Нобелівська премія – Троє американських дослідників отримують медичне визнання за вивчення циркадних ритмів

Циркадний ритм

Циркадний ритм, або добовий біологічний годинник, відіграє важливу роль у житті живих істот, оскільки допомагає організмам адаптуватися до обертання Землі. Цей ритм є основоположним для рослин, тварин і людей, оскільки дозволяє біологічним процесам відповідати на різні етапи дня. Функціонування циркадних ритмів вже давно цікавить науковців, які виявили, як внутрішній годинник живих істот сприяє адаптації до добового ритму.

Важливість циркадного ритму

Різні результати досліджень показують, що циркадні ритми стосуються не лише людей, а й інших багатоклітинних організмів. Для наукової спільноти особливо захоплюючі відкриття були зроблені в останні десятиліття, які пролили світло на молекулярні основи циркадних ритмів. Ці дослідження відкрили новий світ, в якому ми можемо краще зрозуміти функціонування та підтримку біологічних годин.

Розуміння циркадних ритмів важливе не лише з наукової точки зору, але й має значний вплив на наше здоров’я та якість життя. Гармонія між внутрішніми годинами та зовнішнім середовищем є ключовою для підтримки добробуту, а порушення можуть призвести до серйозних проблем зі здоров’ям.

Функціонування внутрішнього годинника

Циркадний ритм відіграє ключову роль у регулюванні біологічних процесів, які відповідають на 24-годинний цикл дня. Цей ритм дозволяє організму адаптуватися до змін навколишнього середовища, таких як чергування світлих і темних періодів. Латинське слово “циркадний” також вказує на це, оскільки складається зі слів “circa” (приблизно) і “diem” (день), що вказує на те, що ритм відбувається приблизно в межах одного добового циклу.

Відкриття циркадних ритмів призвело до різних досліджень, під час яких використовували фруктових мушок як модельні організми. Дослідники ідентифікували ген, який регулює добовий біологічний ритм, і виявили, що продукт цього гена, білок PER, накопичується вночі, тоді як вдень розкладається. Це відкриття кардинально змінило науковий підхід до циркадних ритмів і дозволило глибше зрозуміти механізми їх роботи.

Порушення циркадного ритму та їх наслідки

Під час досліджень також були ідентифіковані інші білки, які беруть участь у регулюванні циркадного ритму, тому ми вже знаємо, що функціонування біологічних годин відбувається за схожими принципами й у інших організмах, включаючи людей. Це знання надає можливість зрозуміти, як циркадні ритми впливають на наше здоров’я та розвиток різних захворювань.

Внутрішній годинник дуже точно регулює функціонування організму в різні етапи дня і відіграє ключову роль у таких функціях, як поведінка, гормональні рівні, сон, температура тіла та обмін речовин. Стан здоров’я людини тісно пов’язаний з гармонійним зв’язком між внутрішнім біологічним годинником і зовнішнім середовищем. Якщо ця гармонія порушується, наприклад, при перетині часових поясів, можуть виникнути різні порушення в роботі організму.

Багато досліджень вказують на те, що хронічне порушення циркадного ритму пов’язане з розвитком різних захворювань, таких як розлади сну, депресія та інші проблеми з психічним здоров’ям. Вчені вже в минулому помітили, що рослини та тварини здатні адаптуватися до змін навколишнього середовища. Наприклад, спостереження Жана Жака д’Орту де Мерана в 18 столітті показало, що листя мімози вдень розкривається, а ввечері опускається.

У 1970-х роках дослідники зробили ще одне важливе відкриття, вивчаючи гени та білки, відповідальні за регуляцію циркадного ритму фруктових мушок. Мутація гена періоду, наприклад, порушила добовий ритм мушок, що відкриває нові шляхи для розуміння генетичних основ циркадних ритмів.

Дослідження циркадних ритмів

Дослідження циркадних ритмів відкриває нові можливості у сфері розробки ліків, оскільки наукові результати дозволяють розробляти такі методи лікування та ліки, які можуть допомогти в лікуванні розладів сну та інших проблем з психічним здоров’ям.

Три вчені, які досліджували молекулярні механізми циркадних ритмів, Джеффрі С. Холл, Майкл Розбаш і Майкл В. Янг, отримали значне визнання, оскільки їхні відкриття сприяли глибшому розумінню функціонування біологічних годин. За ці відкриття вони отримали Нобелівську премію з фізіології або медицини, що привернуло увагу не лише наукової спільноти, а й ширшої аудиторії.

Джеффрі С. Холл навчався в Університеті Вашингтона, а потім продовжив свої дослідження в Університеті Брандейса. Він займався вивченням нервової системи фруктових мушок, зокрема приділяючи увагу генетичним основам циркадних ритмів. Майкл Розбаш і Майкл В. Янг також є дослідниками Університету Брандейса та Університету Рокфеллера, які також вивчали генетичні та молекулярні механізми, пов’язані з циркадними ритмами.

Їхні відкриття викликали великий інтерес не лише в науковій сфері, але й відкрили нові можливості для лікування різних розладів сну та проблем з психічним здоров’ям. Глибше розуміння циркадних ритмів може допомогти в розробці ефективніших ліків і методів лікування, які можуть сприяти покращенню здоров’я людей.