Нобелова награда за медицина Това е начинът, по който вътрешният ни часовник отблъсква - WELT
Учените разбраха как работи „вътрешният часовник“. Позволява на хората да приспособят съня си, телесната температура и метаболизма към дневния и нощния ритъм.
Нобеловата награда за медицина отива за трима американски изследователи. През 1980-те те дешифрираха как работи вътрешният часовник на живите същества. Ако излязат от стъпка, болестта заплашва.
Нобеловата награда за физиология и медицина тази година отива при трима американски учени, които са дешифрирали механизмите, които контролират вътрешния часовник на живите същества. Тримата изследователи Джефри К. Хол, Майкъл Росбаш и Майкъл У. Йънг правят откритието през 1984 г.
Хол и Росбаш бяха идентифицирали ген в плодовите мухи, който контролира дневния цикъл на тези насекоми. Следователно те кръщават този ген PER, като съкращението за "Periodic". Малко по-късно Йънг открива втори ген, който е тясно свързан с PER и който той нарича TIM, за "Време". Днес са известни общо осем различни „часовника гени”, за които е известно, че влияят и контролират стотици други гени.
Дисциплината на хронобиологията не би съществувала без астрономия или факта, че живеем на планета, която се върти веднъж на всеки 24 часа по своя ос и този период от време е разделен на ден и нощ, т.е. светлина и тъмнина.
Източник: Infographic Die Welt
От началото на живота всички живи същества са се сблъсквали с този факт в хода на еволюцията: има 24-часов ритъм. Така че не е изненадващо, че човешките клетки имат и вътрешни часовници, които контролират дейността на различни функции на тялото. Сега е ясно, че много болести на цивилизацията се благоприятстват от вътрешни часовници, които не са синхронизирани. Дори може да увеличи риска от развитие на рак.
Професор Детлев Гантен, президент на Световната среща на върха по здравеопазване, обобщава значението на Нобеловата награда за медицина за изследване на циркадните ритми: „Дори в каменната ера хората имаха вътрешен часовник, който беше калибриран на 24 часа. Нашата биология е стара. Но днес живеем в 7-дневно, 24-часово общество. Нашата цивилизация ни отдалечава все повече и повече от биологията - и това ни прилошава.
Всъщност многобройни изследователи по целия свят се занимават с въпроса какво се случва, когато вътрешните и външните часовници на хората вече не работят синхронно. Тримата изследователи, номинирани за Нобелова награда, бяха положили основата на това изследване. Те успяха да покажат, че вътрешният часовник на живите същества е генетично обусловен. Те също така обясниха механизма за саморегулиране, който използва цикъл на обратна връзка, за да гарантира, че клетките знаят колко дълго продължава един ден.
Изследователите откриха гените на вътрешния часовник
И ето как работи: PER генът произвежда PER протеин, който гарантира, че производството на PER се намалява в клетъчното ядро. Така че има временни трептения на концентрацията на PER в клетката. Тази верига за обратна връзка е модифицирана от факта, че TIM генът може да забави тази реакция с производството на TIM протеин.
TIM се свързва с PER и по този начин намалява обратната връзка от PER до PER производство. В действителност всичко е много по-сложно, като във вътрешния часовник участват други гени и протеини. И до днес това е „силно динамична област на изследване“, както подчертава професор Гантен.
С резултатите от изследванията на избраните носители на Нобелова награда за медицина беше възможно за първи път да се обясни как растенията, животните и хората могат да се адаптират физиологично към ежедневния ритъм.
Източник: Infographic Die Welt
По-специално това са едни и същи механизми във всички живи същества на тази планета, чрез които се управлява вътрешният часовник. Не само нивата на хормоните, ритъмът на съня, телесната температура и метаболизмът се контролират от вътрешните часовници, но и поведението.
Множеството „вътрешни часовници“ е умишлено настроено и показва, че има не само едно „нормално време“ в човешкото тяло, но че различните тъкани и типове клетки изчисляват с различно време.
Всеки, който е страдал от реактивно закъснение след дълъг полет, знае, че е неудобно, когато вътрешният часовник вече не съответства на външния. След това тялото се нуждае от няколко дни, докато TIM и PER в клетките синхронизират часовника.
Решаваща роля тук играе дневната светлина, регистрирана от ретината. Светло-тъмната информация достига мозъка от ретината, с която вътрешните часовници в тялото в крайна сметка могат да бъдат нулирани. Следователно за слепите хора може да бъде по-трудно да върнат часовника в правилния ден, след като бъде настроен.
Неправилните вътрешни часовници обаче не са само неудобство. Има и сериозни последици за човешкото здраве. Затлъстяването, диабетът и дори ракът могат да бъдат резултат от трайно неправилно подредени вътрешни часовници.
Всъщност астроном на име Жан Жак д'Ортус дьо Майран прави първите експерименти върху вътрешния часовник на растенията още през 18 век. Той наблюдаваше ежедневните промени между деня и нощта при растенията на мимоза и се чудеше какво ще стане, ако държи растенията на тъмно.
Резултатът беше, че растенията поддържаха обичайния си ритъм ден-нощ още няколко дни - дори без светло-тъмна информация. Всъщност това вече беше доказателство за съществуването на вътрешен часовник.
Около 20 процента от всички гени са ритмично активни
Професор Ахим Крамер провежда изследвания върху циркадните ритми в университетската болница „Шарите“ в Берлин. „Десет до двадесет процента от всички гени са ритмично активни, казва изследователят, поради което медицинските специалисти в почти всички дисциплини трябва да отбележат, че има ежедневни колебания в много параметри, например в метаболитните процеси“.
Причината за много често срещани заболявания може да бъде проследена до отдалечаване на вътрешните и външните времена, особено появата на затлъстяване и диабет. "Това е много голяма област на изследване."
