Đồng Hồ Sinh Học Của Giấc Ngủ

 - 

Error message

Deprecated function: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in _menu_load_objects() (line 579 of /home/longmon.vn/GIT/vjs/main_website/includes/thực đơn.inc).

Bạn đang xem: đồng hồ sinh học của giấc ngủ


Trần Phương Anh, PhD

Medicinal Chemistry,

Nha Trang University, Vietnam

Mỗi sinch đồ bên trên Trái Đất đều phải sở hữu hành vi với nhận thức riêng biệt, tương ứng với từng thời điểm vào một ngày, phụ thuộc vào đồng hồ sinh học tập bên trong cơ thể.

Trong vài thập kỷ qua, mọi thay đổi về công nghệ sẽ tác động ảnh hưởng cho buôn bản hội loại bạn một bí quyết đáng kinh ngạc, tất yêu khước từ phần đa biến đổi này là giỏi hơn. Tuy nhiên, cuộc sống càng hiện đại, họ càng phải đương đầu với rất nhiều nguyên tố có tác dụng tác động mang lại đồng hồ đeo tay sinc học: sự di chuyển cho các vùng múi tiếng không giống nhau, sự Ra đời của mạng internet, technology phân phối ngày và tối...phần làm sao nguy khốn mang lại sức khoẻ với trung ương sinh lý cho con fan.

Những công trình nghiên cứu vừa mới được vinh danh trong giải Nobel Y sinh 2017 góp họ hiểu rõ về bề ngoài vận hành ở cấp độ phân tử của loại đồng hồ thời trang sinc học tập này.

Đồng hồ sinh học tập với chức năng

Đồng hồ sinc học tập (ĐHSH) tất cả trách nhiệm “theo dõi” thời gian cùng kiểm soát và điều hành hoạt động của khung người vào chu kỳ của một ngày - đêm (khoảng 24 giờ), tương ứng với sự xoay quanh trục của trái khu đất. Chúng có mặt sống số đông đầy đủ cá thể sống: vi trùng, nấm, thực vật dụng, loài ruồi ginóng, động vật hoang dã gồm vú và con bạn.(1) Trong thế giới hoang dại, ĐHSH giúp sinc đồ vật dự đân oán cùng mê thích nghi với sự chuyển đổi của môi trường sinh sống nhỏng chu kỳ ngày – đêm của tia nắng, nhiệt độ, ý thức các thời gian ăn, ngủ thậm chí còn thời gian số đông kẻ săn mồi vận động.

Mỗi cái ĐHSH có thể giữ tiết điệu riêng rẽ của chính nó cùng liên tiếp “đồng bộ” cùng với rất nhiều đổi khác của môi trường thiên nhiên quanh đó. Vấn đề này khôn xiết đặc biệt bởi tia nắng cùng ánh nắng mặt trời dịch chuyển theo ngày và theo mùa, một sự biến đổi đột ngột những nguyên tố đó sẽ gây tác động không tốt cho cơ thể, đòi hỏi ĐHSH cần ưng ý nghi với tự thiết kế lại theo sự biến đổi đó.(2)

Cấu chế tạo ra của ĐHSH có 3 phần bao gồm được biểu diễn trong hình 1: (1) Đầu vào (Input): cung ứng nguồn tia nắng, nhiệt độ... tương xứng cùng với từng thời gian của chu kỳ ngày – tối của môi trường thiên nhiên ngoài; (2) Trung vai trung phong điều khiển (the center pacemaker): xấp xỉ với chu kỳ luân hồi khoảng chừng 24 giờ đồng hồ, có trọng trách quan sát và theo dõi thời gian cùng kiểm soát đầu ra của ĐHSH; (3) Đầu ra (Output): điều hoà các tác dụng như: hành động, thay đổi hooc môn, giấc mộng, thân sức nóng, sự điều đình chất...của cơ thể.

