Mungkinkah mekanisme ini menjelaskan mengapa malam tanpa tidur mempengaruhi kesihatan usus?
Keradangan usus dan keadaan lain yang melibatkan sistem imun lebih kerap berlaku pada orang yang mempunyai pola tidur yang tidak teratur, termasuk mereka yang bekerja shift malam. Sekarang, penyelidikan baru pada tikus telah menemui mekanisme yang tidak diketahui sebelumnya yang dapat membantu menjelaskan hubungannya.
Mekanisme berkenaan dengan sel limfoid bawaan kumpulan 3 (ILC3s). Sel-sel imun ini mempunyai peranan yang kuat dalam mengawal metabolisme, keradangan, dan proses biologi lain.
Dalam satu kebelakangan ini Alam semula jadi kertas, para saintis menerangkan bagaimana mereka menggunakan tikus untuk lebih memahami peranan ILC3 dalam usus.
"Sel-sel ini," kata penulis kajian senior Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D., "memenuhi fungsi penting dalam usus - mereka melawan jangkitan, mengawal integriti epitel usus, dan mengarahkan penyerapan lipid."
Veiga-Fernandes bekerja di Champalimaud Center for the Unknown, di Lisbon, Portugal. Dia mengetuai kumpulan yang menyiasat komunikasi pada tahap sel antara sistem saraf dan sistem imun.
Corak tidur, kesihatan, dan gen jam
"Kurang tidur atau kebiasaan tidur yang diubah dapat menimbulkan akibat kesehatan yang dramatik, mengakibatkan berbagai penyakit yang sering memiliki komponen kekebalan tubuh, seperti kondisi radang usus," jelas Veiga-Fernandes.
Penyelidikan menunjukkan bahawa orang yang bekerja secara shift lebih cenderung mengalami masalah kesihatan jangka panjang tertentu.
Mereka yang bekerja shift malam untuk waktu yang lama, misalnya, mempunyai risiko penyakit yang lebih tinggi seperti bisul, beberapa barah, penyakit metabolik, kegemukan, dan keadaan gastrousus.
"Untuk memahami mengapa ini terjadi," lanjut Veiga-Fernandes, "kami mulai dengan bertanya apakah sel-sel kekebalan di usus dipengaruhi oleh jam sirkadian."
Dia dan rakannya mendapati bahawa ILC3 sangat sensitif terhadap perubahan pada gen jam mereka, gen yang mengawal proses sel berirama.
Mereka juga menemui litar yang menghubungkan jam sirkadian, atau 24 jam di otak dengan ILC3 di usus.
Nampaknya gangguan pada rangkaian ini, yang merasakan perubahan cahaya persekitaran, dapat mengubah gen jam ILC3. Perubahan genetik ini dapat merosakkan kemampuan sel-sel imun untuk mengatur kesihatan usus.
Pasukan ini menunjukkan kesan ini dengan mengganggu jam 24 jam di otak tikus.
Penulis menulis bahawa "Deregulasi irama otak yang disebabkan oleh pembedahan atau genetik menyebabkan ayunan ILC3 sirkadian terganggu, mikrobioma yang deregulasi, dan metabolisme lipid berubah."
Mengganggu jam otak mengurangkan ILC3 usus
Hampir semua sel di dalam badan mempunyai gen jam yang membantu mereka mengikuti kitaran 24 jam.
Gen jam memberitahu mesin sel berapa waktunya agar biologi badan dapat mempersiapkan aktiviti sensitif kitaran, seperti makan atau tidur.
Walaupun gen jam setiap sel dapat menyimpan waktu secara bebas, mereka bergantung pada jam induk di otak untuk memastikannya tetap disegerakkan.
Di samping itu, kerana litar jam otak sensitif terhadap cahaya luaran, hubungan dengan gen jam di seluruh badan membantu memastikan fungsi badan selari dengan kitaran siang dan malam.
Pasukan mendapati bahawa mengganggu gen jam ILC3 secara dramatik mengurangkan kehadirannya di usus.
"Ini mengakibatkan keradangan teruk, pelanggaran penghalang usus, dan peningkatan pengumpulan lemak," catat Veiga-Fernandes.
Jam otak yang terganggu mengelap kod destinasi
Siasatan lebih lanjut mendedahkan sebab penurunan ILC3 dalam usus secara dramatik. Nampaknya gangguan pada rangkaian sirkadian otak menghentikan isyarat penting daripada mencapai gen jam ILC3.
Kehilangan isyarat mempengaruhi protein yang memberitahu sel-sel ILC3 sementara tempat untuk berhijrah. Protein berfungsi seperti poskod tujuan dalam satnav, dan tanpa isyarat dari litar sirkadian otak, ia tidak dapat menetapkan kod pos.
Veiga-Fernandes mengatakan bahawa dia dan pasukannya sangat gembira dengan hasil ini kerana mereka membantu menjelaskan mengapa orang yang aktif pada waktu malam cenderung mempunyai kesihatan usus yang lebih buruk dan mengalami penyakit radang.
Dia menunjukkan bahawa tubuh telah berevolusi sehingga pada waktu siang, ketika makan berlaku, jam sirkadian di otak memberitahu ILC3 untuk meninggalkan usus. Ini mengurangkan aktiviti ILC3 di usus, yang meningkatkan metabolisme lipid.
Walau bagaimanapun, pengurangan aktiviti ILC3 juga menyebabkan usus mudah rosak. Jadi, pada waktu malam, ketika makan tidak berlaku, jam otak memberitahu ILC3 untuk kembali ke usus dan menjalankan tugas pertahanan dan pembaikan.
"Itu semua ada hubungannya dengan fakta bahawa paksi kekebalan saraf khusus ini diatur dengan baik oleh jam otak sehingga setiap perubahan dalam tabiat kita mempunyai kesan langsung pada sel-sel kekebalan kuno yang penting ini."
Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.
