Strona główna Aktualności
Zdrowie

Medyczny Nobel za zegar biologiczny

02.10.2017 Zdrowie, Nagrody i wyróżnienia, Nagrody, Nagrody Nobla 2017
epa06239732 Winners of the 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine, US scientists (L-R) Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young are pictured on a display during a press conference at the Karolinska Institute in Stockholm, Sweden, 02 October 2017. The trio are awarded with the 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine for 'their discoveries of molecular mechanisms controlling the circadian rhythm'.  EPA/JONAS EKSTROMER  SWEDEN OUT Dostawca: PAP/EPA.

Fot. PAP/EPA/ JONAS EKSTROMER 02.10.2017

Tegoroczną nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny doceni każdy, kto zaspał i spóźnił się do szkoły lub do pracy. Trzech Amerykanów (Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash i Michael W. Young) uhonorowano za badania nad molekularnymi mechanizmami odpowiedzialnymi za rytm okołodobowy.

Już w XVIII wieku astronom Jean Jacques d'Ortous de Mairan badając roślinę – mimozę - stwierdził, że jej liście otwierają się w stronę słońca w ciągu dnia, a zamykają o zmierzchu. Postanowił sprawdzić, co stanie się z rośliną stale przebywającą w ciemności. Jak się okazało, także bez dostępu światła słonecznego liście otwierały się i zamykały w stałym, codziennym rytmie, jakby sterował nimi wewnętrzny zegar.

 

Z czasem udało się poznać więcej "zegarowych" roślin – Karol Linneusz stworzył w Uppsali pierwszy "zegar kwiatowy" z kwiatów otwierających się o określonych godzinach (jego dokładność wynosiła kilka minut). Biologiczne zegary, który pomagają dostosować fizjologię do pory dnia, zaobserwowano także u zwierząt i ludzi. Ta regularna adaptacja jest określana mianem rytmu okołodobowego.

 

W latach 70. XX wieku Seymour Benzer i jego student Ronald Konopka wykazali, że zaburzenia nieznanego jeszcze genu (nazwanego "genem period") zakłócają zegar biologiczny pospolitych muszek owocowych. Jednak dopiero tegorocznym laureatom udało się poznać mechanizm działania tego zegara.

 

W roku 1984 Jeffrey Hall i Michael Rosbash (Brandeis University w Bostonie) oraz Michael Young (Rockefeller University, Nowy Jork) wyizolowali gen "period". Później Hall i Rosbash odkryli, że specyficzne białko PER, kodowane przez gen period, gromadzi się w komórce nocą, a w dzień ulega degradacji.

 

W roku 1994 Michael Young odkrył drugi gen "zegarowy” (nazwano go "timeless"), kodujący białko TIM, niezbędne do normalnego rytmu dobowego. Jak wykazał Young, wiążąc się z białkiem PER - białko TIM umożliwia im obu wnikniecie do jądra komórkowego, gdzie blokują działanie genu "period". Ponieważ nadmiar białka PER blokuję jego dalszą syntezę, zjawiska te są podstawą samoregulacji. Ale co kontroluje częstotliwość oscylacji poziomów białek w żywej komórce?

 

Michel Young odkrył kolejny gen – "doubletime", kodujący białko DBT, opóźniające gromadzenie się białka PER. To dzięki niemu zmiany poziomu białek zachowują rytm 24-godzinny.

 

Dalsze badania pozwoliły zidentyfikować dodatkowe białka, będące elementami składowymi tego komórkowego mechanizmu. Pozwalają one na przykład synchronizować rytm dobowy ze zmianami światła i ciemności. Zegary biologiczne działają według tych samych zasad również w komórkach innych organizmów wielokomórkowych - także ludzi.

