Đồng hồ sinh học tiếng anh là gì

     

Giải Nobel sinh lý học cùng Y học tập năm 2017 được trao cho tía nhà công nghệ Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash và Michael W. Young với phần nhiều phát hiện tại về các loại gene kiểm soát điều hành nhịp sinh học mặt hàng ngày- circadian rhythm, hay nói một cách khác là đồng hồ sinh học tập – biological clock.Bạn đang xem: Đồng hồ sinh học tiếng anh là gì

Vậy tò mò này có ý nghĩa gì và có tương quan gì đến sức mạnh nói thông thường và ung thư nói riêng hay không, mời các bạn tham khảo bài trình làng dưới đây.

Bạn đang xem: đồng hồ sinh học tiếng anh là gì

1. Reviews về đồng hồ sinh học

Cuộc sống của sinh đồ dùng trên trái khu đất được điều chỉnh theo sự chuyển phiên quanh trục của Trái đất. Trong không ít năm chúng ta đã biết rằng sinh vật sống bao gồm cả bé người, gồm một đồng hồ sinh học tập trong cơ thể, giúp dự kiến và mê say nghi cùng với nhịp điệu thường ngày. Nhưng đồng hồ sinh học thao tác như thay nào?? Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash và Michael W. Young đã làm cho sáng tỏ các hoạt động bên trong của hệ thống này và giải thích làm thay nào thực vật, động vật hoang dã và con bạn thích nghi nhịp sinh học của họ để nó được đồng hóa với sư tải của Trái Đất.

Sử dụng ruồi giấm làm quy mô nghiên cứu, những nhà nghiên cứu đã phân lập được một gen điều hành và kiểm soát nhịp sinh học sản phẩm ngày. Họ cho biết thêm rằng ren này mã hóa một protein tích tụ trong tế bào vào ban đêm, và bị phân hủy vào ban ngày. Sau đó, họ khẳng định các yếu tắc protein bổ sung của khối hệ thống này, tự đó làm rõ cơ chế điều khiển và tinh chỉnh của cái “đồng hồ tự động” bên phía trong tế bào. Như vẫn nói, các đồng hồ sinh học tập có công dụng tương tự vào tế bào của các sinh vật đa bào khác nhau, bao gồm cả con người.

Đồng hồ sinh học này điều chỉnh các chức năng quan trọng như hành vi, sự hình thành các hormone, giấc ngủ, nhiệt độ độ khung người và sự dàn xếp chất. Sức khoẻ của họ bị tác động khi đồng hồ đeo tay sinh học bên phía trong và môi trường bên phía ngoài không cân xứng với nhau. Lấy ví dụ như khi bọn họ đi đồ vật bay, đi qua không ít múi thời gian khác nhau và bị một hiện tượng là lệch múi tiếng được gọi là “JET LAG”. Các nghiên cứu cho thấy sự xô lệch giữa lối sống của bọn họ và đồng hồ bên phía trong cơ thể có liên quan đến sự tăng thêm nguy cơ mắc các bệnh không giống nhau (sẽ được đề cập tại đoạn sau).

Trong trong thời gian 1970, Seymour Benzer với sinh viên của ông là Ronald Konopka sẽ đặt ra câu hỏi liệu có thể xác định được những gen điều khiển nhịp sinh học tập ở ruồi giấm xuất xắc không, cùng họ đã chứng tỏ rằng các đột trở nên trong một ren không rõ đã làm gián đoạn đồng hồ sinh học tập của ruồi. Họ vẫn đặt tên mang đến gen này là period. Mà lại làm chũm nào gen này có thể ảnh hưởng đến nhịp sinh học?

Đến năm 1984, Jeffrey Hall cùng Michael Rosbash trên Đại học Brandeis ở Boston, và Michael Young trên Đại học tập Rockefeller ở new york đã thành công trong bài toán cô lập ren peroid. Jeffrey Hall và Michael Rosbash kế tiếp đã phát hiện ra rằng PER, protein được mã hoá do gen period, được tích lũy vào đêm hôm và bị thoái hoá vào ban ngày. Do đó, nút protein PER xấp xỉ trong chu kỳ 24 giờ, đồng bộ với nhịp sinh học.