*


Hình 1: Cấu sản xuất đồng hồ thời trang sinh học tập ở người: (1) Đầu vào (Input); (2) Trung trọng điểm tinh chỉnh, nằm ở nhân trên chéo cánh (Suprachiasmatic nucleus, SCN) sinh sống não; (3) Đầu ra (Output). (3)

Sự trường thọ của ĐHSH trong những cơ thể sinch đồ gia dụng sẽ biết tới đến từ thọ, tuy nhiên phương pháp hoạt động của nó vẫn còn đấy là một trong những ẩn số. Do đó, có khá nhiều nghiên cứu và phân tích triệu tập nỗ lực làm riêng biệt ẩn số này. Để hiểu rõ trung bình quan trọng của ĐHSH cùng với cuộc sống bé fan, họ hãy khám phá xem cthị trấn gì sẽ xẩy ra ví như tất cả sự mất “đồng bộ” giữa ĐHSH bên phía trong và môi trường thiên nhiên mặt ngoài?

Một ví dụ dễ dàng nắm bắt độc nhất đó là hiện tượng lạ lệch múi giờ đồng hồ (Jetlag). Khi bọn họ dịch rời mang lại vùng tất cả múi giờ khác, cơ thể vẫn “ghi nhớ” múi giờ đồng hồ cũ, bao gồm thời gian thức – ngủ, siêu thị nhà hàng.... Cơ thể cần một vài ngày nhằm phù hợp ứng với việc đổi khác này và bọn họ cảm thấy căng thẳng mệt mỏi vào thời gian kia như là 1 hệ trái thế tất.

Trong buôn bản hội văn minh ngày nay, sự náo loạn ĐHSH hết sức thường xuyên xảy ra: làm việc những giờ liên tục, thao tác làm việc với công ty đối tác quốc tế vào những khung giờ ngoài hành chính, đầy đủ chuyến công tác làm việc thất thường hoặc trong cả “social jet lag” – hiện tượng do họ ăn ngủ thất thường xuyên vào vào ngày cuối tuần. Rối loạn ĐHSH vào thời gian nlắp tạo ảnh hưởng đến năng lực kết nạp cùng ghi ghi nhớ, rối loạn tính năng miễn dịch...làm giảm unique cuộc sống đời thường. Rối loàn ĐHSH lâu bền hơn (mãn tính) gây ra những sự việc về mức độ khoẻ, làm tăng nguy cơ tiềm ẩn mắc những bệnh lý như mập mạp, tè tháo dỡ đường, ung thư, tim mạch, ít nói...(4–7)

Nghiên cứu vớt sâu xa về ĐHSH là hết sức quan trọng nhằm hiểu rõ hậu quả của náo loạn NSH cùng cách điều trị. Rất những thắc mắc được đặt ra: ĐHSH “theo dõi” thời hạn bằng phương pháp nào? Làm ráng như thế nào bọn chúng nhất quán với môi trường thiên nhiên và kiểm soát và điều chỉnh làm việc phần nhiều vùng múi giờ đồng hồ không giống nhau? Tại sao gồm những người lại sở hữu giấc ngủ khác biệt so với những người khác?

Đồng hồ sinch học “theo dõi” thời gian bằng cách nào?

Trải qua sát 50 năm, kể từ thời điểm TS. Seymour Benzer phạt hiện tại ren Period sống loài ruồi ginóng,(8) những bên khoa học đã làm cho sáng tỏ vẻ ngoài hoạt động của ĐHSH ngơi nghỉ cấp độ phân tử. Bằng giải pháp sử dụng loài ruồi ginóng làm quy mô nghiên cứu và phân tích, những yếu tố cơ phiên bản của ĐHSH đã có xác minh, 1 loạt những ren tsi gia vào cỗ máy này được đưa ra và xác minh tác dụng.(9–12) Các loài loài ruồi giấm, động vật hoang dã có vú với nhỏ người dân có phổ biến một cách thức chính yếu của ĐHSH với được lưu giữ truyền qua hơn 600 triệu năm tiến hoá.

