สำหรับคนที่ไม่ง่วงจนถึงตี 2 นาฬิกาปลุกจะดังมาก
โล่งอกอาจจะอยู่บนขอบฟ้าด้วยการค้นพบฤดูใบไม้ผลินี้ของ การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่ทำให้เกิดพฤติกรรมนกฮูกกลางคืน.
ไม่ว่าคุณจะเป็นนกเค้าแมวกลางคืนหรือนกในยามเช้าที่ตื่นขึ้นมาอย่างสบายๆ ในแต่ละวันพร้อมกับแสงแดด นิสัยการนอนของคุณจะถูกควบคุมโดยจังหวะชีวิต นาฬิกาภายในเหล่านี้ควบคุมสุขภาพของเราได้แทบทุกด้าน ตั้งแต่ความอยากอาหารและการนอนหลับ ไปจนถึงการแบ่งเซลล์ การผลิตฮอร์โมน และการทำงานของหัวใจและหลอดเลือด
บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกเมื่อ บทสนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ โดย แคร์รี่ แอล. Partch รองศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์กายภาพและชีวภาพที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซ
เช่นเดียวกับหลายๆ คนที่ศึกษาความซับซ้อนของชีววิทยาเกี่ยวกับชีวิต ฉันมองโลกในแง่ดีว่าสักวันหนึ่งเราจะสามารถออกแบบยาที่ประสานนาฬิกาในเซลลูลาร์ของเราได้ ผู้บังคับบัญชาที่ขมวดคิ้วเมื่อมาสายอาจกลายเป็นอดีตไปแล้ว
เกือบทุกเซลล์ในร่างกายของคุณมีนาฬิกาโมเลกุล ทุกๆ 24 ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น โปรตีนนาฬิกาที่ทุ่มเทจะโต้ตอบกันในจังหวะช้าๆ ในระหว่างวัน การเต้นช้าๆ นี้ส่งผลให้เกิดการแสดงออกของยีนอย่างทันท่วงที สิ่งนี้ควบคุมว่ากระบวนการใดจะเกิดขึ้นในร่างกายของคุณ เช่น การหลั่งฮอร์โมน เช่น เมลาโทนินที่ส่งเสริมการนอนหลับ
ทำไมอาการหัวใจวายและโรคหลอดเลือดสมองถึงเกิดขึ้นบ่อยขึ้นสองถึงสามเท่าในตอนเช้า? ชอล์กที่ขึ้นอยู่กับนาฬิกาภายในของเราซึ่งประสานการเพิ่มขึ้นใน ความดันโลหิตในตอนเช้า เพื่อช่วยให้คุณตื่นขึ้น ทำไมวัยรุ่นควรฟังคำขอร้องของพ่อแม่ให้เข้านอน? เพราะโกรทฮอร์โมนของมนุษย์หลั่งวันละครั้งเท่านั้น เชื่อมโยงกับการนอนตอนกลางคืน.
เกือบทุกหน้าที่ทางชีววิทยาเชื่อมโยงกับนาฬิกาภายในของเราอย่างใกล้ชิด ร่างกายของเราได้รับการปรับให้เข้ากับวัฏจักรเหล่านี้อย่างละเอียดถี่ถ้วนซึ่งการหยุดชะงักที่เกิดจาก แสงประดิษฐ์ เพิ่มความเสี่ยงต่อโรคอ้วน โรคอักเสบเรื้อรัง และมะเร็ง
ช่วงเวลาของมื้ออาหารอาจส่งผลต่อสุขภาพของคุณได้เช่นกัน เมื่อคุณกินอาจมีความสำคัญมากกว่าสิ่งที่คุณกิน เมื่อหลายปีก่อน เรียน ดูพฤติกรรมการกินของหนูซึ่งเป็นสัตว์หากินเวลากลางคืน เมื่อหนูกินอาหารที่มีไขมันสูงในช่วงตื่นนอนตอนกลางคืน ผู้ที่รับประทานอาหารแบบเดียวกันทั้งวันทั้งคืนกลายเป็นคนอ้วนอย่างผิดปกติ การศึกษาที่กำลังดำเนินอยู่อาจแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้แปลเป็นนิสัยการกินของมนุษย์ได้อย่างไร
ยิ่งไปกว่านั้น บ้าง ยาที่ได้รับการรับรองจากอย. 1,000 ตัว ยีนเป้าหมายที่ควบคุมโดยนาฬิกาภายในของเรา นั่นหมายถึงช่วงเวลาของวันที่ใช้ยาอาจมีความสำคัญ ตัวอย่างเช่น สแตตินที่ต่อสู้กับโคเลสเตอรอลบางชนิดจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อรับประทานในตอนเย็น ดังนั้นจึงสามารถบรรลุเป้าหมายได้ดีที่สุด นั่นคือเอ็นไซม์ HMG-CoA reductase
นาฬิกาภายในของเรามีการเข้ารหัสแยกกัน โดยคนส่วนใหญ่อยู่ในช่วงกลางของรอบ 24 ชั่วโมง แต่มีความผิดปกติหลายอย่าง รวมถึงนกฮูกกลางคืน ซึ่งนาฬิกาไม่ตรงกัน