Mục tiêu chính tiếp theo sau là hiểu được những giao động tuần hoàn này được tạo ra và gia hạn như cố gắng nào. Jeffrey Hall cùng Michael Rosbash đưa ra giả thuyết rằng chính protein PER kích hoạt sự hoạt động của gen peroid. Họ đang lý luận rằng bởi một vòng lặp ức chế (negative feedback loop), protein PER hoàn toàn có thể ngăn sự phiên mã của gene period và vị đó điều chỉnh mức độ biểu hiện của chính nó theo một nhịp tuần hoàn tiếp tục (Hình 1).


*

Hình 1: Minh hoạ hoạt động của gen peroid. Hình minh hoạ cho thấy chuỗi sự kiện diễn ra trong suốt một xấp xỉ 24 giờ. Khi ren period hoạt động, mRNA period được thực hiện. MRNA được vận chuyển mang lại tế bào hóa học của tế bào và bảo vệ cho vấn đề sản xuất protein PER. Protein PER tích điểm trong nhân của tế bào từ kia ức chế hoạt động vui chơi của gen period.

Tuy quy mô đã được giới thiệu nhưng chưa giải thích rõ được protein PER vào nhân như thế nào. Để ngăn chặn hoạt động vui chơi của gen period, protein PER, được tạo thành trong tế bào chất, sẽ buộc phải đến nhân tế bào, vị trí có vật liệu di truyền. Jeffrey Hall với Michael Rosbash đã cho là protein PER được hội tụ trong nhân vào ban đêm, mà lại làm cầm nào nó ngơi nghỉ đó? Năm 1994 Michael Young phát chỉ ra một gen đồng hồ thứ hai gọi là timeless, mã hóa đến protein TIM, cần có cho một nhịp sinh học bình thường. Ông đã cho rằng khi TIM đính với PER, hai protein này rất có thể đi vào nhân tế bào, chỗ chúng ức chế buổi giao lưu của gen period để hoàn chỉnh vòng lặp ức chế.


*

2. Đồng hồ nước sinh học tập ở người

Tất cả những sinh vật nhiều bào, bao hàm cả bé người, sử dụng một cơ chế giống như để kiểm soát nhịp sinh học. Một lượng lớn các gen của chúng ta được cân bằng bởi đồng hồ đeo tay sinh học, và cho nên một nhịp sinh học được điều tiết cẩn trọng giúp cho việc thích ứng sinh lý học tập của họ với những giai đoạn khác nhau trong ngày.


*

Phía sau đôi mắt, trong vùng óc điều khiển hệ thống dây thần tởm tự trị (autonomic nervous system) là một khu vực được gọi là nhân trên chéo – suprachiasmatic nucleus (SCN). SCN y hệt như trung vai trung phong điều khiển đồng hồ sinh học của bọn chúng ta. Số đông chiếc đồng hồ này sẽ cố phiên tinh chỉnh và điều khiển nhịp độ mặt hàng ngày, bao hàm cả chu kỳ thức ngủ từng ngày bằng cách thông báo các tín hiệu trời sáng hoặc tối.


*

Các vết hiệu nhận ra của đồng hồ đeo tay sinh học trong khung hình là nhiệt độ khung người và nồng độ cortisol với melatonin trong máu tương. Võng mạc cảm nhận ánh sáng phân các loại và truyền thông tin cho tới vùng SCN, khi tối xuống, khi nhưng mà mức ánh sáng giảm dần, hormone melatonin được sinh ra vày tuyến tùng với gây ra cảm giác buồn ngủ. Vào ban ngày sẽ có được tín hiệu tới con đường thượng thận tiết hooc môn cortisol giúp bọn họ cảm giác tỉnh táo.

Ở người, khối hệ thống gen kiểm soát nhịp điệu sinh học trong số mô nước ngoài vi bao gồm họ gen PER gồm có gen PER1, 2 với 3; gen Cryptochrome 1 cùng 2 (CRY1-2), ren CLOCK, gene BMAL-1-2, và NPAS2.

