Genetisch mechanisme: hoe onze interne klokken

Over de interne klok alles gehoord, maar weinigen weten hoe ze werken. Twee groepen wetenschappers uit de Verenigde Staten uitgebreid onderzoek gedaan om te begrijpen hoe ons werk uur en wat is hun effect op het lichaam.

Gedurende de dag luisteren we naar de "tikkende" clock in ons lichaam. Dat is het wekt ons in de ochtend en maakt je slaperig 's nachts voelen. Dat het omhoog en omlaag onze lichaamstemperatuur op het juiste moment, regelt de productie van insuline en andere hormonen.

interne klok Body's, hetzelfde teken dat we het gevoel wordt ook wel circadiane ritmes.

Deze ritmes beïnvloeden zelfs onze gedachten en gevoelens. Psychologen bestuderen hun effecten op het menselijk brein, waardoor vrijwilligers ondergaan cognitieve tests op verschillende momenten van de dag.

Het bleek dat 's morgens - dit is de beste tijd om taken die de hersenen nodig hebben uit te voeren multitasking. Als u meerdere lagen van informatie te houden in je hoofd en de gegevens efficiënter te verwerken, is het noodzakelijk om te beginnen met het begin van de dag te werken. Maar de tweede helft van de dag is zeer geschikt voor de behandeling van eenvoudige en duidelijke taken.

Circadiaanse ritmes hebben een enorme impact op degenen die lijden aan een depressie of een bipolaire stoornis. Mensen met problemen met slapen slecht en voel de drang om te drinken gedurende de dag. Sommige mensen met dementie zich speciaal voelen "daling effect": aan het eind van de dag agressieve of verloren in ruimte en tijd.

- Sleep en de activiteit cycli zijn een essentieel onderdeel van psychische stoornissen - zegt Huda Akil (Huda Akil), een neurowetenschapper aan de Universiteit van Michigan. Daarom worden neurologen moeite om te begrijpen hoe onze interne klok en de invloed die ze hebben op onze hersenen. Maar onderzoekers kunnen niet gewoon open de schedel en de klok rond om de cellen te werk zien.

Enkele jaren geleden, de Universiteit van Californië geschonken voor onderzoek hersenenWie verzorgde na de dood van de donor. Sommigen van hen stierven in de vroege ochtend, de andere - in de tweede helft van de dag of nacht. Dr Akil en haar collega's besloten te onderzoeken of verschillende hersengebieden van elkaar en een verschil van op welk punt de doden donor afhankelijk.

- Misschien dat onze gok zal eenvoudig lijken, maar hoe dan ook niemand dacht aan dit al eerder, - zegt Dr Akil.

Zij en haar collega's kozen brein specimens verkregen van 55 gezonde mensen, de oorzaak van wiens dood was een plotselinge gebeurtenis, zoals een auto-ongeluk. onderzoekers van elke hersenweefsel monsters werden genomen van de aandelen die verantwoordelijk zijn voor leren, geheugen zijn en emoties.

Ten tijde van het overlijden van de donorgenen in hersencellen actief gecodeerde eiwit. Vanwege het feit dat de hersenen snel werd gered, de wetenschappers hebben de mogelijkheid om de activiteit van genen in het moment van overlijden te evalueren.

De meeste van de geteste door onderzoekers genen, toonden geen regelmaat in het werk tijdens de dag. Echter, meer dan 1000 genen vertonen dagelijkse activiteit cyclus. De hersenen zijn de mensen die in dezelfde tijd van de dag stierven vertoonden hetzelfde werk genen.

Model activiteit was vrijwel identiek, zozeer zelfs dat ze kunnen worden gebruikt als een tijdstempel. Om te bepalen op welk punt de persoon is overleden, kon men bijna onfeilbaar, door het meten van de activiteit van deze genen.

Vervolgens testten de onderzoekers de hersenen van die donoren die hebben geleden onder de klinische depressie. Hier werd de tijdstempel niet alleen neergehaald, het leek erop dat deze patiënten leefden, hetzij in Duitsland of Japan, maar niet in de Verenigde Staten.

De resultaten van dit werk werden gepubliceerd in 2013. Onderzoekers van de University of Pittsburgh werden geïnspireerd door hen en probeerde om het experiment te herhalen.

"We konden niet denken van tevoren, en een soortgelijke studie," - zegt neuroloog Colin McClung (Colleen McClung). Dr McClung en haar collega's waren in staat om te controleren of 146 kopieën van de hersenen verkregen met donor University programma. De experimentele resultaten zijn onlangs gepubliceerd.

Maar teamarts McClung was niet alleen in staat om de resultaten van het voorgaande experiment te herhalen, maar krijgen ook nieuwe gegevens. Ze vergeleken het gen activiteit patronen in de hersenen jong en oud mensen en vond een intrigerende verschil.

Wetenschappers hopen om een ​​antwoord te vinden op de vraag: waarom de circadiane ritmes van de mensen veranderen naarmate ze ouder worden? Immers, als mensen ouder worden, de activiteit wordt verminderd, en het ritme van de verandering. Dr. McClung vastgesteld dat sommige van de genen die het meest actief in de dagelijkse cycli waren, tot 60 jaar niet meer worden gebruikt.

Het is mogelijk dat sommige oudere mensen niet langer een eiwit dat noodzakelijk is voor de werking van de interne klok geproduceerd.

De onderzoekers waren verrast om te vinden dat sommige van de genen in de activiteiten van het dagelijks werk pas op oudere leeftijd. "Het lijkt erop dat de hersenen proberen te compenseren voor de sluiting van een aantal andere genen werken door het activeren van" extra uren", - zei Dr McClung. Misschien is het vermogen van de hersenen om backup circadiane ritmes te creëren - een manier om te beschermen tegen neurodegeneratieve ziekten.

Schakelen naar de interne klok kan worden gebruikt door artsen voor de behandeling van aandoeningen gerelateerd aan circadiane ritmes sparen. Nu zijn onderzoekers experimenteren met dierlijke genen en proberen te begrijpen hoe genen worden in- en uitgeschakeld de interne klok.

Met andere woorden, wetenschappers luisteren naar de "tik" en willen begrijpen: wat moeten we proberen te zeggen hersenen?