Πώς επηρεάζεται το βιολογικό μας ρολόι και πώς συνδέεται με διάφορες παθήσεις; Νόμπελ Φυσιολογίας της Ιατρικής 2017

της Μαρίας Χιόνη, MSc φυσιολογίας Ιατρικής Σχολής Αθηνών, καθηγήτρια ιατρικής ορολογίας, medlabnews.gr

Σε τρεις Αμερικανούς επιστήμονες, τους Τζέφρεϊ Χολ, Μάικλ Ρόζμπας και Μάικλ Γιανγκ, απονεμήθηκε χθες το βραβείο Νομπέλ Φυσιολογίας και Ιατρικής για τις ανακαλύψεις τους στον τομέα των μοριακών μηχανισμών που ελέγχουν τον κιρκάδιο ρυθμό, δηλαδή το 24ωρο βιολογικό ρολόι του ανθρώπου.
Σύμφωνα με την ανακοίνωση της Επιτροπής Νομπέλ, η σπουδαιότητα της ανακάλυψης αφορά «τον τρόπο με τον οποίο τα φυτά, τα ζώα και οι άνθρωποι προσαρμόζουν τον βιολογικό τους ρυθμό ώστε να συγχρονίζεται με τις περιστροφές της Γης».

Ο κιρκάδιος ρυθμός (circadian rhythm) είναι μια οποιαδήποτε βιολογική διαδικασία που παρουσιάζει ενδογενή περιοδική μεταβολή στη διάρκεια ενός 24ώρου. Αυτός ο ρυθμός ορίζεται από ένα κιρκάδιο ρολόι και έχει παρατηρηθεί σε πολλούς ζωντανούς οργανισμούς, αλλά και στον άνθρωπο. Ο όρος κιρκάδιος προέρχεται από την λατινική λέξη circa, που σημαίνει «γύρω» (ή «περίπου») και diem ή dies, που σημαίνει «ημέρα». Παρόλο που οι κιρκάδιοι ρυθμοί είναι ενδογενείς, προσαρμόζονται στο τοπικό περιβάλλον από εξωγενείς παράγοντες, πιο σημαντικός από τους οποίους είναι το φως της ημέρας.

Η ερευνητική ομάδα εξέτασε πειραματικώς τον οργανισμό της ξυδόμυγας (Drosophila melanogaster) ως πρότυπο οργανισμό και κατάφερε να απομονώσει το γονίδιο το οποίο ελέγχει τον ρυθμό της καθημερινότητας των ζωντανών οργανισμών. Έδειξαν ότι αυτό το γονίδιο (περίοδος = period=PER) κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη, την PER, που συσσωρεύεται στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων κατά τη διάρκεια της νύχτας και στη συνέχεια αποικοδομείται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Έτσι, τα επίπεδα της πρωτεΐνης PER κυμαίνονται σε έναν κύκλο 24 ωρών, σε συγχρονισμό με τον κιρκαδικό ρυθμό. Στη συνέχεια, εντόπισαν πρόσθετο γονίδιο που κωδικοποιεί πρωτεΐνη αυτού του μηχανισμού. Ειδικότερα, ανακάλυψαν ένα δεύτερο γονίδιο, το οποίο ονόμασαν διαχρονικό (timeless), που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη ΤΙΜ που απαιτείται για ένα φυσιολογικό κιρκαδικό ρυθμό. Στη συνέχεια, απέδειξαν ότι όταν η πρωτεΐνη ΤΙΜ δεσμεύεται με την PER, οι δύο πρωτεΐνες ήταν ικανές να εισέλθουν στον πυρήνα του κυττάρου. Η αλληλεπίδρασή τους δημιουργεί το μηχανισμό ανασταλτικής δράσης που ορίζεται από τον κιρκαδιανό ρυθμό.
Με εξαιρετική ακρίβεια, το αόρατο εσωτερικό μας ρολόι προσαρμόζει τη φυσιολογία μας στις διαφορετικές φάσεις της ημέρας. Εάν η παραγωγή της PER είναι σταθερή, τότε το βιολογικό ρολόι χτυπάει πιο αργά, ενώ, εάν η παραγωγή είναι πιο ασταθής, τότε το βιολογικό ρολόι χτυπάει πιο γρήγορα. Αυτό το φαινόμενο εξηγεί, μεταξύ άλλων, την κατηγοριοποίηση ανθρώπων σε πρωινούς και νυχτερινούς τύπους.
Το ρολόι ρυθμίζει κρίσιμες/σημαντικές λειτουργίες του οργανισμού μας, όπως την έκκριση και τα επίπεδα των ορμονών, τη συμπεριφορά, τη θερμοκρασία του σώματος, τον μεταβολισμό και φυσικά τον ύπνο και την εγρήγορση.

