Что такое циркадные ритмы
Это циклы смены сна и бодрствования, которые связаны с суточным вращением Земли. За миллионы лет эволюции организмы по-разному приспособились к нему: кто-то с рассветом просыпается, кто-то ложится спать. Ритмы сохраняются в изоляции от солнечного света: если цветы поставить в тёмное место, они всё равно будут раскрываться с рассветом и поникать к ночи.
Как проявляются циркадные ритмы
Биологические часы человека в течение дня управляют процессами в организме, определяют уровень работоспособности и физической активности. На протяжении 24 часов изменяются температура тела, обмен веществ, концентрация некоторых гормонов.
По тому как распределяется время активности и спада в течение дня, людей условно делят на три хронотипа. Это известные «жаворонки», «совы» и «голуби». «Жаворонки» легко встают рано утром и активны в первой половине дня. «Совы» самостоятельно пробуждаются поздно, в 9–10 часов утра; их пики активности приходятся на вечернее и ночное время. «Голуби» — промежуточный тип между «жаворонками» и «совами».
Еще одно проявление биологических часов — джетлаги после длительных перелетов и резкой смены часовых поясов, когда организм продолжает ложиться спать и вставать по старому времени, а попытки заснуть «как положено» не приносят результата.
Нарушение циркадных ритмов может приводить к бессоннице, повышает риск ожирения и депрессии.
Что открыли ученые
Используя плодовых мушек в качестве модельного организма, американские ученые определили ген, который поддерживает нормальный суточный ритм. Его назвали PER (period). Он кодирует белок, который накапливается в клетках в течение ночи, а затем расщепляется в течение дня.
Пока белок PER находится в клетке, он блокирует свой собственный синтез и таким образом запускает цикличную реакцию. Всё отлично — но как PER изначально оказывается в клетке?
Ответ на этот вопрос тоже был найден. Ученые выяснили, что есть и другие белки, которые участвуют в регуляции циркадных ритмов. Один из них назвали TIM (timeless) — он кодирует белок, который связывается с TIM и помогает ему попасть в клетки. Другой ген — DBT (doubletime) — кодирует белок, которые задерживает накапливание белка PER.
Понимание принципов работы циркадных ритмов поможет регулировать сон, питание, обмен веществ и улучшить качество жизни.
Комментарии (12)
TyVik
02.10.2017 20:07+2Скажите, а в вашем генетическом тесте как-нибудь отражена эта информация (и если нет, то будет ли)? Например, когда у меня лучшая работоспособность, во сколько рекомендовано засыпать и т.д.
AndyGray
02.10.2017 20:19-1Ген жаворонков и сов сродни гену силы воли. Выдуманная хрень. На протяжении больше десяти лет я был явно выраженной «совой», вставал не раньше 11 (несколько лет — после часа дня). Сейчас свободно встаю в семь утра и бодр. Если не хотите менять свою жизнь, а ищите ответов во внешних факторах, то лучше обратитесь к знакам зодиака, там подскажут точнее, чем современная наука. В реале речь идёт только о сложившемся балансе, никакой предопределённости не существует.
UJIb9I4AnJIbIrUH
02.10.2017 20:49+9Скажем так, человек разумный он на то и человек разумный, что может управлять свойствами своей личности, но говорить, что генетической детерминированности поведения не существует вообще — абсолютно неверно. Что касается силы воли, то тут гены могут играть очень большую роль как раз потому, что подверженность стрессу и скорость выхода из него, реакция на внешние факторы — это же всё через рецепторы и другие системы происходит, а информация о рецепторе заложена в генах и нигде более. Тут можно провести аналогию с внешностью: мы привыкли, что люди разные на вид, но на анатомических картинках все выглядят одинаково (с поправкой на пол, разумеется) и отсюда создаётся ложное заблуждение, что там всё у всех одинаковое. Другое заблеждение, что есть "болезнь" (фенилкетонурия, Альцгеймер-ассоциированные мутации и прочее), а есть все остальные и они одинаковые. А вот нет! Простой пример — метаболизм соединений. Когда в 1995 году в токийском метро был распылён зарин оказалось, что кого-то он буквально убил на месте, а кто-то отделался лишь лёгким испугом, можно сказать. Причина? Кардинальные различия в молекулярной биологии отдельно взятых людей. А теперь представьте, что вместо зарина мы рассматриваем дофамин, адреналин и окситоцин или соматотропин. Суть то та же: есть некий химический/белковый агент, он
- Синтезируется в ответ на некий сигнал, восприятие которого различно от человека к человеку;
- Синтезируется со скоростью, которая отличается от человека к человеку;
- Взаимодействует со своими рецепторами со сродством, которое отличается от человека к человеку;
- Наконец, скорость деградации соединений в организме также отличается от человека к человеку.
Важно отметить, что все 4 пункта контролируются генами практически полностью (это если не учитывать эпигенетику, к примеру, но эпигенетика всё таки фактор минорный в сравнении с самими генами, хотя и важный). В общем-то на всей этой основе индивидуальная медицина обороты и набирает.
AndyGray
02.10.2017 21:01Ваш комментарий замечателен и признаю, что про силу воли я загнул, как раз она оч. зависит от генетики. Остальное никак не связано с темой статьи, а, тем более с комментарием этого парня, который хочет посредством генетического теста (sic!) узнать, когда ему лучше вставать и работать.
ragequit
02.10.2017 20:44+7Ребят, ну как-то не спортивно выкатывать статью спустя два часа после предыдущей публикации, пусть ее и выкатил alizar. Причем его вариант более подробный.
Lennonenko
03.10.2017 02:05Ученые выяснили, что есть и другие белки (1), которые участвуют в регуляции циркадных ритмов. Один из них назвали TIM (timeless) — он кодирует белок, который связывается с TIM (2) и помогает ему попасть в клетки
очевидно, (1) — «гены», (2) — «PER»?
VaalKIA
03.10.2017 05:59Не совсем понял из статьи фразу:
который накапливается в клетках в течение ночи, а затем расщепляется в течение дня
Мы же не цветы и по фотосинтезу день и ночь различить не можем и в темноте циклы сохраняются, то есть, это следует читать как "накапливаются во время сна и расщепляются при бодрствовании"? Это не даёт ответ на вопрос почему "совы и жаворонки", зачем тогда они в статье упоминаются?
DunkanVS
03.10.2017 13:59Белок и так расщепляется, только в течение ночи его концентрации не достаточно, чтобы подавить ген PER, который его вырабатывает. В какой-то момент белка становится много, его выработка приостанавливается, и его концентрация начинает естественным образом убывать. И так по кругу. Получается такая обратная связь.
RuddyRudeman
04.10.2017 09:26+1Понимание принципов работы циркадных ритмов поможет регулировать сон, питание, обмен веществ и улучшить качество жизни плодовых мушек.
AntonSor
Отлично, теперь вместо кофе будем напрямую этот белок пить по утрам. А те, кто захочет, смогут модифицировать себе ген PER, чтобы вставать пораньше. Только что-то с 1984 года тут немного совсем подвижек в практическом плане…