Réinitialisation de nos horloges: Comment les minuscules chronométreurs travaillent de l'Organe
Jaillissant les horloges avancées par une heure ce dimanche (9 Mars), voyageant à travers les fuseaux horaires, à regarder un écran d'ordinateur tard dans la nuit ou le travail du troisième quart de travail ne sont que quelques exemples d'activités qui peuvent perturber nos rythmes quotidiens, ou circadiens,. Ces environ cycles de 24 heures influencent notre physiologie et le comportement, et ils sont entraînés par le réseau de minuscules chronométreurs de notre corps. Si nos routines quotidiennes tombent hors de synchronisation avec notre horloge biologique, le sommeil, métabolique et d'autres troubles peuvent en résulter.
Des chercheurs financés par les National Institutes of Health ont passé des décennies assemblant les mécanismes moléculaires de nos horloges biologiques. Maintenant, ils construisent sur cette connaissance de base pour mieux comprendre la relation complexe entre ces horloges, les rythmes circadiens et la physiologie - et, finalement, trouver des façons de manipuler les pièces mobiles pour améliorer nos vies modernes.
"Les implications sont très importantes quand vous pensez au sujet du potentiel impact sanitaire et économique», explique Michael Sesma du NIH, qui a suivi des progrès dans la recherche sur les rythmes circadiens depuis plus de 15 ans. En plus de traiter les troubles liés à l'horloge, il dit la capacité d'influencer nos horloges biologiques pourrait aider les soldats et les marins dans le combat, les pilotes de ligne et les équipages, les médecins des services d'urgence et d'autres qui ont besoin de rester vigilant pendant la nuit pendant de longues périodes de temps.
Les gens ont été fascinés par les rythmes quotidiens de la physiologie et le comportement des plantes et des animaux pendant des siècles, mais la recherche sur la biologie sous-jacente a commencé dans l'observation de 1960s. Les œufs de la mouche des fruits éclosent toujours à la même heure de la journée a conduit à l'identification d'un des gènes premier connus "d'horloge". Peu après, la recherche génétique supplémentaire sur les mouches des fruits a révélé plusieurs autres composants d'horloge. Les mouches des fruits sont un organisme modèle utilisé pour explorer un large éventail de processus biologiques, y compris l'étude du sommeil et d'autres comportements rythmiques.
"Nous ne pensons pas de mouches que dormir», déclare Sesma, "mais comme la plupart des organismes, ils ont une phase où leur activité ressemble à un état de sommeil."
Les études d'autres organismes modèles ont montré que les horloges biologiques fonctionnent de manière similaire à travers les espèces, y compris les humains. L'horloge est un système complexe de gènes et les protéines qui fonctionnent dans une boucle de rétroaction. gènes d'horloge contiennent des instructions pour la fabrication de protéines d'horloge, dont les niveaux de monter et descendre dans un modèle cyclique ou oscillant régulier. Ce modèle, qui peut être synchronisé, réinitialisé ou perturbé par des stimuli environnementaux, tels que la lumière, à son tour régule l'activité des gènes, influer sur les processus et les comportements physiologiques dans un schéma quotidien.
Dans une étude récente, une équipe de scientifiques de l'Université de Washington à St. Louis et l'Université de Californie, Santa Barbara, a constaté que, au moins chez les souris, un éclat supplémentaire d'une molécule appelée VIP pourrait aider les horloges biologiques adapter plus rapidement aux brusques changements dans jour-nuit indices. VIP est une petite molécule de signalisation que les cellules dans l'horloge maître de la libération du cerveau et reçoivent pour synchroniser les uns avec les autres et avec le temps local.
Alors que le coup de pouce de VIP a causé le garde-temps les cellules pour sortir de la synchronisation, ce qui les rend moins aptes à coordonner les rythmes quotidiens, il a amélioré leur capacité à re-synchroniser après un changement majeur dans le calendrier de la lumière. Pour les souris à l'étude, fournissant VIP supplémentaire la veille d'un changement de 8 heures dans le cycle lumière-obscurité réduit de moitié le temps, les animaux nécessaires pour adapter au nouvel horaire. La recherche, encore préliminaire, suggère que le système de contrôle de la libération de VIP dans le cerveau pourrait être une nouvelle cible pour le traitement des problèmes approches liées à l'horloge.
D'autres études sur les rythmes circadiens explorent des questions allant de: «Comment toutes les cellules de notre cerveau et le corps d'accord sur l'heure qu'il est?" et "là-bas boutons 'snooze' qui laissent les cellules ignorent leurs horloges sans altérer leur physiologie sont-ils?" à "Est-ce que l'heure du jour un médicament est pris influence son efficacité?"
