จังหวะการเต้นของหัวใจหรือที่เรียกว่านาฬิกาภายในของร่างกาย ประสานจังหวะของกระบวนการทางชีวเคมี สรีรวิทยา และพฤติกรรม การหยุดชะงักของนาฬิกานี้อาจก่อให้เกิดโรคต่างๆ รวมถึงมะเร็ง ภาวะหัวใจและหลอดเลือด และความอ่อนแอต่อการติดเชื้อ
วงจรการพัก-ตื่นตอนนี้เข้าใจดีขึ้นแล้วด้วยการวิจัยจาก มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตเมิร์สต์ เกี่ยวกับการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่ส่งผลต่อจังหวะการเต้นของหัวใจ งานนี้ยังให้มุมมองใหม่ๆ เกี่ยวกับวิธีการศึกษาโรคของมนุษย์และสร้างสรรค์วิธีการรักษาทางการแพทย์แบบใหม่ในท้ายที่สุด
นักประสาทชีววิทยา Eric Bittman ศาสตราจารย์กิตติคุณสาขาชีววิทยากล่าวว่า “เรากำลังศึกษาการกลายพันธุ์ XNUMX แบบ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ส่งผลต่อความสามารถของเราในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในวงจรแสง ทั้งสองเร่งความเร็วนาฬิกา พวกเขาเผยให้เห็นว่าเราอ่อนแอเพียงใดต่อการหยุดชะงักในแสงสว่าง: ตารางมืดมน”
นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าการกลายพันธุ์แบบถอยซึ่งพวกเขาเรียกว่า Duper เป็นข้อบกพร่องในยีนควบคุม circadian ของหนูแฮมสเตอร์ซีเรีย Cryptochrome 1 (CRY1) พวกเขาปรับปรุงร่างจีโนมของหนูแฮมสเตอร์โดยใช้การทำแผนที่โฮโมไซโกซิตี้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดแบบจำลองการวิจัยทางพันธุกรรมที่ล้ำสมัยสำหรับการตรวจสอบความผิดปกติของมนุษย์
ทีมศึกษามุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของความเครียดในหนูแฮมสเตอร์ดัดแปลงพันธุกรรมใน กระดาษติดตามผล เพิ่งเผยแพร่ใน PNAS นักวิทยาศาสตร์พบว่าบทบาทที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ของ CRY1 ในโรคหัวใจและการขึ้นรถไฟ circadian ซึ่งเป็นการประสานนาฬิกาชีวภาพกับสัญญาณภายนอก
บิตแมนอธิบายว่า “Duper เร่งความเร็วของนาฬิกาในสภาวะคงที่ และสามารถเปลี่ยนได้มากถึง 180 องศา เพื่อตอบสนองแม้แต่จังหวะแสงสั้นๆ เราสงสัยว่านี่อาจเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจผลกระทบของเจ็ทแล็กและการทำงานเป็นกะ”
“อวัยวะในร่างกายจะรีเซ็ตนาฬิกาในอัตราที่ต่างกันหลังจากการหยุดชะงักของวงจรชีวิต เชื่อว่าการไม่ตรงแนวชั่วคราวนี้ทำให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับฉันทำงานเป็นกะ กระบวนการทางสรีรวิทยาของเราเกือบทั้งหมดเป็นจังหวะ”
หนูแฮมสเตอร์ที่เป็นโรคหัวใจและหลอดเลือดมีอายุขัยลดลงโดยการเปลี่ยนเฟสแปดชั่วโมงซึ่งเลียนแบบเจ็ทแล็กทุก ๆ สัปดาห์ อย่างไรก็ตาม อายุขัยที่สั้นกว่าของหนูแฮมสเตอร์กลายพันธุ์กลับกัน เนื่องจากการกลายพันธุ์เร่งการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของวงจรแสงและความมืด
บิตแมน กล่าวว่า, “การค้นพบนี้มีความหมายต่อการระบุเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับนาฬิกาชีวภาพของมนุษย์”
“สำหรับผู้ที่มีอาการเจ็ตแล็กหรือคนทำงานเป็นกะหลายล้านคน อาจต้องใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์กว่าที่ร่างกาย – อวัยวะต่างๆ – จะกลับมาสู่ความสัมพันธ์ชั่วคราวตามปกติ พวกเราหลายคน ขัดขวางระบบวงจรชีวิตของเรา เมื่อเราต้องเผชิญกับแสงสว่างในช่วงเย็น เช่น การดูโทรศัพท์มือถือและหน้าจอคอมพิวเตอร์ อาจใช้เวลาสองสามสัปดาห์ก่อนที่สมองของคุณจะมีความสัมพันธ์ที่เหมาะสมกับตับและไต”
“การวิจัยชี้ให้เห็นว่าเราทุกคนต้องคำนึงถึงว่าสิ่งแวดล้อมมีผลกระทบต่อเราอย่างไร นาฬิกาชีวภาพ. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โรงพยาบาลจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับจังหวะเวลาของแสงและความมืดในห้องผู้ป่วย “เราจำเป็นต้องให้ความสนใจกับความสัมพันธ์ชั่วคราวระหว่างอวัยวะต่างๆ และระหว่างนาฬิกาหลักกับสมอง และวิธีที่นาฬิกาควบคุมนาฬิกาในสมอง รวมถึงในอวัยวะส่วนปลาย และไวต่อแสง: สภาพแวดล้อมที่มืด”
การอ้างอิงวารสาร:
- ชิป ซิสซง และคณะ การกลายพันธุ์แบบ duper เผยให้เห็นการทำงานที่ไม่สงสัยก่อนหน้านี้ของ Cryptochrome 1 ในการขึ้นรถไฟแบบเป็นกลางและโรคหัวใจ PNAS. ดอย: 10.1073 / pnas.2121883119