คาดว่า 1 ใน 75 คนจะมี "การกลายพันธุ์ของนกฮูกกลางคืน" ในโปรตีนนาฬิกา CRY1 ซึ่งจะช่วยชะลอความง่วงได้จนถึงช่วงกระจ้อยร่อย สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ทำให้นกฮูกกลางคืนตื่นขึ้นในตอนเช้าได้ยากขึ้นเท่านั้น แต่นาฬิกาภายในที่ยาวกว่าวันของพวกมันยังทำให้พวกเขาอยู่ในสถานะเจ็ทแล็กตลอดไป
สำหรับนกฮูกกลางคืน วงจรการนอนหลับส่วนใหญ่อยู่นอกเหนือการควบคุมของพวกเขา แต่สำหรับพวกเราที่เหลือ มีขั้นตอนที่เราสามารถทำได้เพื่อพักผ่อนให้ง่ายขึ้นและปรับปรุงสุขภาพของเรา
นาฬิกาในแต่ละเซลล์จะประสานกันโดยสมอง แสงที่ส่องเข้าตาช่วยให้ “นาฬิกาหลัก” ของสมองสอดคล้องกับวัฏจักรกลางวัน/กลางคืน ด้วยเหตุนี้ เมื่อคุณเดินทางไปยังเขตเวลาอื่น นาฬิกาภายในของคุณไม่ตรงกับวัฏจักรสุริยะอีกต่อไป ใช้เวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์ในการซิงค์กับเวลาท้องถิ่นใหม่
แสงประดิษฐ์ที่สว่างไสวในตอนกลางคืนจะบอกนาฬิกาหลักว่ายังเป็นเวลากลางวัน ทำให้นาฬิกาเซลลูลาร์ต้องแข่งกันเพื่อให้ทัน นั่นเป็นเหตุผลที่การเห็นแสงจ้ามากเกินไปในเวลากลางคืนสามารถทำให้คุณมีอาการเจ็ทแล็กได้โดยไม่ต้องออกไปไหน ผลการศึกษาล่าสุดชิ้นหนึ่งพบว่า การดู e-reader ในเวลากลางคืน สองสามชั่วโมงอาจทำให้การนอนหลับแย่ลงและตื่นตัวน้อยลงในวันถัดไป
คุณสามารถลดการรบกวนที่เกิดจากแสงประดิษฐ์ได้โดยการฝึก "สุขอนามัยของแสง" ที่ดี เปิดเผย ให้แสงสว่างเพียงพอในระหว่างวันและลดการเปิดรับแสงประดิษฐ์หลังจาก พลบค่ำ ขั้นตอนเหล่านี้จะช่วยให้นาฬิกาชีวิตภายในของคุณสอดคล้องกับวัฏจักรแสง/ความมืด ส่งเสริมรูปแบบการนอนหลับที่ดีและสุขภาพโดยรวม
เมื่อเราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของจังหวะชีวิต เราจะสามารถออกแบบการบำบัดรักษาที่ควบคุมจังหวะธรรมชาติของชีวิตได้ดีขึ้น
ในห้องแล็บของฉัน เราศึกษากลไกระดับโมเลกุลที่ซับซ้อนซึ่งควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจ โดยการมองดู CRY1 โต้ตอบอย่างไร ด้วยโปรตีนนาฬิกาอื่น ๆ เราหวังว่าจะเข้าใจว่าการกลายพันธุ์ที่สืบทอดมาสามารถสร้างความหายนะให้กับจังหวะชีวิตได้อย่างไร การกลายพันธุ์ของนกฮูกกลางคืนใน CRY1 ดูเหมือนจะทำให้โปรตีนของคู่หูจับแน่นขึ้น เหมือนกับคู่เต้นที่ไม่ดีที่ไม่รู้ว่าจะต้องไปต่อเมื่อใด เมื่อ CRY1 ไม่ปล่อยพันธมิตรด้วยจังหวะเวลาที่เหมาะสม มันจะชะลอเวลาของทุกสิ่งที่ควบคุมโดยนาฬิกา
หากเราเข้าใจกลไกเหล่านี้ได้ดีขึ้น จะเป็นการเปิดฉากสำหรับยาตัวใหม่ที่สามารถช่วยบรรเทาทุกข์ให้กับประชากรส่วนใหญ่ได้ บางทีเราอาจย่อนาฬิกาภายในของนกฮูกกลางคืนให้สั้นลงเหลือประมาณ 24 ชั่วโมง ช่วยให้พวกมันเข้านอนในเวลา "ปกติ"
เนื่องจากธรรมชาติที่ซับซ้อนของการจับเวลาทางชีวภาพ จึงมีแนวโน้มว่าจะมียีนอีกมากมายที่มีอิทธิพลต่อจังหวะเวลาของ circadian ลองนึกภาพการปรับระยะเวลาของขนาดยาให้เข้ากับวัฏจักรชีวิตของผู้ป่วยแต่ละราย เพิ่มผลกระทบของยาในขณะที่ลดการสัมผัสกับผลข้างเคียงให้น้อยที่สุด นึกภาพผู้ป่วยที่กำลังตรวจสอบนาฬิกาก่อนที่จะหยิบยาเพื่อรักษาความดันโลหิตสูงหรือลดคอเลสเตอรอล ตามหลักการแล้ว วันหนึ่งอุปกรณ์ประเภท Fitbit ของเราจะตรวจสอบจังหวะการมีชีวิตของเรา ทำให้เราตรวจวัดการทำงานทางชีวภาพแบบเรียลไทม์ได้อย่างแม่นยำ
นี่อาจฟังดูเป็นเรื่องไกลตัว แต่ก็ไม่ไกลนัก นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นหา biomarkers ที่สามารถวัดได้ในเลือดเพื่อหาเวลาของนาฬิกาภายใน
