تاثیر تکه تکه شدن خواب بر تنوع کلونال سلول های ایمنی و پیری ژنتیکی سیستم خونساز


مدتهاست که خواب به عنوان بهترین راه حل پس از یک دوره زایمان بیش از حد، استرس، بیماری یا سایر علل فشار بدن شناخته می شود. این سیستم ایمنی و مسیرهای التهابی را تحت تاثیر قرار می دهد، بنابراین در برابر بیماری های قلبی عروقی، بیماری های عصبی مانند بیماری آلزایمر و سرطان محافظت می کند.

مطالعه: خواب اثرات ماندگاری بر عملکرد و تنوع سلول های بنیادی خونساز دارد.  اعتبار تصویر: SB Arts Media/Shutterstock
مطالعه: خواب اثرات ماندگاری بر عملکرد و تنوع سلول های بنیادی خونساز دارد. اعتبار تصویر: SB Arts Media/Shutterstock

یک مطالعه جدید نشان می دهد که خواب بسیار بیشتر است و تولید طبیعی سلول های خونی را تنظیم می کند. این یافته تاکید می کند که یک روال خواب سالم برای یک زندگی عادی چقدر ضروری است.

مقدمه

بیش از نیمی از بزرگسالان خیلی کم می خوابند. این با افزایش شمارش خون سلول های میلوئید در انسان مرتبط است. در موش‌ها، یکی از نتایج خواب خوب این است که سلول‌های بنیادی و پیش ساز خونساز (HSPCs) از چرخش در مغز استخوان خونساز (BM) جلوگیری می‌کنند و از تجمع بیش از حد گلبول‌های سفید در خون جلوگیری می‌کنند. تعداد مونوسیت ها و نوتروفیل ها نیز کاهش می یابد و از ورود آنها به دیواره عروقی جلوگیری می کند و در نتیجه اندازه پلاک های آترواسکلروتیک را کاهش می دهد.

ویژگی های خواب به طور قابل توجهی در طول عمر متفاوت است، با کاهش قابل توجهی در افراد مسن. حتی بزرگسالان جوان و سالم نیز دوره‌هایی از خواب خوب دارند که با خواب ناکافی در نوسان است، که توسط عوامل سبک زندگی و همچنین محیط و مکانیسم‌های ژنتیکی تنظیم زمان تغییر می‌کند.

بسیاری از مطالعات نشان داده اند که خواب شبانه نمی تواند به طور کامل اثرات نامطلوب خواب از دست رفته را خنثی کند – به اصطلاح بدهی خواب. مطالعه حاضر، منتشر شده در مجله پزشکی تجربی، به تأثیر تکه تکه شدن خواب (SF) و خواب بهبودی بر بازسازی اپی ژنتیکی HSPCها، اصلاح پاسخ های ایمنی و پیامدهای بیماری نگاه کرد. این اقدامات شامل تنوع کلونال و پیری ژنتیکی خونساز بود.

مطالعه چه چیزی را نشان داد؟

یافته های مطالعه اولیه موش نشان داد که SF در یک دوره طولانی بر خون سازی تأثیر می گذارد. موش ها هر دو دقیقه از زمان استراحت خود بیدار می شدند. این منجر به تعداد بیشتری از انتقال خواب-بیداری در طول دوره استراحت شد، اما تغییری در خواب موج آهسته (SWS)، حرکت سریع چشم (REM)، یا زمان بیداری در طول دوره نوری ایجاد نشد.

برعکس، آنها افزایش SWS و کاهش زمان بیداری را در طول دوره فعال خود نشان دادند، البته فقط برای دو ساعت اول.

هنگامی که SF به مدت 16 هفته ادامه یافت، اما با ده هفته خواب بهبودی، موش‌ها همچنان تعداد حملات بیداری را برای کل دوره SF و دو هفته اول خواب بهبودی نشان دادند، اما پس از آن حالت عادی شد.

تولید سلول های خونی با سطوح بالاتری از فاکتور محرک کلنی میلوئید (M-CSF) اما نه CSF گرانولوسیتی (G-CSF) افزایش یافت. SF همچنین اینترلوکین (IL) 6 را افزایش داد. در BM، زیرمجموعه‌ای از سلول‌ها به نام سلول‌های LSK تکثیر شدند که باعث افزایش مونوسیت‌های Ly6Chi خون در طول دوره استراحت شد. این تغییرات حتی پس از چهار هفته خواب بهبودی ادامه یافت و تنها پس از ده هفته به حالت عادی بازگشت.

بنابراین، به نظر می رسد SF بر کیفیت خواب و تولید سلول های سفید برای مدت طولانی تر از حد انتظار تأثیر می گذارد. هنگامی که این فرضیه با استفاده از آزمایش‌های پیوند سلولی در موش مورد بررسی قرار گرفت، آنها دریافتند که سلول‌های LSK موش‌های SF در سطوح بالاتری تکثیر می‌شوند و بیش از 60 درصد از کل سلول‌های سفید و مونوسیت‌ها را تا 24 هفته پس از پیوند تشکیل می‌دهند.

این یافته‌ها به مکانیسم‌های ذاتی ساقه اشاره می‌کنند که فعالیت خون‌ساز طولانی‌مدت با واسطه SF را تنظیم می‌کنند.

