Передумови виникнення синдрому подразненого кишечника, запальних захворювань кишечника та раку до кінця не вивчені, однак кілька досліджень спостерігали, що механізми, що виникають у шлунково-кишковому тракті, циклічно повторюються. Ось так на перший план вийшло значення добового ритму, важливим чинником якого є сон, рух та харчування.

В останні роки експериментальні та клінічні дослідження постійно демонстрували, що зміни добових ритмів пов'язані з розвитком шлунково-кишкових проблем, що головним чином пов'язано зі зміною мікробного складу.

добовий

Добовий ритм відображає внутрішній ритм, що гарантує, що внутрішня фізіологія організму залишається синхронізованою із зовнішнім середовищем. Його основним рушієм є надкозматичне ядро ​​в гіпоталамусі, але мозок та інші органи також відіграють роль у регуляції.

Широкий діапазон життєво важливих функцій та механізмів у травній системі залежить від змін циркадного, наприклад, циркадні годинники в кишечнику можуть впливати на кишкову бар’єрну функцію. А флора в роті впливає таким чином, що, оскільки вночі виробляється менше слини, кількість і години прийому їжі не мають значення. Крім того, є дані, що циркадний ритм впливає на перистальтику. Таким чином, спорожнення шлунку вечорами відбувається повільніше, ніж вранці, а активність товстої кишки також мінімальна вночі.

Окрім центральної нервової системи, іншим основним джерелом мелатоніну та серотоніну є шлунково-кишковий тракт. Останнім часом роль мелатоніну у розвитку мікробіома вийшла на перший план. Проникність травної системи, виділення слизу та травного ферменту вночі відрізняються. Крім того, імунологічні фактори, що забезпечують здорове травлення, дотримуються 24-годинного періоду. Недавні дослідження підкреслюють циркадну регуляцію вродженого та набутого кишкового імунітету. Повсякденні зміни відображаються на різноманітності та складі кишкової флори в залежності від їжі/голодування та часу доби. Але кишкова флора може також впливати на добовий ритм господаря. Дієтичні зміни швидко формують склад флори, який, у свою чергу, відповідає за циркадне програмування. Цей тип регуляції також відіграє важливу роль у метаболічних процесах печінки. Значення глюкози та жиру в крові (тригліцериди, холестерин) дотримуються ритму, включаючи жовчну кислоту, яка відповідає регуляції прийому їжі та голодування.

Важливо підкреслити, що нові типи харчування (кетогенна дієта) кидають виклик внутрішній регуляції, оскільки вони по-різному впливають на печінку, а отже, і на внутрішні “годинники”.

Вони впливають на здоров’я травної системи в цілому, тому логічно можна думати, що змінений ритм може призвести до розвитку певних шлунково-кишкових захворювань.

синдром подразненого кишечника (СРК), що пов’язано з болями в животі та зміною перистальтики кишечника, зачіпає 11% загальної кількості населення. Передумови не точно відомі, передбачається взаємозв'язок між шлунково-кишковою нервовою системою та центральною нервовою системою, а також зміною стану кишкової флори, запаленням та зміненою проникністю кишечника. Кілька досліджень підтвердили, що нічні зміни та проблемний сон вважаються факторами ризику. Одне дослідження виявило значну зміну присутності мелатоніну в сечі жінок з діагнозом СРК. Звідси випливає, що мелатонін може бути хорошим рішенням для болю, пов'язаного із захворюванням та зміною функції кишечника, однак, через високий ефект плацебо, який спостерігається в дослідженнях, необхідні подальші дослідження.

В іншому дослідженні лікування доповнювали пробіотиком, і крім значного зменшення болю, рівень ранкового мелатоніну також збільшувався.

Харчування також може бути фактором ризику. СРК у багатьох випадках був пов’язаний із перекусом та нерегулярним харчуванням, оскільки гормони, що виділяються у зв’язку з прийомом їжі, напр. інсулін, глюкагон, лептин. Таким чином, можна припустити, що метаболічне вживання їжі базується на регуляції добового ритму. Засмучений сон може зменшити кількість прийомів їжі, що збільшує кількість перекусів. Темою майбутніх досліджень може бути сприятливий вплив фіксованого сну та прийому їжі на СРК.

