Ritmul circadian ca factor de influență în dezvoltarea bolilor gastro-intestinale

Fundalul sindromului intestinului iritabil, al bolii inflamatorii intestinale și al cancerului nu este pe deplin înțeles, cu toate acestea, mai multe studii au observat că mecanismele care apar în tractul gastro-intestinal sunt ciclice repetitive. Așa a apărut importanța ritmului circadian, dintre care somnul, mișcarea și nutriția sunt factori determinanți importanți.

În ultimii ani, studiile experimentale și clinice au demonstrat în mod constant că modificările ritmurilor circadiene sunt asociate cu dezvoltarea problemelor gastro-intestinale, care este în principal legată de modificările compoziției microbiene.

Ritmul circadian reflectă ritmul intern, care asigură faptul că fiziologia internă a corpului rămâne sincronizată cu mediul extern. Motorul său principal este nucleul supracasmatic din hipotalamus, dar creierul și alte organe joacă, de asemenea, un rol în reglare.

O gamă largă de funcții și mecanisme vitale din sistemul digestiv depind de modificările din circadian, de exemplu, ceasul circadian din intestine poate afecta funcția barierei intestinale. Iar flora din gură este afectată în așa fel încât, deoarece se produce mai puțină salivă noaptea, numărul și orele de masă nu contează. Mai mult, există dovezi că ritmul circadian influențează peristaltismul. În acest fel, golirea gastrică este mai lentă seara decât dimineața, iar activitatea colonică este, de asemenea, minimă noaptea.

Pe lângă sistemul nervos central, cealaltă sursă majoră de melatonină și serotonină este tractul gastro-intestinal. Recent, rolul melatoninei în dezvoltarea microbiomului a ieșit în evidență. Permeabilitatea sistemului digestiv, mucusul și excreția enzimei digestive pe timp de noapte diferă. În plus, factorii imunologici care asigură o digestie sănătoasă urmează o perioadă de 24 de ore. Studii recente evidențiază reglarea circadiană a imunității intestinale înnăscute și dobândite. Schimbările de zi cu zi se reflectă în diversitatea și compoziția florei intestinale în funcție de hrană/post și timpul zilei. Dar flora intestinală poate influența și ritmul circadian al gazdei. Schimbările dietetice modelează rapid compoziția florei, care la rândul ei este responsabilă de programarea circadiană. Acest tip de reglare joacă, de asemenea, un rol important în procesele metabolice ale ficatului. Valorile glicemiei și ale grăsimilor din sânge (trigliceride, colesterol) urmează ritmul, inclusiv acidul biliar, care urmează reglarea alimentației și a postului.

Este important să subliniem că noile tipuri de direcții nutriționale (dieta ketogenică) contestă reglarea internă, deoarece afectează ficatul și astfel „ceasul” intern în mod diferit.

Acestea afectează sănătatea sistemului digestiv în ansamblu, deci putem crede în mod logic că ritmul modificat poate duce la dezvoltarea anumitor boli gastro-intestinale.

sindromul intestinului iritabil (IBS), care este asociat cu durerea abdominală și modificarea motilității intestinale, afectează 11% din totalul populației. Fundalul nu este exact cunoscut, se presupune o relație între sistemul nervos gastrointestinal și sistemul nervos central, precum și starea alterată a florei intestinale, inflamația și permeabilitatea intestinală modificată. Mai multe studii au confirmat că schimburile de noapte și somnul problematic sunt considerați factori de risc. Un studiu a constatat o schimbare semnificativă în prezența melatoninei în urina femeilor diagnosticate cu IBS. Rezultă că melatonina poate fi o soluție bună pentru durerea asociată cu boala și funcția intestinală alterată, cu toate acestea, datorită efectului placebo ridicat observat în studii, sunt necesare studii suplimentare.

Într-un alt studiu, tratamentul a fost completat cu un probiotic și, pe lângă o reducere semnificativă a durerii, au crescut și nivelurile de melatonină dimineața.

Nutriția poate fi, de asemenea, un factor de risc. IBS a fost în multe cazuri asociat cu gustări și diete neregulate, ca hormoni selectați în legătură cu mesele, de ex. insulină, glucagon, leptină. Astfel, putem presupune că utilizarea metabolică a alimentelor se bazează pe reglarea ritmului circadian. Somnul supărat poate reduce numărul de mese, ceea ce crește numărul de gustări. Tema cercetărilor viitoare ar putea fi efectele benefice ale somnului fix și ale alimentației asupra IBS.

Bolile inflamatorii intestinale includ Colită ulcerativă, și Boala Crohn. Genetica, răspunsul imun și efectele asupra mediului au fost considerate principalul fond. Există suficiente dovezi care sugerează că sistemele imune înnăscute și dobândite contribuie la un răspuns modificat la inflamație. Mai multe poziții sugerează că funcția imună este sub control circadian în mai multe puncte, cum ar fi interacțiunile celule gazdă-celule patogene, transportul leucocitelor și activarea imunității înnăscute și dobândite. Dintre factorii de risc de mediu, nutriția a primit o atenție semnificativă, în special odată cu proliferarea dietei „occidentale”, care este săracă în grăsimi și proteine, dar săracă în fibre. Ipoteza că factorii dietetici influențează inflamația poate fi explicată prin mai multe mecanisme, inclusiv prezentarea antigenului, modificări ale echilibrului prostaglandinelor și modificarea stării florei intestinale.

Mai multe dovezi sugerează că și somnul joacă un rol important, deoarece ritmurile circadiene și melatonina pot fi regulatori ai inflamației intestinale. Inflamația cronică poate agrava somnul și somnul scăzut agravează dezvoltarea citokinelor inflamatorii și a mediului inflamator. La șoareci, ritmul circadian s-a dovedit a fi important în menținerea integrității barierei. În ultimii ani, mai multe studii au legat IBD de flora intestinală disbiotică. Astfel, modificarea microbiomului și a ritmului circadian poate fi unul dintre mecanismele prin care rezultatul bolii se poate modifica.

Într-un studiu, s-a observat durata somnului la femei și asocierea cu incidența colitei/Crohn. Autorii au descoperit că atât timpul scurt de somn (mai puțin de 6 ore), cât și timpul lung de somn (mai mult de 9 ore) au fost asociate cu un risc crescut de colită.

Numărul cancerelor gastrointestinale a crescut treptat în ultimele decenii. Factorii de mediu și stilul de viață joacă un rol în dezvoltarea acestuia, dar în ultimii ani a crescut și posibilitatea ca ritmul vieții să joace un rol. Numeroase studii au examinat tulburările de ritm cauzate de schimburile de noapte și relația dintre colon și cancerul de stomac. Modificarea florei intestinale cauzată de ritmul circadian modificat a fost asociată cu dezvoltarea cancerului de colon. Flora intestinală anormală a fost observată la șoareci și a fost asociată cu inflamație și tumorigeneză.

S-a demonstrat că diviziunea celulară în colon urmează un ritm circadian. În anumite puncte ale ciclului celular, ADN-ul este mai puțin protejat și, prin urmare, este mai susceptibil la deteriorare, astfel încât timpul de proliferare celulară în variația circadiană a colonului poate limita pregătirea ADN-ului în timpul digestiei împotriva potențialilor agenți mutageni și, prin urmare, nu poate servi ca factor de protecție. Această dinamică creează o legătură între ciclul celular, ritmul circadian, făcând gena o țintă potențială pentru terapia antitumorală.

La pacienții cu cancer de colon, genele „ceas” din celulele tumorale diferă de cele din celulele sănătoase, sugerând că aceste gene pot fi biomarkeri interesanți în cancerul de colon. Modificările în prezența genelor de ceas pot juca un rol în tumorigeneză și pot afecta rezistența la tratament. S-a observat în studii că markerii tumorali prezintă variații ciclice diferite în sângele pacienților cu cancer de colon, în funcție de stadiul cancerului (I-IV). Prezența genelor de ceas a fost investigată în cancerul de colon IV. acestea sunt perturbate în raport cu prezența acelorași gene în celulele metastatice în stadiu și celulele sănătoase. Posibilitatea ca tumoarea să modifice ritmul circadian poate explica oboseala și slăbiciunea experimentată de obicei de pacient. Aceste mecanisme genetice sunt în prezent cercetate pentru a determina cea mai bună modalitate de a trata cancerul, luând în considerare modificările circadiene.

În concluzie, sănătatea sistemului digestiv depinde de ritmul circadian. În ultimele decenii, a existat o creștere a modificării ritmului intern cauzată de obiceiurile de viață. Este probabil ca acest fenomen să joace un rol important în dezvoltarea unor boli precum IBS, IBD și tumoare. Au apărut dovezi puternice pentru o asociere între aritmii circadiene și boala gastro-intestinală; cu toate acestea, sunt necesare studii suplimentare pentru a înțelege mecanismele moleculare implicate.