מקצבי יממה, הידועים גם בתור השעון הפנימי של הגוף, מתאמים את התזמון של תהליכים ביוכימיים, פיזיולוגיים והתנהגותיים. שיבושים בשעון זה עלולים לגרום למספר מחלות, כולל סרטן, מחלות לב וכלי דם ורגישות לזיהומים.
מחזור המנוחה-ערות מובן כעת טוב יותר הודות למחקר של ה- אוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט על מוטציות גנטיות המשפיעות על מקצבי יממה. עבודה זו גם נותנת פרספקטיבה רעננה כיצד לחקור מחלות אנושיות ובסופו של דבר ליצור טיפולים רפואיים חדשים.
הנוירוביולוג אריק ביטמן, פרופסור אמריטוס לביולוגיה, אמר: "אנחנו חוקרים שתי מוטציות, שתיהן משפיעות על היכולת שלנו להגיב לשינויים במחזור האור. שניהם מאיצים את השעון. הם חושפים עד כמה אנחנו פגיעים לשיבושים באור: לוח הזמנים האפל".
מדענים זיהו מוטציה רצסיבית, שאותה הם מכנים Duper, כפגם בגן הרגולטור הצירקדי של אוגרים סורים Cryptochrome 1 (CRY1). הם שיפרו את טיוטת הגנום של האוגר באמצעות מיפוי הומוזיגוסטיות מהיר, והביאו למודל מחקר גנטי חדשני לבחינת הפרעות אנושיות.
צוות המחקר מתמקד בהשפעות של מתח באוגרים מהונדסים גנטית ב-a נייר המשך זה עתה פורסם ב-PNAS. המדענים מצאו תפקידים לא מזוהים בעבר ל-CRY1 במחלות לב וסיבולת צירקדית, שהיא סנכרון של השעון הביולוגי עם רמזים חיצוניים.
ביטמן מסביר, "דופר מאיץ את השעון בתנאים קבועים, והוא יכול לעבור עד 180 מעלות בתגובה אפילו לפולס קצר של אור. אנו חושדים שזה עשוי להיות רלוונטי בהבנת ההשפעות של ג'ט לג ועבודה במשמרות".
"איברי הגוף מאפסים את השעונים שלהם בקצבים שונים לאחר הפרעה צירקדית. מאמינים שחוסר התאמה זמני זה גורם להשפעות בריאותיות שליליות הקשורות ל-wבעבודה במשמרות. כמעט כל התהליכים הפיזיולוגיים שלנו הם קצביים".
תוחלת חייהם של אוגרים קרדיומיופתים הצטמצמה במשמרות פאזה של שמונה שעות שחיקו ג'ט לג מדי שבוע. עם זאת, אורך החיים הקצר יותר של האוגרים המוטנטים התהפך מכיוון שהמוטציה האיצה את הסתגלותם לשינוי במחזור האור-חושך.
ביטמן אמר, "לממצאים יש השלכות על איתור המסלולים המעורבים בשעונים ביולוגיים אנושיים."
"לאנשים עם ג'ט לג או למיליוני עובדי המשמרות, זה יכול לקחת ימים ולפעמים שבועות עד שהגוף - האיברים השונים - יחזור למערכת היחסים הזמנית הרגילה שלהם. הרבה מאיתנו לשבש את המערכת הצירקדית שלנו כאשר אנו נחשפים לאור בשעות הערב המאוחרות, כמו בהסתכלות בטלפונים סלולריים ומסכי מחשב. זה יכול לקחת כמה שבועות עד שהמוח שלך יקבל את היחס הנכון לכבד ולכליות שלך."
"המחקר מצביע על כך שכולנו חייבים להיות מודעים לאופן שבו הסביבה משפיעה עלינו שעונים ביולוגיים. באופן ספציפי, בתי חולים צריכים להיות רגישים לתזמון האורות והחושך בחדרי החולים. "עלינו לשים לב ליחס הזמני בין איברים ובין השעון הראשי למוח, וכיצד הוא מווסת את השעון במוח, כמו גם באיברים ההיקפיים, ולהיות רגישים לאור: סביבה חשוכה".
עיון ביומן:
