กลไกนี้สามารถอธิบายได้หรือไม่ว่าทำไมการนอนไม่หลับในตอนกลางคืนจึงส่งผลต่อสุขภาพของลำไส้?

การอักเสบของลำไส้และภาวะอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันพบได้บ่อยในผู้ที่มีรูปแบบการนอนหลับที่ผิดปกติรวมถึงผู้ที่ทำงานกะกลางคืน ตอนนี้งานวิจัยใหม่ในหนูได้ค้นพบกลไกที่ไม่รู้จักมาก่อนซึ่งสามารถช่วยอธิบายการเชื่อมต่อได้

งานวิจัยใหม่พบกลไกนาฬิกาของร่างกายที่อาจอธิบายความเชื่อมโยงระหว่างรูปแบบการนอนหลับและสุขภาพของลำไส้

กลไกนี้เกี่ยวข้องกับเซลล์น้ำเหลืองโดยกำเนิดกลุ่มที่ 3 (ILC3s) เซลล์ภูมิคุ้มกันเหล่านี้มีบทบาทอย่างมากในการควบคุมการเผาผลาญการอักเสบและกระบวนการทางชีววิทยาอื่น ๆ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ ธรรมชาติ กระดาษนักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าพวกเขาใช้หนูอย่างไรเพื่อทำความเข้าใจบทบาทของ ILC3 ในลำไส้ให้ดีขึ้น

“ เซลล์เหล่านี้” นักวิจัยอาวุโส Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D. กล่าว“ ทำหน้าที่สำคัญในลำไส้ - พวกมันต่อสู้กับการติดเชื้อควบคุมความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวในลำไส้และสั่งการดูดซึมไขมัน”

Veiga-Fernandes ทำงานที่ Champalimaud Center for the Unknown ในลิสบอนประเทศโปรตุเกส เขาเป็นผู้นำกลุ่มที่ตรวจสอบการสื่อสารในระดับเซลล์ระหว่างระบบประสาทและระบบภูมิคุ้มกัน

รูปแบบการนอนหลับสุขภาพและยีนของนาฬิกา

“ การอดนอนหรือพฤติกรรมการนอนที่เปลี่ยนแปลงไปอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพอย่างมากส่งผลให้เกิดโรคต่างๆที่มักมีองค์ประกอบของภูมิคุ้มกันเช่นภาวะลำไส้อักเสบ” Veiga-Fernandes อธิบาย

การวิจัยพบว่าคนที่ทำงานกะมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหาสุขภาพในระยะยาว

ตัวอย่างเช่นผู้ที่ทำงานกะกลางคืนเป็นเวลานานมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดภาวะต่างๆเช่นแผลมะเร็งบางชนิดโรคเกี่ยวกับระบบเผาผลาญโรคอ้วนและระบบทางเดินอาหาร

“ เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น” Veiga-Fernandes กล่าวต่อ“ เราเริ่มต้นด้วยการถามว่าเซลล์ภูมิคุ้มกันในลำไส้ได้รับอิทธิพลจากนาฬิกา circadian หรือไม่”

เขาและเพื่อนร่วมงานพบว่า ILC3 มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของยีนนาฬิกาซึ่งเป็นยีนที่ควบคุมกระบวนการของเซลล์ที่เป็นจังหวะ

พวกเขายังค้นพบวงจรที่เชื่อมโยง circadian หรือ 24 ชั่วโมงนาฬิกาในสมองกับ ILC3s ในลำไส้

ดูเหมือนว่าการหยุดชะงักของวงจรนี้ซึ่งรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงของแสงสิ่งแวดล้อมสามารถเปลี่ยนแปลงยีนนาฬิกา ILC3 ได้ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเหล่านี้อาจทำให้ความสามารถของเซลล์ภูมิคุ้มกันในการควบคุมสุขภาพของลำไส้ลดลง

ทีมงานแสดงให้เห็นถึงผลกระทบนี้โดยการรบกวนเวลา 24 ชั่วโมงในสมองของหนู

ผู้เขียนเขียนว่า“ การลดการควบคุมจังหวะของสมองที่เกิดจากการผ่าตัดหรือทางพันธุกรรมทำให้เกิดการสั่นของ circadian ILC3 ที่กระจัดกระจายไมโครไบโอมที่ไม่ได้รับการควบคุมและการเผาผลาญไขมันที่เปลี่ยนแปลงไป”

