У биологических часов человека выявлены сезонные ритмы
Все мы знаем о 24-часовых циркадных ритмах, которые управляют работой организма вплоть до уровня отдельных клеток. Новое исследование дает основания предположить, что ход этих биологических часов испытывает сезонные колебания. Его результаты выложены препринтом на medRxiv.
«По-настоящему интересное открытие этой работы — даже не про вакцины, а то, что работа иммунной системы человека различается в разные сезоны. Это говорит о том, что у людей, возможно, есть врожденный сезонный тайминг, как у животных, птиц и вообще в живой природе», — отмечает специализирующаяся на хронобиологии Кэти Уайз из Эдинбургского университета.
Исследования показывают, что реакция на прививки от гриппа подчиняется 24-часовым циркадным ритмам. Это вдохновило ученых из Института инфекционной биологии Общества Макса Планка рассмотреть вопрос шире. Они собрали данные 96 рандомизированных контролируемых испытаний с участием около 48 000 детей, привитых от 14 инфекций, включая корь, полиомиелит и ветряную оспу. Испытания проводились в разных странах и в разное время года.
В зависимости от широты
«Мы действительно обнаружили сезонный иммунный ответ. Самым интересным открытием стала широтная закономерность. В умеренных широтах наиболее сильный ответ наблюдается зимой — и в Северном, и в Южном полушарии. Именно этого и следовало ожидать, если на него влияют сезонные изменения длины светового дня», — говорит иммунолог Лаура Барреро Гевара, первый автор исследования.
Ближе к экватору иммунная система ведет себя менее предсказуемо. В тропиках годовые колебания вакцинального ответа тоже сильные — для некоторых вакцин, например от ротавируса и полиомиелита, даже более резкие, чем в умеренном поясе. Однако время максимального ответа в тропиках разное в зависимости от типа вакцины. Из анализа исключили детей, у которых уже были антитела к этим инфекциям до прививки, поэтому маловероятно, что результаты можно объяснить недавним заражением.
Что именно стоит за этими эффектами — пока не ясно. «Наша первоначальная гипотеза заключалась в том, что это сезонное продолжение циркадных ритмов, управляемое продолжительностью дня. Однако тогда амплитуда сезонности в тропиках была бы ниже, чем в умеренных широтах — а у нас вышло с точностью до наоборот. Значит, тут могут действовать другие механизмы — или сочетание долготы дня с чем-то еще», — объясняет биостатистик Матье Доменек де Селес, руководивший работой.
Тот же механизм, что и у всего живого
Уайз все же склоняется к версии со сменой длины светового дня в основе сезонных изменений циркадных ритмов. «Тот же механизм работает у животных, птиц, рыб — просто у человека мы его раньше не показывали», — говорит она.
Считается, что эта система находится в гипоталамусе — той же области мозга, где расположено супрахиазматическое ядро, отвечающее за циркадные ритмы. По словам Уайз, у животных вблизи экватора этот механизм тоже есть, но их годовые ритмы обычно слабее, потому что длина дня в течение года меняется незначительно. Вместо этого их биология может подстраиваться под другие сигналы окружающей среды, например доступность пищи или начало сезона дождей.
Сезонность работы организма, скорее всего, не ограничивается только иммунной системой. Как показали Тим Херн из Кембриджского университета и Дэвид Уитмор из Университетского колледжа Лондона, до широкого распространения противозачаточных таблеток рождаемость в Великобритании подчинялась четкой зависимости от времени года — пик традиционно приходился на весну.
Глупо было бы игнорировать настолько очевидные доказательства сезонных биологических ритмов у человека, однако сложно понять, действительно ли они отражают внутренний биологический календарь, говорит Херн.
«Потому что "сезон" — это собирательное понятие, которое объединяет целый комплекс взаимосвязанных воздействий среды, и все усложняется сопутствующими изменениями: инфекциями, рационом, физической активностью, сном и социальным поведением», — резюмирует он.
