Когда мы говорим о биологических часах, то обычно имеем в виду суточные, или циркадные ритмы, которые зависят от смены дня и ночи. Однако одними лишь суточными ритмами наши биологические часы не исчерпываются. Например, есть физиологические процессы, подчиняющиеся месячному циклу, и самый известный пример, конечно же, это менструальный цикл.
Но есть часы с ещё большим периодом – в статье в Nature Communications группа исследователей из Кембриджа пишет о годичном цикле активности некоторых иммунных генов. В лаборатории Джона Тодда (John Todd) некоторое время занимались суточной активностью гена ARNTL, который подавляет воспалительные процессы, и, как оказалось, в разное время суток он «активничает» по-разному – по крайней мере, у мышей. Одновременно исследователи участвовали в международном проекте под названием BABYDIET, целью которого было выяснить, как наличие или отсутствие определённых веществ в питании влияет на развитие детей в первый год жизни.
Для проекта в течение длительного времени много раз брали анализы крови, так что в конце концов возникла идея проверить, не меняется ли активность гена ARNTL ещё и в зависимости от времени года.
И действительно, у людей ARNTL был наиболее активен летом, и наименее – зимой. В дальнейшем оказалось, что 23% генов обладают сезонной активностью, причём среди них были и те, про ритмическую активность которых давно известно, так и те, которые до сих пор ни в каких «часовых механизмах» замечены не были. (Стоит подчеркнуть, что 23% относятся не вообще к полному набору человеческих генов, а лишь к некоторым.) Причём как раз воспалительные гены сильнее всего работают зимой, то есть тогда, когда противовоспалительный ARNTL засыпает.
Полученные результаты сравнили с данными других больших клинических исследований, проходивших в других странах. Оказалось, что те же гены у жителей Австралии работают наоборот, что понятно – ведь в южном полушарии по сравнению с северным зима и лето меняются местами. С другой стороны, у жителей Исландии сезонность в активности генов была неупорядоченной, нерегулярной – возможно, из-за полярных дней и ночей. А вот у тех, кто живёт в африканской Гамбии, годовой цикл генетической активности привязан к сезону дождей.
Только ли иммунные гены и клетки чувствуют времена года? Анализ биопсий жировой ткани (здесь авторы работы опять-таки воспользовались материалом из другого независимого исследования) показал, что сезонные изменения в генетической активности есть и здесь, так что годичные часы, очевидно, работают в самых разных тканях и органах.
Повышенная активность воспалительных генов в осенне-зимнее время может быть предупредительной мерой против тех патогенов, которые любят холодные сезоны. С другой стороны, атака инфекций здесь может быть первичной, а иммунитет лишь реагирует на них, так что в результате получается своеобразный ритм. Какое из объяснений правильное, а какое – нет, ещё предстоит выяснить. Пока что мы можем с уверенностью заключить, что сезонные болезни сопровождаются сезонными же перестройками в нашем молекулярно-генетическом аппарате, и что это следовало бы учитывать в повседневной медицинской практике. Например, регулярное обострение хронических заболеваний, в том числе и сердечно-сосудистых, вполне может быть следствием большей активности воспалительных генов. Воспаление, как известно, плохо сказывается на состоянии сосудов, и получается, что иммунитет, готовясь к сезонной инфекционной атаке (или будучи спровоцирован такой атакой), тем самым вредит другим органам. Конечно, многие на собственном опыте знают, как улучшается и ухудшается самочувствие в зависимости от времени года, но теперь, по крайней мере, понятно, в каком направлении следует работать, чтобы как-то сгладить такую неприятную сезонность нашей физиологии.
