Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 604

Хронобиология: Показания биологических часов человека

Хронобиология: Показания биологических часов человека
​Анализ крови, взятой для идентификации внутреннего времени, смог бы иметь диагностическую значимость для осознания связи беспокойного сна и заболевания.

Анализ крови, взятой для идентификации внутреннего времени, смог бы иметь диагностическую значимость для осознания связи беспокойного сна и заболевания.

Кто вы? Жаворонок или сова?

Исследователи, занимающиеся вопросами генетики, дали научный кредит доверия этим двум понятиям, определив различие между ними.

Если говорить на жаргоне науки по поводу такой предрасположенности, то это - ваш хронотип "chronotype", приводящий к существенному несоответствию между вашим внутренним биологическим временем и внешним временем, соответствующим показаниям настенных часов.

В настоящее время три группы ученых, выработавших точку проведения исследований в одном направлении, сходятся в едином мнении, что есть возможность «прочитать» внутреннее время человека по образцам крови.

Это быстрый, точный и дешевый метод, позволяющий максимизировать преимущества лекарственной медицинской терапии, назначаемой точно в определенное и наиболее чувствительное, а значит наиболее эффективное, биологическое время для принятия лекарств.

А также помочь исследователям изучить взаимосвязь между «сломавшимися» биологическими часами и различными хроническими болезнями.

Система, которая управляет ежедневно биологическими ритмами, называется циркадными часами.

Циркадные часы помогают регулировать деятельность приблизительно 40% наших генов, организуя ритмы приема пищи, температуру тела и кровяное давление. Фактически каждая клетка нашего тела имеет собственный механизм циркадные часов; основные, главные часы, которые синхронизируют все циркадные часы организма- представляют собой чрезвычайно маленькую область мозга, получившая название супрахиазматическое ядро – контролирует уровень важных гормонов, отвечающих за цикл сна и пробуждения. Хронотипы вариантны настолько широко, что внутреннее время двух людей может отличаться на восемь часов или больше.

 “Они могут делить одну кровать на двоих, но при этом даже не встречаться,”- говорит хронобиолог Ачим Креймр из Берлинского Медицинского Университета Чарите, возглавляющий одну из групп, разрабатывающих новую технологию.

Современный метод золотого стандарта, используемый для измерения внутреннего времени, сейчас признан слабым для выявления количества мелатонина и требует многочисленного забора крови или образцов слюны, берущихся через каждый час в условиях низкой освещенности.

Напротив, три недавних исследования описывают более простой подход, для которого требуется только один или два образца крови (в зависимости от точности методов, используемых в каждом исследовании), и таким образом может сделать биологическую часть замеров времени частью обычной клинической практики.

Общий подход включает оценку колеблющейся активности гена путем замера изменений в уровне РНК крови.

Программный компьютерный алгоритм затем распознает какие гены дают лучшие индикацию биологического времени.

“Мы все идем в одном направлении” в этой области исследования”, -  говорит физиолог университета Суррея, Англия, который возглавляет другую группу исследователей.  “В этой области есть где развернуться”

Биолог компьютерной обработки информации Розмари Браун Северо-западного Университета возглавляла самое недавнее исследование, о котором был опубликован отчет в прошлом сентябре на Слушаниях Национальной Академии Наук США. Команда Брауна утверждает, что их метод является самым генерализованным методом — его можно применять с любой технологией для   анализа активности гена.

Но он требует двух образцов крови, тогда как в исследовании команды Креймера (опубликованного в прошлом сентябре, а до этой публикации представленный онлайн в прошлом июне, Журнал Клинических Испытаний Расследования), а у команды Диджка (изданный онлайн в феврале 2017 в научном издании «eLife») описываются техники, которые могут работать только с одним образцом крови.

Креймер и Диджк (Kramer и Dijk) оценивали свои методики в сравнении с золотым стандартом; команда Браун шла другим путем, делая прямое сравнение затруднительным. “Однако может оказаться так, что подход Браун будет наилучшим,”- говорит Диджк. “Но пока мы не этого не знаем.”

Метод команды Креймера находится в соответствии с методом определения мелатонина приблизительно в пределах получаса.

Одним из оснований такой точности, говорит Креймер, является то, что исследователи извлекают только клетки одного типа - моноциты, которые показывают сильные циркадные колебания в крови. «Такой подход требует более сложного исследования крови, чем методы других групп, но исследование Креймра наиболее применимо к клинической практике», - говорит Диджк.

«Следующим шагом необходимо выяснить как хорошо метод каждой из групп работает на людях, циркадные ритмы которых были расстроены, например, сменой часовых поясов, работой по сменам или болезни», - говорит Диджк. Эти сбои сна могут вызвать многочисленные нежелательные болезненные последствия, которые по многочисленным свидетельствам, могут быть быть минимизированы перестройкой часов людей с помощью незначительного внешнего воздействия или гормона сна - мелатонина.

Новая методика позволит врачу контролировать эффективность лечения. Циркадные разрушения также связаны с болезнями, включая диабет, болезни сердца, нейродегенеративные болезни и депрессию. “Мы знаем, что такая связь есть,”-  говорит Браун. “Но мы не знаем точно, как она работает.” «Если мы сможем дать врачам простую технику измерения внутреннего времени, то это поможет нам узнать, как такие связи работают».

Эффективность некоторых медицинских процедур типа химиотерапии или лечение гипертонии варьируется в зависимости от времени дня, на которое они назначаются, (Смотри работу «Прием ваших лекарств…,” стр. 72).

Правильный прием лекарств или лекарственной терапии в соответствии с внутренним временем пациента помогает максимизировать эффект принимаемого препарата, известен как хронотерапия. Поскольку внутреннее время различных людей различается, врачу также будет проще его измерить и назначить прием лекарства или лечебную процедуру строго индивидуально.

«Это позволило бы назначать более низкие дозы, имело бы меньше побочных эффектов, но большую эффективность,»- говорит Браун. «Мы действительно озабочены потенциалом лечения».

Насколько большая разница в работе внутреннего времени различных людей пока до конца не ясно, ввиду сложности поделить людей по хронотипу для исследования.

Эта техника могла бы быть полезной и помогать в исследовательской работе.

«Группировка пациентов по хронотипу могла бы также увеличить процент успеха новых терапий в клинических испытаниях», -  говорит Креймер.

Команда Диджка рассказала о другом важном научном открытии в исследовании, представленным онлайн в прошлом сентябре в издании «Сон».

Применив тот же самый подход, исследователи смогли идентифицировать — с большей чем 90% точности участников, которые не спали одну ночь.

Такой тест смог бы помочь полиции идентифицировать водителей автотранспорта, работающих ночью и не имеющих возможности поспать, ставших участниками дорожных происшествий или помогать предпринимателям оценивать, пригодны ли авиапилоты или другой штат для работы на позициях, требующих повышенной серьезной безопасности. Тест использует 68 генов, которые показывают небольшое наложение «в нахлестку» с теми генами, практически используемые для определения внутреннего времени, но чьи биологические роли могут дать понимания того, как нехватка или отсутствие сна отражается на здоровье.

«Тест на внутреннее время и тесты на отсутствие сна, объединенные вместе, представляют мощное средство диагностики и лечения», - говорит Диджк: “Поскольку то, как вы чувствуете себя и насколько работоспособны в 6 утра, зависит от вашего циркадного времени, но также и отражается на том, как долго вы бодрствовали».

 

фото и источник Журнал Саентифик Американ №01 2019 архив новостей

Автор: Саймон Макин

Перевод: Энигма Л.Н.

биологические часы человека хронотип

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.