Verletzung biologischer Rhythmen führt zu vorzeitiger Hautalterung
Zuletzt überprüft: 16.10.2021
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Wissenschaftler haben die Rolle der täglichen biologischen Rhythmen (zirkadiane Rhythmen) in der Regenerationsfähigkeit von Stammzellen untersuchten der Haut. Die Verletzung dieser Rhythmen führt zu vorzeitiger Alterung der Gewebe und zu einem erhöhten Risiko für Hauttumoren, einschließlich Krebs.
Wissenschaftler des Genomforschungszentrums führten eine Studie durch, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Es beschreibt die Rolle von zirkadianen Rhythmen, dh inneren biologischen Uhren, auf die vitale Aktivität einer Person während des Tages, sowie ihre Wirkung auf die Funktion der Hautstammzellen, die für die tägliche Hautregeneration verantwortlich sind.
Stammzellen sind für die ständige Erneuerung von Zellelementen der Haut verantwortlich und ersetzen diejenigen, die ihre Funktionalität aufgrund der Vitalaktivität bereits erschöpft haben. Der richtige Betrieb von Stammzellen ist sehr wichtig, um Gewebe in einem normalen Zustand während des gesamten Lebenszyklus des Körpers zu halten. Während des Tages ist die Haut verschiedenen schädlichen Substanzen ausgesetzt, beispielsweise ultraviolettem Licht während des Tages und Krankheitserregern, wie Bakterien und Viren. Die Hauptfunktion der Haut besteht darin, den Körper vor diesen potentiellen Krankheitserregern zu schützen, die als eine Art Barriere wirken und unseren Körper von der Außenwelt trennen.
Wissenschaftler, die an der Studie teilnahmen, fanden heraus, dass die Aktivität von Hautstammzellen durch interne biologische Uhren reguliert wird und dass das ordnungsgemäße Funktionieren dieser Uhren notwendig ist, um das Gewebe in einem gesunden Zustand zu halten. Diese Uhr reguliert die Aktivität der Stammzellen so, dass sich die Zellen zum Beispiel während der Belichtungszeit vor schädlicher Strahlung schützen können, während sie sich abends und nachts aufteilen und das Gewebe reparieren und beschädigte Zellen durch gesunde ersetzen. Somit ermöglicht die biologische Uhr der Stammzellen zu einer Zeit, zu teilen, wenn die Haut nicht zu möglichen äußeren schädlichen Faktoren ausgesetzt ist, und wird nicht so anfällig für die Anhäufung von Mutationen in der DNA, die zum Verlust der Regenerationsfähigkeit oder erhöhen das Risiko der Tumorentstehung führen könnten.
„Die biologische Uhr genau das zeitliche Verhalten von Stammzellen steuern, so dass das System an die Geweben Bedürfnisse anpasst auf die je nach Tageszeit. Wenn diese Kontrolle gestört wird, beginnt die Stammzellen DNA-Schäden und die Wahrscheinlichkeit der Zellalterung und die Entwicklung von Hauttumoren zu akkumulieren deutlich erhöht.“ El Salvador Aznar Benitah, Koordinator der Studie.
Die Gene BMAL1 und Period1 / 2 sind verantwortlich für die Kontrolle dieses Rhythmus und regulieren die zelluläre Aktivität während der Regenerations- und Ruhephasen. Mit Hilfe der Genmanipulation beider Gene haben Wissenschaftler bewiesen, dass die Verletzung biologischer Rhythmen in Hautzellen dazu führt, dass Stammzellen nicht wissen, welche Funktion sie ausüben, und infolgedessen - vorzeitige Zellalterung und die Akkumulation mutierter DNA.
Zirkadiane Rhythmen organisieren alle unsere biologischen Funktionen in Übereinstimmung mit natürlichen Zyklen von Licht und Dunkelheit. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass auch die Hautregeneration, die das Altern und die Entwicklung von Hautkrebs verhindert, diesen Rhythmen gehorcht. Wenn wir älter werden, neigen diese biologischen Rhythmen zum Zusammenbruch. Wissenschaftler glauben, dass diese Misserfolge letztendlich zu Verletzungen des regenerativen Potenzials unserer Gewebe und der Entstehung von Tumoren führen können.
In Zukunft wollen Wissenschaftler zusätzliche Studien durchführen, um zu verstehen, warum die biologische Uhr mit dem Alter gebrochen wird und ob es möglich ist, Methoden zur Wiederherstellung der zirkadianen Rhythmen zu entwickeln, um den Prozess der Gewebedegeneration zu verlangsamen und das Risiko der Entwicklung von Tumoren zu reduzieren.