Cirkadián ritmus, mint befolyásoló tényező a gasztrointesztinális betegségek kialakulásában

Egyéb Tudástár Tudomány

2019-04-20

Az irritábilis bél szindróma, a gyulladásos bélbetegség és a daganatos megbetegedések háttere nem teljesen ismert, azonban számos kutatás során megfigyelték, hogy az emésztőrendszerben lejátszódó mechanizmusok ciklikusan ismétlődnek. Így került előtérbe a cirkadián ritmus fontossága, melynek az alvás, mozgás, és táplálkozás fontos meghatározó tényezői.

Az utóbbi években kísérleti és klinikai vizsgálatok következetesen bizonyították, hogy a cirkadián ritmus megváltozása összefügg az emésztőrendszeri problémák kialakulásával, amely főként a mikrobiom összetétel változásával van összefüggésben.

A cirkadián ritmus a belső ritmust tükrözi, mely biztosítja, hogy a szervezet belső fiziológiája szinkronban maradjon a külső környezettel. A fő motorja a hypothalamusban található szuprakiazmatikus mag, de emellett az agy illetve más szervek is szerepet játszanak a szabályozásban.

Az emésztőrendszerben létfontosságú funkciók és mechanizmusok széles skálája függ a cirkadián változásaitól, például a belekben található cirkadián óra befolyásolni tudja a bél barrier funkcióját. A szájban található flórát pedig oly módon befolyásolja, hogy mivel éjszaka kevesebb nyál termelődik, ezért nem mindegy az étkezések száma és órája. Továbbá bizonyíték van arra, hogy a cirkadián ritmus befolyásolja a perisztaltikát. Ily módon a gyomorürülés lassabb este, mint a reggeli órákban, és a vastagbél aktivitása is minimális az éjszakai órákban.

A központi idegrendszeren kívül a másik legfontosabb melatonin és szerotonin forrás a gasztrointesztinális traktus. A közelmúltban került előtérbe a melatonin szerepe a mikrobiom alakulásában. Az emésztőrendszer permeabilitása, a nyák és az emésztőenzimek kiválasztása éjszaka eltérő. Emellett az egészséges emésztést biztosító immunológiai tényezők 24 órás időszakot követnek. A legújabb tanulmányok kiemelik a veleszületett és a szerzett bél immunitás cirkadián szabályozását. A mindennapi változások tükröződnek a bélflóra sokféleségében és összetételében, étkezés / böjt és a napszak függvényében. De a bélflóra is tudja befolyásolni a gazdaszervezet cirkadián ritmusát. Az étrendi változtatások gyorsan formálják a flóra összetételét, ami viszont felelős a cirkadián programozásában. Ez a fajta szabályozás a máj anyagcsere folyamataiban is fontos szerepet játszik. A vércukor érték és a vérzsír érték (triglicerid, koleszterin) követi a ritmust, beleértve az epesavat is, amely étkezés és böjtölés szabályozását követi.

Fontos kihangsúlyozni, hogy az újfajta táplálkozási irányok (ketogén diéta) kihívást jelentenek a belső szabályozásnak, mert máshogy hatnak a májra és ezáltal a belső “órára”.

Ezek összességében befolyásolják az emésztőrendszer egészségét, így logikusan gondolhatjuk azt, hogy a megváltozott ritmus vezethet bizonyos emésztőrendszeri betegségek kialakulásához.

Az irritábilis bél szindróma (IBS), amely hasi fájdalommal és megváltozott bélmotolitással jár, a teljes populáció 11%-át érinti. A háttér nem pontosan ismert, kapcsolatot feltételeznek az emésztőrendszeri idegrendszer és központi idegrendszer között, valamint megváltozott bélflóra állapotot, gyulladást és a bél áteresztő képességének megváltozását. Számos tanulmány alátámasztotta, hogy az éjszakai műszak és a problémás alvás rizikófaktornak számítanak. Egy vizsgálat során azt találták, hogy jelentősen megváltozott a melatonin jelenléte a vizeletben, IBS-sel diagnosztizált nők esetében. Ebből következik, hogy a melatonin jó megoldás lehet a betegséggel járó fájdalom, és megváltozott bélműködés esetén, azonban a vizsgálatok során tapasztalt magas placebo hatás miatt további vizsgálatok szükségesek.

Egy másik tanulmányban probiotikummal egészítették ki a kezelést, és amellett, hogy a fájdalom jelentősen csökkent, a reggeli melatoninszint is emelkedett.

A táplálkozás is rizikófaktor lehet. Az IBS-t sok esetben hozták összefüggésbe nassolással, és rendszertelen táplálkozással, ugyanis az étkezések kapcsán kiválasztott hormonok – pl. inzulin, glukagon, leptin- napszakok szerint változik. Így feltételezhetjük, hogy a metabolikus felhasználása az ételeknek a cirkadián ritmus szabályozása alapján történik. A felborult alvás miatt csökkenhet az étkezések száma, ami növeli a nassolások számát. A jövőbeni kutatások témája a fix alvás és étkezés jótékony hatása lehetne IBS esetén.

