Գենետիկական մեխանիզմ. ինչպես են աշխատում մեր ներքին ժամացույցները

2024 Հեղինակ: Malcolm Clapton | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 03:59

Բոլորը լսել են ներքին ժամացույցի մասին, բայց քչերը գիտեն, թե ինչպես են դրանք աշխատում: ԱՄՆ-ից գիտնականների երկու խումբ լայնածավալ ուսումնասիրություններ են իրականացրել՝ հասկանալու, թե ինչպես են աշխատում մեր ժամացույցները և ինչ ազդեցություն են ունենում օրգանիզմի վրա։

Ողջ օրվա ընթացքում մենք լսում ենք մեր մարմնի ներսում ժամացույցի «տկտկոցը»: Հենց սա է մեզ արթնացնում առավոտյան և ստիպում գիշերը քնկոտ զգալ։ Հենց դա է ճիշտ ժամանակին բարձրացնում և իջեցնում մեր մարմնի ջերմաստիճանը, կարգավորում ինսուլինի և այլ հորմոնների արտադրությունը։

Մարմնի ներքին ժամացույցը, հենց այն տկտկոցը, որը մենք զգում ենք, կոչվում է նաև ցիրկադային ռիթմեր:

Այս ռիթմերը նույնիսկ ազդում են մեր մտքերի և զգացմունքների վրա: Հոգեբաններն ուսումնասիրում են դրանց ազդեցությունը մարդու ուղեղի վրա՝ ստիպելով կամավորներին օրվա տարբեր ժամերին ճանաչողական թեստեր հանձնել:

Պարզվեց, որ առավոտը լավագույն ժամանակն է այնպիսի առաջադրանքներ կատարելու համար, որոնք ուղեղից պահանջում են բազմաֆունկցիոնալ աշխատանք: Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է մի քանի շերտ ինֆորմացիա պահել ձեր գլխում և արագ մշակել այս տվյալները, ապա պետք է սկսեք աշխատել օրվա սկզբից: Սակայն օրվա երկրորդ կեսը հարմար է պարզ ու հասկանալի առաջադրանքների մշակման համար։

Ցերեկային ռիթմերը մեծ ազդեցություն ունեն նաև դեպրեսիայի կամ երկբևեռ խանգարումներով տառապողների վրա: Այս խնդիրներով մարդիկ լավ չեն քնում և ամբողջ օրվա ընթացքում խմելու ցանկություն են զգում: Որոշ դեմենցիայով հիվանդներ ունենում են հատուկ «մայրամուտի էֆեկտ»՝ օրվա վերջում նրանք դառնում են ագրեսիվ կամ կորչում տարածության ու ժամանակի մեջ:

«Քունը և ակտիվության ցիկլերը հոգեկան հիվանդության կարևոր մասն են», - ասում է Միչիգանի համալսարանի նյարդաբան Հուդա Ակիլը: Ուստի նյարդաբանները պայքարում են հասկանալու համար, թե ինչպես են աշխատում մեր ներքին ժամացույցները և ինչ ազդեցություն ունեն դրանք մեր ուղեղի վրա: Սակայն հետազոտողները չեն կարող պարզապես բացել գանգը և հետևել բջիջների շուրջօրյա աշխատանքին:

Մի քանի տարի առաջ Կալիֆորնիայի համալսարանը ուղեղներ է նվիրաբերել հետազոտության համար, որոնք խնամքով պահպանվել են դոնորների մահից հետո: Նրանցից ոմանք մահացել են վաղ առավոտյան, մյուսները՝ կեսօրին կամ գիշերը։ Բժիշկ Ակիլն ու նրա գործընկերները որոշել են ուսումնասիրել՝ արդյոք մի ուղեղը տարբերվում է մյուսից, և արդյոք տարբերությունը կախված է դոնորի մահվան պահից:

«Միգուցե մեր ենթադրությունը ձեզ պարզ թվա, բայց ինչ-ինչ պատճառներով նախկինում ոչ ոք դրա մասին չէր մտածում», - ասում է բժիշկ Ակիլը:

Նա և իր գործընկերներն ընտրել են ուղեղի նմուշներ 55 առողջ մարդկանցից, ովքեր մահացել են հանկարծակի պատահարի հետևանքով, օրինակ՝ ավտովթարից: Յուրաքանչյուր ուղեղից գիտնականները հյուսվածքների նմուշներ են վերցրել այն բլթերից, որոնք պատասխանատու են սովորելու, հիշողության և զգացմունքների համար:

