Kroppsklokkene våre får ikke mye respekt.
Jada, vi snakker om dem hele tiden: “Jeg er ikke en morgenperson” eller “Jeg er sååååååå.” Vanligvis er det bare å snakke eller å spille biologikort hvis vi føler oss spesielt dysfunksjonelle.
Men vår interne klokke, faktisk, ser ut til å være en kraftig styrke i å holde oss sunne. Og nå som tre amerikanske døgnrytme forskere vant Nobelprisen i fysiologi eller medisin i fjor, blir dens innvirkning på hvordan vi føler oss og hvordan vi fungerer, tatt mer alvorlig i det medisinske samfunnet.
Disse forskerne gjorde poenget med at gener som er bundet til kroppsklokkene våre, spiller en kritisk rolle i alt fra hormonnivået og kroppstemperaturen til søvnsyklusene og til og med vår oppførsel. Det antas nå at mellom 30 til 50 prosent av genene våre har aktivitet regulert av døgnrytmer, inkludert de som er en del av immunforsvaret vårt.
"Det er massevis av bevis som viser at tilstander som depresjon, diabetes, hjertesykdommer og Alzheimers har en forbindelse til kroppen din klokke, " sier Rosemary Braun, adjunkt i forebyggende medisin ved Northwestern University Feinberg School of Medicine.
"Hva, om vi kunne oppdage en persons fysiologiske tid?"
Hva er klokka?
Braun er en del av et forskerteam på Northwestern som har tatt et stort første skritt for å gjøre nettopp det. I en studie som nylig ble publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences, rapporterte forskerne om utviklingen av en blodprøve som de sier kan oppdage hvilken tid det er i en persons kropp.
Braun sier at testen, kalt TimeSignature, kan komme innen halvannen time etter å ha vurdert en persons biologiske tid. En sannsynlig fordel er at det kan hjelpe legene med mer presisjon når medisiner - enten det er en blodtrykkspille eller cellegift - ville være mest effektive.
"Det kan være mer fornuftig å ta medisinen din på en gang i motsetning til en annen, " sier Ravi Allada, professor i nevrobiologi ved Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences og en av studiens medforfattere. "Og denne testen kan hjelpe oss med å bestemme når du skal ta den pillen."
Ved å finne den beste tiden å ta et middel, kan lavere doser brukes, og det kan redusere risikoen for bivirkninger.
Allada bemerker at mange aspekter av sykdom er relatert til våre indre klokker, for eksempel når en på dagtid kan ha størst risiko for å få et hjerteinfarkt eller et astmaanfall. Han gjentar Brauns poeng om en mistenkt kobling mellom en forstyrret kroppsklokke og kroniske helseproblemer.
"Du kan tenke på klokken som dirigent for et orkester, og alt må skje på et passende tidspunkt, " sier Allada. "Men hvis du forstyrrer dirigenten, har du ikke musikken lenger."
Lese genmønstre
Tanken på at blodprøver kan brukes til å etablere kroppens kroppstid, er ikke ny. Men tidligere ville det krevd at en person fikk blod trukket hver times tid store deler av en dag, en prosess som er både kostbar og svært upraktisk.
Men med TimeSignature, må blod tas to ganger på en dag, og målet er å få det ned til en prøve. Så, hvordan kunne forskerne forenkle prosessen så dramatisk?
Kunstig intelligens.
Spesielt samlet de blodprøver annenhver time fra en gruppe testpersoner og utvidet dataene med målinger fra fire andre studier. Deretter skrev de en algoritme som ledet en datamaskin for å analysere 20 000 forskjellige gener og lete etter mønstre i tidspunktet for "genuttrykk" - når DNA konverteres til et produkt, for eksempel protein. Til syvende og sist kunne maskinen begrense antallet til 41 gener som sterkest viste genaktivitet i forskjellige tider av døgnet. Fra dette var det i stand til å korrelere et tidspunkt på dagen med aktivitet i de 41 genuttrykksmarkørene.
"Vi hadde en ide om at vi ville være i stand til å bruke aktivitet i disse genene og jobbe bakover og være i stand til å utlede hvilken tid på døgnet det er i kroppen din, " sier Braun.
Så langt har TimeSignature bare blitt brukt til å teste friske personer. Ved å analysere blodprøver, klarte det å utlede tiden blodet ble trukket.
Braun sier at fremtidig forskning vil fokusere på å bestemme den biologiske tiden til mennesker hvis kroppsklokker ikke er synkronisert med sanntid.
Kenneth Wright er direktør for Sleep and Chronobiology Laboratory ved University of Colorado, Boulder. Han var ikke involvert i studien, men setter pris på testens potensiale.
"Å kunne nøyaktig og enkelt bestemme intern døgntid har viktig relevans for å bestemme døgnhelsen til en person og for den optimale tidspunktet for behandlingene, " sier han.
"Den nye teknikken er et fremskritt, " tilføyer Wright, "men den må testes for å se hvor nøyaktig den kan forutsi faktisk indre biologisk timing av mennesker. Funnene fra studien viser at den nye teknikken kan forutsi klokketimen som prøven ble tatt, ikke den biologiske tiden til personen. ”
Allada erkjenner at det kan være et avvik mellom kroppens klokketid og "veggklokketid", men sier at de friske forsøkspersonene de testet, førstnevnte var en "nær tilnærming" til sistnevnte.
Å forutsi risiko
Mens Northwestern har søkt patent på selve TimeSignature-blodprøven, har den gjort algoritmen bak den tilgjengelig for andre forskere. Braun sier at det er lovende at testen fungerer i andre laboratorier utenfor, og at den har vist seg å være "robust" - at estimatet av den enkeltes interne tid ikke ser ut til å bli kastet av tilfeldige hendelser, for eksempel en utenlandsk flytur gjennom flere tidssoner.
Det øker sjansene for at en blodklokkeprøve en dag kan bli en standard del av en årlig kontroll.
Allada mener at gitt forbindelsen mellom forstyrrede kroppsklokker og forskjellige helsemessige forhold, kan testen en dag brukes til å forutsi hvem som kan ha en høyere risiko for å utvikle visse sykdommer. Dette kan være spesielt nyttig i behandling av tilstander som Alzheimers, der symptomene vanligvis ikke er synlige før sykdommen har kommet betydelig.
"Hvis noens kroppstid er langt borte fra hva den skal være, kan det være en disponerende risikofaktor for en sykdom, " sier Allada. ”Det store fremskrittet her er å kunne måle en biologisk prosess som vi vet er viktig når det gjelder sykdommer, og gjøre det på en måte som er praktisk, at noen kan gå inn på legekontoret og få blodet sitt og finne ut av dette .”
