Dôsledky tlmeného osvetlenia počas noci na lipopolysacharidom indukovanú zápalovú odpoveď potkana

Mnohé procesy v organizme vykazujú cirkadiánne rytmy s periódou približne 24 hodín. Tieto rytmy sú v organizme generované endogénne a sú synchronizované s faktormi prostredia [1]. Pre väčšinu organizmov je hlavným synchronizačným faktorom (Zeitgeberom) pravidelné striedanie svetla a tmy, preto vystavenie svetlu počas noci môže narúšať cirkadiánny systém a prispievať k desynchronizácii cirkadiánnych rytmov [2]. V našej práci sme sa zamerali na dôsledky vystavenia potkanov svetlu počas noci s nízkou intenzitou (ALAN) na lipopolysacharidom (LPS) indukovaný zápal.

V prvom experimente sme analyzovali vplyv ALAN s nízkou intenzitou (~2 lux počas tmavej fázy dňa) na 24-h profil teploty tela za fyziologických podmienok aj v odpovedi na imunitnú stimuláciu. Teplota tela v 5 minútových intervaloch bola zaznamenávaná teplotnými senzormi (StarOddi, Ltd., Island), ktoré boli implantované subkutánne do oblasti medzi lopatkami. V druhom experimente bol potkanom na začiatku pasívnej (ZT2, ZT0 – začiatok svetlej fázy) alebo aktívnej fázy dňa (ZT14) i.p. podaný LPS alebo fyziologický roztok. V krvi sme 24 h po LPS stimulácii pomocou prietokovej cytometrie analyzovali počet cirkulujúcich leukocytov a zároveň sme v pravidelných intervaloch počas 8 dní od stimulácie zaznamenávali hmotnosť tela a množstvo spotrebovaného krmiva.

Denný profil teploty tela predstavuje jeden z rytmických výstupov regulovaných centrálnym oscilátorom nachádzajúcim sa v suprachiazmatických jadrách hypotalamu [3]. Režim ALAN prechodne oslabil rytmus teploty tela najmä po dvoch týždňoch experimentálneho režimu. Cirkadiánne rytmy sú v organizme generované endogénne, čo znamená, že pretrvávajú aj v konštantných podmienkach bez prítomnosti environmentálnych stimulov [1]. Vystavenie ALAN režimu nemalo vplyv na dĺžku endogénnej periódy teploty tela po umiestnení zvierat do konštantnej tmy. Vzostup teploty tela počas zápalu patrí k nešpecifickým obranným mechanizmom organizmu [3]. Stimulácia s LPS sa u kontrolných zvierat prejavila najskôr poklesom teploty tela v subjektívnej aktívnej fáze a následným vzostupom v subjektívnej pasívnej fáze, čo viedlo k strate dennej variability 24 h po LPS. Potkany vystavené ALAN, nereagovali na LPS stimuláciu prechodnou hypotermiou, avšak vykazovali výraznú febrilnú odpoveď 24 h po podaní LPS. Behaviorálnou reakciou na podanie LPS je pokles hmotnosti tela a znížený príjem potravy, ktoré sme zaznamenali na tretí a piaty deň po podaní LPS, pričom potkany na ALAN režime mali v porovnaní s kontrolou menšiu stratu hmotnosti v dôsledku menšieho poklesu v spotrebe krmiva, predovšetkým po LPS stimulácii v ZT2. Počet leukocytov v cirkulácii, ale aj citlivosť organizmu na zápalové stimuly sa menia v závislosti od fázy dňa [4]. Na úrovni počtu cirkulujúcich leukocytov vystavenie ALAN eliminovalo ich dennú variabilitu a tiež potlačilo od fázy dňa závislú odpoveď na LPS.

Naše výsledky ukázali, že vystavenie potkanov ALAN oslabilo rytmus teploty tela a počtu bielych krviniek v cirkulácii, čo sa prejavilo deregulovanou febrilnou odpoveďou a zmenenou reaktivitou bielych krviniek počas akútneho zápalu. Narušenie obranných mechanizmov vplyvom dlhodobej expozície ALAN preto môže potenciálne zvyšovať riziko rozvoja ochorení.