Thay đổi đồng hồ sinh học khiến con người dễ bị nhiễm trùng hơn

Đồng hồ sinh học (nhịp sinh học) là những biến đổi trong cơ thể trong chu kỳ 24 giờ. Vậy việc thay đổi đồng hồ sinh học trong cơ thể có khiến chúng ta dễ bị nhiễm trùng hơn hay không?

Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng: "Chúng ta dễ bị nhiễm trùng hơn vào những thời điểm nhất định trong ngày bởi đồng hồ sinh học của cơ thể có ảnh hưởng đến khả năng nhân rộng và lây truyền virus giữa các tế bào. Điều này giải thích rằng tại sao công nhân làm ca đêm lại thường hay mắc các vấn đề về sức khỏe".

Chuột dễ bị nhiễm trùng hơn vào những thời điểm nhất định trong ngày. Vậy con người có vậy không?

Một nghiên cứu mới của trường Đại học Cambridge cho thấy rằng: "Chúng ta thường dễ bị nhiễm trùng hơn vào những thời điểm nhất định trong ngày bởi vì đồng hồ sinh học của chúng ta có ảnh hưởng đến khả năng virus tái tạo và lan truyền giữa các tế bào". Những phát hiện này đã được đưa tới Viện hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ để giải thích rằng: "Tại sao những công nhân làm việc theo ca - người thường phá vỡ đồng hồ sinh học của cơ thể - lại dễ bị mắc các vấn đề về sức khỏe như bệnh nhiễm trùng và bệnh mãn tính".

Khi virus xâm nhập vào cơ thể chúng ta, chúng tấn công các thiết bị vận động và tài nguyên trong các tế bào của con người để có thể nhân rộng và truyền đi khắp cơ thể. Tuy nhiên, các tài nguyên xảy ra thay đổi trong suốt cả ngày, một phần để đáp ứng nhịp sinh học ngày đêm của chúng ta - thực tế là đồng đồ sinh học cho cơ thể. Nhịp sinh học ngày đêm kiểm soát các mặt chức năng về sinh lý và cơ thể của chúng ta – từ giấc ngủ đến nhiệt độ cơ thể và từ hệ thống miễn dịch đến nơi sản xuất ra hooc môn. Những chu kỳ này được kiểm soát bằng số lượng lớn các gien gồm Bmal1 và Clock (Bmal1 là sự kết hợp của nucleosome và sự thay đổi các nhiễm sắc thể).

Để kiểm tra nhịp sinh học của chúng ta có dễ bị ảnh hưởng hay dễ phát triển nhiễm trùng hay không, các nhà nghiên cứu ở Viện nghiên cứu Wellcome Trust-MRC về Chuyển hóa Khoa học (Wellcome Trust-Medical Research Council Institute of Metabolic Science) tại trường Đại học Cambrigde đã so sánh giữa con chuột "dại" thông thường bị nhiễm virus bệnh herpes ở các thời điểm khác nhau trong ngày, đo mức độ lây nhiễm và độ lây lan của virus. Con chuột sống trong môi trường bị kiểm soát suốt một ngày: 12 tiếng dưới ánh sáng ban ngày và 12 tiếng trong bóng tối.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng: "Sự lây lan virus của những con chuột đã bị nhiễm bệnh ở thời gian đầu trong ngày - tương đương với lúc mặt trời mọc, khi những động vật ăn đêm bắt đầu thời gian nghỉ ngơi - lớn gấp 10 lần so với con chuột bị lây nhiễm trong 10 tiếng ban ngày, khi chúng chuyển sang giai đoạn hoạt động. Khi các nhà nghiên cứu làm lại thí nghiệm đó với một con chuột thiếu chất Bmal1 - họ thấy rằng mức độ nhân rộng của virus tăng cao không phụ thuộc vào thời gian lây nhiễm".

Giáo sư Akhilesh Reddy - tác giả chính của nghiên cứu giải thích rằng: "Thời gian nhiễm trùng trong ngày có thể ảnh hưởng lớn đến việc chúng ta dễ bị mắc bệnh đó hay các phân tử nhân rộng ít nhất như thế nào, nghĩa là nhiễm trùng sai thời điểm trong ngày có thể gây ra nhiều nhiễm trùng cấp tính nguy hiểm hơn. Điều này trùng khớp với những nghiên cứu gần đây- nghiên cứu mà đã chỉ ra, thời gian trong ngày mà vắc-xin cúm được bảo quản có thể ảnh hưởng đến tác dụng của nó như thế nào?"

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự thay đổi thời gian trong ngày giống với nhân bản virus ở số lượng tế bào cấy đơn lẻ mà không bị ảnh hưởng từ hệ thống miễn dịch của chúng ta. Loại bỏ nhịp sinh học của tế bào tăng cả mụn rộng và cúm lây nhiễm virus A - một loại virus khác - được biết đến với tên gọi là virus RNA - gây nhiễm trùng và tái tạo theo cách khác nhau gây ra bệnh herpes.

Tiến sĩ Rachel Edgar - tác giả đầu tiên, cho biết thêm: "Mỗi tế bào trong cơ thể có một đồng hồ sinh học cho phép chúng theo dõi thời gian và dự đoán trước những thay đổi hàng ngày trong môi trường của chúng ta. Kết quả chỉ ra rằng đồng hồ trong mỗi tế bào quyết định một virus có nhân giống thành công hay không. Khi chúng ta phá vỡ đồng hồ sinh học cơ thể trong các tế bào hay trong con chuột, chúng ta sẽ thấy thời gian nhiễm trùng không còn quan trọng nữa - việc nhân rộng tế bào vẫn tăng cao". Điều này chỉ ra rằng: "Những người làm việc theo ca - thường làm ca đêm và nghỉ một vài đêm thì sẽ tự phá vỡ đồng hồ sinh học cơ thể - và dễ bị lây nhiễm virus. Sau đó, họ có thể là ứng viên đầu tiên để tiếp nhận vắc xin cúm hàng năm".

Giống như một chu kỳ hoạt động thường ngày, Bmal1 cũng thay đổi theo mùa - hoạt động kém vào mùa đông và tăng nhanh vào mùa hè. Các nhà nghiên cứu suy đoán: "Điều này có thể giải thích rằng tại sao các bệnh như cúm có khả năng lây lan nhanh vào mùa đông".

Bằng việc sử dụng các tế bào nuôi cấy, nhà nghiên cứu nhận thấy virus herpes điều khiển các "thiết bị hoạt động đồng hồ" phân tử để kiểm soát nhịp sinh học của cơ thể, giúp các virus phát triển. Đây không phải là lần đầu tiên mà các mầm bệnh được xem như "trò chơi" đồng hồ sinh học. Ví dụ, ký sinh trùng sốt rét được biết đến để đồng bộ hóa chu kỳ nhân rộng nhịp sinh học của cơ thể, tạo nên một nhiễm sắc thể thành công hơn.

Giáo sư Reddy cho biết thêm: "Đồng hồ sinh học xuất hiện có vai trò bảo vệ chúng ta khỏi sự xâm chiếm của các mầm bệnh, các thiết bị hoạt động phân tử có thể cho ra một đơn thuốc mới phổ biến để chống nhiễm trùng".