Overtrædelse af biologiske rytmer fører til for tidlig ældning af huden

Forskere har undersøgt den rolle, de daglige biologiske rytmer (døgnrytmer) i regenereringsevne af stamceller i huden. Overtrædelse af disse rytmer fører til for tidlig ældning af væv og en øget risiko for hudtumorer, herunder kræft.

Forskere fra Center for Genomic Regulation gennemførte en undersøgelse, der skulle offentliggøres i tidsskriftet Nature. Det beskriver rollen af cirkadiske rytmer, det vil sige interne biologiske ure, på en vital aktivitet hos en person i løbet af dagen, samt deres virkning på funktionen af hudstamceller, som er ansvarlige for daglig hudregenerering.

Stamceller er ansvarlige for den konstante fornyelse af cellulære elementer i huden, der erstatter dem, der allerede har udtømt deres funktionalitet som følge af vital aktivitet. Korrekt drift af stamceller er meget vigtigt for at opretholde væv i en normal tilstand gennem hele livscyklusen af kroppen. I løbet af dagen udsættes huden for forskellige skadelige stoffer, for eksempel ultraviolet lys om dagen og patogener, såsom bakterier og vira. Hovedfunktionen i huden er at beskytte kroppen mod disse potentielle patogener, der virker som en slags barriere, der adskiller vores krop fra omverdenen.

Forskere, der deltog i undersøgelsen, fandt ud af, at hudstamcellerne er reguleret af interne biologiske ure, og at disse ure fungerer korrekt for at opretholde væv i en sund tilstand. Disse ure regulerer aktiviteten af stamceller på en sådan måde, at for eksempel på tidspunktet for top eksponering for lys, er cellerne i stand til at beskytte sig mod skadelig stråling, og om aftenen og natten, er de opdelt og vosstanavlyayut væv, udskiftning af beskadigede celler sunde. Således det biologiske ur tillader stamcellerne at dele på et tidspunkt, når huden ikke udsættes for eventuelle ydre skadelige faktorer, og ikke bliver så sårbar over akkumulering af mutationer i DNA, hvilket kunne føre til tab af regenerationsevne eller øge risikoen for tumorudvikling.

"Den biologiske ur styrer præcist temporale adfærd af stamceller, således at systemet tilpasser sig væv behov afhængigt af tidspunktet på dagen. Hvis denne kontrol er afbrudt, stamcellerne begynder at akkumulere DNA-beskadigelse og sandsynligheden for celle aldring og udvikling af hudtumorer er væsentligt forøget." El Salvador Aznar Benitah, koordinator for undersøgelsen.

Gen BMAL1 og periode1 / 2 er ansvarlige for at styre denne rytme, regulere cellaktivitet under regenererings- og hvilefaser. Med hjælp af genetisk manipulation af begge gener, har forskerne vist, at afbrydelse af biologiske rytmer i hudceller fører til hvad stamcellerne ikke ved, hvilken funktion de udfører, og som en konsekvens - for tidlig cellulære aldring og ophobningen af mutant-DNA.

Circadian rytmer organiserer alle vores biologiske funktioner i overensstemmelse med naturlige cykler af lys og mørke. Resultaterne af undersøgelsen viste, at hudregenerering, der forhindrer aldring og udvikling af hudkræft, også adlyder disse rytmer. Når vi alder, har disse biologiske rytmer tendens til at bryde ned. Forskere mener, at disse fejl i sidste ende kan føre til krænkelser af vores vævs regenerative potentiale og udviklingen af tumorer.

I fremtiden ønsker forskere at gennemføre yderligere undersøgelser for at forstå, hvorfor biologiske ure er krænket med alderen, og om det er muligt at udvikle metoder til genopretning af cirkadiske rytmer for at bremse processen med vævsdegenerering og reducere risikoen for udvikling af tumorer.