Biologisten rytmien häiriöt johtavat ihon ennenaikaiseen vanhenemiseen.

Tutkijat ovat tutkineet päivittäisten biologisten rytmien (vuorokausirytmien) roolia ihon kantasolujen uusiutumiskyvyssä. Näiden rytmien häiriintyminen johtaa kudosten ennenaikaiseen ikääntymiseen ja lisää ihokasvainten, mukaan lukien syövän, kehittymisen riskiä.

Genomisen säätelyn keskuksen tutkijat ovat tehneet Nature-lehdessä julkaistavan tutkimuksen. Tutkimuksessa kuvataan vuorokausirytmien eli sisäisten biologisten kellojen roolia ihmisen toimintakyvyssä päivän aikana sekä niiden vaikutusta ihon kantasolujen toimintaan, jotka vastaavat ihon päivittäisestä uudistumisesta.

Kantasolut vastaavat ihon soluosien jatkuvasta uusiutumisesta ja korvaavat ne solut, jotka ovat jo elämän toiminnan seurauksena kuluttaneet toimintakykynsä loppuun. Kantasolut toimivat moitteettomasti, jotta kudokset pysyvät normaalissa tilassa koko kehon elinkaaren ajan. Päivän aikana iho altistuu erilaisille haitallisille aineille, kuten ultraviolettisäteilylle, sekä taudinaiheuttajille, kuten bakteereille ja viruksille. Ihon päätehtävänä on suojata kehoa näiltä mahdollisilta taudinaiheuttajilta ja toimia eräänlaisena esteenä, joka erottaa kehomme ulkomaailmasta.

Tutkimukseen osallistuneet tiedemiehet havaitsivat, että ihon kantasolujen toimintaa säätelee sisäinen biologinen kello, ja että tämän kellon oikea toiminta on välttämätöntä kudoksen terveyden ylläpitämiseksi. Tämä kello säätelee kantasolujen toimintaa siten, että esimerkiksi huippuvalon aikana solut pystyvät suojautumaan haitalliselta säteilyltä, kun taas illalla ja yöllä ne jakautuvat ja korjaavat kudosta korvaamalla vaurioituneet solut terveillä. Näin ollen biologinen kello mahdollistaa kantasolujen jakautumisen aikana, jolloin iho ei enää altistu mahdollisille ulkoisille vahingollisille tekijöille eikä tule niin haavoittuvaiseksi DNA-mutaatioiden kertymisen seurauksena, mikä voisi johtaa uusiutumiskyvyn menetykseen tai kasvainten kehittymisen riskin lisääntymiseen.

"Biologinen kello ohjaa tarkasti kantasolujen ajallista käyttäytymistä, niin että järjestelmä mukautuu kudosten tarpeisiin kellonajasta riippuen. Jos tämä kontrolli häiriintyy, kantasolut alkavat kerätä vaurioitunutta DNA:ta, ja solujen ikääntymisen ja ihokasvainten kehittymisen todennäköisyys kasvaa merkittävästi", sanoo tutkimuksen koordinaattori Salvador Aznar Benitah.

BMAL1- ja period1/2-geenit vastaavat tämän rytmin säätelystä ja säätelevät solujen toimintaa uudistumis- ja lepovaiheissa. Molempia geenejä geneettisesti manipuloimalla tutkijat ovat osoittaneet, että ihosolujen biologisten rytmien häiriintyminen johtaa siihen, että kantasolut eivät tiedä, mitä tehtävää niiden tulisi suorittaa, ja seurauksena on ennenaikainen solujen vanheneminen ja mutantti-DNA:n kertyminen.

Vuorokausirytmit järjestävät kaikki biologiset toimintomme luonnollisten valon ja pimeyden syklien mukaisesti. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että ihon uudistuminen, joka estää ikääntymistä ja ihosyövän kehittymistä, on myös alttiina näille rytmeille. Ikääntyessämme nämä biologiset rytmit yleensä häiriintyvät. Tutkijat uskovat, että nämä häiriintymiset voivat lopulta johtaa kudostemme uusiutumispotentiaalin häiriöihin ja kasvainten kehittymiseen.

Tulevaisuudessa tutkijat haluavat tehdä lisätutkimuksia ymmärtääkseen, miksi biologinen kello häiriintyy iän myötä ja onko mahdollista kehittää menetelmiä vuorokausirytmin palauttamiseksi, jotta kudosten rappeutumisprosessia voidaan hidastaa ja kasvainten kehittymisen riskiä vähentää.