Trong con người, nhịp sinh học điều hòa cơ thể hoạt động theo ngày và đêm bằng phương pháp điều chỉnh những hormone, nhiệt độ cơ thể, đưa hóa cùng tăng trưởng tế bào từ đó giúp điều hòa quy trình ngủ xuất xắc thức, nhà hàng và cá huyết áp của cơ thể.

3. Các yếu tố tác động đến nhịp sinh học ở người

Nhịp sinh học tập bị tác động và bị cách trở bởi cả yếu tố môi trường xung quanh và những yếu tố di truyền.

Yếu tố môi trường:

Ánh sáng vào đêm hôm và ánh nắng nhân tạo: việc tiếp xúc với ánh nắng vào đêm hôm và ánh sáng tự tạo nhiều dẫn tới việc ức chế lượng melatonin lưu lại thông và thay đổi mức độ cortisol, estrogen và một số androgens khác.

Sự ổn định melatonin trong tiết tương là rất đặc trưng đối với nhiều các quá trình sinh lý như thu gom các gốc trường đoản cú do, cân bằng sự tiết các hormone và thăng bằng năng lượng. Vày vậy, sự ngăn cách của nhịp độ melatonin có liên quan đến một số trong những bệnh, nhất là ung thư.

Một giữa những điều kiện sống thường nhìn thấy liên quan lại đến hiện tượng kỳ lạ này kia là thao tác làm việc theo ca (Shift work). Hầu như người thao tác làm việc vào đêm hôm hay thao tác luân phiên theo ca chẳng hạn như công nhân, cảnh sát, cứu hỏa, và nhân viên cấp dưới y tế, phi công liên tiếp tiếp xúc với ánh nắng vào trời tối làm gián đoạn nhịp sinh học tập và rất có thể gây hại đến sức khoẻ.

Sóng điện từ: có thể trực tiếp ảnh hưởng đến hoạt động điện của SCN. Một số trong những nghiên cứu chứng minh tác động của sóng điện từ từ khá nhiều nguồn, bao hàm đường cáp sạc và smartphone di động tác động ảnh hưởng đến hoạt động vui chơi của điện não.

Yếu tố di truyền:

Các yếu đuối tố tương quan đến hormone melatonin: Thụ thể Melatonin là một thành phần của mình gen G-protein coupled receptor, các đột vươn lên là của gene mã hóa thụ thể melatonin rất có thể có định hướng gây ra các hội triệu chứng về chuyển hóa với ung thư. Bên cạnh ra, các đột biến trong những enzym gia nhập vào quá trình tổng đúng theo melatonin dẫn tới sự ức chế mức melatonin lưu thông từ kia làm ngăn cách nhịp sinh học tập trong cơ thể.

Xem thêm: Những Câu Thơ Buồn Về Cuộc Sống Bế Tắc, Mệt Mỏi, Buồn Chán Hay Nhất

Các yếu tố gen đồng hồ đeo tay sinh học: Một trong những yếu tố quan trọng trong nhịp sinh học đó là các gen điều khiển quy trình này như đang nói làm việc trên. Các gen này tương quan đến các quá trình đặc biệt trong tế bào như điều hòa quy trình tế bào, sự tăng trưởng cũng giống như sửa chữa các sai hỏng DNA. Nhiều tác dụng nghiên cứu vớt còn cho biết các ren như Per1, 2 chuyển động như những gen ức chế khối u. Bởi vì vậy các gen này còn có vai trò không còn sức đặc biệt quan trọng và sự biến đổi các gen này liên quan đến các loại dịch cả cả ung thư

4. Sự đứt quãng nhịp sinh học và những loại bệnh

4.1. Các hội bệnh chuyển hoá và bự phì

Sự hiệp thương chất và chuyển hóa là chìa khóa của cuộc sống của bất kỳ sinh đồ vật nào, quy trình này rất cần được tối ưu hóa một cách tác dụng khi môi trường đổi khác liên tục giúp sinh thiết bị tồn trên được. Sự đứt quãng sinh học (do sự lệch lạc giữa đồng hồ đeo tay nội cỗ và các tín hiệu bên phía ngoài hoặc mất kiểm soát điều hành do sự chuyển đổi của các gen đồng hồ) liên quan đến việc gia tăng nguy cơ béo phì, tiểu mặt đường và hội triệu chứng chuyển hóa.

