Cirkadiánní rytmy ve stáří a jejich role v regulaci imunitního systému

Abstract

Circadian rhythms are an integral part of nearly all organisms, regulating a wide range of physiological functions and metabolic pathways. One of the physiological functions regulated by the biological clock is the immune system, which is classified into innate and adaptive; the cellular components of these two systems respond to changes in circadian rhythms in different ways. These two fundamental aspects of the organism functioning are conected through the natural aging process, or senescence, specifically through the developement of chronic inflammation known as inflammaging. In addition to a wide range of other changes occuring in the immune system and circadian rhythms, the regulatory axis between clock genes, the NAD+ dependant SIRT1 protein and the NF-κB transcription factor becomes disrupted, creating a self-perpetuating loop that keeps tissues in a pro-inflammatory state. Although biological aging is a common process, certain aspects of it remain unclear. This work aims to outline the relationships between these three topics and to provide insight into possible processes involved in the development of aging itself. Key words Circadian rhythms, aging, immunosenescence, circadian disruption, clock genes, central circadian clocks, peripheral circadian clocks

Cirkadiánní rytmy představují nedílnou součást téměř všech organismů regulující širokou škálu fyziologických funkcí a metabolických drah. Jednou z fyziologických funkcí řízenou biologickými hodinami je imunitní systém, klasifikovaný na vrozený a adaptivní, jejichž buněčné složky odpovídají na změny cirkadiánních rytmů odlišnými způsoby. Tyto dva velmi zásadní aspekty funkce organismu jsou propojeny skrze přirozený proces stárnutí neboli senescenci, konkrétně skrze rozvoj chronického zánětu označovaný jako inflammaging. Kromě široké škály jiných změn nastávajících u imunitního systému a cirkadiánní rytmicity dochází k narušení regulační osy mezi hodinovými geny, NAD+ dependentním proteinem SIRT1 a transkripčním faktorem NF-κB, čímž vzniká sebeudržující smyčka fixující tkáně v prozánětlivém stavu. Koncept biologického stárnutí i přesto, že se jedná o běžný proces zůstává v některých aspektech stále neobjasněn. Tato práce poslouží k uvedení vztahů těchto tří témat a k nahlédnutí do možných procesů podílející se na rozvoji samotného stáří. Klíčová slova Cirkadiánní rytmy, stárnutí, imunosenescence, cirkadiánní disrupce, clock geny, centrální cirkadiánní hodiny, periferní cirkadiánní hodiny