Od witaminy C i echinacei po ciepłe ubrania i mydło antybakteryjne, nie brakuje pomysłów na zapobieganie przeziębieniom i grypie oraz zarządzanie nimi. Niestety wiele z nich to nie oparte na solidnych dowodach naukowych. W rzeczywistości naukowcy medyczni dopiero zaczynają odkrywać szereg czynników, które wpływają na naszą podatność na infekcje. Teraz odkryliśmy, że nasze zegar biologiczny odgrywa ważną rolę – sprawia, że ​​jesteśmy bardziej podatni na zarażenie o określonych porach dnia.

Być może łatwo jest zapomnieć, że współewoluowaliśmy na tej planecie z mikroorganizmami, w tym bakteriami, które mogą być dla nas korzystne lub szkodliwe. Podobnie wirusy nie mogą się kopiować bez pomocy naszych komórek. Bez nas po prostu by nie istniały.

Więc co się dzieje, gdy wirus napotka komórkę? Najpierw musi przedostać się przez barierę ochronną zwaną błoną komórkową. Następnie musi przejąć kontrolę nad wnętrzem komórki „gospodarza”, aby ją obalić i przekierować wszystkie zasoby, aby skopiować się miliony razy. Gdy armia identycznych klonów zostanie utworzona, wyrywa się z komórki, zwykle niszcząc ją w tym procesie. Wyobraź sobie, że miliony tych nowych wirusów są w stanie zrobić dokładnie to samo z innymi komórkami w pobliżu. Cykl trwa, często z szybką amplifikacją wirusa przez tkankę, a następnie przez organizm.

To znaczy, gdyby wirus miał to wszystko na swój sposób… Ale zawsze toczy się walka między atakującymi organizmami a naszymi ciałami. Nasz układ odpornościowy przeciwdziała atakującym organizmom i uruchamia mechanizmy zatrzymujące wnikanie, replikację i rozprzestrzenianie się wirusa. Ten system obronny działa na poziomie pojedynczych komórek w ciele, ale także w wyspecjalizowanych tkankach organizmu, które mają za zadanie odpowiadać na takie inwazje.

Teraz okazuje się, że nasz zegar biologiczny jest również ważnym strażnikiem infekcji wirusowych. Zegar biologiczny to niesamowity kawałek biologii ewolucyjnej. Uważa się, że większość organizmów na naszej planecie ma zegar biologiczny który śledzi 24-godzinny dzień. Może to zrobić, organizując reakcje chemiczne i przełączniki genetyczne, które rytmicznie kontrolują tysiące genów w komórkach – włączając i wyłączając około 15% wszystkich genów w ciągu dnia i nocy.

Eksperyment na czas

Dlaczego więc wirusy mogą dbać o nasz zegar biologiczny? Ponieważ nasze komórki to miniaturowe fabryki, które wytwarzają rzeczy, które wirus musi sam kopiować, wirus ma mniejsze szanse powodzenia, gdy linia produkcyjna jest wyłączona. To właśnie testowaliśmy w laboratorium, infekując komórki i myszy o różnych porach dnia. Odkryliśmy, że wirusy są mniej zdolne do infekcji późnym popołudniem. Natomiast wczesnym rankiem nasze komórki są ulami o aktywności biosyntetycznej, przynajmniej z punktu widzenia wirusa. Tak więc, jeśli wirus próbuje przejąć komórkę na początku dnia, jest o wiele bardziej prawdopodobne, że odniesie sukces i rozprzestrzeni się szybciej, niż jeśli wieczorem napotka raczej mniej sprzyjający klimat.

Być może jeszcze bardziej interesujące jest to, że kiedy mechanizm zegarowy zostaje zakłócony, wirusy są bardziej płodne w przejmowaniu komórek i tkanek. Takie „niewspółosiowość zegara” może się zdarzyć, gdy wykonujemy pracę zmianową, mamy opóźnienia związane z jet lagami lub doświadczamy zjawiska „społeczna zmiana strefy czasowej”, co jest spowodowane zmianami w naszym harmonogramie snu w dni wolne. Dlatego ważne jest, aby wiedzieć o tych interakcjach, ponieważ niewątpliwie pomoże nam to znaleźć sposoby na zapewnienie sobie lepszego zdrowia. Na przykład, ponieważ wiemy, że pracownicy zmianowi są bardziej narażeni na Infekcje, dobrym pomysłem może być zaszczepienie ich na grypę

Wiedza na temat zegara i wirusów może nam również pomóc w opracowaniu lepszych środków ochrony zdrowia publicznego w celu zwalczania rozprzestrzeniania się wirusów. Można sobie wyobrazić, że podczas pandemii ograniczenie ekspozycji we wczesnych godzinach dnia może być małą, ale ważną interwencją mającą na celu zapobieżenie opanowaniu infekcji wirusowej. Rzeczywiście, niedawne badanie przeprowadzone przez zespół z University of Birmingham wykazało, że szczepienie ludzi przeciwko grypie rankiem jest bardziej skuteczny niż wieczorem. Ta zasada może być taka sama dla wielu niepowiązanych wirusów.

Badania mogą również pomóc nam rozwikłać odwieczną zagadkę – dlaczego infekcje wirusowe, takie jak grypa, zdarzają się częściej w miesiącach zimowych? Okazuje się, że zmienia się ten sam przełącznik molekularny – zwany Bmal1 – który wznosi się i opada w dzień i w nocy zgodnie z porami roku, wznoszące się latem i opadające zimą. Kiedy sztucznie obniżamy poziom Bmal1 u myszy i komórek, wirus jest w stanie zainfekować więcej. Jak to się dzieje na co dzień, pojawianie się i zanikanie Bmal1 w naszych ciałach może być powodem, dla którego rzadziej radzimy sobie z wirusami, takimi jak grypa w zimie.

Tak więc, jeśli desperacko starasz się uniknąć zarażenia wirusem grypy, który krąży po biurze, zamiast próbować wzmacniać swój układ odpornościowy różnymi witaminami, możesz spróbować po prostu pracować rano z domu.

O autorze

Akhilesh Reddy, starszy pracownik naukowy Wellcome Trust w dziedzinie nauk klinicznych na Wydziale Neuronauk Klinicznych, University of Cambridge

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon