У 30% тяжелых алкоголиков развивается заболевание печени, но ученые не смогли объяснить, почему только небольшая группа людей находится в группе риска. У исследовательской группы из Северо-Западного университета и Медицинского центра Университета Раш теперь есть возможное объяснение: нарушение сна и циркадные ритмы могут подтолкнуть уязвимых к болезни.
Команда изучала мышей, которые, по сути, испытывали то, что страдают посменные рабочие или люди с нарушением биоритма: их внутренние часы не синхронизировались с естественным циклом свет-темнота. У другой группы мышей были циркадные нарушения из-за дефектного гена. Обе группы получали диету без алкоголя, а затем с алкоголем, и затем команда исследовала физиологические эффекты.
Исследователи обнаружили, что сочетание нарушения циркадного ритма и алкоголя является разрушительным двойным ударом, который может привести к алкогольной болезни печени.
Исследование было опубликовано в прошлом месяце журналом PLOS ONE.
"Нарушение циркадного ритма является ранее неизвестным фактором риска, лежащим в основе предрасположенности к алкогольной болезни печени или ее развития," сказал Фред В. Турек, Чарльз Э. и Эмма Х. Моррисон, профессор биологии Северо-Западного колледжа искусств и наук Вайнберга и один из ведущих авторов статьи.
"Мы и многие другие исследователи уделяем время медицине для диагностики и лечения заболеваний," Турек сказал. "Мы называем это циркадной медициной, и это изменит. Медицина сильно изменится, подобно тому, как изменилась физика, когда Эйнштейн привнес время в физику."
Несколько лет назад Али Кешаварзян, М.D., гастроэнтеролог в Медицинском центре Университета Раша, который работал и изучал пациентов с заболеваниями желудочно-кишечного тракта и печени, подозревал, что нарушенные циркадные ритмы могут быть фактором, способствующим развитию болезни.
Кешаварзян заметил, что у некоторых пациентов с воспалительным заболеванием кишечника (воспаление в кишечнике и / или толстой кишке) обостряются симптомы во время ночной работы, но они могут контролировать заболевание, работая в дневную смену. Он обратился к Туреку, директору Северо-Западного центра сна и циркадной биологии, чтобы тот помог исследовать взаимосвязь между циркадными ритмами и болезнью.
Два исследователя и их группы сначала изучали эффект нарушения циркадного ритма на животной модели колита и отметили, что нарушение сна и циркадных ритмов (вызванное моделированием сменной работы и хронической смены часовых поясов у животных) вызывает более тяжелый колит у мышей.
Кешаварзян изучает действие "кишечная проницаемость" (слизистая оболочка кишечника становится слабой и вызывает попадание опасных эндотоксинов в кровоток) бактериальным продуктам при желудочно-кишечных заболеваниях в течение двух десятилетий. Поскольку модель колита на мышах связана с повышенной проницаемостью кишечника, он предположил, что нарушение циркадных ритмов из-за сменной работы может сделать кишечник более восприимчивым к негерметичности. Он хотел проверить его действие на животной модели алкогольной болезни печени, где у подгруппы алкоголиков развивается проницаемость кишечника и заболевание печени, чтобы выяснить, является ли посменная работа фактором восприимчивости, способствующим повреждению печени.
"Хроническое воспаление, не опосредованное патогенами, является основной причиной многих хронических заболеваний, распространенных в западных обществах и развивающихся странах, которые приняли западный образ жизни," сказал Кешаварзян, один из ведущих авторов статьи. Он является директором отделения болезней органов пищеварения и клиники Жозефины М. Кафедра гастроэнтерологии Дайренфорта.
Примерами этих заболеваний являются болезнь Крона и язвенный колит, болезнь Паркинсона, диабет, рассеянный склероз, аутоиммунные заболевания и сердечно-сосудистые заболевания.
"Недавние исследования показали, что кишечные бактерии являются основным триггером этого воспаления, а негерметичность кишечника является одной из основных причин," Кешаварзян сказал. "Однако фактор, приводящий к негерметичности кишечника, неизвестен. Наше исследование предполагает, что нарушение циркадных ритмов и сна, которое является частью жизни в индустриальных обществах, может способствовать этому и объяснять восприимчивость."
В исследовании исследователи Northwestern и Rush использовали два независимых подхода, изучая как генетические, так и экологические модели животных. Циркадные ритмы одной группы мышей были нарушены генетически: у каждого животного был мутантный ген CLOCK, который регулирует циркадные ритмы. Циркадные ритмы второй группы были нарушены с точки зрения окружающей среды: цикл свет-темнота периодически менялся, что приводило к состоянию, аналогичному хронической смене часовых поясов.
У мышей в обеих группах до употребления алкоголя наблюдалось увеличение проницаемости кишечника.
Затем обе группы мышей кормили спиртом. Спустя всего одну неделю животные в обеих группах показали значительное дополнительное увеличение проницаемости кишечника по сравнению с контрольными мышами на безалкогольной диете. К концу трехмесячного исследования мыши в обеих группах находились на ранних стадиях алкогольной болезни печени.
"Мы ясно показали, что нарушение циркадного ритма может вызвать негерметичность кишечника, что приводит к более тяжелой патологии в печени," сказал Кейт Сумма, соавтор исследования и M.D./ Ph.D. кандидат, работающий в лаборатории Турека.
"Для людей нарушение циркадного ритма обычно связано с окружающей средой, а не генетически, поэтому люди могут в некоторой степени контролировать поведение, которое вызывает проблемы, будь то плохой режим сна, посменная работа или воздействие света в ночное время," он сказал.
Исследователи считают, что сон и циркадные ритмы являются неотъемлемой частью биологии и должны быть частью обсуждения между врачами и их пациентами.
"Мы хотим персонализировать медицину с точки зрения времени," Турек сказал. "Наши тела организованы во времени на 24-часовой основе, и это необходимо объединить в уравнение для понимания здоровья и болезней."