Gyulladásos bélbetegségek közé tartozik a Colitis Ulcerosa, és Crohn betegség. Fő háttérnek a genetikát, az immunválaszt és a környezeti hatásokat tekintették. Számos bizonyíték utal arra, hogy a veleszületett és a szerzett immunrendszer hozzájárul a gyulladásra adott megváltozott válaszhoz. Számos álláspont szerint az immunfunkció több ponton áll cirkadián kontroll alatt, mint például a gazdasejt-patogén sejt kölcsönhatások, a leukociták szállítása, valamint a veleszületett és szerzett immunitás aktiválása. A környezeti kockázati tényezők közül a táplálkozás jelentős figyelmet kapott, különösen a „nyugati” étrend elterjedésével, amely zsír- és fehérjebő de rostban szegény. Az a hipotézis, hogy az étrendi tényezők befolyásolják a gyulladást, több mechanizmussal is magyarázható, beleértve az antigén-prezentációt, a prosztaglandin-egyensúly változását és a bélflóra megváltozott állapotát.

Több bizonyíték is utal arra, hogy az alvás szintén fontos szerepet játszik, mivel a cirkadián ritmus és a melatonin a bélrendszer gyulladásának szabályozói lehetnek. A krónikus gyulladás súlyosbíthatja az alvást és a csökkent alvás súlyosbítja a gyulladásos citokinek és a gyulladásos környezet kialakulását. Egereken bebizonyították, hogy a cirkadián ritmus fontos a barrier épségének fenntartásához. Az utóbbi években számos tanulmány az IBD-t a dysbiotikus bélflórához kötötte. Így a mikrobiom és a cirkadián ritmus módosítása lehet az egyik olyan mechanizmus, amellyel a változhat a betegség kimenetele.

Egy vizsgálat során nők alvási időtartamát figyelték meg és a Colitis/Crohn előfordulásának összefüggését. A szerzők megállapították, hogy mind a rövid alvási időtartam (6 óra alatti), mind a hosszú alvási időtartam (több mint 9 óra) összefüggésbe hozható a fokozott Colitis kockázattal.

Az utóbbi évtizedekben fokozatosan nőtt az emésztőrendszeri daganatos megbetegedések száma. Kialakulásában szerepet játszanak környezeti tényezők és életmód, de az utóbbi években növekedett a lehetősége annak, hogy az életritmus is szerepet játszik. Számos kutatás során vizsgálták az éjszakai műszak által okozott ritmus felborulását és vastagbél- és gyomorrák kapcsolatát. A megváltozott cirkadián ritmus okozta bélflóra változást összefüggésbe hozták vastagbél daganat kialakulásával. Egerek esetében abnormális bélflórát figyeltek meg, melyet gyulladással és daganat kialakulásával hoztak összefüggésbe.

Kimutatták, hogy a vastagbélben a sejtosztódás cirkadián ritmust követ. A sejtciklus bizonyos pontjainál a DNS kevésbé védett, és ezért érzékenyebb a károsodásra, tehát a sejtburjánzási idő cirkadián váltózás esetén a vastagbélben korlátozhatja a DNS előkészítését az emésztés során a potenciális mutagén hatóanyagokkal szemben, így nem tud védőfaktorként szolgáni. Ez a dinamika kapcsolatot teremt a sejtciklus, a cirkadián ritmus között, ezáltal a gén potenciális célpontja lehet a daganatellenes kezelésnek.

A vastagbélrákban szenvedő betegeknél a daganatos sejtek esetében különböznek az “óra” gének az egészséges sejtekhez viszonyítva, ami arra utal, hogy ezek a gének érdekes biomarkerek lehetnek a vastagbélrákban. Az óragének jelenlétének megváltozása szerepet játszhatnak a daganat kialakulása során, és befolyásolhatja a kezeléssel szembeni rezisztenciát. Megfigyelték vizsgálatok során, hogy a vastagbél daganatos páciensek vérében a tumorjelzők különböző ciklusos variációkat mutatnak, a rák stádiumától függően (I-től IV-ig). Az óragének jelenlétét vizsgálták a vastagbélrák IV. stádiumának áttétes sejtjeiben és az egészséges sejtekben azonos gének jelenlétéhez képest megszakadnak. Az a lehetőség, hogy a tumor módosíthatja a cirkadián ritmust, magyarázhatja a páciens által jellemzően tapasztalt fáradtságot és gyengeséget. Ezeket a genetikai mechanizmusokat jelenleg vizsgálják, hogy meghatározzák a legjobb módszert a daganatos megbetegedések kezelésére a cirkadián változások figyelembevételével.

Összefoglalva, az emésztőrendszer egészsége függ a cirkadián ritmustól. Az elmúlt évtizedekben nőtt az életmódbeli szokások által okozott, belső ritmusban történő változás. Ez a jelenség valószínűleg fontos szerepet játszik olyan betegségek kialakulásában, mint az IBS, az IBD és a daganat. Megjelentek a cirkadián ritmuszavarok és az emésztőrendszeri megbetegedések közötti kapcsolat erős bizonyítékai; azonban további vizsgálatok szükségesek az érintett molekuláris mechanizmusok megértéséhez.

Forrás: NCBI