Ученые из португальского научного фонда Шампалимо обнаружили, что функционирование группы иммунных клеток, которые оказывают значительное влияние на здоровье кишечника, зависит от работы биологических часов организма. Исследование на эту тему опубликовано в журнале Nature.
«Депривация или нарушение привычного характера сна могут иметь серьезные последствия для здоровья и провоцировать ряд заболеваний, которые часто имеют иммунный компонент, например, воспаления кишечника, — говорит Энрике Вейга-Фернандес, руководитель исследовательской группы. - Чтобы понять, почему это происходит, мы решили ответить на вопрос, влияют ли циркадные ритмы на иммунные клетки кишечника».
Почти все клетки человеческого организма имеют внутренний генетический механизм синхронизации с циркадными ритмами — через экспрессию так называемых «часовых генов». Этот механизм информирует клетки о времени суток и помогает им работать скоординированно, обеспечивая нормальное функционирование всего организма.
«Клетки в нашем теле не имеют прямого доступа к информации о внешнем освещении, поэтому отдельные клеточные часы могут быть выключены, — поясняет Вейга-Фернандес. - Главные мозговые часы, которые имеют прямую информацию о дневном свете, должны настраивать все эти часики внутри тела так, чтобы синхронизировать все системы и обеспечить наше благополучие».
В процессе изучения взаимосвязи иммунной системы и циркадных ритмов ученые обратили внимание на ILC3-клетки, которые оказались наиболее восприимчивы к нарушениям работы часовых генов. ILC3 — это один из подтипов врожденных иммунных клеток. Они играют важную роль в гомеостазе тканей и участвуют в быстром цитокин-зависимом реагировании организма в ходе воспалительных процессов.
Конкретно врожденные клетки третьего типа, как объясняет Вейга-Фернандес, ответственны за целостность кишечного эпителия и контролируют всасывание липидов:
«Когда мы нарушили работу клеточных часов, то обнаружили, что количество ILC3 в кишечнике значительно уменьшилось. Это привело к сильному воспалению, нарушению кишечного барьера и чрезмерному накоплению жиров».
Как выяснилось, ключевая проблема — в нарушении экспрессии гена ARNTL. Уже давно известно, что белок, кодируемый этим геном, играет важную роль в формировании циркадных ритмов: мыши с нокаутированным (удаленным или выключенным) ARNTL полностью теряли циркадные ритмы, в частности, при перемещении в пространстве.
Как оказалось, для ILC3 ARNTL-белок играет схожую функцию. Он регулирует экспрессию специфических белков на мембранах этих лимфоцитов, ученые называют их «клеточными почтовыми кодами». Эти «коды» управляют миграцией ILC3 в тканях кишечника, и, лишенные таких белков, лимфоциты не могли мигрировать в те участки, в которых требуется их присутствие.
«Во время дневного бодрствования, когда вы едите, биологические часы мозга снижают активность ILC3, чтобы способствовать здоровому метаболизму липидов. По окончании приема пищи ILC3 получают указание возвращаться в кишечник, где они нужны для борьбы с чужеродной микрофлорой и регенерации эпителия», — подытоживает Вейга-Фернандес. У людей, работающих по ночам, этот процесс перемещения лимфоцитов нарушается, что и приводит к дисфункции и заболеваниям кишечника.