Zaburzenie genów zegarowych pewnej grupy komórek z jelita – naturalnych komórek limfoidalnych typu 3. (ang. Type 3 Innate Lymphoid Cells, ILC3s) – prowadzi do spadku ich liczebności, ciężkiego stanu zapalnego, problemów z barierą jelitową i nasilonej akumulacji tłuszczu. Wg autorów badania, to po części wyjaśnia, czemu u osób, które pracują nocą czy zmieniają strefy czasowe, często występują otyłość lub nieswoiste zapalenia jelit (IBD).

Brak snu lub zmienione nawyki związane ze snem mogą mieć dramatyczne konsekwencje zdrowotne, skutkując różnymi chorobami, które często mają komponent immunologiczny, np. IBD – podkreśla Henrique Veiga-Fernandes z Fundacji Champalimaudów. By zrozumieć, co się dzieje, naukowcy zaczęli sobie zadawać pytania odnośnie do komórek odpornościowych z jelita i zegara biologicznego.

Jak wyjaśniają Portugalczycy, niemal wszystkie komórki w organizmie mają maszynerię genetyczną, która podąża za rytmem okołodobowym za pośrednictwem ekspresji tzw. genów zegarowych. Geny zegarowe działają jak miniaturowe zegarki, które informują komórki o porze dnia i w ten sposób pomagają tworzonym przez nie narządom i układom przewidzieć, co się będzie działo, np. czy jest pora jedzenia, czy spania.

Naukowcy dodają, że choć zegarki komórkowe są autonomiczne, nadal muszą być synchronizowane, by upewnić się, że wszyscy znajdują się na tej samej stronie [instrukcji].

Komórki wewnątrz organizmu nie mają bezpośredniej informacji o zewnętrznym świetle, co oznacza, że zegarki poszczególnych komórek mogą dawać niewłaściwe wskazania. Zadaniem zegara mózgowego [jąder nadskrzyżowaniowych], który otrzymuje bezpośrednie dane nt. światła, jest [więc] synchronizacja tych zegarków w ciele, tak by wszystkie układy działały jak dobra orkiestra. To absolutnie konieczne dla dobrostanu.

Autorzy artykułu z pisma Nature odkryli, że spośród różnych komórek odpornościowych z jelita ILC3s są szczególnie podatne na zaburzenia genów zegarowych. Komórki te spełniają w jelicie ważne funkcje: zwalczają infekcje, kontrolują integralność nabłonka jelit oraz regulują wchłanianie tłuszczów. Gdy zaburzyliśmy ich zegary, odkryliśmy, że liczba ILC3s w jelicie była znacząco obniżona. To zaś skutkowało ciężkim stanem zapalnym, załamaniem bariery jelitowej i nasiloną akumulacją tłuszczu.

W dalszej kolejności ekipa postanowiła sprawdzić, czemu mózgowy zegar ma tak silny wpływ na liczebność ILC3s.

Gdy akademicy analizowali, jak zaburzenie mózgowego zegara wpływa na ekspresję różnych genów w ILC3s, okazało się, że problemem jest brak molekularnego „kodu pocztowego”. Jak wyjaśniają Portugalczycy, by dało się zlokalizować jelito, w błonie ILC3s musi zachodzić ekspresja pewnego białka, które działa jak kod pocztowy. Ten znacznik instruuje ILC3s, czasowych rezydentów jelita, gdzie migrować. Pod nieobecność mózgowych wskazówek okołodobowych w ILC3s nie zachodzi ekspresja znacznika, przez co nie mogą one trafić do celu.

Veiga-Fernandes uważa, że udało się ustalić coś bardzo ważnego, gdyż wyjaśnia się, czemu u osób prowadzących nocny tryb życia pojawiają się problemy z jelitem. To doskonały przykład adaptacji ewolucyjnej. Podczas aktywnego okresu dnia, kiedy jemy, mózgowy zegar obniża aktywność ILC3s, by sprzyjać zdrowemu metabolizmowi tłuszczów. […] Po zakończeniu okresu jedzenia zegar instruuje z kolei ILC3s, by wróciły do jelita, gdzie są potrzebne, by walczyć z najeźdźcami i sprzyjać regeneracji nabłonka.

„Nie jest zaskakujące, że osoby pracujące na nocne zmiany mogą cierpieć na choroby zapalne jelit. Wiąże się to z faktem, że opisana oś neuroimmunologiczna jest tak dobrze wyregulowana przez mózgowy zegar, że jakakolwiek zmiana zwyczajów może mieć bezpośredni wpływ na ILC3s”.

 

 

 

Źródło: Champalimaud Centre for the Unknown