Секрет крепкого иммунитета наконец раскрыт? Ученые рассказали о неожиданном факторе

В современном мире, наполненном стрессами и вызовами для здоровья, вопрос укрепления иммунной системы стоит как никогда остро. Люди прибегают к различным методам: от приема витаминных комплексов и биологически активных добавок до закаливания и специфических диет. Но что, если ключ к мощной защите организма от инфекций лежит не в дорогостоящих препаратах или сложных процедурах, а в чем-то гораздо более простом и доступном каждому из нас ежедневно?

Недавние исследования ученых приоткрывают завесу тайны над этим вопросом, указывая на фундаментальный природный механизм, который может играть решающую роль в нашей способности противостоять болезням.

Природные часы

Каждый из нас хотя бы раз в жизни испытывал состояние, когда сбиваются привычные ритмы сна и бодрствования, будь то из-за ночной работы, смены часовых поясов или просто поздних посиделок. Это явление, известное как «социальный джетлаг», описывает рассогласование между нашими внутренними биологическими часами, или циркадным ритмом, и социальным расписанием. Все чаще ученые связывают такой дисбаланс, сопровождающийся нерегулярным сном и недостаточным пребыванием на свету в дневное время, с ослаблением иммунной системы.

Нарушение циркадных ритмов, например, при сменной работе, как показывают исследования, негативно сказывается на способности организма бороться с инфекциями. Эти наблюдения укрепляют идею о том, что поддержание устойчивого циркадного ритма через регулярное воздействие дневного света поддерживает здоровую иммунную систему. Но как именно иммунная система «узнает», когда наступает день?

Циркадные ритмы — это фундаментальная особенность всей жизни на Земле, развившаяся, как полагают, около 2,5 миллиардов лет назад. Они позволяют организмам адаптироваться к вызовам, связанным с 24-часовым солнечным циклом. На молекулярном уровне эти ритмы управляются генетически закодированным многокомпонентным «хранителем времени», называемым циркадными часами.

Известно, что почти все клетки обладают компонентами для таких часов. Однако то, как они функционируют в различных типах клеток для регуляции их поведения, до сих пор изучено очень плохо. Ученые давно задавались вопросом: каким образом клетки иммунной системы синхронизируют свою активность с циклом дня и ночи?

Клеточные часы

Ответ на этот интригующий вопрос был найден благодаря исследованию, опубликованному в журнале Science Immunology. Ученые из Оклендского университета сосредоточили свое внимание на нейтрофилах — типе лейкоцитов, которые являются первыми «ответчиками» на инфекцию и специализируются на уничтожении бактерий. Это самые многочисленные иммунные клетки в нашем организме.

В качестве модельного организма использовались личинки рыбок данио-рерио, поскольку их геном и иммунная система схожи с человеческими, а прозрачность тел позволяет наблюдать биологические процессы под микроскопом в неповрежденном живом организме.

Первоначальные исследования показали, что сила иммунного ответа на бактериальную инфекцию достигала пика в дневное время, когда животные активны. Ученые предположили, что это эволюционный ответ, дающий преимущество в выживании как людям, так и рыбкам данио, поскольку дневные животные чаще сталкиваются с бактериальными инфекциями именно в светлое время суток.

Снимая на видео, как нейтрофилы уничтожают бактерии в разное время дня, исследователи обнаружили, что днем они справлялись с этой задачей эффективнее, чем ночью. Затем ученые генетически модифицировали нейтрофилы, «отключив» их циркадные часы путем удаления специфических компонентов этих часов — подход, сравнимый с удалением важных шестеренок из аналоговых часов.

Неожиданное открытие

Это привело к поразительному открытию: оказалось, что эти важные иммунные клетки обладают внутренними, регулируемыми светом циркадными часами, которые «оповещают» клетки о наступлении дневного времени, подобно будильнику. Именно этот механизм и усиливает их способность уничтожать бактерии. Таким образом, дневной свет напрямую влияет на активность ключевых клеток иммунитета, делая их более эффективными в борьбе с патогенами. Это открытие может иметь далеко идущие последствия для лечения различных воспалительных состояний.

Следующей задачей исследователей является понимание того, как именно нейтрофилы обнаруживают свет, и зависит ли работа человеческих нейтрофилов от этого внутреннего механизма синхронизации для регуляции их антибактериальной активности. Также ученым интересно выяснить, ограничен ли этот механизм уничтожения определенными типами бактерий, например, теми, с которыми мы чаще сталкиваемся днем, или это более общая реакция на все инфекционные угрозы, включая вирусные инфекции.

Данное исследование открывает потенциал для разработки лекарств, нацеленных на циркадные часы нейтрофилов для регуляции активности этих клеток. Учитывая, что нейтрофилы являются первыми и наиболее многочисленными иммунными клетками, привлекаемыми к очагам воспаления, это открытие имеет очень широкие перспективы для терапии многих воспалительных заболеваний, иммунодефицитных состояний и оптимизации графиков вакцинации.