SF همچنین تغییرات اپی ژنومیک را در سلول های پیش ساز خونساز در BM ایجاد می کند که پس از ده هفته خواب بهبودی برای 70٪ از تغییرات باقی ماند و بقیه تغییرات باقی ماند. اینها سپس نشان دهنده یک اثر اپی ژنتیکی بالقوه است که شامل پیری سلول ها به عنوان بخشی از بازسازی اپی ژنوم مرتبط با SF است. نتیجه محتمل به سمت تکثیر میلوئید، با کاهش تمایز لنفوئیدی است، زیرا سلول های بنیادی ذاتاً ژن های تعهد دودمان را تنظیم می کنند.

آزمایش‌های بیشتر ثابت کرد که همانطور که انتظار می‌رفت، تغییرات اپی ژنتیکی LSK پاسخ این سلول‌ها به چالش‌های ایمنی را اصلاح کرد. موش‌های SF حتی پس از خواب بهبودی، با افزایش مونوسیت‌ها و BM LSK، سطوح سیتوکین بالاتر از جمله IL-6 و TNFα و تکثیر سریع‌تر LSK، واکنش‌های بیش‌التهابی نشان دادند. این با نمره بالینی ضعیف تر و نرخ بقای پایین تر مرتبط بود.

خواب همچنین تنوع کلونال سلول های خونساز را حفظ می کند. مشخص شده است که از دست دادن تنوع در چنین سلول هایی بخشی از خون سازی کلونال (CH)، یک اختلال پیش بدخیم مرتبط با سن است که به دلیل تجمع جهش های جسمی ایجاد می شود. اینها بیشتر اپی ژنوم در Tet2 و Dmnt3a را تحت تأثیر قرار می دهند.

CH با ظهور سریعتر نشانگرهای پیری اپی ژنتیک در HPSCها، خطر دو برابری CVD و مرگ به هر علتی مرتبط است. SF با CH غنی شده برای جهش Tet2 همراه است. در نتیجه تکثیر سریع‌تر HSPCها، کلون‌های جهش‌یافته منبسط می‌شوند در حالی که فرکانس‌های آن‌ها به‌دلیل از دست دادن شانس و خود تجدیدی HSPC‌ها به طور تصادفی در نوسان است – پدیده‌ای به نام رانش خنثی، که وقتی سلول‌ها به سرعت تکثیر می‌شوند سریع‌تر اتفاق می‌افتد. خواب این رانش را با کاهش گردش سلولی و حفظ تنوع کلونال محدود می کند.

این اثرات در انسان نیز مشاهده شد، با فعالیت خونساز BM بالاتر و افزایش تعداد مونوسیت ها با محدودیت خواب به مدت شش هفته. خواب از این تغییرات جلوگیری کرد و باعث تولید متعادل سلول های خونی و تغییرات اپی ژنتیکی HPSC هموستاتیک شد.

چه پیامدهایی دارد؟

مشاهده که کاهش کیفیت و مدت خواب می‌تواند منجر به تغییرات اپی ژنتیکی HSPCها، کاهش تنوع کلونال آنها و احتمالاً به خطر انداختن عملکرد ایمنی شود، بر نیاز به بهداشت خواب خوب حتی در جوامع مدرن تأکید می‌کند که شب‌ها دیگر زمانی نیست که همه چیز تعطیل شود. . باید به دلایل همه جانبه اختلال خواب، اعم از جت لگ، بی خوابی، آپنه انسدادی خواب یا SF توجه شود.

مطالعات قبلی یک اصلاح اپی ژنتیکی عملکرد سلولی را با انواع مختلف اختلالات خواب و اختلالات نشان داده است. مطالعه حاضر شواهدی را ارائه می دهد که نشان می دهد نقش اپی ژنتیکی HSPC ها در یک دوره طولانی پس از اختلال خواب رخ می دهد. این امر تا حدی حتی پس از دوره‌های طولانی خواب بهبودی ادامه می‌یابد و در هنگام مواجهه با چالش ایمنی، پاسخ‌های التهابی بیش از حد توسط سیستم خونساز ایجاد می‌کند.

با این حال، علیرغم وجود امضای اپی ژنتیکی حفظ شده، سلول های LSK در طول خواب بهبودی به حالت عادی باز می گردند. این ممکن است به دلیل سایر تغییرات اپی ژنتیکی باشد که به طور همزمان اتفاق می‌افتند و تعداد بی‌شمار ژن‌هایی که در چرخه سلولی برای تنظیم تکثیر فعالیت می‌کنند.

این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که عوامل خطر برای CVD که خون‌سازی را افزایش می‌دهند، ظهور کلون‌های HSPC، خنثی و جهش‌یافته را تسریع می‌کنند و فرد را مستعد ابتلا به بیماری می‌کنند. انواع مختلف خواب آشفته اثرات مشابهی بر تولید سلول‌های خونی و تعداد مونوسیت‌ها در خون محیطی دارند که نشان‌دهنده یک مسیر مشترک نهایی است.

این داده‌ها پیامدهای مهمی برای بیماری‌های التهابی مانند سپسیس، CVD و سرطان دارند و ممکن است نشان دهند که رفتار خواب در اوایل زندگی، شدت بیماری در آینده را تعیین می‌کند.” خواب ضعیف بر عملکرد سیستم ایمنی به شیوه ای پایدار تأثیر می گذارد که با خواب بهبودی کاملاً معکوس نمی شود.



منبع