Отримані вдень рани зажили швидше нічних

Рани, отримані в світлий час доби, заживають краще, ніж отримані вночі - до таких висновків прийшли клітинні біологи з Кембриджу на підставі експериментів з циркадними ритмами в клітинах сполучної тканини. Виявилося, що активність цих клітин, від якої залежить швидкість загоєння ран, регулюється відповідно до біологічного годинника. Дослідження опубліковано в журналі також про нього розповідає New Scientist.

Біологічний годинник, або циркадні ритми - молекулярний осцилятор, який визначає активність тварин відповідно до 24-годинної доби. Завдяки годиннику, який регулюється сонячним світлом, організм виділяє для себе активну фазу (для людини це день) і фазу відпочинку (ніч). Раніше дослідники показали, що у мишей з генетичним порушенням циркадних ритмів погано заживають рани. У новій роботі біологи описали молекулярний механізм, який лежить в основі цього феномена.

Швидкість загоєння рани залежить від активності фібробластів - клітин сполучної тканини. Ці клітини «повзуть» у напрямку пошкодженої зони, попутно синтезуючи компоненти позаклітинного матриксу, такі як колаген. Рухатися клітинам допомагає цитоскелет, одним з головних компонентів якого є білок актин. Актин у клітці може перебувати у формі окремих молекул, з яких у разі потреби збираються нитки. Процес збірки називається полімеризацією актину.

Британські дослідники виявили, що швидкість полімерізації актину у фібробластах залежить від внутрішньоклітинних циркадних ритмів. Швидкість була вищою в «активну фазу» і нижче - у «фазу відпочинку» (в експерименті на клітинах ці фази позначали умовно відповідно до того, скільки часу минуло з моменту синхронізації клітинної культури, тобто з моменту «звірки годинників»). У клітинах з вимкненим білком Cry (однією з головних «шестеренок» біологічного годинника) ніяких коливань не відбувалося.

Відповідно до швидкості формування цитоскелета змінювалася і активність фібробластів. У модельному експерименті з клітинним моношаром процес загоєння «рани» (пошкодження в шарі фібробластів) також відбувався швидше в «активну фазу». В окремому експерименті автори показали, що це вірно не тільки для фібробластів, але і для кератиноцитів - основних клітин шкіри.

Той факт, що швидкість загоєння пошкодження регулюється біологічним годинником, дослідники підтвердили на мишах, спочатку на шматочку мишачої шкіри, а потім на шкірі робили порізи в різний час доби. Через два тижні, після загоєння порізів в цих місцях оцінювали обсяг нового колагену, який побічно відображав активність фібробластів і швидкість затягування рани. Для порізів, зроблених у мишачу активну фазу доби, ці значення виявилися достовірно вищими.

Щоб оцінити застосовність гіпотези для людини, автори роботи проаналізували клінічну базу даних, куди лікарі заносять інформацію про пацієнтів з опіками шкіри (Burn Injury Database, iBID). Виявилося, що опіки, отримані в нічний час, заживають в середньому на 60 відсотків довше, ніж отримані вдень.

Дослідники припускають, що отриману інформацію про участь циркадних ритмів у заліковуванні ран можна буде використовувати в клініці за допомогою застосування так званих хроноактивних препаратів, які «переналаштовують» клітинний годинник (до них належать, наприклад, глюкокортикоїди).

Автори робіт з дослідження механізму роботи біологічного годинника цього року були удостоєні Нобелівської премії з фізіології та медицини. Детальніше про роботу цього годинника можна прочитати в нашому матеріалі.