Geneetiline mehhanism: kuidas meie sisemised kellad töötavad

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 03:53

Kõik on kuulnud sisemisest kellast, kuid vähesed teavad, kuidas see töötab. Kaks USA teadlaste rühma on läbi viinud ulatuslikke uuringuid, et mõista, kuidas meie kellad töötavad ja milline on nende mõju organismile.

Terve päeva kuulame oma keha sees kella "tiksumist". Just see äratab meid hommikul üles ja paneb meid öösel uniseks tundma. Just see tõstab ja langetab õigel ajal meie kehatemperatuuri, reguleerib insuliini ja teiste hormoonide tootmist.

Keha sisemist kella, just seda tiksumist, mida me tunneme, nimetatakse ka ööpäevarütmideks.

Need rütmid mõjutavad isegi meie mõtteid ja tundeid. Psühholoogid uurivad nende mõju inimajule, sundides vabatahtlikke kognitiivseid teste tegema erinevatel kellaaegadel.

Selgus, et hommik on parim aeg selliste ülesannete täitmiseks, mis nõuavad ajult multitegumtööd. Kui teil on vaja peas hoida korraga mitut kihti infot ja neid andmeid operatiivselt töödelda, tuleks tööga alustada päeva alguses. Aga päeva teine pool sobib hästi lihtsate ja arusaadavate ülesannete töötlemiseks.

Ööpäevarütmid avaldavad tohutut mõju ka neile, kes põevad depressiooni või bipolaarset häiret. Nende probleemidega inimesed ei maga hästi ja tunnevad soovi juua kogu päeva. Mõned dementsusega patsiendid kogevad erilist "päikeseloojangu efekti": päeva lõpuks muutuvad nad agressiivseks või lähevad ruumis ja ajas kaduma.

"Une- ja aktiivsustsüklid on vaimuhaiguse kriitiline osa," ütleb Michigani ülikooli neuroteadlane Huda Akil. Seetõttu on neuroteadlastel raske mõista, kuidas meie sisemised kellad töötavad ja millist mõju need meie ajule avaldavad. Kuid teadlased ei saa lihtsalt kolju avada ja rakkude tööd ööpäevaringselt jälgida.

Mitu aastat tagasi annetas California ülikool uurimistööks ajusid, mida pärast doonorite surma hoolikalt säilitati. Mõned neist surid varahommikul, teised pärastlõunal või öösel. Dr Akil ja tema kolleegid otsustasid uurida, kas üks aju erineb teisest ja kas erinevus sõltub doonori surma hetkest.

"Võib-olla tundub meie oletus teile lihtne, kuid millegipärast ei mõelnud keegi sellele varem," ütleb dr Akil.

Ta ja ta kolleegid valisid välja ajuproovid 55 terve inimese seast, kes surid ootamatus õnnetuses, näiteks autoõnnetuses. Igast ajust võtsid teadlased koeproove nendest lobadest, mis vastutavad õppimise, mälu ja emotsioonide eest.

Doonori surma ajal kodeerisid geenid ajurakkudes aktiivselt valku. Tänu sellele, et aju säilis kiiresti, on teadlastel võimalik hinnata geenide aktiivsust surma hetkel.

Enamik geene, mida teadlased testisid, ei näidanud kogu päeva jooksul mingit mustrit. Enam kui 1000 geeni näitavad aga igapäevast aktiivsustsüklit. Nende inimeste aju, kes surid samal kellaajal, näitasid töös samu geene.

Tegevusmustrid olid peaaegu identsed, nii et neid sai kasutada ajatemplina. Tänu nende geenide aktiivsuse mõõtmisele oli peaaegu eksimatu kindlaks teha, mis hetkel inimene suri.

Seejärel testisid teadlased kliinilise depressiooni all kannatavate doonorite aju. Siin ei löödud ajatemplit lihtsalt maha: tundus, et need patsiendid elasid kas Saksamaal või Jaapanis, aga mitte USA-s.

Tehtud töö tulemused avaldati 2013. aastal. Pittsburghi ülikooli teadlased said neist inspiratsiooni ja üritasid katset reprodutseerida.

"Me ei oleks võinud varem sellisele uuringule mõelda," ütleb neuroloog Colleen McClung. Dr McKlang ja tema kolleegid said testida 146 ülikooli doonoriprogrammi ajuproovi. Katse tulemused avaldati üsna hiljuti.

Kuid dr McClangi meeskond suutis mitte ainult korrata eelmise katse tulemusi, vaid saada ka uusi andmeid. Nad võrdlesid geenide aktiivsuse mustreid noorte ja vanade inimeste ajus ning leidsid intrigeeriva erinevuse.

Teadlased lootsid leida vastuse küsimusele: miks muutuvad inimeste ööpäevased rütmid vananedes? Inimeste vananedes ju aktiivsus väheneb ja rütmid muutuvad. Dr McClang leidis, et mõned geenid, mis olid igapäevastes tsüklites kõige aktiivsemad, ei olnud 60. eluaastaks enam kasutusel.

Võimalik, et mõned vanemad inimesed lõpetavad sisemise kella töös hoidmiseks vajaliku valgu tootmise.

Samuti avastasid teadlased, et osa geene lülitati aktiivsesse igapäevatöösse alles vanemas eas. "Tundub, et aju püüab kompenseerida mõnede geenide seiskumist teiste tööga, aktiveerides lisakella," ütleb dr McClang. Võib-olla on aju võime luua reservi ööpäevaseid rütme kaitseks neurodegeneratiivsete haiguste vastu.

Varusisesele kellale üleminekut saavad arstid kasutada ööpäevarütmi häirete raviks. Teadlased katsetavad nüüd loomade geenidega ja püüavad mõista, kuidas sisemise kella geenid aktiveeritakse ja välja lülitatakse.

Teisisõnu, teadlased kuulavad "tiksutamist" ja tahavad mõista: mida aju üritab meile öelda?