การรบกวนนาฬิกาสมองจะช่วยลด ILC3 ในลำไส้

เซลล์เกือบทั้งหมดในร่างกายมียีนนาฬิกาที่ช่วยให้พวกเขาปฏิบัติตามวัฏจักร 24 ชั่วโมง

ยีนนาฬิกาบอกกลไกของเซลล์ว่าเวลาคืออะไรเพื่อให้ชีววิทยาของร่างกายสามารถเตรียมพร้อมสำหรับกิจกรรมที่ไวต่อวงจรเช่นการกินหรือการนอนหลับ

ในขณะที่ยีนนาฬิกาของเซลล์แต่ละเซลล์สามารถรักษาเวลาได้อย่างอิสระ แต่ก็อาศัยนาฬิกาหลักในสมองเพื่อให้มันซิงโครไนซ์

นอกจากนี้เนื่องจากวงจรนาฬิกาของสมองมีความไวต่อแสงภายนอกการเชื่อมต่อกับยีนนาฬิกาในส่วนอื่น ๆ ของร่างกายจึงช่วยให้การทำงานของร่างกายสอดคล้องกับวัฏจักรกลางวันและกลางคืน

ทีมงานพบว่าการรบกวนยีนนาฬิกาของ ILC3s ช่วยลดการมีอยู่ในลำไส้ลงอย่างมาก

“ สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการอักเสบอย่างรุนแรงการอุดกั้นของลำไส้และเพิ่มการสะสมของไขมัน” Veiga-Fernandes กล่าว

นาฬิกาสมองหยุดชะงักเช็ดรหัสปลายทาง

การตรวจสอบเพิ่มเติมพบว่าสาเหตุของการลดลงอย่างมากของ ILC3s ในลำไส้ ดูเหมือนว่าการหยุดชะงักของวงจร circadian ของสมองจะหยุดสัญญาณสำคัญไม่ให้ไปถึงยีนนาฬิกา ILC3

การสูญเสียสัญญาณมีผลต่อโปรตีนที่บอกเซลล์ ILC3 ชั่วคราวว่าจะย้ายไปที่ใด โปรตีนทำงานเหมือนรหัสไปรษณีย์ปลายทางใน satnav และหากไม่มีสัญญาณจากวงจร circadian ของสมองก็ไม่สามารถตั้งค่ารหัสไปรษณีย์ได้

Veiga-Fernandes กล่าวว่าเขาและทีมงานของเขารู้สึกตื่นเต้นมากกับผลลัพธ์เหล่านี้เพราะพวกเขาช่วยอธิบายว่าทำไมคนที่ใช้งานตอนกลางคืนจึงมีแนวโน้มที่จะมีสุขภาพทางเดินอาหารที่แย่ลงและมีอาการเจ็บป่วยจากการอักเสบ

เขาชี้ให้เห็นว่าร่างกายมีการพัฒนาเพื่อที่ว่าในเวลากลางวันเมื่อการกินอาหารมีชัยนาฬิกา circadian ในสมองจะบอกให้ ILC3s ออกจากลำไส้ สิ่งนี้จะช่วยลดกิจกรรม ILC3 ในลำไส้ซึ่งช่วยเพิ่มการเผาผลาญไขมัน

อย่างไรก็ตามการลดกิจกรรม ILC3 ยังทำให้ลำไส้เสี่ยงต่อความเสียหาย ดังนั้นในเวลากลางคืนเมื่อการให้อาหารไม่เหนือกว่านาฬิกาของสมองจะบอกให้ ILC3 กลับเข้าไปในลำไส้และทำหน้าที่ป้องกันและซ่อมแซม

“ มัน [ทั้งหมด] เกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าแกนภูมิคุ้มกันของระบบประสาทที่เฉพาะเจาะจงนี้ได้รับการควบคุมอย่างดีโดยนาฬิกาของสมองซึ่งการเปลี่ยนแปลงนิสัยของเราจะส่งผลกระทบทันทีต่อเซลล์ภูมิคุ้มกันที่สำคัญในสมัยโบราณเหล่านี้”

Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.