Bioloogilised kellad desünkroniseeritakse Jet-Lag tingimustes

Bioloogilised kellad desünkroniseeritakse Jet-Lag tingimustes
Bioloogilised kellad desünkroniseeritakse Jet-Lag tingimustes
Anonim

Uus uuring näitab, et imetajate sisemised kellad, mis hõlmavad mitut elundit, lähtestuvad erineva kiirusega pärast valgustsüklite muutusi. See tsirkadiaanrütmide normaalsete suhete katkemine kogu kehas võib selgitada, miks lennureisijad tunnevad pärast mitme ajavööndi ületamist halba enesetunnet.

Leidud avaldatakse ajakirja Science 28. aprilli numbris. Uuring viidi läbi Virginia ülikoolis, riikliku teadusfondi bioloogilise ajastuse keskuse kodukohas.

"Leiame, et organism on ostsillaatorite kogum, " ütleb Virginia ülikooli Rahvaste Ühenduse bioloogiaprofessor Michael Menaker. "Kui aju esmane ostsillaator nihkub, et järgida valguse tsükli järsku nihet, desünkroniseeritakse mitut teist organit kontrollivad kellad. Tõenäoliselt kulub veidi aega, enne kui need kellad sünkroonistuvad."

Menaker ütleb, et leiud avaldavad tervisele mõju lennureisijatele, kes peavad sageli ületama mitut ajavööndit, ja vahetustega töötajatele, kes vahetavad regulaarselt vahetustsükleid.

Teadlased kasutasid andmete kogumiseks transgeensete rottide aju, skeletilihaseid, maksa ja kopsukudet. Roti kude sisaldas teadaolevat hiire kellageeni indikaatorit, mis on ühendatud helendava "sildiga" (tulekärbse ensüüm). Märgis aktiveeritakse, kui kella geen reageerib või transkribeeritakse valgustsüklite muutumise ajal. Menaker ja tema meeskond suutsid "lähtestada" aju ja elundite kellad - ööpäevased rütmid - kuus tundi ettepoole või kuus tundi tagasi, jäljendades Atlandi-ülese reisimise mõju.

"Meie küsimus oli, milline on füsioloogia, mis seletab halba enesetunnet, mida inimesed kogevad pärast mitme ajavööndi läbimist?" Menaker ütleb. "Tahtsime teada, kui palju ööpäevaseid kellasid on, kuidas üksikud kuded reageerivad, kui organismis toimub valgustsükli muutus, ja kuidas erinevad bioloogilised kellad töötavad koos süsteemina.

"Me näitasime selgelt, et nii aju kui ka perifeersed koed on rütmilised, kui need loom alt eemaldatakse ja kultiveerimistingimustes hoitakse. See on uus teave, kuid seda kahtlustati. Üllatav on see, et kui aju sõidab jalgrattaga kuni ühe kuu, perifeersed kuded kaotavad kultuuris kiiresti oma rütmilisuse. Nüüd usume, et aju keskostsillaator on peamine taimer, mis sünkroniseerib perifeerse kella tsükleid. See aitab meil bioloogiliselt mõista, mis toimub organismis, kui selle valgustsükkel on ootamatult nihkunud.

"Looduses toimuvad valguse nihked aastaaegade muutudes aeglaselt, " ütleb Menaker. "Seetõttu on organismidel aega muutustega kohanemiseks mitu kuud. Kuid transmeridiaanne lend on keha jaoks ebaloomulik sündmus. See põhjustab väga järske valgustsükli nihkeid. Keha ei ole loomulikult selleks äkiliseks muutuseks valmis. Kui seosed erinevate vahel ostsillaatorid on häiritud, võib organite normaalne funktsioon olla häiritud."

Menaker ütleb, et kuigi aeg-aj alt tekkiva jetlagi sümptomid võivad olla tüütud, võivad uued leiud viidata sellele, et vahetustega töötamise füsioloogilised tagajärjed võivad olla tõsisemad.

"Kakskümmend protsenti USA tööjõust on vahetustega töötajad," ütleb Menaker. "Meie leiud viitavad sellele, et sagedastel ebaregulaarsetel valgustsükli vahetustel võib olla bioloogilisi tagajärgi. Näiteks vahetustega töötajad kogevad sageli vähenenud erksust, väsimust, haavandeid ja halba seedimist. Me ei tea veel regulaarse töö tõttu tekkida võivate terviseprobleemide täielikku ulatust. ööpäevarütmi sünkroonsuse rikkumine."

Menakeri sõnul on enamik katastroofilisi õnnetusi – nagu Exxon Valdezi maandus ning Three Mile Islandi ja Chernoble’i vahejuhtumid – inimliku eksimuse tagajärg, mis juhtub tavaliselt hilisõhtul vahetustega töötajate seas.

"Kui inimesed püüavad kohaneda ebanormaalsete une- ja ärkvelolekutsüklitega, kipuvad nad fookuse kaotama, väsivad kergemini ega tunne end üldiselt nii tervena kui tavaliselt," ütleb ta. "Näitame, et toimumas on füsioloogiline muutus. Selle tagajärjed tervisele ja töövõimele on tõelised ja potentsiaalselt tõsised."

U.Va. Uuringu läbi viinud teadlaste hulka kuuluvad Shin Yamazaki, peamine uurija, Michikazu Abe, Gene Block ja Menaker. Osales ka kuus teadlast Tokyo ülikoolist ja Jaapani uue tehnoloogia instituudist.

Populaarne teema