Cirkadiánní rytmy ukázaly, že hrají roli při opravě svalů

Vnitřní hodiny těla nediktují, když spíme – také určuje, jak rychle se naše svaly uzdravují. Nová studie severozápadní medicíny u myší, Publikováno dnes v Pokroky vědynaznačuje, že zranění svalů se léčí rychleji, když se vyskytují během přirozených hodin bdění těla.

Tato zjištění by mohla mít důsledky pro pracovníky směny a mohou se také ukázat jako užitečné při porozumění účinkům stárnutí a obezity, řekla starší autorka Clara Peek, docentka biochemie a Molekulární genetika na Northwestern University Feinberg School of Medicine.

Studie také může pomoci vysvětlit, jak narušení jako JetLag a denní čas mění dopad cirkadiánní rytmy a zotavení svalů.

„V každé z našich buněk máme geny, které tvoří molekulární cirkadiánní hodiny,“ řekl Peek. „Tyto hodinové geny kódují sadu transkripčních faktorů, které regulují mnoho procesů v celém těle a sladí je s vhodnou denní dobou. Věci, jako je chování spánku/probuzení, metabolismus, tělesná teplota a hormony – to vše je cirkadiánní.“

Předchozí výzkum Z PEEK Laboratory zjistila, že myši regenerovaly svalové tkáně rychleji, když k poškození došlo během jejich normálních probuzení. Když myši zažily poškození svalů během obvyklých hodin spánku, léčení bylo zpomaleno.

V současné studii se Peek a její spolupracovníci snažili lépe porozumět tomu, jak cirkadiánní hodiny ve svalových kmenových buňkách řídí regeneraci v závislosti na denní době.

Pro studii PEEK a její spolupracovníci provedli sekvenování zraněných a nepoškozených svalů u myší v různých denních dobách. Zjistili, že denní doba ovlivnila hladiny zánětlivé odezvy ve kmenových buňkách, které signalizovaly neutrofily – „první respondent“ vrozené imunitní buňky při regeneraci svalů.

„Zjistili jsme, že signalizace buněk navzájem byla mnohem silnější hned po zranění, když byly myši zraněny během období probuzení,“ řekl Peek. „To bylo vzrušující zjištění a je dalším důkazem, že cirkadiánní regulace regenerace svalů je diktována tímto přeslechem imunitní buňky kmenových buněk.“

Vědci zjistili, že hodiny svalových kmenových buněk také ovlivnily produkci po zranění NAD⁺koenzym nalezený ve všech buňkách, který je nezbytný pro vytváření energie v těle a je zapojen do stovek Metabolické procesy.

Dále, pomocí geneticky manipulovaného myšího modelu, který zvýšil Nad⁺ výroba konkrétně v svalové kmenové buňkyTým vědců zjistil, že NAD⁺ indukuje zánětlivé reakce a nábor neutrofilů, podpora regenerace svalů.

Zjištění mohou být zvláště důležitá pro pochopení narušení cirkadiánních rytmů, ke kterým dochází ve stárnutí a obezitě, řekl Peek.

„Cirkadiánní narušení spojené se stárnoucími a metabolickými syndromy, jako je obezita a diabetes, jsou také spojeny se sníženou regenerací svalů,“ řekl Peek. „Nyní se můžeme zeptat: tyto cirkadiánní narušení přispívají v těchto podmínkách k horší kapacitě regenerace svalů? Jak to interaguje s imunitním systémem?“

Peek a její spolupracovníci se pohybují vpřed a doufají, že přesně identifikují, jak nad⁺ Vyvolává imunitní odpovědi a jak se tyto reakce mění u nemocí.

„Mnoho cirkadiánních biologie se zaměřuje na molekulární hodiny v jednotlivých typech buněk a v nepřítomnosti stresu,“ řekl Peek. „Neměli jsme tuto technologii donedávna dostatečně se podívat na interakce buněčných buněk. Snažíme se pochopit, jak různé cirkadiánní hodiny interagují v podmínkách stresu a regenerace je opravdu vzrušující nová hranice. “