 

Wewnętrzny zegar precyzyjnie dostosowuje naszą fizjologię do faz dnia, różniących się jak dzień od nocy. Reguluje zachowanie, poziomy hormonów, sen, temperaturę ciała, apetyt, metabolizm i ciśnienie krwi. Jeśli wewnętrzny zegar nie jest zsynchronizowany z otoczeniem, gorzej się czujemy. Typowym przykładem jest zjawisko "jet lag" znane każdemu, kto poleciał samolotem na egzotyczne wakacje w strefie czasowej różniącej się o wiele godzin. Możliwość korzystania ze sztucznego światła sprawiła, że coraz częściej odchodzimy od naturalnego rytmu życia, związanego z rytmem dnia i nocy.

 

Specjaliści porównują funcjonowanie organizmu w rytmie okołodobowym do doskonałej orkiestry symfonicznej. Wszystkie procesy biologiczne współgrają ze sobą jak instrumenty w orkiestrze. Zaburzenia rytmu okołodobowego źle wpływają na samopoczucie. Są dowody, że przewlekłe niedopasowanie naszego stylu życia do wewnętrznego zegara (nieregularne pory aktywności i snu, na przykład praca w nocy lub w zmiennych godzinach, ekspozycja na światło w godzinach wieczornych i nocnych) mogą zwiększać ryzyko niektórych chorób.

 

Najczęstszym zaburzeniem rytmu okołodobowego jest zespół opóźnionej fazy snu (DSPS). Dotyczy głównie osób poniżej 30. roku życia, które zasypiają dopiero po 2:00. Jeśli pacjent może rano spać do woli, profil i długość snu są prawidłowe, ale pojawiają się problemy z porannym wstawaniem. Zaburzenie to może mieć podłoże biologiczne - albo wynikać z trybu życia, na przykład spędzania wieczornych godzin na wysiłku fizycznym, przed telewizorem, komputerem lub ze smartfonem w ręce.

 

Zespół przyśpieszonej fazy snu jest typowy dla osób po 60. roku życia. Chętnie zasypiają oni przed godziną 21:00, za to wstają o 3- 4:00 nad ranem, często budząc innych domowników

 

Rzadkim zaburzeniem jest tak zwany rytm wolno biegnący. Najczęściej pojawia się u osób niewidomych lub znajdujących się w izolacji. Każdego dnia zasypiają one i budzą się później, zgodnie z własnym, wewnętrznym rytmem okołodobowym (który jest dłuższy niż 24 godziny).(PAP).

 

Autor: Paweł Wernicki

Edytor: Anna Ślązak

 

pmw/ zan/

 

Czytaj także:

 

Prof. Giebułtowicz: laureaci medycznego Nobla potrafią tworzyć zespoły badawcze

 

Prof. Bębas: zegar biologiczny występuje u większości organizmów

 

Prof. Pyza: laureat medycznego Nobla, prof. Rosbash to człowiek bystry i wymagający

 

Dr Skalski: naczelny zegar biologiczny jest ukryty w naszej głowie

 

Prof. Ufnal: odkrycie noblistów pozwala wyjaśnić regulację cyklu dobowego

 

 

Nobliści w dziedzinie fizjologii i medycyny. Źródło: Infografika PAP/ Maciej Zieliński

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych

Czy wiedzieliście, że grzyby można spotkać nawet na pustyniach czy w oceanach? Albo wykorzystać jako... planistów ruchu? Każdy, kto czuje się gotów na wprowadzenie do swojego życia tych i innych ciekawostek okołogrzybowych, powinien sięgnąć po książkę "Tajemnicze życie grzybów".

Więcej

Myśl na dziś

Dobrze zrozumiana nauka chroni człowieka przed pychą, gdyż ukazuje mu jego granice.
Albert Schweitzer

Nasz blog

Reglamentowane pradzieje. O nowej syntezie najstarszych dziejów naszego kraju Reglamentowane pradzieje. O nowej syntezie najstarszych dziejów naszego kraju

Nowe kompendium wiedzy o polskich pradziejach przygotowywano przez ponad 5 lat i wydano na nie 1,4 mln zł. Mimo, że publikację wydano również w wersji elektronicznej, dostęp do niego będą mieli nieliczni. Wielka szkoda.

Więcej

Tagi