Forstyrrelser i den biologiske rytmen fører til for tidlig aldring av huden

Forskere har studert rollen til daglige biologiske rytmer (døgnrytmer) i den regenerative kapasiteten til hudstamceller. Forstyrrelse av disse rytmene fører til for tidlig aldring av vev og økt risiko for å utvikle hudsvulster, inkludert kreft.

Forskere fra Senter for genomisk regulering har gjennomført en studie som skal publiseres i tidsskriftet Nature. Den beskriver rollen til døgnrytmer, eller interne biologiske klokker, på menneskelig aktivitet gjennom dagen, samt deres innvirkning på funksjonen til hudstamceller som er ansvarlige for daglig hudregenerering.

Stamceller er ansvarlige for den konstante fornyelsen av hudens cellulære elementer, og erstatter de som allerede har uttømt sine funksjonelle evner som følge av livsaktivitet. Riktig funksjon av stamceller er svært viktig for å opprettholde vev i en normal tilstand gjennom hele kroppens livssyklus. I løpet av dagen utsettes huden for forskjellige skadelige stoffer, som ultrafiolett lys i løpet av dagen, og patogener som bakterier og virus. Hudens hovedfunksjon er å beskytte kroppen mot disse potensielle patogenene, og fungerer som en slags barriere som skiller kroppen vår fra omverdenen.

Forskerne som var involvert i studien oppdaget at aktiviteten til hudstamceller reguleres av en intern biologisk klokke, og at riktig funksjon av denne klokken er avgjørende for å opprettholde vevet i en sunn tilstand. Denne klokken regulerer aktiviteten til stamceller på en slik måte at cellene for eksempel under eksponering for mye lys er i stand til å beskytte seg mot skadelig stråling, mens de om kvelden og natten deler seg og gjenoppretter vev, og erstatter skadede celler med friske. Dermed lar den biologiske klokken stamceller dele seg på et tidspunkt når huden ikke lenger er utsatt for mulige eksterne skadelige faktorer og ikke blir så sårbar som følge av akkumulering av mutasjoner i DNA, noe som kan føre til tap av regenerativ kapasitet eller økt risiko for svulstutvikling.

«Den biologiske klokken styrer presist stamcellenes tidsmessige oppførsel, slik at systemet tilpasser seg vevets behov avhengig av tidspunktet på døgnet. Hvis denne kontrollen forstyrres, begynner stamcellene å akkumulere skadet DNA, og sannsynligheten for cellulær aldring og utvikling av hudsvulster øker betydelig», sier Salvador Aznar Benitah, koordinator for studien.

Genene BMAL1 og period1/2 er ansvarlige for å kontrollere denne rytmen, og regulerer celleaktiviteten under regenererings- og hvilefasene. Ved å genetisk manipulere begge genene har forskere bevist at forstyrrelse av biologiske rytmer i hudceller fører til at stamceller ikke vet hvilken funksjon de skal utføre, og som et resultat - for tidlig cellulær aldring og akkumulering av mutant DNA.

Døgnrytmer organiserer alle våre biologiske funksjoner i henhold til naturlige sykluser av lys og mørke. Resultatene av studien viste at hudregenerering, som forhindrer aldring og utvikling av hudkreft, også er underlagt disse rytmene. Når vi eldes, har disse biologiske rytmene en tendens til å brytes ned. Forskere mener at disse nedbrytningene til slutt kan føre til forstyrrelser i vevets regenerative potensial og utvikling av svulster.

I fremtiden ønsker forskerne å gjennomføre ytterligere studier for å forstå hvorfor den biologiske klokken forstyrres med alderen, og om det er mulig å utvikle metoder for å gjenopprette døgnrytmer for å bremse prosessen med vevsdegenerasjon og redusere risikoen for svulstutvikling.