Η διαταραχή των βιολογικών ρυθμών οδηγεί σε πρόωρη γήρανση του δέρματος

Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει τον ρόλο των καθημερινών βιολογικών ρυθμών (κιρκαδικών ρυθμών) στην αναγεννητική ικανότητα των βλαστοκυττάρων του δέρματος. Η διαταραχή αυτών των ρυθμών οδηγεί σε πρόωρη γήρανση των ιστών και σε αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης όγκων του δέρματος, συμπεριλαμβανομένουτου καρκίνου.

Επιστήμονες από το Κέντρο Γονιδιωματικής Ρύθμισης διεξήγαγαν μια μελέτη που θα δημοσιευτεί στο περιοδικό Nature. Περιγράφει τον ρόλο των κιρκαδικών ρυθμών, ή εσωτερικών βιολογικών ρολογιών, στην ανθρώπινη δραστηριότητα καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, καθώς και την επίδρασή τους στη λειτουργία των βλαστοκυττάρων του δέρματος που είναι υπεύθυνα για την καθημερινή αναγέννηση του δέρματος.

Τα βλαστοκύτταρα είναι υπεύθυνα για τη συνεχή ανανέωση των κυτταρικών στοιχείων του δέρματος, αντικαθιστώντας εκείνα που έχουν ήδη εξαντλήσει τις λειτουργικές τους δυνατότητες ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας. Η σωστή λειτουργία των βλαστοκυττάρων είναι πολύ σημαντική για τη διατήρηση των ιστών σε φυσιολογική κατάσταση καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του σώματος. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το δέρμα εκτίθεται σε διάφορες βλαβερές ουσίες, όπως η υπεριώδης ακτινοβολία και σε παθογόνους παράγοντες όπως τα βακτήρια και οι ιοί. Η κύρια λειτουργία του δέρματος είναι να προστατεύει το σώμα από αυτούς τους πιθανούς παθογόνους παράγοντες, λειτουργώντας ως ένα είδος φραγμού, χωρίζοντας το σώμα μας από τον έξω κόσμο.

Οι επιστήμονες που συμμετείχαν στη μελέτη ανακάλυψαν ότι η δραστηριότητα των βλαστοκυττάρων του δέρματος ρυθμίζεται από ένα εσωτερικό βιολογικό ρολόι και ότι η σωστή λειτουργία αυτού του ρολογιού είναι απαραίτητη για τη διατήρηση του ιστού σε υγιή κατάσταση. Αυτό το ρολόι ρυθμίζει τη δραστηριότητα των βλαστοκυττάρων με τέτοιο τρόπο ώστε, για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της έκθεσης στο μέγιστο φως, τα κύτταρα να είναι σε θέση να προστατεύονται από την επιβλαβή ακτινοβολία, ενώ το βράδυ και τη νύχτα διαιρούνται και αποκαθιστούν τον ιστό, αντικαθιστώντας τα κατεστραμμένα κύτταρα με υγιή. Έτσι, το βιολογικό ρολόι επιτρέπει στα βλαστοκύτταρα να διαιρούνται σε μια στιγμή που το δέρμα δεν είναι πλέον εκτεθειμένο σε πιθανούς εξωτερικούς βλαβερούς παράγοντες και δεν γίνεται τόσο ευάλωτο ως αποτέλεσμα της συσσώρευσης μεταλλάξεων στο DNA, οι οποίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε απώλεια της αναγεννητικής ικανότητας ή σε αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης όγκων.

«Το βιολογικό ρολόι ελέγχει με ακρίβεια τη χρονική συμπεριφορά των βλαστοκυττάρων, έτσι ώστε το σύστημα να προσαρμόζεται στις ανάγκες των ιστών ανάλογα με την ώρα της ημέρας. Εάν αυτός ο έλεγχος διαταραχθεί, τα βλαστοκύτταρα αρχίζουν να συσσωρεύουν κατεστραμμένο DNA και η πιθανότητα κυτταρικής γήρανσης και ανάπτυξης όγκων του δέρματος αυξάνεται σημαντικά», λέει ο Σαλβαδόρ Αθνάρ Μπενιτά, συντονιστής της μελέτης.

Τα γονίδια BMAL1 και period1/2 είναι υπεύθυνα για τον έλεγχο αυτού του ρυθμού, ρυθμίζοντας την κυτταρική δραστηριότητα κατά τη διάρκεια των φάσεων αναγέννησης και ηρεμίας. Με γενετικό χειρισμό και των δύο γονιδίων, οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι η διαταραχή των βιολογικών ρυθμών στα κύτταρα του δέρματος οδηγεί τα βλαστοκύτταρα να μην γνωρίζουν ποια λειτουργία να εκτελέσουν και, ως αποτέλεσμα, την πρόωρη κυτταρική γήρανση και τη συσσώρευση μεταλλαγμένου DNA.

Οι κιρκάδιοι ρυθμοί οργανώνουν όλες τις βιολογικές μας λειτουργίες σύμφωνα με τους φυσικούς κύκλους φωτός και σκότους. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η αναγέννηση του δέρματος, η οποία αποτρέπει τη γήρανση και την ανάπτυξη καρκίνου του δέρματος, υπόκειται επίσης σε αυτούς τους ρυθμούς. Καθώς μεγαλώνουμε, αυτοί οι βιολογικοί ρυθμοί τείνουν να διαταράσσονται. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτές οι βλάβες μπορούν τελικά να οδηγήσουν σε διαταραχές στο αναγεννητικό δυναμικό των ιστών μας και στην ανάπτυξη όγκων.

Στο μέλλον, οι επιστήμονες θέλουν να διεξάγουν πρόσθετες μελέτες για να κατανοήσουν γιατί το βιολογικό ρολόι διαταράσσεται με την ηλικία και κατά πόσον είναι δυνατόν να αναπτυχθούν μέθοδοι για την αποκατάσταση των κιρκαδικών ρυθμών, ώστε να επιβραδυνθεί η διαδικασία εκφύλισης των ιστών και να μειωθεί ο κίνδυνος ανάπτυξης όγκων.