Время имеет значение: циркадные ритмы влияют на восстановление мышц

Фото: Unsplash. Автор: Markus Spiske

Исследование ученых из Северо-Западного университета США, опубликованное в научном журнале Science Advances, показало: внутренние биологические часы организма — циркадные ритмы — играют ключевую роль в регенерации мышечной ткани. Согласно данным, полученным в ходе экспериментов на лабораторных мышах, травмы, полученные в часы активного бодрствования, заживали значительно быстрее, чем аналогичные повреждения, нанесённые в период естественного сна.

«В каждой клетке нашего организма есть внутренние часы, — поясняет профессор кафедры биохимии и молекулярной генетики Клара Пик (Clara Peek), ведущий автор исследования. — Эти молекулярные механизмы регулируют физиологические процессы, в том числе иммунный ответ и восстановление тканей, синхронизируя их с суточным циклом». По её словам, нарушение циркадных ритмов может существенно повлиять на способность организма к самовосстановлению.

Для изучения зависимости между временем суток и эффективностью заживления, ученые использовали методику одноклеточного РНК-секвенирования. В исследование вошли здоровые мыши, которым в строго определенные фазы их суточной активности (день — время сна, и ночь — период бодрствования) наносили одинаковые повреждения мышечной ткани. Затем специалисты анализировали состояние клеток на разных стадиях заживления. Оказалось, что время получения травмы напрямую влияет на активность стволовых клеток мышечной ткани и нейтрофилов — ключевых компонентов врожденного иммунного ответа. В частности, в ночное время, соответствующее активной фазе у мышей, воспалительная реакция была лучше организована и способствовала более быстрому восстановлению повреждённых участков. Днем, когда животные спят, те же процессы происходили с заметным замедлением.

Авторы подчеркивают, что полученные данные имеют не только фундаментальное значение. Они могут оказаться крайне полезными для разработки персонализированных подходов к восстановлению после травм у людей. Особенно это касается пациентов с нарушенным режимом сна, работников ночных смен, пожилых людей, а также лиц с ожирением или метаболическими расстройствами, у которых циркадные механизмы функционируют иначе.

Кроме того, ученые отмечают, что такие факторы, как джетлаг (синдром смены часовых поясов), переход на летнее или зимнее время и хроническое недосыпание, могут оказывать негативное влияние на регенеративные способности организма. По словам исследователей, необходимы дальнейшие клинические исследования для подтверждения аналогичных эффектов у человека и разработки рекомендаций по оптимальному времени проведения реабилитационных процедур или даже хирургических вмешательств.

Исследование поддержано грантами Национального института здравоохранения США (NIH), а также фондом по изучению биологических ритмов. По мнению специалистов, открытие открывает перспективы для так называемой «хрономедицины» — области, изучающей, как время суток влияет на эффективность медицинских вмешательств.