Bijna elk organisme op aarde volgt een natuurlijk circadiaan ritme dat wordt gecodeerd door de klokgenen in je cellen, die precies doen wat hun naam suggereert: ze regelen het ritme van je lichaam 24 uur per dag. De meeste cellen in het lichaam van zoogdieren hebben cilia, haarachtige structuren die verschillende functies vervullen, zoals beweging in beweeglijke cilia en structurele ondersteuning in niet-motiele of primaire cilia. Primaire trilharen fungeren ook als zintuigen voor de cel, een functie die het potentieel van primaire trilharen voor het genezingsproces en de verschillende genezingssnelheden van het lichaam volgens ons circadiane ritme heeft aangetoond.

Hoe de snelheid van wondgenezing samenhangt met cilia

Onderzoek toont aan dat klokeiwitten, dat wil zeggen eiwitten die het 24-uurs ritme in een cel regelen en gecodeerd worden door klokgenen, een grote invloed hebben op de regulatie van primaire trilharen. Primaire trilharen reageren op fluctuaties in de expressie van klokgenen en kunnen in de loop van de dag korter of langer worden. De lengte van primaire trilharen kan variëren en is gerelateerd aan het genezingsproces van een wond. Hoe korter de trilharen, hoe korter de wondgenezingstijd lijkt te zijn. Onderzoek uitgevoerd door wetenschappers van de Hiroshima Universiteit observeerde muizencellen over een periode van 72 uur en ontdekte dat de toename en afname van de lengte van de trilharen overeenkwam met een 24-uurs cyclus.

“Dit suggereert dat de 24-uurs cyclus van primaire cilia op fibroblasten gedeeltelijk verantwoordelijk is voor het verschil in snelheid van wondgenezing tussen dag en nacht,” zei Ryota Nakazato, onderzoeker en auteur van het onderzoek. Fibroblasten zijn cellen die bijdragen aan de vorming van bindweefsel en een belangrijke rol spelen in het genezingsproces. Het circadiane ritme in de primaire cilia van deze fibroblasten is overdag meer betrokken bij de wondgenezing dan ’s nachts.

De reden voor dit dag-geïnduceerde verbeterde genezingsproces lijkt te liggen in de relatie tussen de 24-uurs cyclus en de lengte van de primaire trilharen. Overdag zijn de trilharen korter en kunnen ze gemakkelijker transformeren in een celtype dat de wond kan binnendringen om het genezingsproces te beginnen. Primaire trilharen kunnen ook betrokken zijn bij het ontvangen en doorgeven van signalen aan de rest van het lichaam, wat ook de wondgenezing kan verbeteren. Cellen met kortere primaire cilia komen gemakkelijker los van hun “ankerplaats” om eerder te beginnen met celmigratie naar de plaats van de wond en kunnen mogelijk ook gemakkelijker signalen uitzenden om de wondgenezing te versnellen dan cellen met langere cilia.

Biologische klok en de verstoringen ervan

De onderzoekers geloven dat verdere analyse de rol van primaire trilharen zal verduidelijken, niet alleen bij wondgenezing, maar ook bij verschillende levensverschijnselen met circadiane ritmes, zoals slapen/waken, hormoonafgifte en veranderingen in lichaamstemperatuur. Hoewel er enige vooruitgang is geboekt in het koppelen van deze twee schijnbaar ongerelateerde onderwerpen, moet er meer werk worden verricht om het mechanisme op te helderen waarmee het circadiane ritme de fysiologie van het lichaam beïnvloedt, vooral in onvolgroeide of embryonale cellen. Deze observaties stellen onderzoekers in staat om de rol van de biologische klok en de verstoringen ervan bij verschillende gezondheidsproblemen of aandoeningen verder te onderzoeken en kunnen leiden tot de ontwikkeling van een onderzoeksgebied dat bekend staat als “circadiane geneeskunde”. Bevindingen van meer gedetailleerde studies naar de fysiologie van het circadiane ritme kunnen mensen helpen die lijden aan jetlag, slapeloosheid en andere aandoeningen of ziekten die gerelateerd kunnen zijn aan problemen met de regulatie van de natuurlijke klok van het lichaam.