Медикам давно известно, что многие болезни имеют сезонный характер, причем относится это не только к инфекционным и аллергическим заболеваниям, вспышки которых обуславливаются распространением вируса или цветением растений.
К болезням, течение которых обостряется в определенные времена года, относятся аутоиммунные заболевания (например, сахарный диабет первого типа), психические расстройства (невротические обострения и шизофренические психозы, пик которых приходится на осень), а также проблемы с сердечно-сосудистой системой (весной увеличивается количество людей, попадающих в больницу с диагнозом «инсульт»).
Исследователи знали о том, что некоторые процессы, происходящие в человеческом организме, зависят от времени года: к ним относится, например, выработка витамина D3, который производится под воздействием солнечных лучей. Именно поэтому наш организм накапливает витамин D3 летом, а расходует его на протяжении всего года. Однако ученым были неизвестны механизмы, ответственные за сезонные обострения не связанных между собой заболеваний различных типов.
Международная группа ученых из Германии и Великобритании под руководством Хакина Кастро Допико (Xaquin Castro Dopico) из Кембриджского университета выяснила, что работа иммунной системы людей и активность функционирования значительной части генов напрямую зависят от времени года. Статья, посвященная работе исследователей, была опубликована в журнале Nature Communications.
В ходе своей работы исследователи проанализировали состав крови и жировой ткани 16 тыс. людей, проживающих в Северном и Южном полушариях нашей планеты, а именно — в Великобритании, США, Исландии, Австралии и Гамбии, при этом образцы были взяты в разное время года. Ученые выяснили, что сезон, во время которого были взяты кровь или жировая ткань, существенно влиял на состав образца. Кроме того, исследователям стало ясно, что время года оказывает влияние и на активность экспрессии генов.
Было проанализировано функционирование 22 822 генов, из них 23% (5136 образцов) продемонстрировали «сезонную» работу: 2311 оказались наиболее активными в июне, июле и августе, а 2825 — в декабре, январе и феврале.
Ученые отмечают, что «сезонные» гены работают зеркально у людей, проживающих в разных полушариях Земли: одна и та же группа генов в организме жителей стран, располагающихся к северу от экватора, проявляет наибольшую активность летом, а у людей из стран Южного полушария — зимой. У исландцев различия в экспрессии генов оказались заметны менее всего. Исследователи связывают это с измененным режимом дня и ночи: летом в Исландии почти круглые сутки светло, зимой — темно, а нарушение светового режима дня, как известно, ведет к сбою циркадных ритмов организма, вызывая проблемы со сном, выработкой гормонов и реализацией репродуктивной функции организма.
Одним из наиболее значимых открытий является то, что эффективность функционирования иммунной системы человека также зависит от времени года: у жителей Северного полушария она лучше работает летом, а у населения южной части планеты — зимой. Примером этого может являться функционирование гена ARNTL, отвечающего за реакцию организма на инфекцию: у населения Великобритании, США и Исландии этот ген более активен в теплое время года, что приводит к лучшей сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям летом.
Ученые объясняют такое положение вещей тем, что люди эволюционировали в тех же условиях, что и вирусы: летом вредоносные микроорганизмы имеют больше возможностей для размножения, а значит, организм должен защищаться от них более активно. Интересным является и тот факт, что у жителей Гамбии интенсивность работы иммунитета зависит не от времени года, а от климатического сезона: их организму наиболее активная защита нужна в период дождей, длящийся с июня по октябрь, когда можно легко заболеть малярией.
Получается, что организм людей на протяжении многих тысячелетий вырабатывал собственные методики подготовки к летнему сезону и наше хорошее самочувствие в теплое время года обусловлено именно эволюцией.
Еще одним заслуживающим внимания открытием является то, что гены, ответственные за реакцию организма на вакцинацию, лучше работают зимой, а это значит, ее лучше проводить в холодное время года.
Ученые уверены, что результаты их работы смогут сыграть значительную роль в пересмотре принципов и методов лечения многих заболеваний. Теперь у врачей появится возможность регулировать интенсивность лечения заранее, не дожидаясь острых приступов болезней или резкого усиления проявления ее симптомов, а также разрабатывать новые профилактические методики.