Tick ​​Tock: Nye Spor Om Biologiske Ure Og Sundhed

{h1}

Nye retsmidler til ur-relaterede lidelser som søvnløshed og jetlag kan resultere.

Når du ruller dine ure tilbage med en time denne søndag, kan du føle dig lidt blændende, måske endda desorienteret. Det er fordi din krop har sit eget netværk af små, koordinerede biologiske ure. Disse ure er ansvarlige for vores cirkadiske rytmer, de omkring 24 timers cyklusser af fysiske, mentale og adfærdsmæssige ændringer, der påvirker søvnmønstre, hormonfrigivelse, kropstemperatur, sult og mere.

Forskere finansieret af National Institutes of Health identificerer de gener og proteiner, der kører biologiske ure, og udregner præcis, hvordan de hjælper med at holde daglige rytmer synkroniseret. Denne viden kunne hjælpe udviklingen af ​​retsmidler til en række ur-relaterede lidelser, fra søvnløshed og jetlag til diabetes.

Sukkerproduktion

Forskere har længe mistænkt, at diabetes, fedme og andre stofskiftesygdomme kan være forbundet med problemer med biologiske ure, og nye videnskabelige resultater støtter dette. For få år siden opdagede forskere fra University of California, San Diego, at et protein kaldet kryptokrom hjælper med at holde leveren glukoseproduktion i overensstemmelse med vores faste om natten og vores spisning i løbet af dagen. Senere har de opdaget, at et lille molekyle, der er dublet KL001, styrer kryptokrom på en sådan måde, at det kan bremse leverens biologiske ur og forhindre overskydende sukkerproduktion af leverceller, især i fastende tilstande. Forskerne mener, at KL001 kunne udvikles til et lægemiddel og tilbyde en ny tilgang til behandling af tilstande i forbindelse med abnormt blodsukkerniveau, som diabetes.

Frugtflugter udviser søvnmønstre, der ligner vores egen.

Frugtflugter udviser søvnmønstre, der ligner vores egen.

Kredit: Jay Hirsh, University of Virginia.

Bedre søvn

Søvnrelaterede lidelser påvirker op til 70 millioner voksne i USA, og utilstrækkelig søvn er forbundet med en øget risiko for kroniske sygdomme som højt blodtryk, diabetes, depression og kræft. For bedre at forstå slummer har forskere søgt efter dens genetiske grundlag. Efter mange forsøg på at finde gener, der er dedikeret til at kontrollere søvn, har Rockefeller Universitetsforskere afdækket to, kaldet Rca1 og CycA, der forekommer afgørende for en god søvn i frugtfly, en veletableret organisme til undersøgelse af genetik, der rent faktisk har søvnmønstre, der ligner vores egen. Uden fungerende versioner af de to gener havde fluerne en fragmenteret søvn, sovet færre timer end normale fluer og kunne ikke fungere normalt, når de var vågen. Mange andre organismer, herunder mennesker, har gener, der fungerer ligesom Rca1 og CycA. Forskerne mener, at ved bedre at forstå hvordan disse gener arbejder i frugtfly, vil de få indsigt i, hvordan vores gener kontrollerer søvn.

Nulstil uret

Mens enhver ændring i tidszone kræver kroppens cirkadiske rytmer til at justere, anekdotiske og videnskabelige data tyder på, at justering efter vest-øst flyafgang tager længere tid. Ny forskning tyder på, at dette er fordi kroppens "master clock" i hjernen bruger forskellige molekylære mekanismer til at kompensere for gevinst eller tab af tid. Forskere fra University of Massachusetts Medical School og University of Washington lærte dette ved at udsætte hamstere - en anden organisme, der blev brugt i søvnforskning - til forhold, der avancerede eller forsinkede det biologiske ur. Rejsende oplever lignende cirkadiske fremskridt, der flyver vest mod øst, når de mister tid og forsinkelser ved deres tilbagevenden, når de får tid. En bedre molekylær forståelse af dette fænomen kan bidrage til udviklingen af ​​mere effektive jetlagmidler.

