Niemal każdy organizm na Ziemi podlega naturalnemu rytmowi okołodobowemu zakodowanemu przez geny zegara w komórkach, które robią dokładnie to, co sugeruje ich nazwa: regulują rytm organizmu przez 24 godziny na dobę. Większość komórek w ciele ssaków ma rzęski, włoskowate struktury, które pełnią różne funkcje, takie jak ruch w ruchliwych rzęskach i wsparcie strukturalne w nieruchliwych lub pierwotnych rzęskach. Pierwotne rzęski działają również jako narządy zmysłów dla komórki, funkcja, która wykazała potencjał pierwotnych rzęsek w procesie gojenia i różne prędkości gojenia ciała w zależności od naszego rytmu dobowego.

Jak szybkość gojenia się ran jest związana z rzęskami

Badania pokazują, że białka zegarowe, tj. białka, które regulują 24-godzinny rytm w komórce i są kodowane przez geny zegarowe, mają duży wpływ na regulację rzęsek pierwotnych. Pierwotne rzęski reagują na wahania ekspresji genów zegarowych i mogą skracać się lub wydłużać w ciągu dnia. Długość rzęsek pierwotnych może się zmieniać i jest związana z procesem gojenia się rany. Im krótsze rzęski, tym krótszy czas gojenia się rany. Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Hiroszimie obserwowały komórki myszy przez okres 72 godzin i wykazały, że wzrost i spadek długości rzęsek odpowiadał 24-godzinnemu cyklowi.

„Sugeruje to, że 24-godzinny cykl pierwotnych rzęsek na fibroblastach jest częściowo odpowiedzialny za różnicę w szybkości gojenia się ran między dniem a nocą” – powiedział Ryota Nakazato, badacz i autor badania. Fibroblasty to komórki, które przyczyniają się do tworzenia tkanki łącznej i odgrywają ważną rolę w procesie gojenia. Rytm okołodobowy w rzęskach pierwotnych tych fibroblastów jest bardziej zaangażowany w gojenie się ran w ciągu dnia niż w nocy.

Przyczyną zwiększonego procesu gojenia w ciągu dnia wydaje się być związek między cyklem 24-godzinnym a długością rzęsek pierwotnych. W ciągu dnia rzęski są krótsze i mogą łatwiej przekształcić się w typ komórek, który może przeniknąć do rany i rozpocząć proces gojenia. Pierwotne rzęski mogą być również zaangażowane w odbieranie i przekazywanie sygnałów do reszty ciała, co może również poprawić gojenie się ran. Komórki z krótszymi pierwotnymi rzęskami łatwiej odrywają się od swojego „zakotwiczenia”, aby wcześniej rozpocząć migrację komórek do miejsca rany, a także mogą być w stanie wysyłać sygnały przyspieszające gojenie się ran łatwiej niż komórki z dłuższymi rzęskami.

Zegar biologiczny i jego zaburzenia

Naukowcy uważają, że dalsze analizy wyjaśnią rolę pierwotnych rzęsek nie tylko w gojeniu się ran, ale także w różnych zjawiskach życiowych z rytmem okołodobowym, takich jak sen / czuwanie, uwalnianie hormonów i zmiany temperatury ciała. Chociaż poczyniono pewne postępy w łączeniu tych dwóch pozornie niezwiązanych ze sobą tematów, należy wykonać więcej pracy, aby wyjaśnić mechanizm, za pomocą którego rytm dobowy wpływa na fizjologię organizmu, zwłaszcza w niedojrzałych lub embrionalnych komórkach. Obserwacje te pozwalają naukowcom na dalsze badanie roli zegara biologicznego i jego zaburzeń w różnych problemach zdrowotnych lub zaburzeniach i mogą prowadzić do rozwoju dziedziny badań znanej jako „medycyna okołodobowa”. Wyniki bardziej szczegółowych badań nad fizjologią rytmu okołodobowego mogą pomóc osobom cierpiącym na jet lag, bezsenność i inne zaburzenia lub choroby, które mogą być związane z problemami z regulacją naturalnego zegara organizmu.