Aterosklerosis: Mungkinkah ada masa terbaik untuk minum ubat?
Untuk pertama kalinya, para saintis mendapati bahawa irama sirkadian mempengaruhi biologi aterosklerosis, yang merupakan keadaan yang boleh menyebabkan serangan jantung dan strok akibat arteri tersumbat.
Ini bermaksud bahawa mungkin ada waktu terbaik sepanjang hari bagi individu yang menerima rawatan aterosklerosis untuk mengambil ubat mereka, kata penyelidik dari Ludwig Maximilian University (LMU) di Munich, Jerman.
"Kajian kami," kata pengarang kanan Oliver Söhnlein, seorang profesor di Institut Pencegahan Kardiovaskular LMU, "menunjukkan bagaimana corak sirkadian dapat digunakan untuk campur tangan terapi berjangka mungkin dengan kesan sampingan yang lebih rendah dan keberkesanan yang lebih tinggi."
Dia dan rakannya melaporkan penemuan mereka dalam makalah yang kini diterbitkan dalam jurnal Metabolisme Sel.
Aterosklerosis dan irama sirkadian
Aterosklerosis adalah keadaan di mana deposit lemak terbentuk di dalam arteri dan secara beransur-ansur menyebabkannya menjadi keras dan sempit. Deposit ini disebut plak, dan mereka terbuat dari molekul lemak, kolesterol, kalsium, dan zat lain dalam darah.
Mereka bertambah perlahan selama bertahun-tahun - bahkan beberapa dekad - menyekat aliran darah yang kaya dengan oksigen dan nutrien sehingga menyebabkan penyakit jantung, serangan jantung, strok, dan kadang-kadang kematian.
Irama sirkadian adalah corak biologi dan tingkah laku yang mengikuti kitaran sekitar 24 jam. Mereka dapat diperhatikan di hampir semua makhluk hidup, dari sel dan bakteria hingga tumbuh-tumbuhan dan haiwan. Para saintis bahkan telah memerhatikannya dalam sel yang dikultur makmal.
Pengendalian dan masa irama sirkadian ditentukan oleh gen jam yang mengarahkan sel bagaimana membuat protein yang menjalankan jam biologi mereka. Banyak jam biologi badan diselaraskan oleh jam induk di otak.
Corak sirkadian dan kronofarmakologi
Terdapat banyak bukti bahawa jam biologi berkait rapat dengan sistem kardiovaskular. Contoh yang terkenal di sini termasuk degup jantung dan tekanan darah, yang diketahui berbeza mengikut waktu.
Corak sirkadian juga telah diperhatikan dalam biologi tisu saluran darah, pembentukan platelet, dan permulaan aritmia, serangan jantung, strok, dan penyakit kardiovaskular lain. Terdapat juga bukti bahawa mengganggu irama sirkadian dapat menjadi faktor risiko penyakit tersebut.
Memandangkan irama sirkadian sangat berkaitan dengan proses biologi, adalah wajar untuk menganggap bahawa ia juga mempengaruhi keberkesanan ubat-ubatan.
Namun, walaupun selama puluhan tahun meneliti jam biologi, irama sirkadian "hanya jarang dipertimbangkan oleh doktor, pembangun ubat, atau pengatur."
Kajian baru berkenaan bidang chronopharmacology, di mana para saintis semakin mengkaji kesan irama sirkadian terhadap tindak balas biologi terhadap ubat-ubatan.
Corak pengambilan sel imun adalah sirkadian
Prof Söhnlein dan pasukannya di LMU meneliti biologi aterosklerosis pada tahap molekul. Mereka menjelaskan bahawa ketika penyakit ini berkembang, sel-sel imun berkumpul di lokasi di mana plak menumpuk.
Sel-sel imun ini mengirimkan isyarat-isyarat yang menarik sel-sel lebih jauh untuk berusaha mengatasi kerusakan tersebut, tetapi akhirnya, mekanisme pembaikan imun rosak dan keradangan masuk.
Walau bagaimanapun, para penyelidik menyatakan bahawa walaupun keradangan mungkin memakan waktu bertahun-tahun untuk berkembang, corak "pengambilan" sel-sel imun di belakang keradangan mengikuti irama sirkadian. Mereka mengesahkan ini dengan memerhatikan tikus dengan aterosklerosis.
Mereka mendapati bahawa ada saat-saat dalam sehari ketika jumlah sel darah putih yang tiba di tempat peradangan meningkat tiga kali ganda.
Pasukan ini juga menyedari bahawa puncak aktiviti sel imun pada endapan aterosklerotik terjadi 12 jam di luar fasa dengan pengambilan sel darah putih ke dalam "peredaran mikro" saluran darah kecil.
"Pengambilan sel darah putih dalam peredaran mikro penting untuk jangkitan akut seperti misalnya jangkitan paru-paru atau pundi kencing," jelas Prof Söhnlein.
Implikasi untuk pengambilan ubat
Pergeseran 12 jam ini sangat berguna dari sudut rawatan. Ubat itu harus diberikan sehingga menghentikan pengambilan sel imun di lokasi keradangan aterosklerotik, tetapi tidak di tempat di mana ia diperlukan untuk peredaran mikro. Mungkinkah memberikannya pada "waktu yang tepat" memastikan ini?
Pasukan menunjukkan bahawa ini mungkin berfungsi dengan mengujinya pada model tahap awal aterosklerosis.
Pertama, para saintis mengenal pasti jalan molekul yang merekrut sel darah putih. Kemudian, mereka menunjukkan bahawa menyekatnya semasa "fasa aktiviti" migrasi sel darah putih ke laman aterosklerotik tidak mempengaruhi migrasi peredaran mikro.
"Pada waktu-waktu tertentu dalam sehari, tiga kali lebih banyak leukosit pergi ke pusat keradangan arteri seperti yang berlaku pada waktu-waktu lain."
Prof Oliver Söhnlein
