השעון הפנימי של הגוף לא מכתיב רק כשאנחנו ישנים – הוא גם קובע כמה מהר שרירים שלנו נרפאים.
מחקר חדש לרפואה צפון -מערבית בעכברים, שפורסם היום ב התקדמות מדעיתמציע כי פגיעות שרירים נרפאות מהר יותר כאשר הן מתרחשות בשעות הערות הטבעיות של הגוף.
הממצאים עשויים להיות בעלי השלכות על עובדי משמרות ועשויים גם להוכיח מועיל להבנת ההשפעות של הזדקנות והשמנת יתר, אמרה הסופרת הבכירה קלרה פיק, עוזרת פרופסור לביוכימיה וגנטיקה מולקולרית בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת נורת'ווסטרן.
המחקר עשוי גם לעזור להסביר כיצד שיבושים כמו Jetlag ושינויי זמן חיסכון באור יום משפיעים על המקצבים הצירדיים ועל התאוששות השרירים.
בכל אחד מהתאים שלנו, יש לנו גנים המהווים את השעון הצירקדי המולקולרי. גני שעון אלה מקודדים קבוצה של גורמי שעתוק המווסתים תהליכים רבים בכל הגוף ומיישרים אותם עם השעה המתאימה ביום. דברים כמו התנהגות שינה/ערות, חילוף חומרים, טמפרטורת הגוף והורמונים – כל אלה הם צירופים. "
קלרה פיק, עוזרת פרופסור לביוכימיה וגנטיקה מולקולרית, בית הספר לרפואה באוניברסיטת נורת'ווסטרן פינברג
כיצד נערך המחקר
מחקרים קודמים ממעבדת PEEK מצאו כי עכברים התחדשו רקמות שריר מהר יותר כאשר הנזק התרחש בשעות הערות הרגילות שלהם. כאשר עכברים חוו נזק לשרירים בשעות השינה הרגילות שלהם, האטה הריפוי.
במחקר הנוכחי, Peek ומשתפי הפעולה שלה ביקשו להבין טוב יותר כיצד השעונים הצירוניים בתוך תאי גזע שרירים שולטים בהתחדשות בהתאם לשעה ביום.
לצורך המחקר, Peek ומשתפי הפעולה שלה ביצעו רצף של תאים יחידים של שרירים פצועים ולא נפגעים בעכברים בשעות שונות של היום. הם גילו כי השעה ביום השפיעה על רמות התגובה הדלקתית בתאי גזע, המסמנת לנויטרופילים – תאי החיסון המולדים של "המגיב הראשון" בהתחדשות השרירים.
"גילינו שהאותות של התאים זה לזה היה הרבה יותר חזק מיד לאחר הפציעה כאשר עכברים נפצעו במהלך תקופת העקבות שלהם", אמר פיק. "זה היה ממצא מרגש וזו עדות נוספת לכך שהוויסות הצירדי של התחדשות השרירים מוכתבת על ידי מפגש תאי תאי גזע זה."
המדענים גילו כי שעון תאי גזע השרירים השפיע גם על הייצור שלאחר הפציעה של NAD+קואנזים שנמצא בכל התאים החיוניים ליצירת אנרגיה בגוף ומעורב במאות תהליכים מטבוליים.
בשלב הבא, בעזרת מודל עכבר המנוהל גנטית, שהגביר את ה- NAD+ ייצור ספציפי בתאי גזע שרירים, צוות המדענים מצא כי NAD+ גורם לתגובות דלקתיות וגיוס נויטרופיל, מקדם התחדשות שרירים.
למה זה משנה
הממצאים עשויים להיות רלוונטיים במיוחד להבנת שיבוש הקצב הצירדי המתרחשים בהזדקנות ובהשמנת יתר, אמר פיק.
"שיבושים בצירוף הקשורים לתסמונות מזדקנות ומטבוליות כמו השמנת יתר וסוכרת קשורות גם להתחדשות השרירים המופחתת", אמר פיק. "כעת, אנו מסוגלים לשאול: האם השיבושים הצבאיים הללו תורמים ליכולת התחדשות שרירים ירודה יותר בתנאים אלה? איך זה מתקשר עם מערכת החיסון?"
מה הלאה
להתקדם, PEEK ומשתפי הפעולה שלה מקווים לזהות בדיוק את NAD+ גורם לתגובות חיסוניות וכיצד התגובות הללו משתנות במחלות.
"הרבה ביולוגיה צבאית מתמקדת בשעונים מולקולריים בסוגי תאים בודדים ובהיעדר לחץ", אמר פיק. "לא הייתה לנו הטכנולוגיה כדי להסתכל מספיק על אינטראקציות תאים עד לאחרונה. לנסות להבין כיצד שעונים צבאיים שונים מתקשרים בתנאי לחץ והתחדשות, הוא באמת גבול חדש ומלהיב."
המחקר נתמך על ידי מכונים לאומיים של מענקי בריאות R01DK123358, P30DK020595, K08 AR081391, 5P01AG049665-09 ו- T32 HL076139-11. מימון נוסף הוענק על ידי המשרד לענייני ותיקים בארה"ב באמצעות Grant IK6 RX003351.
