Нашите часовници на тялото не получават голямо уважение.
Разбира се, ние говорим за тях през цялото време: „Аз не съм сутрешен човек“ или „Аз съм ооооооооооооооооооооооооо“. Но обикновено това е просто да се проведе разговор или да играем на биологичната карта, ако се чувстваме особено дисфункционално.
Но всъщност вътрешният ни часовник изглежда е мощна сила да ни поддържа здрави. И сега, когато миналата година трима американски учени за циркадния ритъм спечелиха Нобеловата награда по физиология или медицина, нейното влияние върху това как се чувстваме и как функционираме, се приема по-сериозно в медицинската общност.
Тези изследователи изтъкнаха, че гените, свързани с нашите телесни часовници, играят критична роля във всичко - от нивата на хормоните и телесната ни температура до нашите цикли на сън и дори в нашето поведение. Сега се смята, че между 30 до 50 процента от нашите гени имат активност, регулирана от циркадните ритми, включително тези, които са част от нашата имунна система.
„Има множество доказателства, които показват, че състояния като депресия, диабет, сърдечни заболявания и болестта на Алцхаймер имат връзка с вашия телесен часовник, “ казва Розмари Браун, асистент по превантивна медицина в Медицинското училище на Фейнберг в Северозападния университет.
„И така, какво, ако успеем да открием физиологичното време на човек?“
Колко време си?
Браун е част от изследователски екип от Northwestern, който направи голяма първа стъпка в това. В проучване, публикувано наскоро в Proceedings of the National Academy of Sciences, учените съобщават за развитието на кръвен тест, за който казват, че може да открие колко е часът в тялото на човек.
Браун казва, че тестът, наречен TimeSignature, може да дойде в рамките на час и половина от оценката на биологичното време на човек. Една вероятна полза е, че може да помогне на лекарите да преценят с по-голяма точност кога лекарствата - било то хапче за кръвно налягане или химиотерапия - биха били най-ефективни.
„Може да има по-голям смисъл да приемате лекарството си наведнъж, а не друго“, казва Рави Аллада, професор по невробиология в Уейнбергския колеж за изкуства и науки в Weinberg и един от съавторите на изследването. „И този тест може да ни насочи към определянето кога трябва да вземете това хапче.“
Чрез определяне на най-доброто време за приемане на лекарство, могат да се използват по-ниски дози и това може да намали риска от странични ефекти.
Аллада отбелязва, че много аспекти на заболяването са свързани с нашите вътрешни часовници, като например, когато през деня човек може да бъде изложен на най-голям риск да претърпи инфаркт или астматичен пристъп. Той повтаря мнението на Браун относно предполагаемата връзка между нарушен часовник на тялото и хронични здравословни проблеми.
„Можете да мислите за часовника като диригент на оркестър и всичко трябва да се случи в подходящ момент“, казва Аллада. "Но ако прекъснете диригента, вече нямате музика."
Четене на модели на ген
Идеята, че кръвните проби могат да бъдат използвани за установяване на времето на тялото на човек, не е нова. Но преди това щеше да е необходимо на човек да се взема кръв на всеки час в продължение на голяма част от ден, процес, който е скъп и изключително непрактичен.
Но с TimeSignature, кръвта трябва да се взема само два пъти за един ден, а целта е това да се сведе до една проба. И така, как изследователите успяха да опростят процеса толкова драматично?
Изкуствен интелект.
По-конкретно, те взеха кръвни проби на всеки два часа от група изпитвани лица и допълниха тези данни с измервания от четири други проучвания. След това те написаха алгоритъм, насочващ компютър, за да анализира 20 000 различни гени и да потърси модели във времето на "генна експресия" - когато ДНК се преобразува в продукт, като например протеин. В крайна сметка машината успя да ограничи броя до 41 гена, които най-силно проявяват генна активност през различни периоди на деня. От това беше в състояние да се свърже време на деня с активност в тези 41 маркери на генна експресия.
„Имахме идеята, че ще можем да използваме активност в тези гени и да работим назад и да можем да разберем кое време на деня е в тялото ви“, казва Браун.
Досега TimeSignature се използва само за тестване на здрави лица. Анализирайки кръвни проби, беше възможно да се изведе времето за изтегляне на кръвта.
Браун казва, че бъдещите изследвания ще се съсредоточат върху определяне на биологичното време на хора, чиито часовници не са в синхрон с реално време.
Кенет Райт е директор на лабораторията за сън и хронобиология в Университета на Колорадо, Боулдър. Той не е участвал в изследването, но оценява потенциала на теста.
„Способността за точно и лесно определяне на вътрешното циркадно време има важно значение за определянето на циркадното здраве на човек и за оптималния срок на лечение“, казва той.
„Новата техника е напредък“, добавя Райт, „но тя трябва да бъде тествана, за да се види колко точно може да се предскаже действителното вътрешно биологично време на хората. Констатациите от проучването показват, че новата техника може да предскаже часовия час, че е взета пробата, а не биологичното време на човека. "
Аллада признава, че може да има отклонение между часовете на тялото на часовника и „времето на стенен часовник“, но казва, че при здравите субекти, които тествали, първото е било „близко приближение“ към второто.
Прогнозиране на риска
Докато Northwestern е кандидатствал за патент за действителния кръвен тест на TimeSignature, той е направил алгоритъмът зад него достъпен за други изследователи. Браун казва, че е обещаващо, че тестът работи в други външни лаборатории и че се е доказал като "здрав" - неговата оценка на вътрешното време на индивида не изглежда да бъде изхвърлена от случайни събития, като например презокеански полет през множество времеви зони.
Това увеличава шансовете кръвен тест за часовник да може един ден да стане стандартна част от годишната проверка.
Аллада вярва, че като се има предвид връзката между нарушени часовници на тялото и различни здравословни състояния, тестът може един ден да бъде използван, за да се предвиди кой може да бъде изложен на по-висок риск от развитие на определени заболявания. Това би могло да бъде особено полезно при лечение на състояния като Алцхаймер, при които симптомите обикновено не са очевидни, докато болестта не прогресира значително.
„Ако времето на тялото на някой е далеч от това, което трябва да бъде, това може да е предразполагащ рисков фактор за заболяване“, казва Аллада. „Основният напредък тук е да можем да измерим биологичен процес, който знаем, че е важен, когато става въпрос за болести, и го направете по начин, който е практичен, за да може някой да влезе в кабинета на своя лекар и да вземе кръвта си и да разбере това . "
