Questo meccanismo potrebbe spiegare perché le notti insonni influiscono sulla salute dell'intestino?
L'infiammazione intestinale e altre condizioni che coinvolgono il sistema immunitario sono più comuni tra le persone con schemi di sonno irregolari, compresi quelli che lavorano nei turni di notte. Ora, una nuova ricerca sui topi ha scoperto un meccanismo precedentemente sconosciuto che potrebbe aiutare a spiegare la connessione.
Il meccanismo riguarda le cellule linfoidi innate del gruppo 3 (ILC3s). Queste cellule immunitarie hanno un ruolo importante nel controllo del metabolismo, dell'infiammazione e di altri processi biologici.
In un recente Natura paper, gli scienziati spiegano come hanno utilizzato i topi per comprendere meglio il ruolo degli ILC3 nell'intestino.
"Queste cellule", afferma l'autore senior dello studio Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D., "svolgono importanti funzioni nell'intestino: combattono le infezioni, controllano l'integrità dell'epitelio intestinale e istruiscono l'assorbimento dei lipidi".
Veiga-Fernandes lavora al Champalimaud Center for the Unknown, a Lisbona, in Portogallo. Guida un gruppo che indaga sulla comunicazione a livello cellulare tra il sistema nervoso e il sistema immunitario.
Schema del sonno, salute e geni dell'orologio
"La privazione del sonno o le abitudini di sonno alterate possono avere conseguenze drammatiche sulla salute, provocando una serie di malattie che spesso hanno una componente immunitaria, come le condizioni infiammatorie intestinali", spiega Veiga-Fernandes.
La ricerca ha dimostrato che le persone che lavorano su turni hanno maggiori probabilità di sviluppare determinati problemi di salute a lungo termine.
Coloro che lavorano a lungo nei turni di notte, ad esempio, hanno un rischio maggiore di malattie come ulcere, alcuni tipi di cancro, malattie metaboliche, obesità e condizioni gastrointestinali.
"Per capire perché questo accade", continua Veiga-Fernandes, "abbiamo iniziato chiedendoci se le cellule immunitarie nell'intestino sono influenzate dall'orologio circadiano".
Lui ei suoi colleghi hanno scoperto che gli ILC3 sono particolarmente sensibili ai cambiamenti nei loro geni dell'orologio, i geni che controllano i processi delle cellule ritmiche.
Hanno anche scoperto un circuito che collega l'orologio circadiano, o di 24 ore, nel cervello agli ILC3 nell'intestino.
Sembra che le interruzioni di questo circuito, che rileva i cambiamenti nella luce ambientale, possano alterare i geni dell'orologio ILC3. Questi cambiamenti genetici possono compromettere la capacità delle cellule immunitarie di regolare la salute dell'intestino.
Il team ha dimostrato questo effetto interrompendo l'orologio di 24 ore nel cervello dei topi.
Gli autori scrivono che "la deregolamentazione della ritmicità cerebrale indotta chirurgicamente o geneticamente ha portato a oscillazioni ILC3 circadiane interrotte, un microbioma deregolamentato e un metabolismo lipidico alterato".
L'interruzione dell'orologio cerebrale riduce gli ILC3 intestinali
Quasi tutte le cellule del corpo hanno geni dell'orologio che le aiutano a seguire un ciclo di 24 ore.
I geni dell'orologio dicono alle macchine cellulari che ore sono in modo che la biologia del corpo possa prepararsi per attività sensibili al ciclo, come mangiare o dormire.
Sebbene i geni dell'orologio di ogni cellula possano mantenere l'ora in modo indipendente, si affidano all'orologio principale nel cervello per mantenerli sincronizzati.
Inoltre, poiché i circuiti dell'orologio del cervello sono sensibili alla luce esterna, la connessione con i geni dell'orologio nel resto del corpo aiuta a mantenere le funzioni del corpo sincronizzate con i cicli diurni e notturni.
Il team ha scoperto che l'interruzione dei geni dell'orologio degli ILC3 riduce drasticamente la loro presenza nell'intestino.
"Ciò ha provocato una grave infiammazione, una violazione della barriera intestinale e un aumento dell'accumulo di grasso", osserva Veiga-Fernandes.
L'orologio cerebrale interrotto cancella il codice di destinazione
Ulteriori indagini hanno rivelato la ragione del drastico calo degli ILC3 nell'intestino. Sembra che l'interruzione del circuito circadiano del cervello impedisca a un segnale importante di raggiungere i geni dell'orologio ILC3.
La perdita del segnale interessa una proteina che indica alle cellule ILC3 transitorie dove migrare. La proteina funziona come un codice postale di destinazione in un navigatore satellitare e senza il segnale dal circuito circadiano del cervello, non può impostare il codice postale.
Veiga-Fernandes afferma che lui e il suo team sono molto entusiasti di questi risultati perché aiutano a spiegare perché le persone che sono attive di notte hanno maggiori probabilità di avere una salute intestinale peggiore e di soffrire di malattie infiammatorie.
Suggerisce che il corpo si sia evoluto in modo che durante la luce del giorno, quando prevale l'alimentazione, l'orologio circadiano nel cervello dica agli ILC3 di lasciare l'intestino. Questo riduce l'attività ILC3 nell'intestino, che aumenta il metabolismo dei lipidi.
Tuttavia, la riduzione dell'attività ILC3 rende anche l'intestino vulnerabile ai danni. Quindi, di notte, quando l'alimentazione non prevale, l'orologio del cervello dice agli ILC3 di tornare nell'intestino e svolgere compiti difensivi e di riparazione.
"[Tutto ha] a che fare con il fatto che questo specifico asse neuroimmune è così ben regolato dall'orologio del cervello che qualsiasi cambiamento nelle nostre abitudini ha un impatto immediato su queste importanti e antiche cellule immunitarie".
Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.
