Tyrime, paskelbtame žurnale Imunologijos ribosArizonos universiteto Sveikatos mokslų centro miego, cirkadinių ir neurologijos tyrimų centro mokslininkai ištyrė cirkadinio ritmo sutrikimo poveikį plaučiams. Jie nustatė, kad beveik kiekviena kūno ląstelė seka laiką.
„Mes turime pagrindinį laikrodį smegenų viduryje, bet mes taip pat turime genų laikrodžius beveik kiekvienoje kūno ląstelėje“, – sakė Sairamas Parthasarathy, MD, Arizonos universiteto Sveikatos mokslų centro miego, cirkadinio ir miego centro direktorius. Neurologijos tyrimai. „Kiekvienas ląstelių tipas turi savo ritmą. Tai pasakytina apie kepenų ląsteles, smegenų ląsteles, baltuosius kraujo kūnelius ir toliau. Mes pradedame geriau suprasti molekulinę mašiną, kuri yra visa tai, kas yra įdomu.”
Ritmas, apie kurį kalba Parthasarathy, yra cirkadinis ritmas, fiziniai, psichiniai ir elgesio pokyčiai, vykstantys natūraliu 24 valandų ciklu. Cirkadinis ritmas koordinuoja daugelį biologinių procesų, įskaitant hormonų gamybą, virškinimą ir kūno temperatūrą.
Viską sinchronizuoti
Cirkadinis ritmas padeda sinchronizuoti organizmo organų sistemas ir reguliuoti imuninę sistemą. Tai tarsi simfoninis orkestras, kuriame visos individualios muzikantų natos kartu kuria klasikinę muziką. Jei vienas iš jų neveikia, pasekmės gali turėti įtakos visai grupei.
Kai kurie veiksniai turi įtakos cirkadiniam ritmui, įskaitant stresą, fizinį aktyvumą ir maisto vartojimą; tačiau didžiausią vaidmenį atlieka šviesa ir tamsa.
Cirkadinis ritmas sutrinka, kai vidinis kūno laikrodis nesinchronizuojasi su aplinka. Ligoninės ir ypač intensyvios terapijos skyriai yra pagrindinis cirkadinio ritmo sutrikimo šaltinis dėl nuolatinio apšvietimo ir dažnų gydytojų, slaugytojų ir medicinos padėjėjų apsilankymų. Tai gali sukelti miego įpročiai, pamaininis darbas ar kelionės.
„Su reaktyviniu atsilikimu mes įžeidžiame savo kūno cirkadinį laikrodį skrisdami greičiau, nei mūsų kūnas gali prisitaikyti“, – sakė A. universiteto Medicinos departamento Plaučių, alergijos, kritinės priežiūros ir miego medicinos skyriaus vedėjas, profesorius Parthasarathy. Medicinos koledžas – Tuksonas. „Kūnas tampa nesinchronizuotas su aplinka ir su savimi, nes skirtingos sistemos grįžta į normalią būseną skirtingu greičiu. Kelias dienas virškinimo trakto sistema, imuninė sistema, kepenys ir kitos sistemos veikia skirtingais ritmais ir yra”. nebendrauja normaliai“.
Ankstesni Šiaurės Vakarų universiteto tyrimai nustatė ryšį tarp cirkadinio ritmo sutrikimo ir žarnyno barjero funkcijos. Parthasarathy, pulmonologas, kurio mokslinių tyrimų interesai yra kvėpavimo sutrikimai ir neinvazinė ventiliacija, norėjo sužinoti, ar panašus poveikis gali būti pastebėtas plaučiuose.
Iškrinta iš sinchronizavimo
Tyrimo metu mokslininkai naudojo apšvietimo grafikus, kad sutrikdytų pelių cirkadinį ritmą, iš esmės suteikdami joms reaktyvinį atsilikimą. Jie taip pat naudojo lipopolisacharidus, kurie yra tam tikrų tipų bakterijų išorinės membranos dalis, kad imituotų ūminį plaučių pažeidimą.
