30.09.2014

Найден виновник джетлага

Биохимики Оксфордского университета (Великобритания) впервые выявили молекулярный базис такого явления, как джетлаг - несовпадения биологических ритмов человека с суточным ритмом, вызванного, например, быстрой сменой часовых поясов при авиаперелете. Выключение найденного авторами ключевого гена, регулирующего активность всего остального пула «часовых» генов, в будущем, возможно, даст возможность организму человека автоматически подстраиваться под ритм смены дня и ночи на месте его пребывания. Работа опубликована в журнале Cell.

За генерацию циркадных ритмов в организме отвечает расположенное в одной из областей головного мозга - гипоталамусе - супрахиазмальное ядро, куда поступают от сетчатки глаз сигналы об изменении освещенности внешней среды. Этот путь обеспечивает подстройку внутренних биологических часов под суточный цикл смены дня и ночи. Внутренние часы человека могут без негативного эффекта для его самочувствия «сдвигаться» лишь на час в сутки. Если же происходит резкое изменение внешнего суточного ритма, например, на шесть часов при авиаперелете, организму нужно шесть дней, чтобы придти в норму и привести внутренние часы в соответствие с внешними. В течение всего этого времени человек испытывает физический дискомфорт - сонливость, раздражительность, повышенную утомляемость, потерю аппетита и так далее.

В конце 1990-х годов был открыт целый пул «часовых» генов млекопитающих, контролирующих суточную активность клетки, чья активность регулируется солнечным светом, в том числе гены семейства Per. Однако до сих пор молекулярный базис этого процесса был мало изучен, кроме того, было не ясно, что мешает этим генам подстраиваться пусть даже под резкие изменения суточного ритма.

Стюарт Пирсон (Stuart Peirson) и его коллеги, пытаясь разобраться в этом вопросе, провели эксперименты на мышах, помещенных в условия, имитирующие смену часового пояса. Изучая изменения уровней экспрессии генов в супрахиазмальном ядре головного мозга таких мышей при смене освещенности, группа Пирсона обнаружила, что ключевую роль в этом процессе играет белок, кодируемый геном SIK1, являющийся регулятором с отрицательной обратной связью. Как оказалось, после активирования под действием света вместе с остальными «часовыми» генами, SIK1 затем подавляет их экспрессию, блокируя тем самым перевод внутриклеточных биологических часов.

«Выключение» SIK1 в клетках супрахиазмального ядра мышей практически привело к исчезновению у них проявлений джетлага, скорость подстройки их организмов под изменившиеся условия значительно увеличилась.

Поскольку, как выяснилось, именно SIK1 является единственным «виновником» джетлага, его дезактивация с помощью фармакологических методов, которые еще предстоит разработать, теоретически, может решить эту проблему. Однако возможные негативные побочные эффекты для здоровья человека, вызванные таким вмешательством, требуют дальнейших исследований, отмечают авторы.

Источники:

1. medportal.ru