Это открытие может повлиять на понимание проблем, с которыми сталкиваются люди, работающие в сменном графике. Результаты также помогут изучать, как старение и ожирение влияют на восстановление мышц. Авторы считают, что это исследование объясняет связь между нарушениями циркадных ритмов (например, сменой часовых поясов) и замедленным восстановлением мышц.
Старший автор исследования, доцент кафедры биохимии и молекулярной генетики Клара Пик объяснила, что циркадные часы присутствуют в каждой клетке человеческого организма. Эти часы состоят из генов, которые управляют множеством процессов, включая сон и бодрствование, обмен веществ, температуру тела и выработку гормонов. Вся деятельность организма адаптируется к определённому времени суток благодаря этим генам.
В рамках исследования учёные секвенировали отдельные клетки повреждённых и неповреждённых мышц у мышей в разное время суток. Оказалось, что стволовые клетки мышц по-разному запускают воспалительные реакции в зависимости от времени получения травмы.
Эти клетки посылают сигналы нейтрофилам — иммунным клеткам, которые первыми прибывают к повреждённому участку и помогают регенерации.
«Мы заметили, что клетки активнее общаются между собой сразу после травмы, если повреждение происходит во время бодрствования мышей», — сказала Пик. Она считает, что это открытие подтверждает ключевую роль циркадных ритмов во взаимодействии стволовых и иммунных клеток во время регенерации.
Кроме того, исследователи выяснили, что внутренние часы стволовых клеток влияют на выработку кофермента NAD+. Это вещество есть во всех клетках организма и участвует в создании энергии и обмене веществ. Учёные использовали мышей с искусственно повышенным уровнем NAD+ в стволовых клетках мышц. Это привело к более выраженному воспалению и активному привлечению нейтрофилов, что ускорило восстановление мышц.
В будущем учёные планируют выяснить, как именно NAD+ запускает иммунные реакции, а также как эти реакции изменяются при болезнях. По словам Пик, нарушения циркадных ритмов, связанные со старением, ожирением и диабетом, приводят к замедлению восстановления мышц. Теперь исследователи хотят понять, связано ли это замедление с нарушением работы внутренних часов организма.
