Чи може цей механізм пояснити, чому безсонні ночі впливають на здоров’я кишечника?
Запалення кишечника та інші стани, пов’язані з імунною системою, частіше зустрічаються серед людей з нерегулярним режимом сну, включаючи тих, хто працює в нічні зміни. Тепер нові дослідження на мишах виявили раніше невідомий механізм, який може допомогти пояснити зв'язок.
Механізм стосується вроджених лімфоїдних клітин групи 3 (ILC3). Ці імунні клітини відіграють важливу роль у контролі обміну речовин, запалення та інших біологічних процесів.
У недавньому Природа Вчені пояснюють, як вони використовували мишей, щоб краще зрозуміти роль ILC3 в кишечнику.
«Ці клітини, - каже старший автор дослідження, доктор філософії Енріке Вейга-Фернандес, - виконують важливі функції в кишечнику - вони борються з інфекцією, контролюють цілісність епітелію кишечника та інструктують всмоктування ліпідів».
Вейга-Фернандес працює в Центрі невідомих Шампалімо в Лісабоні, Португалія. Він очолює групу, яка досліджує спілкування на клітинному рівні між нервовою системою та імунною системою.
Гени режиму сну, здоров’я та годинника
"Порушення сну або зміна звичок сну можуть мати значні наслідки для здоров'я, що призводить до низки захворювань, які часто мають імунну складову, таких як запалення кишечника", - пояснює Вейга-Фернандес.
Дослідження показали, що люди, які працюють на зміну, частіше мають певні довгострокові проблеми зі здоров’ям.
Наприклад, у тих, хто тривалий час працює у нічні зміни, підвищений ризик таких захворювань, як виразка, деякі види раку, метаболічні захворювання, ожиріння та шлунково-кишкові захворювання.
"Щоб зрозуміти, чому це відбувається, - продовжує Вейга-Фернандес, - ми почали з того, що запитували, чи впливають на імунні клітини кишечника циркадні годинники".
Він та його колеги виявили, що ILC3s особливо чутливі до змін у своїх тактових генах, генах, які контролюють ритмічні клітинні процеси.
Вони також виявили схему, яка пов'язує цілодобовий, або цілодобовий, годинник у мозку з ILC3 в кишечнику.
Здається, порушення роботи цієї схеми, яка сприймає зміни в світлі навколишнього середовища, може змінити тактові гени ILC3. Ці генетичні зміни можуть погіршити здатність імунних клітин регулювати здоров'я кишечника.
Команда продемонструвала цей ефект, порушивши цілодобовий годинник у мозку мишей.
Автори пишуть, що «Хірургічно або генетично зумовлена дерегуляція мозкової ритмічності призвела до порушення циркадних коливань ILC3, дерегульованого мікробіома та зміни ліпідного обміну».
Порушення роботи мозку зменшує ILC3 в кишечнику
Майже всі клітини в організмі мають годинникові гени, які допомагають їм дотримуватися 24-годинного циклу.
Гени годинника повідомляють клітинному механізму, який час, щоб біологія організму могла підготуватися до чутливої до циклу діяльності, наприклад, їжі або сну.
Хоча гени годинника кожної клітини можуть самостійно тримати час, вони покладаються на головний годинник мозку, щоб тримати їх синхронізованими.
Крім того, оскільки годинникова схема мозку чутлива до зовнішнього світла, зв’язок з годинниковими генами в іншій частині тіла допомагає синхронізувати функції організму з денними та нічними циклами.
Команда виявила, що порушення годинникових генів ILC3 різко зменшило їх присутність у кишечнику.
"Це призвело до сильного запалення, порушення кишкового бар'єру та збільшення накопичення жиру", - зазначає Вейга-Фернандес.
Порушений мозковий годинник стирає код призначення
Подальше розслідування виявило причину різкого падіння ILC3 в кишечнику. Схоже, що порушення циркадної схеми мозку зупиняє важливий сигнал, що надходить до тактових генів ILC3.
Втрата сигналу впливає на білок, який повідомляє тимчасовим клітинам ILC3, куди слід мігрувати. Білок працює як поштовий індекс призначення в сатнаві, і без сигналу з циркадної схеми мозку він не може встановити поштовий індекс.
Вейга-Фернандес каже, що він та його команда дуже схвильовані цими результатами, оскільки вони допомагають пояснити, чому люди, які активні вночі, частіше мають гірший стан кишечника та запальні захворювання.
Він припускає, що організм еволюціонував так, що під час денного світла, коли переважає годування, цілодобовий годинник у мозку повідомляє ILC3s залишити кишечник. Це зменшує активність ILC3 в кишечнику, що посилює ліпідний обмін.
Однак зменшення активності ILC3 також робить кишечник вразливим до пошкоджень. Отже, вночі, коли годування не переважає, годинник мозку говорить ILC3s повернутися в кишечник і виконувати оборонні та ремонтні завдання.
"Це [все пов’язано] з тим фактом, що ця специфічна нейроімунна вісь настільки добре регулюється годинниковим мозком, що будь-які зміни в наших звичках негайно впливають на ці важливі, давні імунні клітини"
Генріке Вейга-Фернандес, доктор філософії
