Új Nobel-díj a cirkadián ritmus kutatásáért!

Michael W. Young

Michael Rosbash

Jeffrey C. Hall

A 2017. évi  orvosi Nobel-díjat, a világ legrangosabb orvosi szakmai kitüntetését Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash és Michael W. Young, a svédországi Karolinska Intézet kutatói nyerték a cirkadián ritmust szabályozó molekuláris mechanizmus felfedezéséért. 

A cirkadián ritmus nagyjából 24 órás ciklus, ami az élőlények biokémiai viselkedésére jellemző, az élőlény saját belső időmérő rendszere vezérli. Jelentős hatással vannak rá külső, úgynevezett szinkronizáló ingerkeltők, például a napfény. Ezek a ritmusok teszik lehetővé, hogy az élőlények számítsanak a környezeti körülmények szabályos váltakozásaira, és fel tudjanak készülni rájuk. Élettani szempontból az alváshoz szorosan kapcsolódó korábbi megfigyelések alapján, napjainkban a kutatások fókuszában áll a jelenség. A biológiai órák kutatása a 20. század második felében indult, mára tudjuk, hogy a molekuláris cirkadián óra már egyetlen sejtben is működőképes. 

Ugyanakkor, az állati sejtek egymással kommunikálva képesek szinkronizált elektromos jelzéseket kibocsátani. Ezek az agy belső elválasztású mirigyeire hatást gyakorolhatnak, melyek így periodikusan hormonokat bocsátanak ki. Ezeknek a  hormonoknak a  receptorai a testben elszórva többfelé megtalálhatóak, és szinkronizálják az egyes szervek saját periférikus óráit. Ezért lehetséges, hogy a szem által észlelt, időre vonatkozó információ az agyban lévő órához utazik, és azon keresztül a test többi része is szinkronba kerül. Ezen az úton hozza összhangba a belső biológiai óránk pl. az alvás-ébrenlét, a testhőmérséklet, a szomjúság- és éhségérzet időzítését is.

A cirkadián ritmus kötődik a világosság és sötétség váltakozásához. A hosszabb időre teljes sötétségben tartott állatok, vagy emberek előbb-utóbb szabadon futó ritmusra térnek át. Minden eltelt „nappal” az alvási ciklus eltolódik előre vagy hátra, attól függően hogy az endogén periódusidő rövidebb vagy hosszabb 24 óránál. Érdekes, hogy a teljesen vak föld alatti emlősök (pl. földikutya)  képesek fenntartani endogén óráikat a külső stimulusok nyilvánvaló hiányában is. A „szabadon futó” élőlények, ha egyébként egy hosszabb alvási periódus jellemző rájuk, ez a tulajdonságuk a külső stimulusoktól elszigetelve is megmarad. Ami változik, hogy az alvás-ébrenlét ritmusa nem lesz szinkronban a földi 24 órás nappal-éjszaka ciklussal – így fáziseltérésbe kerülhet más cirkadián vagy ultradián ritmusokkal, mint a testhőmérséklet változása vagy az emésztési ciklus. Az űrhajósoknál is megfigyelték a megváltozott körülmények káros hatásait, a felszállás előtt pedig már az 1990-es évektől a karanténba vonult asztronautákat meghatározott időpontokban és ideig erős fényhatásnak kitéve igyekeztek a kilövéshez, illetve az űrhajón végzett tevékenységekhez optimalizálni cirkadián ritmusukat. Az újabb űrhajók világításának tervezésénél is figyelembe veszik a cirkadián ritmust, a földi nappal-éjszaka ciklust imitáló rendszereket építve be, ami jó hatással van az asztronauták állapotára.

Az idei Nobel-díjasok Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash és Michael W. Young képesek voltak bepillantani a biológiai óránkba és megmagyarázni belső működését. A Nobel-bizottság értékelése szerint a három kutató  felismerték azokat a mechanizmusokat,  amelyek megmagyarázzák hogyan változnak  a növényeknek, az állatoknak és az embereknek  a biológiai ritmusa, hogy szinkronban legyenek a Föld mozgásával.

G. Németh György

Alvásorvosaink:

Dr. Vida Zsuzsanna, Dr. Iller Barbara, Dr. Szabó Gyöngyi

Packages Seo