Դոնորի մահվան պահին ուղեղի բջիջների գեները ակտիվորեն կոդավորում էին սպիտակուցը: Շնորհիվ այն բանի, որ ուղեղը արագորեն պահպանվել է, գիտնականները կարողանում են գնահատել գեների ակտիվությունը մահվան պահին։

Գիտնականների կողմից փորձարկված գեների մեծ մասը օրվա ընթացքում որևէ օրինաչափություն չի ցուցաբերել իրենց գործունեության մեջ: Այնուամենայնիվ, ավելի քան 1000 գեներ ցույց են տալիս ամենօրյա գործունեության ցիկլը: Օրվա նույն ժամին մահացած մարդկանց ուղեղները նույն գեներն էին ցույց տալիս աշխատանքի ժամանակ։

Գործունեության օրինաչափությունները գրեթե նույնական էին, այնքան, որ դրանք կարող էին օգտագործվել որպես ժամանակի դրոշմ: Այս գեների ակտիվության չափման շնորհիվ կարելի էր որոշել, թե որ պահին է մարդը մահանում։

Այնուհետեւ գիտնականները փորձարկել են այն դոնորների ուղեղը, ովքեր տառապում էին կլինիկական դեպրեսիայից։ Այստեղ ժամանակի դրոշմը պարզապես տապալվեց. թվում էր, թե այդ հիվանդներն ապրում են կամ Գերմանիայում, կամ Ճապոնիայում, բայց ոչ ԱՄՆ-ում։

Կատարված աշխատանքների արդյունքները հրապարակվել են 2013թ. Պիտսբուրգի համալսարանի հետազոտողները ոգեշնչվել են դրանցից և փորձել են վերարտադրել փորձը։

«Մենք նախկինում չէինք կարող մտածել նման ուսումնասիրության մասին», - ասում է նյարդաբան Քոլին ՄաքՔլունգը: Բժիշկ Մաքքլանգը և նրա գործընկերները կարողացել են թեստավորել համալսարանի դոնոր ծրագրից ուղեղի 146 նմուշ: Փորձի արդյունքները հրապարակվել են բոլորովին վերջերս։

Բայց բժիշկ Մաքքլենգի թիմը կարողացել է ոչ միայն կրկնել նախորդ փորձի արդյունքները, այլեւ նոր տվյալներ ստանալ։ Նրանք համեմատեցին երիտասարդների և տարեցների ուղեղի գենային ակտիվության օրինաչափությունները և գտան հետաքրքիր տարբերություն:

Գիտնականները հույս ունեին գտնել այն հարցի պատասխանը, թե ինչու են մարդկանց ցիրկադային ռիթմերը փոխվում տարիքի հետ: Ի վերջո, երբ մարդիկ մեծանում են, ակտիվությունը նվազում է, և ռիթմերը փոխվում են: Բժիշկ Մաքքլենգը պարզել է, որ որոշ գեներ, որոնք առավել ակտիվ են ամենօրյա ցիկլերում, այլևս չեն օգտագործվել 60 տարեկանում:

Հնարավոր է, որ որոշ տարեց մարդիկ դադարեն արտադրել սպիտակուցներ, որոնք անհրաժեշտ են իրենց ներքին ժամացույցը աշխատեցնելու համար:

Բացի այդ, հետազոտողները զարմացած էին, երբ պարզեցին, որ որոշ գեներ ներառված են ակտիվ ամենօրյա աշխատանքի մեջ միայն ծերության ժամանակ: «Թվում է, թե ուղեղը փորձում է փոխհատուցել որոշ գեների անջատումը մյուսների աշխատանքով՝ ակտիվացնելով լրացուցիչ ժամացույցը», - ասում է բժիշկ Մաքքլանգը: Հավանաբար, ուղեղի կարողությունը՝ ստեղծելու պահուստային ցիրկադային ռիթմեր, պաշտպանություն է նեյրոդեգեներատիվ հիվանդություններից:

Պահեստային ներքին ժամացույցին անցնելը բժիշկները կարող են օգտագործել ցիրկադային ռիթմի խանգարումների բուժման համար: Այժմ հետազոտողները փորձարկում են կենդանիների գեները և փորձում են հասկանալ, թե ինչպես են ակտիվանում և անջատվում ներքին ժամացույցի գեները:

Այլ կերպ ասած, գիտնականները լսում են «թիկունքը» և ուզում են հասկանալ՝ ի՞նչ է փորձում մեզ ասել ուղեղը։