Coraz więcej dowodów naukowych wskazuje, że rytm dobowy – wewnętrzny zegar biologiczny człowieka – odgrywa istotną rolę nie tylko w regulacji snu, ale także w funkcjonowaniu układu odpornościowego. Najnowsze badania opublikowane w “Science Immunology” pokazują, że regularna ekspozycja na światło dzienne może znacząco poprawiać zdolność organizmu do zwalczania infekcji. Co więcej, mechanizm ten jest regulowany wewnętrznym zegarem komórek odpornościowych, który reaguje na cykl dnia i nocy.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Dlaczego światło dzienne odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu układu odpornościowego.
- Jak rytm dobowy wpływa na skuteczność działania neutrofili – kluczowych komórek odpornościowych.
- Co pokazały badania naukowe na modelu danio pręgowanego i jakie mają one znaczenie dla ludzi.
- Jakie są potencjalne zastosowania odkryć w leczeniu infekcji i stanów zapalnych.
Czym jest społeczny jet lag i jak wpływa na odporność?
„Społeczny jet lag” to pojęcie opisujące rozbieżność między naturalnym rytmem biologicznym człowieka, a codziennym harmonogramem życia. Pojawia się najczęściej u osób pracujących zmianowo lub prowadzących nieregularny tryb życia – np. zasypiających późno w tygodniu i próbujących nadrobić sen w weekendy.
Jak wykazano, zaburzenia rytmu dobowego, w tym nieregularna ekspozycja na światło słoneczne, wpływają niekorzystnie na funkcjonowanie układu immunologicznego. Osoby doświadczające społecznego jet lagu są bardziej podatne na infekcje i gorzej radzą sobie z odpowiedzią zapalną organizmu.
Rytmy dobowe jako regulator odporności
Rytm dobowy jest ewolucyjnie zakorzenionym mechanizmem obecnym niemal we wszystkich organizmach żywych – od bakterii po człowieka. Na poziomie molekularnym kontrolowany jest przez złożony system genetycznych przełączników znanych jako zegar biologiczny. Dotyczy to także komórek odpornościowych, w tym neutrofili – wyspecjalizowanych białych krwinek odpowiedzialnych za szybkie rozpoznawanie i niszczenie patogenów.
To właśnie odkryli nasi badacze, opublikowani dzisiaj w Science Immunology. Nasze odkrycia mogą ostatecznie przynieść korzyści w leczeniu stanów zapalnych – wskazali autorzy.
Badania na danio pręgowanym: co robi światło z odpornością?
W najnowszym eksperymencie zespół naukowców wykorzystał larwy danio pręgowanego (zebrafish), które – podobnie jak ludzie – są organizmami dziennymi, a ich system immunologiczny wykazuje istotne podobieństwa do ludzkiego. Co ważne, przezroczyste ciała ryb umożliwiły precyzyjną obserwację aktywności ich komórek odpornościowych pod mikroskopem.
Badacze skupili się na neutrofilach, czyli komórkach pierwszego kontaktu w odpowiedzi na infekcję bakteryjną. Okazało się, że neutrofile wykazują znacznie większą skuteczność w eliminowaniu bakterii w ciągu dnia niż w nocy.
Zabijają bakterie wydajniej w ciągu dnia niż w nocy – czytamy w podsumowaniu wyników.
Neutrofile mają własny zegar biologiczny
W kolejnym etapie badania naukowcy dokonali edycji genetycznej neutrofili, wyłączając im mechanizmy odpowiedzialne za zegar dobowy. Skutek? Komórki utraciły zdolność dostosowywania swojej aktywności do pory dnia, a ich skuteczność w zwalczaniu bakterii znacząco spadła.
Te ważne komórki odpornościowe posiadają wewnętrzny zegar biologiczny regulowany światłem, który ostrzega komórki o porze dnia – podobnie jak budzik. – zaznaczyli autorzy badania.
To przełomowe odkrycie może zmienić sposób, w jaki rozumiemy funkcjonowanie układu odpornościowego, a także stanowić punkt wyjścia dla rozwoju terapii opartych na rytmach dobowych.
Światło dzienne jako czynnik terapeutyczny?
Choć badania były prowadzone na modelu zwierzęcym, ich znaczenie dla medycyny człowieka jest ogromne. W przyszłości możliwe będzie opracowanie leków regulujących aktywność neutrofili poprzez wpływ na ich wewnętrzny zegar biologiczny. Może to znaleźć zastosowanie m.in. w leczeniu chorób zapalnych, zakażeń bakteryjnych, a nawet w prewencji powikłań u osób z osłabioną odpornością.
Zespół badawczy planuje teraz sprawdzić, czy mechanizm ten działa także u ludzi oraz czy skuteczność neutrofili zmienia się w zależności od typu patogenu – bakteryjnego czy wirusowego.
Kto stoi za odkryciem?
Badania zostały przeprowadzone pod kierownictwem doktorantów Lucii Du i Pramuka Keerthisinghe we współpracy zespołu badawczego prof. Chrisa Halla, profesora nadzwyczajnego immunologii na Uniwersytecie w Auckland, z grupą badawczą Chronobiology Research Group działającą przy tamtejszym Wydziale Nauk Medycznych i Zdrowotnych. Grupą kierują Guy Warman oraz James Cheeseman.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- Neutrofile, kluczowe komórki odpornościowe, działają skuteczniej w ciągu dnia – potwierdzają to badania na larwach danio pręgowanego.
- Układ odpornościowy wykorzystuje rytm dobowy zsynchronizowany ze światłem, by zwiększyć skuteczność zwalczania bakterii w porach większego ryzyka infekcji.
- Wyłączenie zegara biologicznego neutrofili obniża ich zdolność do eliminacji patogenów, co sugeruje istnienie wrodzonego mechanizmu czasowego regulowanego światłem.
- Badania mogą prowadzić do opracowania leków modulujących rytm dobowy komórek odpornościowych, co otwiera nowe możliwości terapii chorób zapalnych i zakaźnych.
Źródła:
- Science Immunology
- University of Auckland
- Science Alert
