EVer se ocitl mimo synchronizaci s normálními vzory spánku po pozdních nocích nebo prací noční směny? Mohlo by to být, že zažíváte to, co vědci nazývají sociální jet lag.
Termín popisuje nesoulad mezi našimi vnitřními těly (cirkadiánní rytmus) a náš sociální rozvrh.
Sociální lag trysky spojené s nepravidelnými spánkovými vzory a nekonzistentní expozicí dennímu světlu je stále běžnější a bylo spojeno s oslabeným imunitním systémem.
Například narušení našich cirkadiánních rytmů prostřednictvím směnné práce má negativní dopad na naši schopnost bojovat proti infekcím.
Tato pozorování posilují myšlenku, že udržování robustního cirkadiánního rytmu pravidelnou expozicí dennímu světlu podporuje zdravý imunitní systém.
Jak ale imunitní systém ví, kdy je den? To je přesně to, co náš výzkum, publikovaný dnes ve vědecké imunologii, odhalil. Naše zjištění by nakonec mohla přinést výhody pro léčbu zánětlivých stavů.
První respondenti na infekci
Cirkadiánní rytmy jsou základním rysem celého života na Zemi. Předpokládá se, že se před 2,5 miliardami let vyvinuly, umožňují organismům přizpůsobit se výzvám spojeným s 24hodinovým solárním dnem.
Na molekulární úrovni jsou tyto cirkadiánní rytmy organizovány geneticky kódovaným vícesložkovým časem, který se nazývá cirkadiánní hodiny. Je známo, že téměř všechny buňky mají komponenty pro cirkadiánní hodiny. Ale to, jak fungují v různých typech buněk, aby regulovaly své chování, je však velmi špatně pochopeno.
V laboratoři používáme zebrafish – malé sladkovodní ryby běžně prodávané v obchodech pro domácí zvířata – jako modelový organismus k pochopení naší imunitní reakce na bakteriální infekci.
Používáme larvální zebrafish, protože jejich genetický make -up a imunitní systém jsou podobné našemu. Mají také průhledná těla, což usnadňuje pozorování biologických procesů pod mikroskopem.
Zaměřujeme se na imunitní buňku zvanou „neutrofil“, typ bílé krvinky. Zajímají nás tyto buňky, protože se specializují na zabíjení bakterií, jsou prvními respondenty na infekci a jsou nejhojnější imunitní buňkou v našem těle.
Protože se jedná o velmi krátkodobé buňky, neutrofily izolované z lidské krve jsou notoricky obtížné s experimentálně pracovat. Avšak s transparentní larvální zebrafish je můžeme natočit tak, aby přímo pozorovali, jak tyto buňky fungují, uvnitř zcela neporušeného zvířete.
Buňky mohou zjistit, zda je to den
Naše počáteční studie ukázaly sílu imunitní odpovědi na bakteriální infekci, která byla vrcholem během dne, kdy jsou zvířata aktivní.
Myslíme si, že to představuje evoluční reakci, která poskytuje lidem i zebrafish výhodu přežití. Protože denní zvířata, jako jsou lidé a zebrafish, jsou během denního světla nejaktivnější, s větší pravděpodobností se setkávají s bakteriálními infekcemi.
Tato práce nás přiměla zvědavost, jak se tato zvýšená imunitní reakce synchronizovala s denním světlem. Natočením filmů neutrofilů zabíjejících bakterie v různých denních dobách jsme zjistili, že během dne zabíjejí bakterie efektivněji než v noci.
Poté jsme geneticky upravili neutrofily, abychom vypnuli své cirkadiánní hodiny pečlivým odstraněním konkrétních komponent hodin. Jedná se o přístup podobný odstranění důležitých ozubených kog z analogových hodin, takže už nezaškrtne.
To vedlo k objevu, že tyto důležité imunitní buňky mají vnitřní světlo-regulované cirkadiánní hodiny, které upozorňují buňky na den (podobné budíku). To zvyšuje jejich schopnost zabíjet bakterie.
Naší další výzvou je přesně pochopit, jak je světlo detekováno neutrofily a zda lidské neutrofily se také spoléhají na tento vnitřní mechanismus časování k regulaci jejich antibakteriální aktivity.
Také jsme zvědaví, zda je tento mechanismus zabíjení omezen na určité typy bakterií, jako jsou ty, s nimiž se během dne s větší pravděpodobností setkáme. Nebo je to obecnější reakce na všechny infekční hrozby (včetně virových infekcí)?
Tento výzkum odemkne potenciál pro vývoj léčiv, které se zaměřují na cirkadiánní hodiny neutrofilů, aby regulovaly aktivitu buněk. Vzhledem k tomu, že neutrofily jsou první a nejhojnější imunitní buňky, které mají být přijaty do míst zánětu, objev má velmi široké důsledky pro mnoho zánětlivých stavů.
Zde popsaný výzkum vedli kandidáti PhD Lucia Du a Pramuk Keerthisinghe a byl spoluprací mezi Hall Laboratory a Chronobiologickovou výzkumnou skupinou vedenou Guy Warman a James Cheeseman na fakultě lékařských a zdravotnických věd University of Auckland.
Chris Hall je docentem imunologie na University of Auckland, Waipapa Taumata Rau na Novém Zélandu. Tento článek je znovu publikován z konverzace na základě licence Creative Commons. Přečtěte si Původní článek.
