Meie kehakellad ei saa palju lugupidamist.
Muidugi, me räägime neist pidevalt: “Ma ei ole hommikune inimene” või “ma olen niiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiihaktttttdtsusu me ndud need on need, lihtsalt kui lihtsalt tunneme end, peame lihtsalt vestlema või mängima bioloogiakaarti. düsfunktsionaalne.
Kuid tegelikult tundub meie sisemine kell võimsa jõuna, et hoida meid tervena. Ja nüüd, kui kolm Ameerika ööpäevase rütmiteadlase võitsid eelmisel aastal Nobeli füsioloogia või meditsiini auhinna, võetakse meditsiiniringkondades tõsisemalt selle mõju meie enesetundele ja funktsioneerimisele.
Need teadlased tõid välja, et meie kehakelladega seotud geenidel on kriitiline roll kõiges alates hormoonide tasemest ja kehatemperatuurist kuni unetsüklite ja isegi meie käitumiseni. Nüüd arvatakse, et 30–50 protsendil meie geenidest on aktiivsus, mida reguleerib ööpäevarütm, sealhulgas need, mis on osa meie immuunsussüsteemist.
"Seal on palju tõendeid selle kohta, et sellised seisundid nagu depressioon, diabeet, südamehaigused ja Alzheimeri tõbi on seotud teie kehakellaga, " ütleb Loodeülikooli Feinbergi meditsiinikooli ennetava meditsiini abiprofessor Rosemary Braun.
"Mis siis saab, kui suudame tuvastada inimese füsioloogilise aja?"
Mis kell sa oled?
Braun on osa Northwesterni uurimisrühmast, kes on just selle teinud suure sammu. Hiljuti ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences avaldatud uuringus teatasid teadlased vereanalüüsi väljatöötamise kohta, mis nende sõnul suudab tuvastada, mis aeg see inimese kehas on.
Brauni sõnul võib test nimega TimeSignature jõuda inimese bioloogilise aja hindamisest pooleteise tunni jooksul. Tõenäoline eelis on see, et see võib aidata arstidel täpsemini mõõta, kui ravimid - olgu selleks vererõhu tabletid või keemiaravi - oleksid kõige tõhusamad.
"Võib-olla on mõistlikum võtta oma ravimit korraga, mitte teisega, " ütleb Ravi Allada, Northwesterni Weinbergi kunstide ja teaduste kolledži neurobioloogia professor ja üks uuringu kaasautoreid. "Ja see test võib meid juhendada, millal peaksite seda pilli võtma."
Kui täpsustatakse parim aeg ravimi võtmiseks, võib kasutada väiksemaid annuseid, mis võib vähendada kõrvaltoimete riski.
Allada märgib, et paljud haiguse aspektid on seotud meie sisemiste kelladega, näiteks kui päeval võib inimesel olla suurim risk saada infarkt või astmahoog. Ta kordab Brauni seisukohta kahtlustatud seose kohta häiritud kehakella ja krooniliste terviseprobleemide vahel.
“Võite mõelda kellaajale kui orkestri dirigendile ja kõik peab toimuma sobival ajal, ” räägib Allada. "Aga kui dirigendi segadusse ajada, pole teil enam muusikat."
Geenimustrite lugemine
Idee, et vereproove saab kasutada inimese kehaaja kindlakstegemiseks, pole uus. Kuid varem oleks inimeselt vaja olnud vere võtmist iga tunni tagant tunni jooksul, see on nii kulukas kui ka ebapraktiline protsess.
Kuid TimeSignature'i abil tuleb verd võtta ainult kaks korda ühe päeva jooksul ja eesmärk on saada see ühele proovile. Kuidas suutsid teadlased seda protsessi nii dramaatiliselt lihtsustada?
Tehisintellekt.
Täpsemalt, nad võtsid testitavate subjektide rühmast iga kahe tunni tagant vereproove ja täiendasid neid andmeid nelja muu uuringu mõõtmistega. Seejärel kirjutasid nad algoritmi, mis juhendas arvutit analüüsima 20 000 erinevat geeni ja otsima „geeniekspressiooni” ajastamise mustreid - kui DNA muundatakse tooteks, näiteks valguks. Lõppkokkuvõttes suutis masin ahendada arvu 41 geenini, millel oli tugevaim geenitegevus päeva erinevatel kellaaegadel. Sellest alates oli see võimeline korreleerima kellaaega aktiivsusega nendes 41 geeni ekspressioonimarkeris.
"Meil oli idee, et saaksime kasutada neis geenides aktiivsust ja töötada tagurpidi ning teha järeldused, mis kellaajal see teie kehas on, " räägib Braun.
Siiani on TimeSignatuuri kasutatud ainult tervete katsealuste testimiseks. Vereproove analüüsides suutis see järeldada vere võtmise aega.
Brauni sõnul keskendutakse tulevastes uuringutes nende inimeste bioloogilise aja kindlaksmääramisele, kelle kehakellad pole reaalajaga sünkroonis.
Kenneth Wright on Boulderi Colorado ülikooli une- ja kronobioloogialabori direktor. Ta ei olnud uuringusse kaasatud, kuid hindab testi potentsiaali.
"Suutlikkus täpsustada ja hõlpsalt määrata ööpäevast sisemist aega, on oluline inimese ööpäevase tervise määramiseks ja ravi optimaalseks ajastamiseks, " ütleb ta.
"Uus tehnika on edasiminek, " lisab Wright, "kuid seda tuleb testida, et näha, kui täpselt see suudab ennustada inimeste tegelikku sisemist bioloogilist ajastatust. Uuringu tulemused näitavad, et uus tehnika võib ennustada proovi võtmise tunni tundi, mitte inimese bioloogilist aega. ”
Allada tunnistab, et keha kellaaja ja seinakellaaja vahel võib esineda hälbeid, kuid nendib, et tervetel katsealustel, kellega nad katsetati, oli esimene neist 'lähedane'.
Riski ennustamine
Kui Northwestern on tegeliku TimeSignature'i vereanalüüsi jaoks patendi taotlenud, on ta selle taga oleva algoritmi teistele teadlastele kättesaadavaks teinud. Brauni sõnul on paljutõotav, et test töötab ka teistes välislaborites ja et see on osutunud “robustseks” - inimese siseaja hinnanguliselt ei paista olevat juhuslike sündmuste, näiteks ülemeremaade lendude kaudu mitme lennu väljund. ajatsoonid.
See suurendab tõenäosust, et kehakella vereanalüüs võib ühel päeval muutuda iga-aastase kontrolli tavapäraseks osaks.
Allada usub, et võttes arvesse seost häiritud kehakellade ja erinevate terviseseisundite vahel, võiks testi ühel päeval kasutada, et ennustada, kellel võib olla suurem risk teatud haiguste tekkeks. See võib olla eriti kasulik selliste haigusseisundite ravimisel nagu Alzheimeri tõbi, kus sümptomid ilmnevad tavaliselt alles siis, kui haigus on märkimisväärselt edenenud.
"Kui kellegi kehaaeg on sellest erinev, mis peaks olema, võib see olla haiguse riskiteguriks, " ütleb Allada. „Suurimaks edusammuks on see, et saame mõõta bioloogilist protsessi, mis on meile teada haiguste puhul oluline, ja teostada seda viisil, mis on praktiline, et keegi saaks minna oma arsti kabinetti, verd tõmmata ja seda välja mõelda. . ”
