Bioloģisko ritmu traucējumi izraisa priekšlaicīgu ādas novecošanos

Zinātnieki ir pētījuši ikdienas bioloģisko ritmu (diennakts ritmu) lomu ādas cilmes šūnu reģenerācijas spējā. Šo ritmu traucējumi izraisa priekšlaicīgu audu novecošanos un palielina ādas audzēju, tostarp vēža, attīstības risku.

Genomiskās regulācijas centra zinātnieki ir veikuši pētījumu, kas tiks publicēts žurnālā Nature. Tajā aprakstīta diennakts ritmu jeb iekšējo bioloģisko pulksteņu loma cilvēka aktivitātē visas dienas garumā, kā arī to ietekme uz ādas cilmes šūnu darbību, kas ir atbildīgas par ikdienas ādas atjaunošanos.

Cilmes šūnas ir atbildīgas par pastāvīgu ādas šūnu elementu atjaunošanos, aizstājot tos, kas dzīvības aktivitātes rezultātā jau ir izsmēluši savas funkcionālās spējas. Cilmes šūnu pareiza darbība ir ļoti svarīga, lai uzturētu audus normālā stāvoklī visā organisma dzīves ciklā. Dienas laikā āda ir pakļauta dažādām kaitīgām vielām, piemēram, ultravioletajam starojumam dienas laikā, un patogēniem, piemēram, baktērijām un vīrusiem. Ādas galvenā funkcija ir aizsargāt organismu no šiem potenciālajiem patogēniem, darbojoties kā sava veida barjera, atdalot mūsu organismu no ārpasaules.

Pētījumā iesaistītie zinātnieki atklāja, ka ādas cilmes šūnu aktivitāti regulē iekšējais bioloģiskais pulkstenis, un šī pulksteņa pareiza darbība ir būtiska audu uzturēšanai veselīgā stāvoklī. Šis pulkstenis regulē cilmes šūnu aktivitāti tādā veidā, ka, piemēram, maksimālās gaismas iedarbības laikā šūnas spēj pasargāt sevi no kaitīgā starojuma, savukārt vakarā un naktī tās dalās un atjauno audus, aizstājot bojātās šūnas ar veselām. Tādējādi bioloģiskais pulkstenis ļauj cilmes šūnām dalīties laikā, kad āda vairs nav pakļauta iespējamiem ārējiem kaitīgiem faktoriem un nekļūst tik neaizsargāta DNS mutāciju uzkrāšanās rezultātā, kas varētu izraisīt reģenerācijas spēju zudumu vai paaugstinātu audzēja attīstības risku.

"Bioloģiskais pulkstenis precīzi kontrolē cilmes šūnu laika uzvedību, lai sistēma pielāgotos audu vajadzībām atkarībā no diennakts laika. Ja šī kontrole tiek traucēta, cilmes šūnas sāk uzkrāt bojātu DNS, un ievērojami palielinās šūnu novecošanās un ādas audzēju attīstības iespējamība," saka pētījuma koordinators Salvadors Aznars Benitahs.

BMAL1 un period1/2 gēni ir atbildīgi par šī ritma kontroli, regulējot šūnu aktivitāti reģenerācijas un atpūtas fāzēs. Ģenētiski manipulējot ar abiem gēniem, zinātnieki ir pierādījuši, ka bioloģisko ritmu traucējumi ādas šūnās noved pie tā, ka cilmes šūnas nezina, kādu funkciju veikt, un rezultātā - priekšlaicīga šūnu novecošanās un mutantu DNS uzkrāšanās.

Diennakts ritmi organizē visas mūsu bioloģiskās funkcijas atbilstoši dabiskajiem gaismas un tumsas cikliem. Pētījuma rezultāti parādīja, ka ādas atjaunošanās, kas novērš novecošanos un ādas vēža attīstību, arī ir pakļauta šiem ritmiem. Novecojot, šie bioloģiskie ritmi mēdz izjukt. Zinātnieki uzskata, ka šie traucējumi galu galā var izraisīt mūsu audu reģenerācijas potenciāla traucējumus un audzēju attīstību.

Nākotnē zinātnieki vēlas veikt papildu pētījumus, lai saprastu, kāpēc bioloģiskais pulkstenis ar vecumu tiek izjaukts, un vai ir iespējams izstrādāt metodes diennakts ritmu atjaunošanai, lai palēninātu audu deģenerācijas procesu un samazinātu audzēju attīstības risku.