Az orvosi Nobel-díj 2017 mechanizmusa és a biológiai óra genetikája
Belső biológiai óránk nagy pontossággal alkalmazkodik fiziológiánkhoz a nap különböző fázisaihoz. Szabályozza a kritikus funkciókat, mint az étkezési magatartás, a hormon felszabadulás, az alvás, a testhőmérséklet, az anyagcsere és a vérnyomás. A kutatás azért volt jelentős, mert azonosította azt a mechanizmust, amely a cellán belüli órát irányítja - állítja a Nobel-bizottság
Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash és Michael W. Young kutatók elnyerték az orvosi Nobel-díjat 2017-ben.
Evolúció és alkalmazkodás
A földi élet alapvető jellemzője a környezethez való alkalmazkodás képessége. A különböző földrajzi helyeken eltérő a környezet, és az organizmusok alkalmazkodnak az uralkodó körülményekhez, hogy növeljék túlélési esélyeiket. Ugyanakkor mindenütt a fény és a környezeti hőmérséklet mély változásai naponta következnek be a Föld tengelyen történő forgása következtében.
Az ilyen változásokhoz való alkalmazkodás érdekében a legtöbb organizmus kifejlesztett egy belső biológiai órát, amely előre látja a nappali/éjszakai ciklusokat, és segíti őket élettanuk és viselkedésük optimalizálásában. Ezt a belső ritmust naponta cirkadián néven ismerik, a latin circa szavakból, amelyek azt jelentik, hogy nap körül hal meg.
A cirkadián ritmusok öregek és megőrződtek az evolúció során. Életformákban léteznek az egysejtű cianobaktériumoktól kezdve az összes többsejtű organizmusig, beleértve a gombákat, növényeket, rovarokat, rágcsálókat és embereket is.
A cirkadián rendszer alapvető elemei egy 24 órás autonóm ritmusgenerátorból vagy oszcillátorból, szabályozó vagy meghajtó mechanizmusokból állnak, amelyek összekapcsolják a belső oszcillátort a külső ingerekkel (úgynevezett zeitgeberekkel, például időzítőkkel), mint például a fény és a mechanizmusok. kimenet a fiziológiai folyamatok időben történő megtervezéséhez.
A felfedezés fontossága
Sir Paul Nurse, a sejtciklus kutatásáért 2001-ben Nobel-díjat elnyert Francis Crick Intézet igazgatója a felfedezés fontosságáról beszél.
A kutatók gyümölcslegyekkel azonosították azokat a géneket, amelyek megváltoztatva megváltoztatták a cirkadián ritmust. A genetika segítségével biokémiai úton azonosították az említett gének, az RNS és a fehérjék alkotóelemeit, hogy megértsék azokat a mechanizmusokat, amelyek fenntartják azt a cirkadián ritmust előidéző sejtórát.
Van egy második oka. Egyre jobban tudatában vagyunk annak, hogy a biológiai órának vannak következményei a betegségre. A modern technológiai korral, mivel különböző időzónákban tudunk utazni, megzavarjuk a cirkadián ritmust. Világos-sötét rezsimekben élhetünk, amelyeknek semmi köze a cirkadián ritmushoz. Ez olyan helyzetekhez vezet, mint a jet lag, amelyek bosszantóak, viszont olyan következményekkel járhatnak a testen, amelyeket nem teljesen értünk.
Van néhány bizonyíték arra, hogy a betegség kezelését a cirkadián ritmus befolyásolhatja. Az emberek arról számoltak be, hogy amikor műtéten esnek át, vagy ha gyógyszert szed, az valóban befolyásolhatja a dolgokat. Ez még nem világos, de szinte biztosan lesznek bizonyos következményei a betegség kezelésére.
A cirkadián biológia és az emberi egészség
A kronobiológia élettanunk számos aspektusára hatással van. Például a cirkadián órák segítenek beállítani alvási szokások, étkezési magatartás, hormon felszabadulás, vérnyomás és testhőmérséklet.
Molekuláris órák is játszanak, kritikus szerepek lokálisan sok szövetben. A biológiai óragének ablációja állatmodellekben olyan hormonok aritmiás termelését okozza, mint a kortikoszteron és az inzulin (Son és mtsai, 2008).
A biológiai óra génjei is mélyen befolyásolják anyagcsere a glükoneogenezis, az inzulinérzékenység és a szisztémás vércukorszint-oszcilláció szabályozásával (Panda, 2016).
Az alvás létfontosságú az agy normális működéséhez és a cirkadián diszfunkciót összefüggésbe hozták az alvászavarokkal, valamint depresszió, bipoláris rendellenesség, kognitív funkció, memóriaképződés és néhány neurológiai rendellenesség (Gerstner és Yin, 2010).
Ritka esetekben az alvászavarok a cirkadián óra génmutációinak következményei, amelyek előrehaladott vagy késleltetett alvási ciklusokat eredményeznek (Patke et al., 2017; Toh et al., 2001).
Tanulmányok kimutatták, hogy életmódunk és az endogén cirkadián óránk által diktált ritmus közötti krónikus eltérés összefüggésbe hozható megnövekedett kockázattal a különféle betegségekre, beleértve a rákot, a neurodegeneratív betegségeket, az anyagcserezavarokat és a gyulladásokat. A kronobiológiai és farmakológiai megközelítések kidolgozására törekszenek a cirkadián órák periódusának, fázisának vagy amplitúdójának megváltoztatására az emberi egészség javítása érdekében (Hirota és Kay, 2015).
Az idei nyertesek valószínűleg nem voltak a fogadási lista élén, mert a Nobel-díjat nehéz megjósolni. Valójában egy sajtótájékoztatón, ahol kihirdették a díjakat, a Karolinska Intézet egyik tagja elmondta, hogy amikor tájékoztatta Rosbash-t, hogy megkapta a díjat, a válasza az volt: Vicc.
Az orvostudomány díjazottai között olyan nevek szerepeltek, mint Alexander Fleming, a penicillin felfedezője, és Karl Landsteiner, akiknek a különféle vércsoportok azonosítása utat nyitott a biztonságos transzfúzió előtt.
A díj nem volt viták nélküli, például az 1948-as DDT felfedezéséért járó díj, amely a járványok elleni küzdelemben részt vevő vegyi anyag, de később a környezetre gyakorolt káros hatása miatt betiltották.