Gần như tất cả các nhiều loại tế bào động vật hoang dã có vú đều phải có chứa một đồng hồ thời trang phân tử theo chức năng, bao hàm mô gan, cơ, với mỡ.

Gan là trong những cơ quan đưa hóa đặc biệt quan trọng nhất của cơ thể. Nhịp sinh học gồm một vai trò đặc biệt quan trọng trong quy trình trao đổi chất của gan, vày glucose, axit mật, lipid và cholesterol phần lớn phải điều chỉnh theo thời gian.

Trong đó, sự cân bằng glucose và lipid là giữa những quy trình gửi hóa đặc trưng của cơ thể và tương quan đến nhiều bệnh dịch thường gặp. Việc duy trì sự hấp phụ glucose rất quan trọng đặc biệt đối với chức năng sinh lý của phần nhiều các loại tế bào. Đặc biệt các tế bào não cùng hồng cầu gần như là chỉ áp dụng glucose làm nhiên liệu. Glucagon và insulin, được tổng hợp với phóng ưa thích từ những tế bào tụy α với β tụy nhằm mục đích điều hòa các quá trình chuyển hóa trong gan. Sự mất kiểm soát, đặc biệt là insulin, hoàn toàn có thể dẫn mang lại đái cởi đường các loại 2 và hội chứng kháng insulin. ở kề bên đó, đồng hồ đeo tay sinh học đóng một mục đích trong bài toán điều hòa lượng lipid trong tiết tương với mô, bao gồm triglycerides, cholesterol và các axit phệ tự do. Triglycerides thu được từ bữa ăn, được vận chuyển đến gan, nơi chúng được sử dụng hay lưu trữ. Trong quy trình tiến độ không ăn uống, tế bào mỡ được ly giải để tạo ra axit to tự do, cũng rất được vận chuyển mang lại gan. Chế độ ăn có hàm lượng hóa học béo hoàn toàn có thể góp phần dẫn mang lại sự cách quãng đồng hồ nước sinh học tập và các gen điều khiển và tinh chỉnh nó, tự đó tạo ra nhiều vấn đề sức khỏe.

Các biểu thị kích thích nạp năng lượng là số đông yếu tố đặc trưng trong sự cân đối năng lượng, nhịp sinh học với hành vi ăn uống. Leptin là 1 trong những hormone tuần hoàn đa phần được ngày tiết ra bởi những mô mỡ màu trắng, nó biểu đạt rõ nhịp sinh học, cùng được hotline là “hormone khiến no”. Leptin tác động đến hoạt động sinh lý bằng phương pháp điều chỉnh cảm hứng đói cùng sử dụng tích điện trao đổi chất bằng cách gắn kết cùng với thụ thể của nó trong ARC ở vùng bên dưới đồi, vào gan và những cơ quan liêu khác. Các nghiên cứu cho thấy thêm sự tăng thêm lượng leptin tuần hoàn liên quan nghiêm ngặt đến căn bệnh béo phì.

4.2. Những bệnh tim mạch

Điều hòa khối hệ thống tim mạch một cách tuần hoàn đã làm được biết tới từ những năm 1960. Những gen điều hòa nhịp sinh học được biểu lộ một cách nhịp nhàng ở mô tim theo sự đổi khác của thời gian. Buổi giao lưu của tim cùng huyết áp cũng rất được tìm phát âm là có sự cân bằng của đồng hồ sinh học trong cơ thể. Nhiều biểu hiện lâm sàng của bệnh về tim mạch cho thấy thêm hệ thống tim mạch bị tác động bởi những nhịp sinh học. Các nghiên cứu cho thấy thêm sự đứt quãng nhịp sinh học tập là trong số những nguyên nhân gây ra những bệnh như nhồi huyết cơ tim, thiếu máu cơ tim, tự dưng quỵ, và thời điểm hay xảy ra các bệnh này là vào hầu hết giờ đầu tiên trong ngày rộng là các thời gian khác.

