Kas see mehhanism võiks seletada, miks unetud ööd mõjutavad soolestiku tervist?
Soolepõletik ja muud immuunsüsteemi puudutavad seisundid on levinumad ebaregulaarse unerežiimiga inimeste seas, sealhulgas öises vahetuses. Nüüd on hiirte uus uurimine paljastanud seni tundmatu mehhanismi, mis võiks seost selgitada.
Mehhanism puudutab 3. rühma kaasasündinud lümfoidrakke (ILC3). Nendel immuunrakkudel on tugev roll ainevahetuse, põletiku ja muude bioloogiliste protsesside kontrollimisel.
Hiljutises Loodus paberil selgitavad teadlased, kuidas nad kasutasid hiiri, et paremini mõista ILC3-de rolli soolestikus.
"Need rakud," ütleb vanemteadur Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D., "täidavad soolestikus olulisi funktsioone - nad võitlevad nakkuse vastu, kontrollivad soole epiteeli terviklikkust ja juhatavad lipiidide imendumist."
Veiga-Fernandes töötab Portugalis Lissabonis Champalimaudi tundmatute keskuses. Ta juhib rühma, mis uurib rakutasandil närvisüsteemi ja immuunsüsteemi vahelist suhtlust.
Unerežiim, tervis ja kella geenid
"Unepuudulikkusel või muutunud uneharjumustel võivad olla dramaatilised tagajärjed tervisele, mille tagajärjeks on mitmesugused haigused, millel on sageli immuunkomponent, näiteks soole põletikulised seisundid," selgitab Veiga-Fernandes.
Uuringud on näidanud, et vahetustega töötavatel inimestel tekivad tõenäolisemalt teatud pikaajalised terviseprobleemid.
Näiteks neil, kes töötavad pikka aega öises vahetuses, on suurem risk haiguste tekkeks nagu haavandid, mõned vähid, ainevahetushaigused, rasvumine ja seedetrakti haigused.
"Mõistmaks, miks see juhtub," jätkab Veiga-Fernandes, "alustasime küsimusega, kas ööpäevane kell mõjutab soolestiku immuunrakke."
Ta ja tema kolleegid leidsid, et ILC3-d on eriti tundlikud muutuste suhtes oma kella geenides - geenides, mis kontrollivad rütmilisi rakuprotsesse.
Nad avastasid ka vooluringi, mis seob aju ööpäevaringset või ööpäevaringset kella soolestikus olevate ILC3-dega.
Näib, et selle voolu katkestused, mis tajuvad keskkonnavalguse muutusi, võivad muuta ILC3 kella geene. Need geneetilised muutused võivad kahjustada immuunrakkude võimet soolestiku tervist reguleerida.
Meeskond demonstreeris seda efekti, häirides hiirte ajus ööpäevaringset kella.
Autorid kirjutavad, et "aju rütmilisuse kirurgiliselt või geneetiliselt indutseeritud deregulatsioon viis häiritud ööpäevaste ILC3 võnkumiste, reguleerimata mikrobiomi ja lipiidide metabolismi muutumiseni."
Ajukella häirimine vähendab soolestiku ILC3-d
Peaaegu kõigil keharakkudel on kellageenid, mis aitavad neil 24-tunnist tsüklit jälgida.
Kellageenid ütlevad rakumasinale, mis on aeg, et keha bioloogia saaks valmistuda tsüklitundlikuks tegevuseks, näiteks söömiseks või magamiseks.
Kuigi iga raku kella geenid suudavad aega iseseisvalt hoida, tuginevad nad sünkroniseerimisel aju põhikellale.
Lisaks sellele, kuna aju kella vooluringid on välise valguse suhtes tundlikud, aitab ühendus ülejäänud keha kella geenidega hoida keha funktsioone sünkroonis päeva ja öö tsüklitega.
Meeskond leidis, et ILC3-de kellageenide häirimine vähendas nende esinemist soolestikus dramaatiliselt.
"Selle tulemuseks oli raske põletik, sooletõkke rikkumine ja rasva suurema kogunemine," märgib Veiga-Fernandes.
Häiritud ajukell pühib sihtkoodi
Edasine uurimine näitas ILC3-de dramaatilise languse põhjust soolestikus. Näib, et aju ööpäevaringluse katkestamine peatab olulise signaali jõudmise ILC3 kella geenidesse.
Signaali kadumine mõjutab valku, mis ütleb mööduvatele ILC3 rakkudele, kuhu rännata. Valk töötab satnavis nagu sihtkoha sihtnumber ja ilma aju ööpäevaringist pärineva signaalita ei saa see postiindeksit seadistada.
Veiga-Fernandes ütleb, et tema ja tema meeskond on nendest tulemustest väga põnevil, sest need aitavad selgitada, miks öösel aktiivsete inimeste soolestiku tervis on halvem ja neil on põletikulisi haigusi.
Ta soovitab, et keha on arenenud nii, et päevavalguse ajal, kui toitumine valitseb, käsib ajus ööpäevane kell ILC3-del soolestikust lahkuda. See vähendab ILC3 aktiivsust soolestikus, mis suurendab lipiidide ainevahetust.
Kuid ILC3 aktiivsuse vähenemine jätab ka soolestiku haavatavaks. Niisiis öösel, kui toitmine ei valitse, ütleb ajukell ILC3-dele, et nad läheksid tagasi soolestikku ja täidaksid kaitse- ja parandusülesandeid.
"See kõik on seotud asjaoluga, et seda spetsiifilist neuro-immuunsust telge reguleerib aju kell nii hästi, et kõik muutused meie harjumustes avaldavad neile olulistele iidsetele immuunrakkudele kohest mõju."
Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.
