Die genetiese meganisme: hoe ons interne horlosies werk

2024 Outeur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 03:44

Almal het gehoor van die interne horlosie, maar min mense weet hoe dit werk. Twee groepe wetenskaplikes van die Verenigde State het grootskaalse studies uitgevoer om te verstaan hoe ons horlosies werk en wat die effek daarvan op die liggaam is.

Deur die dag luister ons na die "tik" van die horlosie in ons liggaam. Dit is dit wat ons soggens wakker maak en ons snags slaperig laat voel. Dit is dit wat ons liggaamstemperatuur op die regte tyd verhoog en verlaag, die produksie van insulien en ander hormone reguleer.

Die interne horlosie van die liggaam, die einste tik wat ons voel, word ook sirkadiese ritmes genoem.

Hierdie ritmes beïnvloed selfs ons gedagtes en gevoelens. Sielkundiges bestudeer hul uitwerking op die menslike brein deur vrywilligers te dwing om kognitiewe toetse op verskillende tye van die dag af te lê.

Dit het geblyk dat die oggend die beste tyd is om take uit te voer wat vereis dat die brein multitask. As jy verskeie lae inligting gelyktydig in jou kop moet hou en hierdie data stiptelik moet verwerk, moet jy aan die begin van die dag begin werk. Maar die tweede helfte van die dag is goed geskik vir die verwerking van eenvoudige en verstaanbare take.

Sirkadiese ritmes het ook 'n groot impak op diegene wat aan depressie of bipolêre versteuring ly. Mense met hierdie probleme slaap nie goed nie en voel die drang om deur die dag te drink. Sommige demensie pasiënte ervaar 'n spesiale "sonsondergang effek": aan die einde van die dag word hulle aggressief of verlore in ruimte en tyd.

"Slaap- en aktiwiteitsiklusse is 'n kritieke deel van geestesongesteldheid," sê Huda Akil, 'n neurowetenskaplike aan die Universiteit van Michigan. Daarom sukkel neurowetenskaplikes om te verstaan hoe ons interne horlosies werk en watter effek dit op ons brein het. Maar navorsers kan nie net die skedel oopmaak en kyk hoe selle 24 uur per dag werk nie.

Etlike jare gelede het die Universiteit van Kalifornië breine vir navorsing geskenk, wat sorgvuldig bewaar is ná die dood van skenkers. Sommige van hulle is vroegoggend dood, ander in die middag of snags. Dr. Akil en haar kollegas het besluit om te ondersoek of een brein verskil van 'n ander en of die verskil afhang van die oomblik waarop die skenker gesterf het.

"Miskien sal ons raaiskoot vir jou eenvoudig lyk, maar om een of ander rede het niemand voorheen daaraan gedink nie," sê dr. Akil.

Sy en haar kollegas het breinmonsters gekies van 55 gesonde mense wat in 'n skielike ongeluk, soos 'n motorongeluk, gesterf het. Uit elke brein het die navorsers weefselmonsters geneem van daardie lobbe wat verantwoordelik is vir leer, geheue en emosie.

Ten tyde van skenkersterfte het gene in breinselle aktief 'n proteïen gekodeer. Danksy die feit dat die brein vinnig bewaar is, is wetenskaplikes in staat om die aktiwiteit van gene op die oomblik van dood te bepaal.

Die meeste van die gene wat die navorsers getoets het, het deur die loop van die dag geen patroon in hul prestasie getoon nie. Meer as 1 000 gene toon egter 'n daaglikse siklus van aktiwiteit. Die breine van daardie mense wat op dieselfde tyd van die dag gesterf het, het dieselfde gene by die werk gewys.

Die aktiwiteitspatrone was byna identies, soveel so dat dit as 'n tydstempel gebruik kon word. Dit was amper onmiskenbaar om te bepaal op watter oomblik 'n persoon dood is, danksy die meting van die aktiwiteit van hierdie gene.

Toe het die navorsers die breine getoets van daardie skenkers wat aan kliniese depressie gely het. Hier is die tydstempel nie net platgeslaan nie: dit het gelyk of hierdie pasiënte óf in Duitsland óf in Japan gewoon het, maar nie in die Verenigde State nie.

Die resultate van die werk wat gedoen is, is in 2013 gepubliseer. Navorsers aan die Universiteit van Pittsburgh is deur hulle geïnspireer en het probeer om die eksperiment weer te gee.

"Ons kon nie voorheen aan 'n studie soos hierdie gedink het nie," sê neuroloog Colleen McClung. Dr. McKlang en haar kollegas kon 146 breinmonsters van die universiteit se skenkerprogram toets. Die resultate van die eksperiment is redelik onlangs gepubliseer.

Maar dr. McClang se span kon nie net die resultate van die vorige eksperiment herhaal nie, maar ook om nuwe data te bekom. Hulle het patrone van geenaktiwiteit in die brein van jong en ou mense vergelyk en 'n interessante verskil gevind.

Wetenskaplikes het gehoop om 'n antwoord te vind op die vraag: hoekom verander die sirkadiese ritmes van mense soos hulle ouer word? Namate mense ouer word, neem aktiwiteit immers af en verander ritmes. Dr. McClang het gevind dat sommige van die gene wat die aktiefste in daaglikse siklusse was, nie meer gebruik was teen ouderdom 60 nie.

Dit is moontlik dat sommige ouer mense ophou om die proteïen te produseer wat nodig is om hul interne horlosies aan die gang te hou.

Die navorsers was ook verbaas om te vind dat sommige gene slegs op ouderdom by aktiewe daaglikse werk ingesluit is. "Dit blyk dat die brein probeer vergoed vir die sluiting van sommige gene deur die werk van ander deur die ekstra klok te aktiveer," sê dr. McClang. Miskien is die brein se vermoë om reserwe sirkadiese ritmes te skep 'n verdediging teen neurodegeneratiewe siektes.

Om oor te skakel na 'n ekstra interne horlosie kan deur dokters gebruik word om sirkadiese ritmestoornisse te behandel. Navorsers eksperimenteer nou met dieregene en probeer verstaan hoe die gene van die interne horlosie geaktiveer en afgeskakel word.

Met ander woorde, wetenskaplikes luister na die “tik” en wil verstaan: wat probeer die brein vir ons sê?