Циркадные ритмы: влияние на иммунный ответ

Циркадные ритмы – это циклические колебания интенсивности физиологических процессов с периодичностью около 24 часов. Они влияют на температуру тела, сердечный ритм, концентрацию гормонов, обмен веществ и т. д. Учитывая, что многие дерматологические заболевания связаны с нарушением толерантности иммунной системы или сбоем в определенном ее звене, ученые провели клинические исследования, которые описывают взаимосвязь циркадных ритмов и силы ответа иммунной системы. Подобного рода исследования позволяют значительно повысить эффективность лечения хронических дерматозов, аллергозов и аутоиммунных заболеваний.

Читайте на estet-portal.com о молекулярно-генетических основах биологических ритмов, исследованиях о механизмах влияния циркадных ритмов на иммунную систему и организм в целом.

Молекулярный механизм циркадных ритмов

На сегодняшний день существует четкое понимание молекулярно -генетического механизма «биологических часов». Основными генами, регулирующими циркадные ритмы, являются гены «period» (периодический) и «timeless» (временной). Периодический ген в своём составе имеет PER- протеин, циклические колебания которого регулируют биологические ритмы человека. Уровень PER-протеина возрастает в ночное время и снижается в течении дня, вследствие деградации под действием внешних факторов, в том числе и света, синхронно с циркадными ритмами.

Регуляция циркадных ритмов происходит по принципу обратной связи: когда белок PER синтезируется достаточное количество, протеин блокирует активность собственного периодического гена, прекращая синтез мРНК и PER-протеина.

 

My default image

 

Данный белок синтезируется в цитоплазме клетки, однако накапливается он в клеточном ядре. Ген «timeless» содержит в своём составе протеин TIM, который образует комплекс с белком временного гена PER, защищая его от разрушения и обеспечивая его доставку в клеточное ядро. При попадании комплекса протеинов PER и TIM в ядро, они блокируют факторы транскрипции и, тем самым, ингибируют процессы транскрипции генов «period» и «timeless». Ген «double-time» кодирует протеин DBT, который влияет на деградацию PER-протеина, замедляет его накопление в клеточном ядре, чтобы цикл колебаний уровня белка длился 24 часа. Протеин DBT предотвращает синтез излишнего количества белка периодического гена в цитоплазме клетки. Таким образом, протеин DBT обеспечивает стабильность суточных ритмов.

Читайте нас в Instagram!

Ещё одним ключевым геном для регуляции циркадных ритмов является ген «cryptochrome», который кодирует протеин фоторецептора CRY. Этот белок реагирует на синий и ультрафиолетовый свет, отправляя сигнал про уровень освещения и время суток в мозг. Также белок CRY регулирует синтез протеина временного гена TIM: он способствует его деградации до наступления темного времени суток.

Читайте также: Клинические исследования эффективности интервального голодания

Основной регулятор циркадных ритмов находится в головном мозге. Все сигналы передаются в эпифиз. Он получает сигналы про уровень освещенности с помощью зрительных нервов от ганглиозных клеток сетчатки. Данные клетки содержат фоточувствительные криптохромные и меланопсиновые рецепторы.

После получения сигналов эпифиз выделяет гормоны мелатонин и серотонин, которые синхронизирует циркадные ритмы во всех клетках организма.

Мелатонин – гормон сна, который образуется в темноте в ночное время суток, серотонин же синтезируется днём при ярком свете.

Циркадные ритмы иммунного ответа

В обзорной статье, представленной в издании «Trends in Immunology», исследователи Биомедицинского центра Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене и Медицинского факультета Женевского университета вынесли на обсуждение вопрос об особенностях механизмов суточного контроля иммунного ответа организма.

В своей работе авторы проанализировали ряд исследований и клинических наблюдений, в которых изучалась взаимосвязь между циркадными ритмами и иммунными реакциями.

По итогу были получены убедительные данные о том, что адаптивные иммунные реакции, которые обусловлены активностью высокоспециализированных иммунных клеток, контролируются циркадными ритмами.

По мнению исследователей, подобные выводы должны быть внимательно рассмотрены не только в области дерматологии, иммунологии и аллергологии, но и клинической медициной в целом, включая их безусловную важность в широком диапазоне клинических ситуаций − от трансплантации до вакцинации.

Читайте также: Как недостаток сна влияет на кожу

Организм реагирует на различные стимулы, включая изменение светового режима и колебания гормонального фона, что позволяет прогнозировать циклы ритмов сна, обмена веществ и целого спектра физиологических процессов. Как у человека, так и у животных уровень лейкоцитов в крови также обусловлен циркадными ритмами. Эти данные позволяют без вмешательств влиять на иммунную систему и организм в целом с помощью регуляции циркадных ритмов.

Исследования циркадных ритмов иммунитета: выводы

Во время исследований проводилось сравнение ритмов суточной активности иммунных клеток: в нормальных физиологических условиях, в условиях воспаления и отдельных заболеваний.

Читайте также: Циркадные ритмы кожи: жить по графику теперь модно

 

My default image

 

На основе проанализированных данных, авторы сформулировали ряд выводов о связи циркадных ритмах и иммунного ответа:

  • Исследования на животных показали, что уровень моноцитов в крови постепенно повышается в течение дня. Это позволяет проводить эффективную коррекцию заболеваний, которые связанны с патологической активностью или дефектами в работе моноцитов.
  • Среди выводов исследования отмечено, что способность иммунных клеток включаться в процессы противодействия может зависеть от CCR2 − белка хемокинов, который регулирует каскад реакций воспалительного ответа организма. В течение суток уровень CCR2 достигает максимума утром, и, судя по его влиянию на иммунные клетки, в ряде исследований было прослежено изменение лейкоцитарной активности в этот промежуток времени. Ранее было изучено роль данного белка в развитии хронических дерматозов, экземы, атопического дерматита и хронической крапивницы.
  • Также доказано, что проявления аллергических симптомов отличаются ритмичностью и зависят от циркадных ритмов. Они усиливаются в промежутке между полуночью и утренними часами (4-6 часов утра). Таким образом, молекулярные «биологические часы» контролируют физиологическую активность иммунных клеток, а следовательно − и последствия широкого спектра аллергических и аутоиммунных заболеваний.

Детальное изучение циркадной регуляции врожденного и адаптивного иммунитета является действенным инструментом фундаментального понимания физиологии взаимодействия и последовательности иммунных реакций, которые зависят от времени суток. Клиническое понимание молекулярно-генетических основ циркадных ритмов и их влияния на работу всех систем организма приведёт к возможностям для разработки новых специализированных методов лечения и эффективной коррекции терапии заболеваний, связанных как с нарушениями иммунной системы, так и других патологий.

Больше интересных видео на нашем YouTube-канале!

Добавить комментарий

captcha

ОбновитьОбновить