До запальних захворювань кишечника належать Виразковий коліт, і Хвороба Крона. Генетикою, імунною реакцією та впливом на навколишнє середовище вважали головним фоном. Існує безліч доказів того, що вроджена та набута імунна система сприяють зміненій реакції на запалення. Кілька позицій свідчать про те, що імунна функція знаходиться під циркадним контролем у декількох точках, таких як взаємодія клітин-клітин-господарів, транспорт лейкоцитів та активація вродженого та набутого імунітету. Серед факторів ризику навколишнього середовища їжі приділяється значна увага, особливо завдяки розповсюдженню «західної» дієти, в якій мало жирів і білків, але мало клітковини. Гіпотезу про те, що дієтичні фактори впливають на запалення, можна пояснити кількома механізмами, включаючи презентацію антигену, зміни балансу простагландинів та змінений стан кишкової флори.

Кілька доказів свідчать про те, що сон також відіграє важливу роль, оскільки циркадні ритми та мелатонін можуть бути регуляторами запалення кишечника. Хронічне запалення може погіршити сон, а зменшення сну посилює розвиток запальних цитокінів та запального середовища. У мишей виявлено, що добовий ритм важливий для підтримки цілісності бар’єру. За останні роки кілька досліджень пов’язали ВЗК із дисбіотичною кишковою флорою. Таким чином, модифікація мікробіому та циркадний ритм може бути одним із механізмів, за допомогою якого може змінитися результат захворювання.

В одному дослідженні спостерігали тривалість сну у жінок та зв'язок із захворюваністю на коліт/Крона. Автори виявили, що як короткий час сну (менше 6 годин), так і тривалий час сну (більше 9 годин) були пов'язані з підвищеним ризиком розвитку коліту.

Кількість ракових захворювань шлунково-кишкового тракту поступово зростає за останні десятиліття. Фактори навколишнього середовища та спосіб життя відіграють певну роль у його розвитку, але останніми роками зростає можливість того, що ритм життя також відіграє свою роль. Численні дослідження вивчали порушення ритму, спричинені нічними змінами, та взаємозв'язок між раком товстої кишки та шлунка. Зміна кишкової флори, спричинене зміною циркадного ритму, пов’язане з розвитком раку товстої кишки. Аномальна кишкова флора спостерігалася у мишей і була пов’язана із запаленням та пухлиною.

Показано, що поділ клітин у товстій кишці дотримується циркадного ритму. У певні моменти клітинного циклу ДНК менш захищена і, отже, більш схильна до пошкодження, тому час проліферації клітин при циркадних змінах товстої кишки може обмежити підготовку ДНК під час травлення проти потенційних мутагенних агентів і, отже, не може служити захисним фактором. Ця динаміка створює зв'язок між клітинним циклом та циркадним ритмом, роблячи ген потенційною мішенню для протипухлинної терапії.

У пацієнтів з раком товстої кишки «годинникові» гени в клітинах пухлини відрізняються від генів у здорових клітинах, що дозволяє припустити, що ці гени можуть бути цікавими біомаркерами при раку товстої кишки. Зміни в присутності тактових генів можуть відігравати певну роль у пухлинному генезі і можуть впливати на стійкість до лікування. В ході досліджень спостерігали, що онкомаркери демонструють різні циклічні варіації в крові пацієнтів з раком товстої кишки залежно від стадії раку (І-ІV). Наявність годинникових генів досліджували при раку товстої кишки IV. вони порушуються щодо присутності тих самих генів у стадії метастатичних клітин та здорових клітинах. Можливість того, що пухлина може змінити циркадний ритм, може пояснити втому та слабкість, які типово відчуває пацієнт. В даний час ці генетичні механізми досліджуються, щоб визначити найкращий спосіб лікування раку, враховуючи циркадні зміни.

Підсумовуючи, здоров’я травної системи залежить від добового ритму. Зміна внутрішнього ритму, спричинена звичками життя, зросла за останні десятиліття. Це явище, ймовірно, зіграє важливу роль у розвитку таких захворювань, як СРК, ВЗК та пухлина. З'явилися вагомі докази зв'язку між циркадними аритміями та шлунково-кишковими захворюваннями; однак для розуміння задіяних молекулярних механізмів необхідні подальші дослідження.