Sen dla zdrowia i piękna - po raz pierwszy zobaczyliśmy, jak to działa

Wiemy, że po dobrze przespanej nocy jesteśmy silniejsi i lepiej radzimy sobie z różnymi wyzwaniami w ciągu dnia. Dlaczego tak się dzieje? Naukowcy uważają, że to nasz zegar biologiczny dba w nocy o to, by utrzymać nas w formie. Poznanie jak ten mechanizm funkcjonuje, może pomóc w zrozumieniu procesu starzenia się organizmu.

Badania, przeprowadzone przez biologów z Uniwersytetu w Manchesterze na myszach, odkryły nowe fakty na temat budowy tzw. macierzy zewnątrzkomórkowej organizmu. Macierz zewnątrzkomórkowa (ECM) jest to niekomórkowy element, który znajdziemy we wszystkich tkankach i organach ciała, stanowiący strukturalne i biochemiczne rusztowanie dla komórek. To istotny składnik przede wszystkim tkanki łącznej, czyli kości, skór, ścięgien i chrząstek. Macierz zewnątrzkomórkowa jest złożoną siecią białek fibrylarnych, uzupełnioną polisacharydami i białkami wiążącymi. 

Innymi słowy jest to skomplikowana siatka zbudowana z makrocząsteczek, powstająca z wyniku wydzielania przez komórki pewnego rodzaju materiałów budulcowych. Głównym składnikiem macierzy zewnątrzkomórkowej pozostaje białko kolagen, uważa się, że stanowi połowę masy ciała. 

Badania prowadzone na Uniwersytecie w Manchesterze pokazały, że istnieją dwa rodzaje włókienek, tworzących struktury kolagenowe przypominające liny "utkane" przez komórki w celu utworzenia tkanek. Grubsze włókienka mają średnicę około 200 nanometrów (milion milionów razy mniejsze od główki szpilki - jak obrazowo przedstawiają to biolodzy), są trwałe i od momentu ich ostatecznego ukształtowania się w wieku 17 lat, pozostają niezmienne do końca naszego życia. Ale posiadamy jeszcze cieńsze kolagenowe włókienka, które mają po 50 nanometrów średnicy i to one ulegają uszkodzeniom i łamią się, gdy poruszamy ciałem w dzień.

Zobacz wideo

O naprawę tych mikrowłókienek dba nasz zegar biologiczny. W czasie kiedy śpimy, dochodzi do syntezy prokolagenu i gromadzenia się włókienek kolagenu na następny dzień. Homeostaza kolagenu utrzymywana jest dzięki rytmicznemu procesowi degradacji kolagenu przez CTSK (inaczej katepsyna K - enzym, który u ludzi jest kodowany przez gen CTSK), a następnie syntetyzowania nowego, przy jednoczesnym utrzymaniu trwałej kolagenowej sieci.

"Kolagen utrzymuje całą strukturę organizmu i jest białkiem, które najobficiej występuje w naszym ciele, zapewniając integralność, elastyczność i wytrzymałość tkanki łącznej" - tłumaczy główny autor badań profesor Karl Kadler. "Intuicja nam podpowiada, że nasza matryca powinna się zużywać w miarę upływu lat, ale tak nie jest. I teraz wiemy dlaczego: zegar biologiczny pomaga w naprawianiu cienkich włókienek kolagenowych w czasie kiedy śpimy". 

Naukowiec podkreśla, że uświadomienie sobie, że w ten właśnie sposób utrzymywana jest struktura zewnątrzkomórkowa organizmu, może pomóc w zrozumieniu tego, jak goją się rany oraz jak starzeje się organizm.

Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Cell Biology.

Źródło: ScienceDaily