Muskelcellerna har en egen inre klocka, och enligt ny forskning kan störningar av denna klocka genom skiftarbete ha djupgående effekter på åldrandeprocessen. En studie som publicerats i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ger ytterligare bevis för skiftarbetets skadliga effekter på hälsan.

Störd muskelklocka hos personer som arbetar skift

Teamet vid King’s College i London har upptäckt att muskelcellerna har en egen tidsmätningsmekanism som reglerar proteinomsättningen och därmed styr muskeltillväxten och muskelfunktionen. På natten aktiverar muskelklockan nedbrytningen av defekta proteiner och regenererar därmed musklerna medan kroppen vilar. En förändring av denna inre muskelklocka har kopplats till åldersrelaterad muskelförlust, s.k. sarkopeni. Detta innebär att en störning av dygnsrytmen, som förekommer vid skiftarbete, påskyndar åldrandeprocessen.

Forskarna använde sig av zebrafiskar, som ofta används i biologiska studier, för sin forskning. Zebrafiskar delar upp till 70% av sina gener med människor, är lätta att modifiera i laboratoriet och är genomskinliga, vilket gör att deras muskler lätt kan observeras under ett mikroskop. Huvudförfattaren Jeffrey Kelu, forskare vid King’s College London, säger: ”För att undersöka effekterna av en störd dygnsrytm på muskelceller har vi stört muskelklockans funktion hos zebrafiskar genom att överuttrycka ett defekt klockprotein. Vi observerade sedan fiskarna under två år och jämförde dem med friska kontrolldjur.

Även om inga signifikanta skillnader i muskelstorlek observerades vid yngre åldrar (sex månader och ett år), visade fiskar utan en fungerande muskelklocka tydliga tecken på för tidigt åldrande vid två års ålder. De var kortare, vägde mindre, simmade mer sällan och simmade långsammare. Detta är typiska kännetecken för sarkopeni och en allmän försämring av rörligheten, vilket också har observerats hos skiftarbetare.” För att förstå den bakomliggande mekanismen undersökte forskarna proteinomsättningen, en process som är nödvändig för att bibehålla muskelmassan och som ofta försämras med åldern. De visade att muskelklockan under nattvilan reglerar nedbrytningen av defekta muskelproteiner som ackumuleras på grund av användning under dagen.

Dygnsrytmens biologi för utveckling av behandlingar för att förhindra muskelförlust hos skiftarbetare

Studien visade att detta ”nattliga clearance” är viktigt för att upprätthålla muskelfunktionen. Ackumuleringen av defekta proteiner kan därför orsaka snabbare muskelnedbrytning hos gamla fiskar med en störd muskelklocka och hos skiftarbetare. Dr Kelu säger ”I Storbritannien spelar cirka fyra miljoner skiftarbetare en viktig roll för att hålla företag och räddningstjänster igång dygnet runt. Vår studie ger ytterligare bevis för att störningar i dygnsrytmen hos skiftarbetare påverkar flera aspekter av hälsan. Enligt forskarna är det viktigt att förstå hur störningar i dygnsrytmen bidrar till sarkopeni för att kunna utveckla strategier för att förbättra skiftarbetarnas hälsa och välbefinnande.

Resultaten belyser potentialen i att använda dygnsrytmens biologi för att utveckla behandlingar som förebygger muskelförlust hos skiftarbetare. Prekliniska studier pågår för närvarande med läkemedel som modulerar specifika klockproteiner. Detta banar väg för framtida behandlingar som kan förbättra åldrandeprocessen hos skiftarbetare. Professor Simon Hughes, expert på cellbiologi och utvecklingsbiologi, tillägger: ”Det här arbetet visar hur vi verkligen kan lära oss något av att studera något så komplext som muskeltillväxt i ett enkelt system som små fisklarver. Naturligtvis måste vi fortfarande verifiera om detta också gäller för människor – men fiskarna visar oss åtminstone var vi ska leta.”