Cơ chế buổi giao lưu của ĐHSH phụ thuộc vào dao động vào một ngày của những protein tương quan với những vòng lặp đánh giá âm (negative sầu transcriptional feedback loops). Có nhì vòng lặp trong nguyên lý này: vòng Period/Timeless (Per/Tim) và vòng Clock/Cycle (Clk/Cyc) (Hình 2). Các protein này tự kiểm soát và điều chỉnh cường độ sản sinc của chính nó theo một nhịp tuần hoàn tiếp tục. (1)


*
Hình 2: Cơ chế cấp độ phân tử của ĐHSH làm việc loài ruồi (trái) với sinh hoạt loài chuột (phải). ĐHSH nghỉ ngơi cả ruồi ginóng và chuột đều được kiểm soát vì chưng 2 vòng lặp. Mặc mặc dù có đều điểm khác hoàn toàn giữa những loài, kết cấu vòng lặp là tương đối tương tự nhau.
(13)

Tại vòng Clk/Cyc, số lượng 2 protein Cloông xã với Cycle tăng trong ngày và kế tiếp giảm dần Khi ánh nắng mặt ttách không đủ. Khi sẽ tích tụ một lượng vừa đủ vào tế bào, chúng kết nối lại với nhau (heterodimerization) cùng kích hoạt 2 gene: Period với Timeless, từ kia dịch mã mang đến 2 protein tương xứng Period cùng Timeless. bởi vậy vào ban ngày, tế bào chế tạo 1 loạt protein Period cùng Timeless, tuy nhiên bọn chúng tức thời bị phân huỷ bởi vì ánh sáng khía cạnh ttránh (light-activated mechanisms). Khi tối xuống, con số các protein này bắt đầu tăng lên dần. Vòng Per/Tlặng là việc hòn đảo ngược của vòng Clk/Cyc bởi vì sẽ sở hữu mức protein Period và Timeless thấp trong thời gian ngày với tăng vọt lên sau thời điểm ttránh tối. Lúc 2 protein Period cùng Timeless được tích tụ đủ trong tế bào, bọn chúng kết nối lại với nhau cùng thuộc khắc chế protein Cloông xã và Cycle, dẫn cho bất hoạt 2 ren Period cùng Timeless cùng khắc chế sự tiếp tế những protein tương ứng: Period với Timeless. Tương tự, một ngày bắt đầu bước đầu cùng tia nắng lại làm phân huỷ protein Period với Timeless, chu kỳ luân hồi đó lại ban đầu, kết hợp uyển chuyển cùng với môi trường xung quanh ngoài ứng với từng thời khắc trong thời gian ngày.

Trên đó là nguyên tắc cơ bạn dạng của quy trình hoạt động vui chơi của ĐHSH trong khung hình cùng đương nhiên, còn không hề ít ren không giống tđê mê gia vào 2 vòng lặp này cùng điều hoà Áp sạc ra của ĐHSH: hành động, giấc mộng, điều tiết hormone, hội đàm chất...Các vòng lặp này hầu hết được tra cứu thấy trên con ruồi, động vật hoang dã bao gồm vú và những loài khác, chứng tỏ đó là một bộ máy buổi tối ưu cho việc gìn giữ thời gian. Một điều quan trọng đặc biệt là mặc dù từng tế bào có thể tự nó gia hạn một nhịp sinh học tập riêng biệt cùng nhất quán với môi trường ngoại trừ, thân bọn chúng bắt buộc bao gồm “sự giao tiếp” cùng nhau để gia hạn sự đồng hóa toàn diện. (14)

Làm cố kỉnh làm sao ĐHSH đồng điệu cùng với môi trường thiên nhiên cùng tự kiểm soát và điều chỉnh ngơi nghỉ phần đa vùng múi giờ không giống nhau?

Chu kỳ của ĐHSH thực tế dài thêm hơn 24 giờ, trong những lúc độ dài của một ngày lại rất có thể thế biến đổi nhau tuỳ theo vùng địa lý và theo mùa. Các nghiên cứu cho thấy thêm, ĐHSH này rất có thể “tự thiết đặt lại” Khi cơ thể xúc tiếp cùng với ánh nắng kỳ lạ hoặc sự biến động của ánh sáng. Vậy làm nuốm nào phần đa biến hóa bên ngoài cơ thể lại rất có thể “thiết đặt lại” ĐHSH? (1)

