새벽 2시까지 잠이 오지 않는 사람들에게 알람 시계의 윙윙거리는 소리가 끔찍하게 느껴질 수 있습니다.
이번 봄에 발견한 덕분에 안도가 곧 닥칠 것입니다. 올빼미 행동을 유발하는 유전자 돌연변이.
당신이 올빼미형이든 매일 태양과 함께 여유롭게 떠오르는 종달새이든, 수면 습관은 24시간 주기 리듬에 의해 조절됩니다. 이 내부 시계는 식욕과 수면에서 세포 분열, 호르몬 생산, 심혈관 기능에 이르기까지 우리 건강의 거의 모든 측면을 제어합니다.
이 기사는 원래 대화. 읽기 원본 기사 ~에 의해 캐리 L. 패치 캘리포니아 산타크루즈 대학교 물리 및 생물학 부교수.
복잡한 24시간 생물학을 연구하는 많은 사람들처럼 나도 언젠가는 세포 시계를 동기화하는 약물을 설계할 수 있을 것이라고 낙관합니다. 늦게 도착하면 눈살을 찌푸리게 하는 상사는 곧 과거의 일이 될 수 있습니다.
신체의 거의 모든 세포에는 분자 시계가 있습니다. 약 24시간마다 전용 시계 단백질이 느린 춤으로 서로 상호 작용합니다. 하루 종일 이 느린 춤으로 인해 유전자가 적시에 발현됩니다. 이것은 수면 촉진 멜라토닌과 같은 호르몬의 방출과 같은 특정 과정이 신체에서 일어나는 시기를 제어합니다.
이른 아침에 심장마비와 뇌졸중이 2~3배 더 흔한 이유는 무엇입니까? 증가를 조정하는 내부 시계까지 분필합니다. 아침에 혈압 일어나도록 도와줍니다. 십대들은 왜 잠자리에 들라는 부모의 간청을 들어야 합니까? 인간의 성장호르몬은 하루에 한 번만 분비되기 때문에 밤에 잠을 자는 것과 관련이 있습니다..
거의 모든 생물학적 기능은 내부 시계와 밀접하게 연결되어 있습니다. 우리 몸은 이러한 주기에 매우 미세하게 조정되어 있어 인공 조명 비만, 만성 염증성 질환 및 암의 위험을 증가시킵니다.
식사 시간도 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 먹는 것보다 먹는 것이 더 중요할 수 있습니다. 몇 년 전, 연구 야행성 동물인 쥐의 섭식 행동을 살펴보았다. 생쥐가 야간 활동 단계에서 고지방 식단을 먹었을 때 상대적으로 날씬한 상태를 유지했습니다. 밤낮을 가리지 않고 같은 식단을 섭취한 사람들은 병적으로 비만이 되었습니다. 진행중인 연구는 이것이 인간의 식습관으로 어떻게 해석되는지 곧 보여줄 수 있습니다.
더군다나 일부 1,000가지 FDA 승인 의약품 우리 내부 시계에 의해 제어되는 표적 유전자. 즉, 약물이 투여되는 시간이 중요할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 콜레스테롤과 싸우는 스타틴은 저녁에 복용할 때 가장 효율적이므로 표적인 HMG-CoA 환원효소에 가장 잘 도달할 수 있습니다.
우리의 내부 시계는 개별적으로 인코딩되어 대부분의 사람들이 24시간 주기의 중간 범위에 속하지만 시계가 동기화되지 않은 올빼미를 포함하여 많은 이상값이 있습니다.
75명 중 1명은 시계 단백질 CRY1에 "야간 올빼미 돌연변이"가 있어 새벽까지 졸음을 지연시킬 것으로 예상됩니다. 이것은 올빼미가 아침에 깨는 것을 더 어렵게 만들 뿐만 아니라, 하루보다 긴 내부 시계로 인해 올빼미를 영구적인 시차 상태에 빠뜨립니다.
올빼미의 경우 수면 주기는 통제할 수 없습니다. 그러나 나머지 사람들에게는 더 쉽게 쉬고 건강을 개선하기 위해 취할 수 있는 조치가 있습니다.
개별 세포의 시계는 뇌에 의해 동기화됩니다. 눈으로 들어오는 빛은 뇌의 "마스터 시계"가 낮/밤 주기와 조화를 이루도록 도와줍니다. 그렇기 때문에 다른 시간대를 여행할 때 내부 시계가 더 이상 태양 주기와 일치하지 않습니다. 새로운 현지 시간으로 동기화하는 데 약 일주일이 걸립니다.
밤에 밝은 인공 조명은 마스터 시계에 아직 낮임을 알려서 셀룰러 시계가 따라잡기 위해 경쟁하게 만듭니다. 그렇기 때문에 밤에 너무 많은 밝은 빛을 보면 아무데도 가지 않고도 시차를 느낄 수 있습니다. 최근 한 연구에서는 단순히 밤에 전자책 보기 몇 시간 동안 잠을 더 잘 자고 다음날 주의력을 떨어뜨릴 수 있습니다.
"조명 위생"을 잘 실천하면 인공 조명으로 인한 방해를 최소화할 수 있습니다. 폭로하다 낮에는 밝은 빛에 충분히 노출되고 인공 조명에 대한 노출을 최소화하십시오. 황혼. 이러한 단계는 내부 생체 시계가 명암 주기와 동기화되어 좋은 수면 패턴과 전반적인 건강을 촉진하는 데 도움이 됩니다.
24시간 주기 리듬이 작동하는 방식에 대해 더 많이 배우면 삶의 자연스러운 리듬을 활용하는 치료 치료법을 더 잘 설계할 수 있습니다.
내 연구실에서 우리는 일주기 리듬을 지배하는 복잡한 분자 메커니즘을 연구합니다. 바라보면서 CRY1이 상호 작용하는 방식 다른 시계 단백질과 함께 우리는 유전된 돌연변이가 일주기 리듬을 어떻게 파괴할 수 있는지 이해하기를 희망합니다. CRY1의 올빼미 돌연변이는 언제 앞으로 나아가야 할지 모르는 나쁜 댄스 파트너처럼 파트너 단백질을 더 단단히 붙잡게 만드는 것으로 보입니다. CRY1이 적절한 타이밍에 파트너를 릴리스하지 않으면 시계에 의해 제어되는 모든 것의 타이밍이 지연됩니다.
우리가 이러한 메커니즘을 더 잘 이해할 수 있다면 인구의 상당 부분을 구제할 수 있는 신약의 발판을 마련할 것입니다. 아마도 우리는 올빼미의 내부 시계를 다시 약 24시간으로 단축하여 "정상적인" 시간에 잠을 잘 수 있도록 도울 수 있습니다.
생물학적 시간 기록의 복잡한 특성을 감안할 때 일주기 타이밍에 영향을 미치는 유전자가 더 많을 수 있습니다. 각 환자의 24시간 주기에 맞게 투여 시기를 조정하여 약물의 영향을 최대화하고 부작용에 대한 노출을 최소화한다고 상상해 보십시오. 고혈압이나 저콜레스테롤을 치료하기 위해 알약을 터뜨리기 전에 시계를 확인하는 환자를 상상해 보십시오. 이상적으로는 언젠가 Fitbit 유형 장치가 생체 리듬을 모니터링하여 생물학적 기능에 대한 정확한 실시간 측정을 제공할 것입니다.
이것은 말이 안 되는 소리처럼 들릴 수 있지만, 그리 멀지 않습니다. 과학자들은 현재 내부 시계 타이밍을 파악하기 위해 혈액에서 측정할 수 있는 바이오마커를 찾고 있습니다.