Oταν διαπιστώνεται αναντιστοιχία μεταξύ εσωτερικού ρολογιού και εξωτερικού περιβάλλοντος, αυτό μπορεί να επηρεάσει την ευζωία του οργανισμού. Η ευημερία μας επηρεάζεται όταν υπάρχει προσωρινή αναντιστοιχία μεταξύ του εξωτερικού μας περιβάλλοντος και αυτού του εσωτερικού βιολογικού ρολογιού. Μία τέτοια αναντιστοιχία, είναι όταν ταξιδεύουμε σε διάφορες ζώνες ώρας και βιώνουμε «jet lag». Το βιολογικό ρολόι επηρεάζει τη γενικότερη φυσιολογία του ανθρώπου, όπως την αρτηριακή πίεση, τους καρδιακούς παλμούς και τη θερμοκρασία του σώματος. Υπάρχουν επίσης ενδείξεις ότι η χρόνια απόκλιση μεταξύ του τρόπου ζωής και του κιρκάδιου ρυθμού που υπαγορεύει ο εσωτερικός χρονομέτρης μας συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο για διάφορες ασθένειες. Η διατάραξη του βιολογικού ρολογιού βραχυπρόθεσμα επηρεάζει τη λειτουργία της μνήμης, ενώ μακροπρόθεσμα αυξάνει τον κίνδυνο εμφάνισης ασθενειών, όπως διαβήτη τύπου 2, καρκίνου και καρδιαγγειακών παθήσεων.

Διεθνώς καταξιωμένοι καθηγητές Ιατρικής επισημαίνουν πως πρόκειται για μια σπουδαία αναγνώριση στο πεδίο των κιρκάδιων ρυθμών. Κατά τον Ραλφ Στανέβσκι, καθηγητή Μοριακής Συμπεριφορικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Μίνστερ, ολοένα και περισσότερα ζητήματα υγείας οφείλονται σε γενετικά ελαττώματα του κιρκάδιου ρυθμού, είτε σε ανθρώπινες παρεμβάσεις εξαιτίας της εργασίας ή του τζετ λαγκ. «Εάν αλλάζεις το ρολόι σου κάθε βδομάδα κατά έξι ή τρεις ώρες, αυτό ασκεί τρομακτική πίεση στο ανθρώπινο σώμα», τονίζει ο ίδιος.

Το βραβείο που θα μοιραστούν οι νικητές ανέρχεται στα 9 εκατ. σουηδικές κορώνες (περίπου 950.000 ευρώ), ενώ ο καθένας θα λάβει μετάλλιο με χαραγμένο το όνομά του.

Διαβάστε επίσης

10 απλές συμβουλές για να ρυθμίσετε ξανά τον κύκλο του ύπνου σας (το βιολογικό σας ρολόι)Τι πρέπει να κάνετε αν πάσχετε από αϋπνία και έλλειψη ύπνου;

Από τι εξαρτάται η διατροφική συμπεριφορά και πως το στρες επιδρά στην ανθρώπινη φυσιολογία; Ποια πρέπει να είναι η διατροφική απάντηση στο άγχος;