Cơ chế này có thể giải thích tại sao đêm mất ngủ lại ảnh hưởng đến sức khỏe đường ruột?
Viêm ruột và các tình trạng khác liên quan đến hệ thống miễn dịch phổ biến hơn ở những người có thói quen ngủ không đều, kể cả những người làm việc ca đêm. Giờ đây, nghiên cứu mới trên chuột đã khám phá ra một cơ chế chưa từng biết trước đây có thể giúp giải thích mối liên hệ.
Cơ chế liên quan đến các tế bào lymphoid bẩm sinh nhóm 3 (ILC3s). Các tế bào miễn dịch này có vai trò mạnh mẽ trong việc kiểm soát quá trình trao đổi chất, viêm và các quá trình sinh học khác.
Trong một gần đây Thiên nhiên , các nhà khoa học giải thích cách họ sử dụng chuột để hiểu rõ hơn về vai trò của ILC3 trong ruột.
Tiến sĩ Henrique Veiga-Fernandes, tác giả nghiên cứu cấp cao cho biết: “Những tế bào này thực hiện các chức năng quan trọng trong ruột - chúng chống lại nhiễm trùng, kiểm soát tính toàn vẹn của biểu mô ruột và hướng dẫn sự hấp thụ lipid.”
Veiga-Fernandes làm việc tại Trung tâm Champalimaud cho những người vô danh, ở Lisbon, Bồ Đào Nha. Ông dẫn đầu một nhóm điều tra sự giao tiếp ở cấp độ tế bào giữa hệ thần kinh và hệ miễn dịch.
Mô hình giấc ngủ, sức khỏe và gen đồng hồ
Veiga-Fernandes giải thích: “Thiếu ngủ hoặc thói quen ngủ bị thay đổi có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng về sức khỏe, dẫn đến một loạt bệnh thường có thành phần miễn dịch, chẳng hạn như tình trạng viêm ruột,” Veiga-Fernandes giải thích.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng những người làm việc theo ca có nhiều khả năng mắc một số vấn đề sức khỏe lâu dài hơn.
Ví dụ, những người làm việc ca đêm trong thời gian dài, có nguy cơ cao mắc các bệnh như loét, một số bệnh ung thư, bệnh chuyển hóa, béo phì và các bệnh về đường tiêu hóa.
“Để hiểu tại sao điều này xảy ra,” Veiga-Fernandes tiếp tục, “chúng tôi bắt đầu bằng cách hỏi liệu các tế bào miễn dịch trong ruột có bị ảnh hưởng bởi đồng hồ sinh học hay không”.
Ông và các đồng nghiệp của mình phát hiện ra rằng ILC3 đặc biệt nhạy cảm với những thay đổi trong gen đồng hồ của chúng, gen điều khiển các quá trình hoạt động nhịp nhàng của tế bào.
Họ cũng phát hiện ra một mạch liên kết chu kỳ sinh học, hoặc đồng hồ 24 giờ trong não với ILC3 trong ruột.
Dường như sự gián đoạn đối với mạch này, cảm nhận sự thay đổi của ánh sáng môi trường, có thể làm thay đổi gen đồng hồ ILC3. Những thay đổi di truyền này có thể làm giảm khả năng điều chỉnh sức khỏe đường ruột của các tế bào miễn dịch.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh hiệu ứng này bằng cách làm gián đoạn đồng hồ 24 giờ trong não của chuột.
Các tác giả viết rằng "Việc bỏ điều tiết nhịp điệu của não do đột ngột hoặc do di truyền đã dẫn đến dao động ILC3 trong sinh học bị gián đoạn, một hệ vi sinh vật bị bãi bỏ điều tiết và thay đổi chuyển hóa lipid."
Làm gián đoạn đồng hồ não làm giảm ILC3 trong ruột
Gần như tất cả các tế bào trong cơ thể đều có gen đồng hồ giúp chúng tuân theo chu kỳ 24 giờ.
Các gen đồng hồ cho máy móc tế bào biết thời gian để sinh học của cơ thể có thể chuẩn bị cho hoạt động nhạy cảm với chu kỳ, chẳng hạn như ăn hoặc ngủ.
Mặc dù các gen đồng hồ của mỗi tế bào có thể giữ thời gian một cách độc lập, chúng dựa vào đồng hồ chính trong não để giữ cho chúng được đồng bộ hóa.
Ngoài ra, do mạch đồng hồ của não nhạy cảm với ánh sáng bên ngoài, sự kết nối với các gen đồng hồ trong phần còn lại của cơ thể giúp giữ cho các chức năng cơ thể đồng bộ với chu kỳ ngày và đêm.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc phá vỡ các gen đồng hồ của ILC3 đã làm giảm đáng kể sự hiện diện của chúng trong ruột.
Veiga-Fernandes lưu ý: “Điều này dẫn đến tình trạng viêm nghiêm trọng, phá vỡ hàng rào bảo vệ ruột và tăng tích tụ chất béo.
Đồng hồ não bị gián đoạn xóa mã đích
Điều tra sâu hơn đã tiết lộ lý do cho sự sụt giảm đáng kể ILC3 trong ruột. Có vẻ như sự gián đoạn đối với mạch sinh học của não ngăn chặn một tín hiệu quan trọng truyền đến các gen đồng hồ ILC3.
Mất tín hiệu ảnh hưởng đến một protein thông báo cho các tế bào ILC3 nhất thời phải di chuyển đến đâu. Protein hoạt động giống như một mã zip đích trong satnav và nếu không có tín hiệu từ mạch sinh học của não, nó không thể thiết lập mã zip.
Veiga-Fernandes nói rằng ông và nhóm của mình rất vui mừng trước những kết quả này vì chúng giúp giải thích tại sao những người hoạt động vào ban đêm có nhiều khả năng có sức khỏe đường ruột kém hơn và mắc các bệnh viêm nhiễm.
Ông gợi ý rằng cơ thể đã tiến hóa để vào ban ngày, khi thức ăn chiếm ưu thế, đồng hồ sinh học trong não bảo các ILC3 rời khỏi ruột. Điều này làm giảm hoạt động của ILC3 trong ruột, giúp tăng cường chuyển hóa lipid.
Tuy nhiên, việc giảm hoạt động của ILC3 cũng khiến ruột dễ bị tổn thương. Vì vậy, vào ban đêm, khi việc cho ăn không chiếm ưu thế, đồng hồ của não sẽ báo cho các ILC3 quay trở lại đường ruột và thực hiện các nhiệm vụ phòng thủ và sửa chữa.
“Tất cả đều liên quan đến thực tế là trục miễn dịch thần kinh cụ thể này được điều chỉnh tốt bởi đồng hồ của não đến mức bất kỳ thay đổi nào trong thói quen của chúng ta đều có tác động ngay lập tức đến các tế bào miễn dịch cổ đại quan trọng này”.
Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.
