Miażdżyca: czy może być najlepsza pora dnia na lekarstwa?
Po raz pierwszy naukowcy odkryli, że rytm okołodobowy wpływa na biologię miażdżycy, która może prowadzić do zawału serca i udaru mózgu z powodu zatkania tętnic.
Oznacza to, że dla osób leczonych z powodu miażdżycy może być najlepsza pora dnia na przyjmowanie leków - sugerują naukowcy z Uniwersytetu Ludwiga Maksymiliana (LMU) w Monachium w Niemczech.
„Nasze badanie”, zauważa starszy autor Oliver Söhnlein, profesor w Instytucie Profilaktyki Sercowo-Naczyniowej LMU, „pokazuje, w jaki sposób wzorce okołodobowe mogą być wykorzystane do interwencji terapeutycznej o czasie, prawdopodobnie z mniejszymi skutkami ubocznymi i większą skutecznością”.
On i jego koledzy opisują swoje odkrycia w artykule opublikowanym w czasopiśmie Metabolizm komórkowy.
Miażdżyca tętnic i rytm okołodobowy
Miażdżyca tętnic to stan, w którym złogi tłuszczu odkładają się w tętnicach i stopniowo powodują ich twardość i zwężenie. Złogi te nazywane są płytkami i składają się z cząsteczek tłuszczu, cholesterolu, wapnia i innych substancji we krwi.
Narastają one powoli przez wiele lat - nawet dziesięcioleci - ograniczając przepływ bogatej w tlen i składniki odżywcze krwi do tego stopnia, że powoduje ona choroby serca, zawał serca, udar, a czasem śmierć.
Rytmy okołodobowe to wzorce biologii i zachowania, które następują w cyklu około 24 godzin. Można je zaobserwować w prawie wszystkich żywych organizmach, od komórek i bakterii po rośliny i zwierzęta. Naukowcy zaobserwowali je nawet w komórkach hodowanych w warunkach laboratoryjnych.
Kontrola i synchronizacja rytmów okołodobowych jest podyktowana przez geny zegara, które instruują komórki, jak wytwarzać białka, które napędzają ich zegary biologiczne. Wiele biologicznych zegarów organizmu jest zsynchronizowanych przez główny zegar w mózgu.
Wzorce dobowe i chronofarmakologia
Istnieje coraz więcej dowodów na to, że zegary biologiczne są ściśle powiązane z układem sercowo-naczyniowym. Dobrze znane tego przykłady obejmują tętno i ciśnienie krwi, o których wiadomo, że zmieniają się w zależności od pory dnia.
Wzorce okołodobowe obserwowano również w biologii tkanki naczyń krwionośnych, tworzeniu się płytek krwi, wystąpieniu arytmii, zawału serca, udaru i innych chorób sercowo-naczyniowych. Istnieją również dowody na to, że zaburzenie rytmu dobowego może być czynnikiem ryzyka takich chorób.
Biorąc pod uwagę, że rytm okołodobowy jest tak ściśle powiązany z procesami biologicznymi, rozsądne byłoby założenie, że wpływa on również na skuteczność leków.
Jednak pomimo dziesięcioleci badań nad zegarami biologicznymi, rytm dobowy jest „rzadko brany pod uwagę przez klinicystów, twórców leków lub organy regulacyjne”.
Nowe badanie dotyczy dziedziny chronofarmakologii, w której naukowcy coraz częściej badają wpływ rytmu okołodobowego na biologiczną odpowiedź na leki.
Wzorzec rekrutacji komórek odpornościowych ma charakter okołodobowy
Prof. Söhnlein i jego zespół z LMU badają biologię miażdżycy na poziomie molekularnym. Wyjaśniają, że wraz z postępem choroby komórki odpornościowe gromadzą się w miejscach odkładania się płytki nazębnej.
Te komórki odpornościowe wysyłają sygnały, które przyciągają dalsze komórki, aby próbować stawić czoła uszkodzeniom, ale ostatecznie mechanizm naprawy immunologicznej załamuje się i pojawia się stan zapalny.
Jednak naukowcy zauważają, że chociaż stan zapalny może rozwinąć się latami, wzorzec „rekrutacji” komórek odpornościowych stojących za zapaleniem przebiega zgodnie z rytmem dobowym. Potwierdzili to obserwując myszy z miażdżycą.
Odkryli, że w ciągu dnia liczba białych krwinek docierających do miejsca zapalenia wzrosła trzykrotnie.
Zespół zauważył również, że ten szczyt aktywności komórek odpornościowych w złogach miażdżycowych wystąpił 12 godzin poza fazą, wraz z rekrutacją białych krwinek do „mikrokrążenia” małych naczyń krwionośnych.
„Rekrutacja białych krwinek w mikrokrążeniu jest ważna w przypadku ostrych infekcji, takich jak na przykład infekcja płuc lub pęcherza” - wyjaśnia prof. Söhnlein.
Konsekwencje dla czasu przyjmowania leku
Ta 12-godzinna zmiana może być bardzo przydatna z punktu widzenia leczenia. Lek należy podawać tak, aby zatrzymać rekrutację komórek odpornościowych w miejscu zapalenia miażdżycowego, ale nie w miejscach, w których są one niezbędne do mikrokrążenia. Czy podanie go we „właściwym czasie” może to zapewnić?
Zespół wykazał, że może to zadziałać, testując je na modelu wczesnych stadiów miażdżycy.
Najpierw naukowcy zidentyfikowali szlak molekularny, który rekrutuje białe krwinki. Następnie wykazali, że zablokowanie go podczas „fazy aktywności” migracji białych krwinek do miejsc miażdżycowych nie wpływa na migrację mikrokrążenia.
„O określonych porach dnia trzy razy więcej leukocytów przemieszcza się do centrum zapalenia tętnic, niż ma to miejsce w innych przypadkach”.
Prof. Oliver Söhnlein