Kanaliserende mønstre af adfærd

Ved at finde ud af, hvordan biologiske ure drev søvn og vække cykler, kan forskere måske identificere nye molekylære mål for stoffer, der behandler søvnrelaterede lidelser. Et muligt nyt mål er et kaliumkanalprotein, som danner en tunnel gennem celleens ydre membran for at regulere transmissionen af ​​elektriske signaler. Ved at fokusere på et urgen, der fremstiller apokaliumkanalfrugtflyvninger, opdagede forskere fra New York University, at genet er meget mere aktivt ved skumring end daggry i et biologisk ur: nøglesætet af pacemakerneuroner i hjernen, der hjælper fluer spor tid. Når forskerne reducerede udtrykket af genet - og til gengæld produktionen af ​​kanalproteinet og dets elektriske aktivitet - viste fluerne daggry-opførsel ved skumringen. Og da forskerne øgede genekspression, flygtede de fleste adfærdsmæssige rytmer. Fordi frugtfly og menneskelige urgener fungerer på samme måde, forventer forskere, at kaliumkanaler kan spille en rolle i at køre vores cirkadiske mønstre for adfærd.

Resultater foretaget ved at studere en simpel plante kan kaste lys over mekanismerne af sæsonbetinget affektiv lidelse hos mennesker.

Resultater foretaget ved at studere en simpel plante kan kaste lys over mekanismerne af sæsonbetinget affektiv lidelse hos mennesker.

Kredit: Takato Imaizumi, University of Washington

Sæsonbestemt kalender

Mange organismer bruger deres biologiske ure til at måle ændringer i sæsonen. Denne proces er især vigtig for planter, herunder dem, vi høster, fordi det holder dem blomstrende i vinterens døde. Hver dag i sene eftermiddag udtrykker planteceller et lysaktiveret protein kaldetFKF1, som derefter tænder blomstringsmekanismer. Men når dagene er korte og der er mindre eftermiddags solskin, er proteinet ikke aktiveret, og planterne blomstrer ikke. Forskere fra University of Washington gjorde dette fund i Arabidopsis, en simpel plante, der ofte anvendes til genetiske undersøgelser.Forskerne forudser, at de samme processer - og potentielt kunne manipuleres - i mere komplekse planter dyrket som afgrøder, såsom ris, hvede og byg. Efterforskerne mener, at deres arbejde også kan anvendes til at forstå den måde, hvorpå lys påvirker æglægningsadfærd hos kyllinger og opdrættet fisk samt mekanismerne for sæsonbetinget affektiv lidelse hos mennesker.

Denne Inside Life Science-artikel blev leveret til WordsSideKick.com i samarbejde med National Institute of General Medical Sciences, en del af National Institutes of Health.

Lær mere:

Circadian Rhythms Fact Sheet

Et lys på livets rytmer: Profil af Cara Altimus

Også i denne serie:

Hvordan vores organer holder tid


Video Supplement: SCP-507 Reluctant Dimension Hopper | safe | Humanoid / extradimensional SCP.




Forskning


Flip-Flops Bad For Feet
Flip-Flops Bad For Feet

Marijuana Popularitet Blandt Amerikanske Voksne Fortsætter Med At Vokse. Her Er Hvorfor
Marijuana Popularitet Blandt Amerikanske Voksne Fortsætter Med At Vokse. Her Er Hvorfor

Videnskab Nyheder


Spinbrush Genopladelige Sonic Tandbørster Tilbagekaldt Af Church & Dwight Co., Inc
Spinbrush Genopladelige Sonic Tandbørster Tilbagekaldt Af Church & Dwight Co., Inc

Over For Organ Donor Mangel, Patienter Tvunget Til At Blive Kreative
Over For Organ Donor Mangel, Patienter Tvunget Til At Blive Kreative

Selvforsvar: Hvorfor Chili Peppers Pack Heat
Selvforsvar: Hvorfor Chili Peppers Pack Heat

Læger Praktiserer Bedre Sundhedsvaner
Læger Praktiserer Bedre Sundhedsvaner

Av! Langhalsede Dinosaurer Havde Stive Nakke
Av! Langhalsede Dinosaurer Havde Stive Nakke


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com