По-специално, Kramer би искал по-голямо внимание на хронобиологията, когато приема лекарства. Той подозира, че понякога нови лекарства, които са ефективни сами по себе си, не се одобряват, тъй като вътрешният часовник на пациента не се взема предвид при приемането на лекарствата.
Клиничните проучвания игнорират хронобиологията
„Ако дадено лекарство се прилага на всички пациенти в 10 ч. Сутринта, тогава вътрешният часовник не е настроен на 10 ч. Сутринта, а се различава индивидуално от него“, казва Крамер, който е член на борда на Обществото за изследване на биологичните ритми. И тъй като това не се взема предвид при клинични проучвания фаза 1, резултатите могат да варират, тъй като определени пациенти не са получавали лекарството по това време, което би действало оптимално за тях.
Но преди да направят проучване за наркотици, лекуващите лекари трябва да знаят къде е вътрешният часовник на конкретен пациент. Само преди няколко седмици Крамер кандидатства за патент за кръвен тест, който може да се използва за определяне на хронотипа на човек.
„Една кръвна проба е достатъчна и вие знаете какъв е вътрешният часовник на човека“, обяснява Крамер, който, разбира се, се надява, че неговото нововъведение скоро ще намери път в клиниките. Но според него все пак трябва да отнеме две години.
Храненето в неподходящо време ви прилошава
Заедно с други изследователи, Крамер е кандидатствал пред Deutsche Forschungsgemeinschaft за специална изследователска област, с която медицинските аспекти на вътрешния часовник могат да бъдат допълнително изследвани. След решението от Стокхолм шансовете този проект да бъде одобрен трябваше да се увеличат.
„Мисля, че тази Нобелова награда значително ще повиши осведомеността за хронобиологията и особено за хронофармакологията - казва Детлев Гантен - досега това изследване не е било в центъра на вниманието.
Професор Андреас Пфайфер от Германския институт за хранителни изследвания в Потсдам-Рехбрюке е съсредоточен върху връзките между хронобиологията и храненето. „Храненето в неподходящо време увеличава риска от метаболитни заболявания“, казва Пфайфър. Проучванията показват, че например разграждането на неблагоприятните мазнини и захар е три пъти по-бавно вечер, отколкото сутрин.
Избягвайте въглехидратите вечер
Тук резултатите от хронобиологията показват, че трябва да внимавате с мазни и сладки ястия, особено вечер. „Това означава по-специално избягване на въглехидрати вечер“, казва Пфайфър. Вековната мъдрост, която междувременно беше поставена под въпрос, в крайна сметка е вярна. „Човек трябва да се храни като император сутрин и като просяк вечер“, казва Пфайфър и това е, което вътрешният ни часовник диктува.
Ако човек е напълнял в резултат на неправилна диета, това също означава, че вътрешният часовник вече не функционира правилно. Часовник, който вече не тиктака синхронно с цикъла ден-нощ, насърчава затлъстяването. Порочен кръг.
Взаимоотношенията тук обаче са сложни и изследователите са изправени пред „проблема с пилето и яйцата“ с някои ефекти. В хронобиологията всичко очевидно е свързано с всичко.
Твърде малко сън насърчава затлъстяването
Също така качеството на съня. От различни изследвания е известно също, че твърде малко сън насърчава затлъстяването. Продължителността и качеството на съня със сигурност не зависят само от вътрешния часовник. Синята светлина преди лягане - например от дисплеите - също може да доведе до лош сън. Учените и лекарите, изследващи тези въпроси, естествено се надяват, че Нобеловата награда 2017 ще засили техните изследвания.
Наскоро коронованият носител на Нобелова награда в медицината Джефри К. Хол обича да се представя нестандартно. Живее в биологична ферма, има гъсти мустаци и предпочита шарки. По-голямата част от времето върху разхвърляната му коса има кръгла кафява шапка. „Спечелването на Нобелова награда е голямо удоволствие“, каза той в понеделник пред шведското радио.
Носителят на награда Росбаш вече не можеше да диша
„Но аз винаги правех своите изследвания, без да мисля къде отива всичко.“ Генетикът и биолог е роден в Ню Йорк през 1945 г., а по-късно се премества с родителите си близо до Вашингтон, където баща му работи като политически журналист.
Наскоро коронованата Нобелова награда за медицина Майкъл Росбаш не можа да диша след обаждането от Стокхолм. "Останах без дъх - в истинския смисъл на думата", каза Росбаш по шведското радио. „Съпругата ми каза:„ Моля, дишай! “Не успях повече да вдиша въздух.“
Новината, че е избран за Нобелова награда, дойде по телефона до леглото му. „Обикновено изобщо не звъни, освен ако някой не умре или не се случи нещо толкова важно. В противен случай всичко минава през мобилни телефони. “Звъненето на телефона го събуди от дълбок удар. „Спах спокойно, тук беше 5:10 сутринта. Какъв начин да се събудиш! "
Носител на Нобелова награда има германски паспорт
Тримата лауреати са направили своята новаторска работа в САЩ и също са местни американци. Но един от тях, Михаел Росбаш, наскоро получи германски паспорт. Крамер съобщава как колегата му Росбаш наскоро гордо държа германския си паспорт под носа си с думите: „Мисля, че германската пенсионна система е просто страхотна.“ Накратко: не само германски учени са привлечени от САЩ. Съществува и другият начин.
Както всяка година, Нобеловата награда ще бъде връчена на 10 декември, годишнината от смъртта на Алфред Нобел, в Стокхолм от ръцете на шведския крал. Тази година наградата е снабдена с еквивалент от 930 000 евро (девет милиона шведски крони).