Многие из процессов организма следуют естественному суточному ритму или так называемым циркадным часам. Есть определенные моменты дня, когда человек наиболее бдительный, когда кровяное давление является самым высоким, и когда сердце наиболее эффективно. Было обнаружено несколько редких мутаций генов, которые могут корректировать эти часы у людей, ответственных за целые семьи, в которых люди просыпаются в 3 часа ночи или 4 часа ночи и не могут долго оставаться в ночном клубе после 8 вечера. В настоящее время новое исследование впервые выявило общий вариант гена, который затрагивает практически все население, и который отвечает за час в день вашей склонности к раннему восходящему или ночному сову.
Кроме того, это новое открытие не только демонстрирует, что этот общий полиморфизм влияет на ритмы повседневной жизни людей – он также считает, что этот генетический вариант помогает определить время дня, когда человек, скорее всего, умрет.
Удивительные результаты, которые появляются в ноябрьском выпуске «Летописей неврологии» в ноябре 2012 года, могут помочь в планировании смены работы и планировании лечения, а также в мониторинге условий уязвимых пациентов.
«Внутренние« биологические часы »регулируют многие аспекты биологии и поведения человека, такие как предпочтительные времена сна, времена пиковой когнитивной деятельности и сроки многих физиологических процессов. Это также влияет на сроки острых медицинских событий, таких как инсульт и сердечный приступ », – говорит первый автор Эндрю Лим, который проводил эту работу в качестве докторанта в отделе неврологии в Медицинском центре Бет-Исраэль Диаконесс.
«Предыдущие работы в близнецах и семьях предполагали, что поздние или ранние часы могут быть унаследованы, а эксперименты на животных предположили, что на поздние или ранние биологические часы могут влиять определенные гены», – добавляет Лим, который в настоящее время является помощником Профессор кафедры неврологии Университета Торонто.
Циркадные исследования
Работа возникла несколько лет назад, в то время как Лим работал в лаборатории начальника неврологии BIDMC Клиффорда Сапера, доктора медицинских наук. Лим и другие члены лаборатории изучали, почему пожилые люди испытывают трудности со сном и присоединились к исследовательскому проекту, основанному в Университете Раша в Чикаго, в котором приняли участие 1200 человек, которые подписались на здоровых 65-летних и получали ежегодные неврологические и психиатрические обследования.
Первоначальная цель когорты заключалась в том, чтобы определить, существуют ли идентифицируемые прекурсоры для развития болезни Паркинсона или болезни Альцгеймера. В рамках исследования испытуемые подвергались различным анализам сна и сна, используя браслет, называемый актиграфистом, который обеспечивает надежную запись характера деятельности человека. Кроме того, чтобы предоставить ученым информацию о моделях сна и сна в течение года смерти, участники согласились пожертвовать свои мозги после их смерти.
Но исследование приняло новый оборот, когда Лим узнал, что у той же группы испытуемых также была генотипирована их ДНК. Объединившись со следователями из Бригама и женской больницы, Лим и его коллеги сравнили поведение слепого сна этих людей с их генотипами. Эти результаты были позже проверены в группе молодых добровольцев.
Вскоре они обнаружили единый нуклеотид вблизи гена под названием «Период 1», который варьировался между двумя группами, которые отличались поведением от сна. На этом конкретном сайте в геноме 60 процентов индивидуумов имеют нуклеотидный базовый аденин (A), а 40 процентов имеют нуклеотидную основу гуанина (G). Поскольку у нас есть два набора хромосом, у любого конкретного человека существует 36-процентная вероятность наличия двух As, 16-процентного шанса наличия двух Gs и 48-процентного шанса иметь смесь A и G на этом сайте.
«Этот конкретный генотип влияет на картину сна во всём практически всех, кто идет вокруг, и это довольно глубокий эффект, так что люди, у которых есть генотип АА, просыпаются примерно на час раньше, чем люди, у которых есть генотип GG, и A -Gs просыпаются почти точно посередине », объясняет Сапер, который также является профессором неврологии и неврологии Джеймса Джексона Путнэма в Гарвардской медицинской школе. Кроме того, экспрессия гена Period 1 была ниже в мозге и белых кровяных клетках людей с генотипом G-G, чем у людей с генотипом A-A, но только в дневное время, когда ген обычно экспрессируется.
Это открытие отмечает самый большой вклад одного генотипа в большую популяцию, чтобы определить время суток, когда люди просыпаются или засыпают. Но может ли этот вариант повлиять и на другие аспекты суточного ритма организма?
«Практически все физиологические процессы имеют циркадный ритм, что означает, что они происходят преимущественно в определенные части дня. Есть даже циркадный ритм смерти, так что в общем населении люди, как правило, чаще всего умирают в утренние часы. Когда-то около 11 утра – это среднее время », – говорит Сапер.
Когда следователи вернулись и посмотрели на людей в исследовании (многие из которых зарегистрировались более 15 лет назад в возрасте 65 лет), которые умерли, они обнаружили, что этот же генотип предсказал шесть часов изменения во время смерти: те, у кого генотип АА или АГ умерли только до 11 утра, как и большинство населения, но те, у кого генотип GG в среднем умерли как раз перед 18:00
«Итак, есть действительно ген, который предсказывает время дня, что вы умрете. Не дата, к счастью, но время суток », – говорит Сапер.
Лим говорит, что необходима дополнительная работа для определения механизмов, с помощью которых этот и другие варианты генов влияют на биологические часы организма. В дополнение к тому, чтобы помочь людям оптимизировать свои графики, исследование может в конечном итоге привести к новым методам лечения нарушений этого часового пояса, которые наблюдаются при работе с реактивной задержкой или сменой.
«Кроме того, разработка причин смерти зависит от вариантов генов, подобных тем, которые мы идентифицировали, в конечном итоге может привести к рациональным временным вмешательствам, таким как прием сердечных медикаментов в определенное время в зависимости от того, какая версия варианта гена используется, для обеспечения защиты во время период наибольшего риска для отдельных лиц », – говорит Лим. Потенциальные клинические применения могут быть такими же разнообразными, как и многие процессы, которые контролируют циркадные часы.