Kai jie sukėlė cirkadinio ritmo sutrikimą, pirmas dalykas, kurį jie pastebėjo, buvo ūminio plaučių uždegimo padidėjimas dėl paūmėjusio imuninio atsako. Uždegimas yra imuninis atsakas į tokius dalykus kaip sužalojimas ar toksinai, o Parthasarathy teigė, kad imuninis ir cirkadinis ryšys yra ypač stiprus.
„Kai pabundame ir ruošiamės eiti miegoti, aplinkui yra daugiau imuninių ląstelių“, – sakė Parthasarathy ir pridūrė, kad cirkadinio ritmo ląstelių mechanizmas taip pat apima uždegimą reguliuojančias ląstelės dalis. „Šis tyrimas rodo, kad vien dėl reaktyvinio atsilikimo jūsų plaučiai gali būti labiau uždegę ir labiau pažeidžiami.
Be padidėjusio uždegimo, šis tyrimas pirmą kartą parodė padidėjusį plaučių pralaidumą dėl cirkadinio dezorganizavimo ir nustatė su procese susijusius genų reguliavimo sutrikimus.
Ląstelės turi citoskeletą, kuris suteikia ląstelei formą ir struktūrą. Plaučių epitelio ląstelėse, kurios padeda sukurti plaučių barjerą, genai reguliuoja citoskeleto baltymus, kurie yra svarbūs daugelio ląstelių funkcijų dalyviai, įskaitant ląstelių formos palaikymą ir ląstelių judrumo reguliavimą. Tyrėjai nustatė, kad tam tikri genai, dalyvaujantys citoskeleto reguliavime, buvo žymiai pakeisti per cirkadinio ritmo sutrikimą ir ūminio plaučių pažeidimo modelius.
„Mes nustatėme, kad šie aktino-citoskeleto genai buvo skirtingai ekspresuojami esant lipopolisacharidui, kuris sukelia plaučių kapiliarų nesandarumą ir ūminį plaučių pažeidimą, ir jie yra per daug modifikuojami sutrikdant cirkadinį ritmą“, – sakė Parthasarathy.
Kai šie genai buvo modifikuoti, greičiausiai pasikeitė plaučių epitelio ląstelių struktūra ir forma, todėl plaučių barjere atsirado spragos, leidžiančios skysčiui patekti į plaučius.
„Mes žinome, kad ūminis plaučių pažeidimas sukelia plaučių barjero nesandarumą ir uždegimą. Esant cirkadinio ritmo sutrikimui, tai dar labiau pablogėja”, – sakė Parthasarathy. „Yra daugiau nesandarumo ir daugiau uždegimų. Tai reiškia, kad esant tam tikram plaučių pažeidimo lygiui, plaučius dar labiau nuskandinsime ir plaučius dar labiau uždegsime, sukurdami cirkadinio ritmo sutrikimus vien dėl apšvietimo laiko.”
Išvados ilgainiui gali pakeisti pacientų priežiūrą ligoninėse. Tuo tarpu šis tyrimas padeda suprasti ląstelių pasekmes, atsirandančias dėl cirkadinio ritmo sutrikimo.
„Ištyrę molekulinius mechanizmus, vieną dieną galime rasti vaistams tinkamų taikinių, kurie gali apsaugoti pacientus nuo cirkadinio ritmo sutrikimo padarinių ir leisti jiems veiksmingiau išgyti“, – sakė Parthasarathy.
Parthasarathy yra pradiniame tyrimo etape, kurio metu mokslininkai pakartos intensyviosios terapijos skyriaus aplinką Miego, cirkadinių ir neurologijos tyrimų centre, kad nustatytų, kiek cirkadinio ritmo sutrikimų lemia aplinka ir kiek tai gali būti priskirta. pagrindinė liga.