Ở con ruồi, ánh nắng đi vào óc cỗ thông qua đầu cùng mắt. Ánh sáng này phá đổ vỡ protein Timeless và ngăn chặn sự hội tụ của nó trong ngày. Vào đêm tối, proteine Timeless lại được hội tụ đầy đủ vào tế bào. Tuy nhiên, lúc gồm sự biến động của ánh nắng (ví dụ có luồng ánh nắng lạ vào thời gian về tối muộn hoặc sáng sủa sớm), các protein Timeless bị phá đổ vỡ vì chưng luồng ánh sáng này khiến cho khối óc “nghĩ” rằng: chu kỳ ngày bắt đầu sẽ bắt đầu với “thiết đặt lại thời gian” cho ĐHSH. Có một trong những gene khác tđắm say gia vào sự thiết lập lại này, trong các số ấy gồm Crytochrome với Jetlag. (15) Năm 2006, tín đồ ta vạc hiện tại rằng nếu làm bất chợt thay đổi gen Jetlag, con ruồi đã không hề tài năng “thiết đặt lại” ĐHSH khi tiếp xúc với các dịch chuyển của ánh sáng trong phòng xem sét. Gene Jetlag này cũng được kiếm tìm thấy sống tín đồ, phân tích và lý giải cho việc mê say ứng khác biệt của mọi cá nhân sau khoản thời gian di chuyển mang lại các vùng có múi tiếng không giống.

Đồng hồ sinh học cùng giấc ngủ (16)

Giấc ngủ khôn xiết quan trọng với tất cả các loại sinc trang bị. Sau rất nhiều nghiên cứu và phân tích về giấc mộng của hàng trăm bé loài ruồi giấm với những các loại bỗng phát triển thành gene khác biệt, Koh với Wu cùng người cùng cơ quan đã tìm thấy gene Wake – mặc dù ko tđắm say gia vào sự vận hành của ĐHSH, nó lại quan trọng đặc biệt vào việc truyền dấu hiệu cho khung hình ý thức được giờ đồng hồ ngủ vào thời điểm cuối ngày. Các tế bào đồng hồ đeo tay (clochồng cells) là team những tế bào cấu tạo nên trung trung tâm điều khiển của ĐHSH – tồn tại trên não bộ trên SCN (suprachiasmatic nucleus) làm việc động vật hoang dã tất cả vú. Ở loài ruồi ginóng, trung tâm điều khiển này cất các neuron LNvs (The large ventrolateral neurons) – những neuron duy trì sự thức giấc hãng apple. Ban ngày, những neuron này vận động tiếp tục khiến cho con ruồi ginóng tỉnh apple. Ban tối, lượng protein Wake được dịch mã từ bỏ gen Wake tăng thêm (chu kỳ của Wake trong số neurons LNvs phối kết hợp uyển chuyển với vòng lặp Clk/Cyc), dẫn đến những tế bào dễ bị ức chế bởi các biểu lộ hoá học tập GABA (chemical messenger) và trở buộc phải “kém nhẹm hoạt động”. Các neurons LNvs trlàm việc nên “nhạy” rộng với GABA, khiến cho chúng “kỉm hoạt động” hơn và tạo bi lụy ngủ. Nói cách không giống, ruồi ginóng bị bỗng đổi thay ở gene Wake sẽ không còn dấn đủ dấu hiệu GABA để “ức chế” các neuron LNvs, dẫn mang lại bọn chúng sẽ vẫn “năng động” vào đêm hôm với mất ngủ. (Hình 3).

*

Các tác giả đã và đang kiếm tìm thấy gen Wake trên Scông nhân sống động vật hoang dã gồm vú. Đột phát triển thành gen Wake gợi lưu giữ tới Insomia – bệnh mất ngủ nghỉ ngơi tín đồ. Trong thời điểm này, bài toán chữa bệnh triệu chứng Insomia thường áp dụng các phương thuốc tất cả tác dụng “bắt chước” những hiệu ứng của GABA vào não. Tuy nhiên, câu hỏi vạc hiện gen Wake vẫn chứng tỏ rằng hiệu quả của bài toán chữa trị này bị tinh giảm ví như các neurons LNvs này không đủ “nhạy” cùng với các biểu hiện GABA. Do đó, bài toán tập trung vào ren Wake cùng protein Wake tương xứng để giúp đỡ nâng cao giỏi hơn phương pháp điều trị hội chứng náo loạn giấc ngủ, như Insomia sống fan.

