Nobeli preemia kehakella avastuse eest

Nobeli preemia kehakella avastuse eest

07.11.2017

Alljärgnevalt selgitame, miks see avastus nii oluline on.

- Jeffrey Hall, Michael Rosbash ja Michael Young said 2017. aasta Nobeli füsioloogia- ja meditsiinipreemia "ööpäevarütme kontrollivate molekulaarsete mehhanismide avastamise eest".
- Teie ööpäevarütmid, mida tuntakse ka sisemise kehakellana, aitavad reguleerida seda, millal olete ärkvel või unine – ja veel paljut muudki.
- Kehakella eiramine tähendab bioloogia eiramist ja sellel võivad olla tõsised tagajärjed tervisele.

See, kas olete lõoke või öökull, ei ole suvaline eelistus või kalduvus. See on miski, mis on meie bioloogilise koostise fundamentaalne osa – ja miski, mille eiramine toimub meie omal vastutusel.

2. oktoobril 2017 said Jeffrey Hall, Michael Rosbash ja Michael Young 2017. aasta Nobeli füsioloogia- ja meditsiinipreemia "ööpäevarütme kontrollivate molekulaarsete mehhanismide avastamise eest," teatas Nobeli komitee.

Teisisõnu oli neil teadlastel võtmeroll avastuses, kuidas rakud reguleerivad organismides ka kronotüübi või ööpäevarütmina tuntud sisemist kella, mis määrab, kas inimesed tunnevad end erksate või unistena.

Avastust peeti Nobeli auhinna vääriliseks, kuna see näitab, kuidas bioloogia reguleerib elusolendite kehakella - alates äädikakärbestest, kellega teadlased töötasid, kuni inimesteni välja.

Kronobioloogid, kes seda tüüpi uuringutega tegelevad, peavad antud avastust väga oluliseks, sest alles pärast kehakella kui bioloogilise fakti aktsepteerimist saame me täiel määral aru, millist rolli see meie tervise seisukohalt mängib. Meie kehakellal on tohutu mõju sellistele teguritele nagu vähirisk, vaimne tervis ja ülekaal.
"Mõned inimesed arvavad siiani, et kehakell on pigem midagi esoteerilist kui sügavalt bioloogiline funktsioon," kirjutab kronobioloog Till Roenneberg oma raamatu "Internal Time: Chronotypes, Social Jet Lag, and Why You're So Tired*" osas, kus tutvustatakse Rosbashi katseid äädikakärbestega.

Mõned arvavad, et bioloogiline kell valmistab probleeme vaid nn tundlikele inimestele, kirjutab Roenneberg. See selgitab ka üldist arusaama, nagu saaksid inimesed oma loomulikku rütmi muuta, et sobituda töökoha või kooli poolt nõutava päevakavaga. Ent meie teame, et bioloogilist kella saab muuta vaid väikeses ulatuses ja ainult mõnede inimeste puhul.

"Ja ometi tõestavad bioloogilised andmed kuni molekuli- ja geenitasemeni, millisel määral on meie sisemise ajastussüsteemi taga bioloogia," kirjutab Roenneberg.


Isegi taimedel on sisemised kellad. Taimed avanevad päeval ja sulguvad öösel, aga Jean Jacques d’Ortous de Mairan avastas, et isegi täielikus pimeduses hoitavad taimed jätkavad sama rütmi järgimist.

Päev ja öö geneetilisel tasandil

Nobeli komitee pressiteates selgitatakse, et kolm Nobeli preemia laureaati eraldasid aastal 1984 esimesena "perioodilisuse geeni", mis reguleerib äädikakärbeste sisemist kella. (Geen avastati juba 1970ndatel aastatel, aga seda ei eraldatud.)

Hall ja Rosbash avastasid, et sellel geenil on oluline roll – tema mõjul toodavad rakud PER-valku, mis koguneb öö jooksul ja kaob päeval. Teadlased tegid kindlaks, et perioodilisuse geeni mõjul koguneb PER-valk seni, kuni see perioodilisuse geeni välja lülitab. Kui valgu tase piisavalt langeb, aktiveerub geen uuesti, kodeerides rohkema valgu tootmist.

Young avastas 1994. aastal teise kehakella geeni nimega "ajatu". See geen tekitab valku, mis ühineb PER-valguga, andes sellele võime siseneda rakutuuma, et aktiivsust blokeerida. Ja veel üks tema poolt avastatud geen aitab seda protsessi reguleerida, et sobituda 24-tunnise tsükliga.

Sisemist kella aitavad reguleerida ka muud bioloogilised aspektid, sealhulgas hormoonid ja teised geenid. Otsustav roll on valgusel, mis aitab käivitada kehakella faase. See on ka põhjuseks, miks meil sisemine kell üldse olemas on.

Bioloogiliste olenditena ei saa me ööpäevaringselt oma energiataseme tipus olla. Vahel peame olema äärmiselt erksad ja võimelised kiiresti reageerima ja siis hoopis sööma, puhkama ja magama, et energiat koguda. Meie kehakell reguleerib neid faase ja just seepärast enamus meist öösel magab ja päeval on ärkvel, kuigi inimesed erinevad üksteisest suuresti selle poolest, millal nad on kõige erksamad ja millal kõige unisemad - seda reguleerib geneetika ja muud tegurid. 

Omavahel koostööd tegevate füüsilise tsükli ja bioloogiliste tegurite olemasolu mõistmine võimaldab selgitada, miks on raske äkki öö läbi ärkvel olla, uute ajavöönditega kohaneda või hommikuti varem ärkama hakata: terve teie keha kuni viimse rakuni vajab kohanemiseks aega.

Kehakella eiramise surmavad tagajärjed

Sisemise kella olemasolu tõttu on meil teatud päevakava, kuigi see kell ei ole alati selline, nagu me sooviks - mõned meist on õhtu- ja teised hommikuinimesed.
Aga vähemalt määrab see päevakava ära, millal me oleme unised, millal näljased ja seedime toitu kõige paremini, millal oleme vaimselt kõige ärksamad ja millal füüsiliselt kõige võimekamad.
Ent kui meie elurütm ei ole meie kehakellaga vastavuses, hakkavad asjad allamäge minema. Öises vahetuses töötamine ja öösel eredas valguses viibimine (mis võib hakata kehakella nihutama) võib põhjustada sisemist ööpäevase rütmi segiminekut. Sama juhtub siis, kui lennukiga uude kohta lendate.
Inimesed, kelle päevakava pidevalt muutub ja kes ei saavuta selles osas järjepidevust, kogevad kõige tõsisemaid probleeme. Neid ähvardab sagedamini kehakaalu tõus, samuti psüühilised haigused nagu ärevushäired või depressioon, lisaks toimuvad nende organismis bioloogilised muutused, mis on piisavalt olulised selleks, et Rahvusvaheline Vähiuuringute Keskus vahetustega töötamise "võimalikuks inimesi ohustavaks kantserogeeniks" on klassifitseerinud.
Just seetõttu arvavad uneuuringutega tegelevad teadlased, et regulaarne päevakava on olulisem kui miski muu.  
Oma ööpäevarütmi igapäevaeluga sobitada püüdmine ei ole mitte ainult eelistuse küsimus – see on bioloogiline teema, mis võib selgitada, miks ühe päevakava korral õnnestub teil kõik ja teise korral ei tundu miski õigena.


*"Sisemine aeg: kronotüübid, ühiskondlik ööpäevase rütmi segiminek ja miks sa nii väsinud oled"

Loe originaalartiklit siit

Autor Kevin Loria