4.3. UNG THƯ

Như sẽ nói, các gen ổn định nhịp sinh học tập còn thâm nhập vào điều khiển các quá trình quan trọng khác trong tế bào như thỏa mãn nhu cầu với các sai hỏng DNA, điều hòa chu trình tế bào. Cùng ngày càng có nhiều chứng cứ khoa học cho thấy sự đứt quãng của nhịp sinh học vì mất điều hòa các gen đồng hồ sinh học liên quan đến các dạng ung thư khác nhau ở người. Sự gián đoạn của nhịp sinh học làm cho tăng quá trình phát triển, di căn của khối u, với việc hồi sinh nhịp sinh học tất cả khả năng nâng cấp việc tiên lượng ung thư.

Sau đó là một số kết quả nghiên cứu cho biết sự tương quan giữa các gen điều hòa nhịp sinh học với ung thư sinh hoạt người:

Per1/2 được xem như như các gen ức chế khối u, việc giảm biểu lộ của gene Per1 với Per2 được ghi nhận ở một trong những khối u vú. Sự methyl hóa (gắn đội methyl) vào vùng promoter( vùng khởi đầu sự phiên mã của DNA thành RNA) của ren Per1 cùng Cry1 rất có thể dẫn mang đến sự sinh tồn của các tế bào ung thư vú thông qua việc không hoạt động biểu hiện những ren này và làm cách quãng nhịp sinh học tập của tế bào. Sự giảm biểu hiện gen Per2 có tác dụng tăng protein β-catenin cùng cyclin D, dẫn mang đến sự ngày càng tăng tế bào ung thư ruột già và sự hình thành polyp đường ruột và đại tràng.

Sự bất hoạt ren Bmal1 thông qua sự methyl hóa vượt mức vùng promoter, phá vỡ đồng hồ sinh học của tế bào, dẫn mang đến mất nhịp sinh học của các gen phương châm như c -mic, catalase với p300, góp thêm phần vào sự trở nên tân tiến ung thư tiết ác tính, ung thư bạch huyết không Hodgkin với bệnh bạch huyết cầu lympho cấp cho tính. Sự giảm thể hiện các gene Per1,2, 3, CRY1-2, CK1e cùng TIM được tìm kiếm thấy sinh sống những người mắc bệnh bị bệnh bạch cầu tủy mãn tính.

Sự rối loạn của những gen ổn định nhịp sinh học là giữa những cơ chế cơ bạn dạng thúc đẩy quy trình u trung biểu tế bào (Mesothelioma). Sự thể hiện của các gen tiền ung thư (proto-oncogene) c-myc cũng tuân thủ theo đúng nhịp sinh học, tựa như với gen Per1 trong chiếc tế bào thần khiếp (neuroblastoma). Tỷ lệ biểu hiện của Per1 với Per2 nghỉ ngơi tế bào u thần kinh đệm (glioma) thấp hơn những so với các tế bào không ác tính. Các nghiên cứu khác còn cho thấy thêm Per1 và Per2 có liên quan đến việc ngăn chặn sự tăng thêm các tế bào ung thư tuyến đường tụy.

Sự cách biệt nhịp sinh học có tác dụng tăng sinh ung thư gan, ung thư phổi do rối loạn sự biểu lộ các ren như Per2, Bmal1 và có thể tham gia vào quy trình khởi phát, di căn khối u.

Sự giảm biểu thị của các gen Cry1 với Bmal1 có tương quan đến ung thư biểu mô phòng trứng. Sự phá vỡ đồng hồ đeo tay sinh học, bởi methyl hóa promoter ở gene Per1, Per2 hoặc Cry1 có tương quan đến sự cải cách và phát triển ung thư nội mạc tử cung.

