Время суток заражения оказывает влияние на восприимчивость к инфекции



Новое исследование, проведенное учеными из Кембриджского университета (University of Cambridge), показывает, что люди более восприимчивы к инфекции в определенное время дня, так как наши внутренние биологические часы влияют на способность вирусов к репликации и к распространению между клетками.

Время суток заражения оказывает влияние на восприимчивость к инфекции

Отчет о результатах этой научной работы был опубликован в августе 2016 года в научном издании «Труды Национальной академии наук» (Proceedings of the National Academy of Sciences). Этот документ объясняет, почему работающие посменно люди, у которых обычно нарушена синхронизация внутренних часов, более склонны к проблемам со здоровьем, в том числе к развитию инфекционных и хронических заболеваний.

Репликация и скорость распространения инфекции зависит от времени инфицирования

Когда вирус проникает в наше тело, он, чтобы помочь себе в воспроизведении и в распространении по всему организму, захватывает механизмы и ресурсы клеток. Однако в течение дня предлагаемые организмом ресурсы колеблются, отчасти это происходит в ответ на наши циркадные (суточные) ритмы. Суточные ритмы контролируют многие аспекты нашей физиологии и функций организма – от сна до температуры тела, а также от работы нашей иммунной системы до высвобождения гормонов. Эти циклы управляются несколькими генами, в том числе геном Bmal1.

Чтобы проверить, влияют ли циркадные ритмы на восприимчивость к инфекции и на прогрессирование заболевания, исследователи из Веллком Траста при Совете медицинских исследований Института метаболических наук (Wellcome Trust-Medical Research Council Institute of Metabolic Science) и из Кембриджского университета в разное время дня проводили измерение уровня вирусной инфекции и скорость распространения вирусов у нормальных мышей «дикого типа», инфицированных вирусом герпеса. Мыши жили в контролируемой среде, где в течение 12 часов было светло, а затем в течение 12 часов было темно.

Исследователи обнаружили, что репликация вируса у мышей, которые были заражены в самом начале дня (эквивалент восхода солнца), то есть в период, когда эти ночные животные начинают свою фазу покоя, в десять раз более высокая, чем у мышей, инфицированных через десять часов после начала дня, то есть в период, когда животные переходят в свою активную фазу. Когда исследователи повторили эксперимент на мышах, лишенных гена Bmal1, обнаружились, что уровень репликации вируса был высоким независимо от времени инфицирования животного.

Опыты на мышах

Профессор Ахилеш Редди (Akhilesh Reddy), старший автор исследования, объясняет, что время суток инфицирования может оказывать существенное влияние на то, насколько мы восприимчивы к этому заболеванию, или, по крайней мере, на вирусную репликацию, а это означает, что инфицирование в неправильное время суток может привести к гораздо более тяжелой острой инфекции. Это согласуется с результатами недавних исследований, которые показали, что время суток, когда вводится вакцина против гриппа, может влиять на эффективность ее воздействия.

Кроме того, исследователи обнаружили, что репликация вируса в отдельных клеточных культурах происходит по такой же схеме «ночь-день», и это происходит без влияния со стороны нашей иммунной системы. Нарушение клеточных циркадных ритмов увеличивает вероятность и инфицирование герпесом, и инфицирование гриппом типа А (несходный тип вируса, известный как РНК-вирус), который заражает и размножается совсем другим способом, чем герпес.

Биологические часы могут стать новой целью для борьбы с инфекциями

Доктор Рэйчел Эдгар (Rachel Edgar), первый автор исследования, добавляет, что каждая клетка в организме имеет свои биологические часы, что позволяет клеткам следить за временем и предвидеть ежедневные изменения, которые происходят в окружающей среде. Результаты исследования свидетельствуют о том, что биологические часы каждой клетки определяют, насколько успешно будет размножаться вирус.

Когда ученые нарушали либо работу биологических клеток, либо циркадный ритм мышей, оказалось, что время инфицирования больше не имеет значения, а вирусная репликация стала постоянно высокой. Это указывает на то, что, так как у людей, которые работают по несколько ночей подряд, а затем по несколько ночей отдыхают, циркадные ритмы нарушены, поэтому они более восприимчивы к вирусным заболеваниям. Если это так, то они должны быть первыми кандидатами на получение ежегодных вакцин против гриппа.

Биологические часы

Активность гена Bmal1претерпевает такие же сезонные изменения, как и суточный цикл, поэтому он менее активный в зимние месяцы и более активный летом. Исследователи полагают, что это помогает объяснить, почему такие болезни, как грипп, наиболее часто распространяются среди населения в зимний период.

Используя в своих экспериментах не только мышей, но и клеточные культуры, ученые также обнаружили, что вирус герпеса манипулирует молекулярным «часовым механизмом», который контролирует циркадные ритмы, тем самым помогая вирусу прогрессировать. В этом исследовании не впервые было замечено, что патогенные микроорганизмы могут влиять на работу наших биологических часов: например, известно, что для более успешного инфицирования возбудитель малярии синхронизирует свой ??цикл репликации с суточным ритмом хозяина.

Профессор Редди отмечает, что если учитывать то, что наши биологические часы играют определенную роль в защите от вторжения в организм человека патогенных микроорганизмов, тогда можно предположить, что для более успешной борьбы с инфекцией новой универсальной целью для лекарственных средств могут стать молекулярные механизмы биологических часов.

По материалам MedicalXpress


Рейтинг:

5 из 5 , проголосовало 1

Интересные статьи

Комментарии (0)


Оставить комментарий