تعمل إيقاعات الساعة البيولوجية، المعروفة أيضًا بالساعة الداخلية للجسم، على تنسيق توقيت العمليات البيوكيميائية والفسيولوجية والسلوكية. يمكن أن يؤدي اضطراب هذه الساعة إلى الإصابة بالعديد من الأمراض، بما في ذلك السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية والقابلية للإصابة بالعدوى.
أصبحت دورة الراحة والاستيقاظ الآن مفهومة بشكل أفضل بفضل الأبحاث التي أجراها معهد جامعة ماساتشوستس في امهرست على الطفرات الجينية التي تؤثر على إيقاعات الساعة البيولوجية. يقدم هذا العمل أيضًا منظورًا جديدًا حول كيفية دراسة الأمراض البشرية وإنشاء علاجات طبية جديدة في نهاية المطاف.
قال عالم الأحياء العصبية إريك بيتمان، البروفيسور الفخري في علم الأحياء: "نحن ندرس طفرتين، وكلاهما يؤثر على قدرتنا على الاستجابة للتحولات في دورة الضوء. كلاهما يسرعان الساعة. إنها تكشف مدى ضعفنا أمام الاضطرابات في الضوء: الجدول الزمني المظلم.
حدد العلماء طفرة متنحية، أطلقوا عليها اسم Duper، على أنها خلل في الجين المنظم للساعة البيولوجية للهامستر السوري، Cryptochrome 1 (CRY1). لقد قاموا بتحسين مسودة جينوم الهامستر باستخدام رسم خرائط متماثلة الزيجوت السريع، مما أدى إلى نموذج بحث جيني متطور لفحص الاضطرابات البشرية.
ويركز فريق الدراسة على آثار الإجهاد في الهامستر المعدل وراثيا في أ ورقة المتابعة نشرت للتو في PNAS. وجد العلماء أدوارًا غير معترف بها سابقًا لـ CRY1 في أمراض القلب والإيقاع اليومي، وهو تزامن الساعة البيولوجية مع الإشارات الخارجية.
ويوضح بيتمان، "يعمل Duper على تسريع الساعة في ظروف ثابتة، ويمكنه التحول بما يصل إلى 180 درجة استجابة حتى لنبضة قصيرة من الضوء. ونعتقد أن هذا قد يكون ذا صلة بفهم تأثيرات اضطراب الرحلات الجوية الطويلة والعمل بنظام الورديات.
"إن أعضاء الجسم تعيد ضبط ساعاتها البيولوجية بمعدلات مختلفة بعد حدوث اضطراب في الساعة البيولوجية. يُعتقد أن هذا الاختلال الزمني يسبب تأثيرات صحية ضارة مرتبطة بالمرضمع العمل التحول. إن جميع عملياتنا الفسيولوجية تقريبًا إيقاعية.
تم تقليل عمر الهامستر المصاب باعتلال عضلة القلب من خلال نوبات طورية مدتها ثماني ساعات تحاكي اضطراب الرحلات الجوية الطويلة كل أسبوعين. ومع ذلك، فقد انعكس طول العمر الأقصر للهامستر الطافر لأن الطفرة أدت إلى تسريع تكيفها مع تحول دورة الضوء والظلام.
بيتمان محمد, "إن النتائج لها آثار على تحديد المسارات المرتبطة بالساعات البيولوجية البشرية."
"بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من اضطراب الرحلات الجوية الطويلة أو الملايين من العاملين في نوبات العمل، قد يستغرق الأمر أيامًا وأحيانًا أسابيع حتى يعود الجسم - الأعضاء المختلفة - إلى علاقتهم الزمنية الطبيعية. الكثير منا تعطيل نظامنا اليومي عندما نتعرض للضوء في وقت متأخر من المساء، مثل النظر إلى الهواتف المحمولة وشاشات الكمبيوتر. قد يستغرق الأمر بضعة أسابيع حتى يكون لدى دماغك العلاقة الصحيحة مع الكبد والكليتين.
"يشير البحث إلى أننا جميعًا يجب أن نكون واعين لكيفية تأثير البيئة على حياتنا الساعات البيولوجية. وعلى وجه التحديد، يجب أن تكون المستشفيات حساسة لتوقيت الأضواء والظلام في غرف المرضى. "نحن بحاجة إلى الاهتمام بالعلاقة الزمنية بين الأعضاء وبين الساعة الرئيسية والدماغ، وكيف تنظم الساعة في الدماغ، وكذلك في الأعضاء الطرفية، وأن نكون حساسين للضوء: البيئة المظلمة".
المرجع مجلة:
