδια ύπνου, υγεία και γονίδια ρολογιού
«Η στέρηση του ύπνου ή οι αλλοιωμένες συνήθειες ύπνου μπορεί να έχουν δραματικές συνέπειες στην υγεία, με αποτέλεσμα μια σειρά ασθενειών που συχνά έχουν ανοσοποιητικό συστατικό, όπως φλεγμονώδεις παθήσεις του εντέρου», εξηγεί ο Veiga-Fernandes.
Η έρευνα έχει δείξει ότι τα άτομα που εργάζονται με βάρδιες είναι πιο πιθανό να αναπτύξουν ορισμένα μακροχρόνια προβλήματα υγείας.
Όσοι εργάζονται νυχτερινές βάρδιες για μεγάλο χρονικό διάστημα, για παράδειγμα, έχουν υψηλότερο κίνδυνο καταστάσεων όπως έλκη, ορισμένους καρκίνους, μεταβολικές ασθένειες, παχυσαρκία και γαστρεντερικές παθήσεις.
«Για να καταλάβουμε γιατί συμβαίνει αυτό», συνεχίζει η Veiga-Fernandes, «ξεκινήσαμε ρωτώντας αν τα ανοσοκύτταρα στο έντερο επηρεάζονται από το κιρκαδικό ρολόι».
Αυτός και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι τα ILC3 είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις αλλαγές στα γονίδια ρολογιού τους, τα γονίδια που ελέγχουν τις διαδικασίες ρυθμικών κυττάρων.
Ανακάλυψαν επίσης ένα κύκλωμα που συνδέει το κιρκαδικό, ή 24ωρο, ρολόι στον εγκέφαλο με ILC3s στο έντερο.
Φαίνεται ότι οι διαταραχές σε αυτό το κύκλωμα, που ανιχνεύουν αλλαγές στο φως του περιβάλλοντος, μπορούν να αλλάξουν τα γονίδια ρολογιού ILC3. Αυτές οι γενετικές αλλαγές μπορούν να επηρεάσουν την ικανότητα των ανοσοκυττάρων να ρυθμίζουν την υγεία των εντέρων.
Η ομάδα έδειξε αυτό το αποτέλεσμα διαταράσσοντας το 24ωρο ρολόι στον εγκέφαλο των ποντικών.
Οι συγγραφείς γράφουν ότι «η χειρουργική ή γενετικά προκαλούμενη απορρύθμιση της εγκεφαλικής ρυθμικότητας οδήγησε σε διαταραχές των κιρκαδικών ταλαντώσεων ILC3, ενός απορρυθμισμένου μικροβίου και σε μεταβολισμό των λιπιδίων».
Η διακοπή του εγκεφαλικού ρολογιού μειώνει τα ILC3 του εντέρου
Σχεδόν όλα τα κύτταρα του σώματος έχουν γονίδια ρολογιού που τα βοηθούν να ακολουθήσουν έναν 24ωρο κύκλο.
Τα γονίδια ρολογιών λένε στα μηχανήματα των κυττάρων τι ώρα είναι έτσι ώστε η βιολογία του σώματος να μπορεί να προετοιμαστεί για δραστηριότητα ευαίσθητη στον κύκλο, όπως το φαγητό ή ο ύπνος.
Ενώ τα γονίδια ρολογιού κάθε κυττάρου μπορούν να διατηρήσουν τον χρόνο ανεξάρτητα, βασίζονται στο κύριο ρολόι στον εγκέφαλο για να τα διατηρήσουν συγχρονισμένα.
Επιπλέον, επειδή το κύκλωμα ρολογιού του εγκεφάλου είναι ευαίσθητο στο εξωτερικό φως, η σύνδεση με γονίδια ρολογιού στο υπόλοιπο σώμα βοηθά στη διατήρηση των λειτουργιών του σώματος σε συγχρονισμό με τους κύκλους ημέρας και νύχτας.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι η διακοπή των γονιδίων του ρολογιού των ILC3 μείωσε δραματικά την παρουσία τους στο έντερο.
«Αυτό είχε ως αποτέλεσμα σοβαρή φλεγμονή, διάρρηξη του φράγματος του εντέρου και αυξημένη συσσώρευση λίπους», σημειώνει ο Veiga-Fernandes.
Το διαταραγμένο ρολόι εγκεφάλου σκουπίζει τον κωδικό προορισμού
Περαιτέρω έρευνα αποκάλυψε τον λόγο για τη δραματική πτώση των ILC3 στο έντερο. Φαίνεται ότι η διακοπή στο κιρκαδικό κύκλωμα του εγκεφάλου σταματά ένα σημαντικό σήμα από την επίτευξη των γονιδίων ρολογιού ILC3.
Η απώλεια του σήματος επηρεάζει μια πρωτεΐνη που λέει στα παροδικά κύτταρα ILC3 πού πρέπει να μεταναστεύσουν. Η πρωτεΐνη λειτουργεί σαν ταχυδρομικός κώδικας προορισμού σε satnav και χωρίς το σήμα από το κιρκαδικό κύκλωμα του εγκεφάλου, δεν μπορεί να ρυθμίσει τον ταχυδρομικό κώδικα.
Ο Veiga-Fernandes λέει ότι αυτός και η ομάδα του είναι πολύ ενθουσιασμένοι με αυτά τα αποτελέσματα επειδή βοηθούν να εξηγήσουν γιατί οι άνθρωποι που είναι ενεργοί τη νύχτα είναι πιο πιθανό να έχουν κακή υγεία του εντέρου και να εμφανίσουν φλεγμονώδεις ασθένειες.
Προτείνει ότι το σώμα έχει εξελιχθεί έτσι ώστε κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν κυριαρχεί η σίτιση, το κιρκαδικό ρολόι στον εγκέφαλο να λέει στους ILC3 να φύγουν από το έντερο. Αυτό μειώνει τη δραστηριότητα ILC3 στο έντερο, η οποία ενισχύει το μεταβολισμό των λιπιδίων.
Ωστόσο, η μείωση της δραστηριότητας ILC3 αφήνει επίσης το έντερο ευάλωτο σε βλάβες. Έτσι, τη νύχτα, όταν δεν κυριαρχεί η σίτιση, το ρολόι του εγκεφάλου λέει στους ILC3 να επιστρέψουν στο έντερο και να εκτελέσουν αμυντικές και επισκευές.
"Όλα [έχουν] σχέση με το γεγονός ότι αυτός ο συγκεκριμένος νευρο-ανοσοποιητικός άξονας ρυθμίζεται τόσο καλά από το ρολόι του εγκεφάλου που οποιεσδήποτε αλλαγές στις συνήθειες μας έχουν άμεσο αντίκτυπο σε αυτά τα σημαντικά, αρχαία ανοσοκύτταρα."
Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.
