Як нашому організму вдається стежити за часом?

У кожного з нас є свої особливі біологічні годинники, які працюють постійно. Система біологічних годин контролює циркадні ритми організму - добових ритмів фізичних, ментальних і поведінкових змін, які можна виявити у багатьох живих істот, починаючи від людини і закінчуючи мухами, також такі ритми існують у рослин і навіть у невидимих неозброєним оком мікробів.

Циркадниє ритми визначають режим сну, саме вони відповідають за млявий стан, від якого ми страждаємо після переведення стрілок годинника на літній час. Дослідження, які проводилися за підтримки Національних Інститутів Охорони здоров'я , показали, що циркадні ритми також впливають на вироблення гормонів, голод, регенерацію клітин і температуру тіла, а також пов'язані з розвитком ожиріння, депресії і сезонного афективного розладу.

Що змушує годинник цокати?

Біологічний годинник не мають ні зубців, ні коліщаток, скоріше це група взаємопов'язаних молекул в клітинах нашого тіла. "Еталонні годинник" тримають все відповідно. У хребетних організмів, у тому числі і у людей, такі еталонні годинник знаходиться в мозку, в області гіпоталамуса (супрахіазматичному ядрі) в групах нервових клітин.

Частково біологічний годинник запускаються завдяки внутрішнім чинникам, включаючи велику кількість генів і протеїнів, які утворюються в організмі. У 2006 році дослідники з Каліфорнійського Університету в Ірвіні виявили, що протеїн, який назвали CLOCK ("ГОДИННИК") є основним компонентом при напрямку циркадних ритмів у людини, мух дрозофіл, грибків та інших організмів. Врівноважує CLOCK інший протеїн - SIRT1, який визначає витрату енергії в клітинах. Розлад в роботі цих протеїнів сприяє порушенню сну і посиленню голоду. Якщо ці протеїни хронічно знаходяться в дисбалансі, це призводить до появи зайвої ваги.


Біологічний годинник також реагують на сигнали, одержувані з навколишнього середовища - в першу чергу це світло і темрява. Супрахіазматіческое ядро розташоване над зоровими нервами, які передають інформацію, отриману очима, в мозок, тому воно отримує інформацію про кількість сонячного світла. Коли світла недостатньо, наприклад, після заходу, ядро стимулює мозок виробляти більше мелатоніну, гормону який дає сонливість . Таким чином, наші годинники керують циклами сну і неспання.

Робота циркадних ритмів найсильніше може бути порушена, коли людина швидко перетинає кілька годинних поясів, його внутрішній годинник збиваються. Під час перельотів організм відчуває себе дезорієнтованим у часі, особливо це помітно, коли замість звичного йому дня раптом стає темно або навпаки. Через деякий час організм здатний перебудуватися на нові умови. Але якщо повернутися назад, ситуація повторюється і знову потрібен час для відновлення.

Час лікує

Вивчення циркадних ритмів може допомогти вченим знайти ліки від розладів сну, розлади біоритмів при перельотах, депресії і навіть ліки від раку.

Наприклад, дослідники з Університету Північної Кароліни виміряли активність систем репарації ДНК в різний час доби у мишей і виявили, що ці системи були найбільш активні в денний час і ввечері. Так як деякі види раку пов'язані з системами репарації ДНК, ліки можуть бути особливо ефективні, якщо вживати їх вранці, коли тіло не так активно відновлює пошкоджені ракові клітини.

Також вивчивши взаємозв'язок метаболічних протеїнів, які мають відношення до циркадних ритмів, вчені зможуть розробити нові ефективні ліки від ожиріння і діабету.





UpDog logo  Proudly hosted with UpDog.