Nauka
Kosmiczna pogoda i fale atmosferyczne. NASA zaskoczona odkryciem
09 stycznia 2025
Rytm dobowy a regulacja odporności
Badania przeprowadzone przez naukowców z RCSI University of Medicine and Health Sciences w Dublinie pokazują, że rytm dobowy wpływa na aktywność makrofagów. Są to komórki układu odpornościowego. Te komórki, nazywane biologicznymi „odkurzaczami” naszego ciała, odpowiadają za pochłanianie i usuwanie patogenów, martwych komórek oraz innych zbędnych elementów.
Makrofagi otrzymują sygnał do działania od inflamasomu NLRP3, który działa jak sensor zagrożeń. Inflamasom to struktura białkowa w komórkach odpornościowych, aktywująca się w odpowiedzi na różne bodźce, takie jak infekcje, uszkodzenia tkanek czy obecność obcych substancji. Dzięki jego aktywacji makrofagi mogą skutecznie reagować na zagrożenia i wspierać organizm w walce z patogenami.
Polecamy: Starzenie mięśni spowalnia regenerację. Uczeni wyjaśniają przyczyny
Zegar dobowy a aktywność inflamasomu
Naukowcy badali, jak rytm dobowy współdziała z układem odpornościowym organizmu. Ich analizy wykazały, że inflamasom NLRP3 nie jest równie aktywny przez cały dzień. Jego działanie zależy od wewnętrznego zegara biologicznego, który reguluje, kiedy makrofagi są najbardziej efektywne w wykrywaniu i eliminowaniu zagrożeń. Ważną rolę w tym procesie odgrywają mitochondria – miniaturowe „elektrownie” obecne w każdej komórce naszego organizmu.
„Rano aktywacja inflamasomu jest szybsza i bardziej intensywna. To oznacza, że odpowiedź immunologiczna jest silniejsza w początkowej części dnia, kiedy jesteśmy obudzeni i bardziej narażeni na różne wyzwania środowiskowe, takie jak infekcje czy urazy” – wyjaśniła profesor Annie Curtis, główna autorka badania.
Znaczenie wyników dla leczenia chorób zapalnych
To odkrycie wnosi nowe spojrzenie na mechanizmy chorób zapalnych, takich jak zapalenie stawów, gdzie nadmierna aktywność inflamasomów odgrywa kluczową rolę. Co ciekawe, objawy tych schorzeń często nasilają się w godzinach porannych, co może być związane z rytmami dobowymi inflamasomu.
„Nasze badania otwierają nowe możliwości w leczeniu stanów zapalnych. Na przykład terapie ukierunkowane na inflamasomy mogą być bardziej skuteczne, jeśli zostaną zastosowane w odpowiednich porach dnia, gdy aktywność makrofagów osiąga swoje maksimum” – zauważył dr James O’Siorain, współautor badania.
Inflamasom, mitochondria i rytm dobowy
W ramach eksperymentu naukowcy badali, jak zmienia się aktywność inflamasomu NLRP3 w zależności od pory dnia. Komórki pobrane o godzinie 12 wykazywały wyższą aktywność. Miały także większy potencjał błony mitochondrialnej w porównaniu z komórkami pobranymi w późniejszych godzinach.
Synchronizacja makrofagów w laboratorium, dostosowana do różnych pór dnia, pokazała czasowe różnice w aktywności inflamasomu NLRP3. Ponadto usunięcie genu Bmal1, odpowiedzialnego za regulację rytmu dobowego, prowadziło do wzrostu aktywności inflamasomu w makrofagach i innych komórkach odpornościowych.
Zakłócenie funkcji mitochondriów w synchronizowanych komórkach zmniejszyło aktywność inflamasomu do poziomu podobnego jak po usunięciu genu Bmal1. Dowiedziono, że inflamasom NLRP3 wykazuje silny związek z rytmem dobowym.Jest również silnie zależny od funkcjonowania mitochondriów i regulacji genetycznej przez Bmal1.
Badanie to stanowi ważny krok w zrozumieniu mechanizmów leżących u podstaw stanów zapalnych. Tym samym otwiera nowe możliwości opracowywania precyzyjnych terapii dostosowanych do biologicznego zegara pacjentów.
Polecamy: Mechanizmy pamięci i złudzenia. Nasze mózgi nas oszukują
