Час дня впливає на чутливість до інфекції

Вчені припускають, що добові коливання впливають на сприйнятливість до інфекції і швидкість її поширення в організмі.

Час доби впливає на нашу сприйнятливість до інфекції - до такого висновку прийшли вчені Кембриджського університету (University of Cambridge). Результати дослідження, опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, можуть пояснити, чому у людей, які працюють позмінно, частіше бувають проблеми зі здоров'ям.

Коли вірус потрапляє в організм, він «зламує» наші клітини і використовує їхні механізми, щоб розмножитися і поширитися по всьому тілу. Однак наявні в його розпорядженні ресурси змінюються протягом дня відповідно до наших циркадних ритмів - добових коливань біологічних процесів. Циркадні ритми впливають на різні прояви фізіології - від температури тіла і роботи імунної системи до режиму сну і вироблення гормонів. Ці цикли контролюють кілька генів, серед них - Bmal1 і Clock.

Щоб дізнатися, чи впливають циркадні ритми на сприйнятливість до інфекції і швидкість її поширення, дослідники заразили мишей дикого типу вірусом герпесу і кілька разів на день відстежували поширення інфекції. Гризуни жили в контрольованому середовищі і були привчені до дванадцятигодинного циклу дня і ночі. Вчені виявили, що в організмі тварин, яких інфікували на початку дня - в цей час миші зазвичай сплять, - вірус розмножувався в десять разів швидше, ніж у тих, кого заразили десять годин потому, під час фази бадьорювання. Коли вчені повторили експеримент на гризунах, у яких була придушена експресія Bmal1, виявилося, що вірус активно розмножується незалежно від моменту інфікування.

"Час, коли сталося зараження, може істотно впливати на те, наскільки ми схильні до хвороби або, принаймні, на розмноження вірусу, - говорить провідний автор дослідження, професор Акілеш Редді (Akhilesh Reddy). - Значить, інфікування не в той час дня може викликати набагато більш важку гостру інфекцію. Це узгоджується з результатами попередніх досліджень, які показали, що час введення вакцини може позначатися на її ефективності ".

Крім того, дослідники виявили схожі добові коливання під час дослідів на клітинних культурах, на які не впливала імунна система. Порушення клітинних циркадних ритмів збільшувало швидкість поширення герпесу і грипу типу А. "У кожної клітини організму є біологічний годинник, - пояснює Рейчел Едгар (Rachel Edgar), один з авторів наукової роботи. - З їх допомогою вони стежать за часом і передбачають добові зміни оточення. Результати нашого дослідження дозволяють припустити, що клітинний годинник визначає, наскільки успішно розмножується вірус. Коли ми порушили роботу біологічного годинника в культурах клітин і в організмі лабораторної миші, ми виявили, що час зараження більше не мав значення - швидкість поширення інфекції завжди була високою. Це означає, що змінні робітники, які ночами іноді працюють, а іноді відпочивають, будуть більш вразливі для вірусних захворювань, оскільки їх біологічний годинник порушено. Якщо так, вони можуть бути головними кандидатами на отримання щорічних вакцин від грипу ".

Активність гена Bmal1 змінюється не тільки протягом доби, а й від сезону до сезону. Вона знижується в зимові місяці і зростає влітку. Дослідники припускають, що цим можна пояснити, чому епідемії багатьох хвороб, в тому числі, грипу, зазвичай починаються взимку. Під час дослідів на клітинних культурах дослідники також продемонстрували, що вірус герпесу маніпулює молекулярним «годинниковим механізмом», який контролює наші циркадні ритми. Це не перший випадок, коли патоген обманює наш біологічний годинник: наприклад, малярійний паразит синхронізує свій реплікативний цикл з циркадними ритмами господаря, що дозволяє йому успішно поширюватися в організмі.

«Якщо наш біологічний годинник відіграє важливу роль у захисті організму від патогенів, їх молекулярні механізми можуть представляти собою нову, універсальну лікарську мішень, яка допоможе боротися з інфекціями», - говорить Редді.

Циркадні ритми - повторювані зміни інтенсивності та характеру біологічних процесів і явищ з періодом від 20 до 28 годин. Часто до циркадних ритмів відносять і добові ритми. Як правило, циркадні ритми з періодом, що відхиляється від 24 годин, спостерігаються тільки в експериментальних умовах (при постійній температурі і освітленості) і відзначені у багатьох рослин, тварин і людини. Деякі дослідники розглядають циркадні ритми як власну спонтанну і генетично закріплену циклічність біологічних процесів в організмі, які набувають добового періоду під впливом зовнішніх умов. Інші вважають, що циркадні ритми виникають як артефакт із спадкоємних добових ритмів під впливом постійних умов, неприродних для організму. Наприклад, якщо постійні умови сприятливі для життєдіяльності, тварина стає активною раніше звичайного часу; якщо ж умови несприятливі, час активності щодня запізнюється; відповідно період вихідного 24-годинного ритму щодоби вкорачується або подовжується. Циркадні ритми можуть впливати як на поведінку цілого організму (наприклад, відкладання яєць комахами, зміна положення листя у рослин), так і на окремі фізіологічні процеси.