Sự tăng biểu lộ của protein TIM được ghi phân biệt ở nhiều bệnh nhân ung thư trực tràng.

Ung thư con đường tiền liệt là nhiều loại ung thư thịnh hành ở nam, sự gián đoạn nhịp sinh học rất có thể là một yếu hèn tố nguy hại mới trong bài toán tạo khối u đường tiền liệt bên cạnh một số yếu tố nguy cơ khác của một số loại ung thư này là tuổi già, chi phí sử mái ấm gia đình và chủng tộc.

Nhiều phân tích cũng cho biết việc bớt melatonin vào đêm hôm do xúc tiếp với tia nắng có liên quan đến một vài loại ung thư như ung thư vú, ung thư dạ dày và cả ung thư con đường tiền liệt.

TỔNG KẾT

Các ren nhịp sinh học tập có chức năng điều chỉnh sự biểu lộ của các gen không giống theo nhịp tuần hoàn, cùng dẫn đến dao động từng ngày của các protein. Vị đó,phá vỡ lẽ sự uyển chuyển này sẽ tác động tới biểu lộ các gen, protein, dẫn mang đến mất kiểm soát tế bào cùng hâụ trái là những loại bệnh gian nguy như tè đường, tim mạch, béo tốt và đặc biệt là có thể gây ung thư. Kề bên đó, nhiều nghiên cứu cho biết hiệu quả thực hiện nhiều các loại thuốc, các liệu pháp điều trị bệnh dịch có liên hệ mật thiết mang lại nhịp sinh học tập của cơ thể.

Cuộc sống hiện đại đương đầu vơí nhiều nguy hại làm đứt quãng nhịp điệu sinh học tập như tiếp xúc tia nắng vào ban đêm, ảnh hưởng của sóng điện từ, và một số trong những các trở thành đổi bên phía trong như các đổi khác di truyền, nước ngoài di truyền của những gen điều hòa đồng hồ thời trang sinh học.

Chính bởi vậy nhằm tự đảm bảo cơ thể chúng ta một giải pháp khỏe mạnh, mỗi cá nhân nên duy trì một lối sống an lành và bao gồm giờ giấc.

Chịu trọng trách nội dung: ThS Trịnh Vạn Ngữ

Cố vấn khoa học:

TS.Nguyễn Hồng Vũ, Viện nghiên cứu City of Hope, California, Hoa Kỳ

TS.Nguyễn Ngọc Hoàn, Đại học tập Ajou, Hàn Quốc.

Xem thêm: Để Học Tốt Tất Cả Các Môn Học Lớp 6: Những Môn Học Nào Rất Cần Gia Sư? ?

Tài liệu tham khảo

Cassone, V.M., et al., Melatonin, the pineal gland, và circadian rhythms. J Biol Rhythms, 1993. 8 Suppl: phường S73-81. Jung, C.M., et al., Acute Effects of Bright Light Exposure on Cortisol Levels. Journal of biological rhythms, 2010. 25(3): phường 208-216. Busselberg, D., Disruption of circadian rhythm increases the risk of cancer, metabolic syndrome and cardiovascular disease. Journal of Local and Global Health Science, 2013. Savvidis, C. Và M. Koutsilieris, Circadian Rhythm Disruption in Cancer Biology. Molecular Medicine, 2012. 18(1): p. 1249-1260. Ferrell, J.M. Và J.Y.L. Chiang, Circadian rhythms in liver metabolism & disease. Acta Pharmaceutica Sinica. B, 2015. 5(2): p 113-122. Tahara, Y. And S. Shibata, Circadian rhythms of liver physiology và disease: experimental and clinical evidence. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2016. 13(4): p. 217-226. Blakeman, V., et al., Circadian clocks and breast cancer. Breast Cancer Research : BCR, 2016. 18(1): p 89. Papagiannakopoulos, T., et al., Circadian Rhythm Disruption Promotes Lung Tumorigenesis. Cell Metab, 2016. 24(2): p. 324-31.