Полученные днем раны зажили быстрее ночных

Миграция фибробластов в область повреждения в процессе заживления раны

Nathaniel P. Hoyle et al / Science Translational Medicine 2017

Раны, полученные в светлое время суток, заживают лучше, чем полученные ночью — к таким выводам пришли клеточные биологи из Кембриджа на основании экспериментов с циркадными ритмами в клетках соединительной ткани. Оказалось, что активность этих клеток, от которой зависит скорость заживления ран, регулируется в соответствии с биологическими часами. Исследование опубликовано в журнале Science Translational Medicine, также о нем рассказывает New Scientist.

Биологические часы, или циркадные ритмы — молекулярный осциллятор, который определяет активность животных в соответствии с 24-часовыми сутками. Благодаря часам, которые регулируются солнечным светом, организм выделяет для себя активную фазу (для человека это день) и фазу отдыха (ночь). Ранее исследователи показали, что у мышей с генетическим нарушением циркадных ритмов плохо заживают раны. В новой работе биологи описали молекулярный механизм, который лежит в основе этого феномена.

Скорость заживления раны зависит от активности фибробластов — клеток соединительной ткани. Эти клетки «ползут» в направлении поврежденной зоны, попутно синтезируя компоненты внеклеточного матрикса, такие как коллаген. Двигаться клеткам помогает цитоскелет, одним из главных компонентов которого является белок актин. Актин в клетке может находится в форме отдельных молекул, из которых в случае необходимости собираются нити. Процесс сборки называется полимеризацией актина.

Британские исследователи обнаружили, что скорость полимеризации актина в фибробластах зависит от внутриклеточных циркадных ритмов. Скорость была выше в «активную фазу» и ниже — в «фазу отдыха» (в эксперименте на клетках эти фазы обозначали условно в соответствии с тем, сколько времени прошло с момента синхронизации клеточной культуры, то есть с момента «сверки часов»). В клетках с выключенным белком Cry (одной из главных «шестеренок» биологических часов) никаких колебаний не происходило.

В соответствии со скоростью формирования цитоскелета изменялась и активность фибробластов. В модельном эксперименте с клеточным монослоем процесс заживления «раны» (повреждения в слое фибробластов) также происходил быстрее в «активную фазу». В отдельном эксперименте авторы показали, что это верно не только для фибробластов, но и для кератиноцитов — основных клеток кожи.



Тот факт, что скорость заживления повреждения регулируется биологическими часами, исследователи подтвердили на мышах, сначала ex vivo на кусочке мышиной кожи, а затем на коже делали порезы в разное время суток. Через две недели, после заживления порезов в этих местах оценивали объем нового коллагена, который косвенно отражал активность фибробластов и скорость затягивания раны. Для порезов, сделанных в мышиную активную фазу суток, эти значения оказались достоверно выше.

Чтобы оценить применимость гипотезы для человека, авторы работы проанализировали клиническую базу данных, куда врачи заносят информацию о пациентах с ожогами кожи (Burn Injury Database, iBID). Оказалось, что ожоги, полученные в ночное время, заживают в среднем на 60 процентов дольше, чем полученные днем.

Исследователи предполагают, что полученную информацию об участии циркадных ритмов в залечивании ран можно будет использовать в клинике при помощи применения так называемых хроноактивных препаратов, которые «перенастраивают» клеточные часы (к ним относятся, например, глюкокортикоиды).

Авторы работ по исследованию механизма работы биологических часов в этом году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. Подробнее о работе этих часов можно прочитать в нашем материале.

Дарья Спасская

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.