Kết luận

Giải Nobel Y học 2017 đã giúp chúng ta nhìn lại một chặng đường dài nghiên cứu cùng với đầy đủ thắng lợi trông rất nổi bật độc nhất về ĐHSH: (1) vận động theo cách thức từ gia hạn (self-sustained nature); (2) chu kỳ chuyển động ngay sát 24 giờ; (3) có công dụng đồng bộ cùng với môi trường thiên nhiên mặt ngoài; (4) xuất hiện vào số đông những quá trình sinh học tập cùng khung người sống; (5) được tạo ra sống Lever phân tử.

Các thắng lợi trên vẫn với đã có tác dụng tiền đề cho các nhà kỹ thuật nghiên cứu và phân tích nâng cao không dừng lại ở đó về ĐHSH, giúp phân tích và lý giải, ngnạp năng lượng đề phòng và chữa trị các vụ việc sức khoẻ liên quan mang đến rối loạn ĐHSH: những xôn xao vận động khung người vì chưng sự lệch múi tiếng, náo loạn giấc ngủ, các căn bệnh cấp cho tính với mãn tính...Việc phân tích với áp dụng những phương thuốc cũng sẽ được kiểm soát và điều chỉnh theo đúng với chu kỳ luân hồi sinc lý của cơ thể để nhận thấy kết quả rất tốt.

REFERENCES

1. Pandomain authority S, Hogenesch JB, Kay SA (2002) Circadian rhythms from flies to human. Nature 417(6886):329–335.

2. Collins B, Bvệ sinh J (2007) Even a stopped cloông xã tells the right time twice a day: circadian timekeeping in Drosophila. Pflüg Arch - Eur J Physiol 454(5):857–867.

Xem thêm: Cách Chơi Call Of Duty - Mobile Cho Người Mới, Kinh Nghiệm Chơi

3. Fu M, et al. (2015) Does Circadian Disruption Play a Role in the Metabolic–Hormonal Link to Delayed Lactogenesis II? Front Nutr 2. doi:10.3389/fnut.2015.00004.

4. Davis S, Mirick DK, Stevens RG (2001) Night Shift Work, Light at Night, và Risk of Breast Cancer. JNCI J Natl Cancer Inst 93(20):1557–1562.

5. Hansen J (2001) Increased Breast Cancer Risk aao ước Women Who Work Predominantly at Night. Epidemiology 12(1):74–77.

6. Turek FW, et al. (2005) Obesity và Metabolic Syndrome in Circadian Clock Mutant Mice. Science 308(5724):1043–1045.

7. Lewy AJ, Lefler BJ, Emens JS, Bauer VK (2006) The circadian basis of winter depression. Proc Natl Acad Sci 103(19):7414–7419.

8. Konopka RJ, Benzer S (1971) Cloông chồng Mutants of Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci 68(9):2112–2116.

9. Zehring WA, et al. (1984) P-element transformation with period locus DNA restores rhythmithành phố to mutant, arrhythmic drosophila melanogaster. Cell 39(2, Part 1):369–376.

10. Hardin PE, Hall JC, Rosbash M (1990) Feedbachồng of the Drosophila period gen sản phẩm on circadian cycling of its messenger RNA levels. Nature 343(6258):536–540.

11. Bargiello TA, Jackson FR, Young MW (1984) Restoration of circadian behavioural rhythms by gen transfer in Drosophila. Nature 312(5996):752–754.

12. Siwicki KK, Eastman C, Petersen G, Rosbash M, Hall JC (1988) Antibodies to the period gene sản phẩm of drosophila reveal diverse tissue distribution & rhythmic changes in the visual system. Neuron 1(2):141–150.

13. Hardin PE (2000) From biological clock to lớn biological rhythms. Genome Biol 1:reviews1023.

14. Takeda N, Maemura K (2010) Cardiovascular disease, chronopharmacotherapy, và the molecular cloông xã. Adv Drug Deliv Rev 62(9):956–966.

15. Koh K, Zheng X, Sehgal A (2006) JETLAG Resets the Drosophila Circadian Clock by Promoting Light-Induced Degradation of TIMELESS. Science 312(5781):1809–1812.

16. Liu S, et al. (2014) WIDE AWAKE Mediates the Circadian Timing of Sleep Onmix. Neuron 82(1):151–166.