Znajdź zawartość

Dostosowanie czasu przyjmowania posiłków może pomóc zwalczyć tzw. zespół nagłej zmiany strefy czasowej (ang. jet lag), towarzyszący odległym podróżom pomiędzy różnymi strefami czasowymi.Wniosek taki wysunęli badacze z Uniwersytetu Harvarda dzięki serii eksperymentów na myszach. Zdaniem naukowców, oprócz "standardowego" zegara biologicznego, wyznaczającego rytm dnia i nocy, mózg posiada także drugi system, którego zadaniem jest regulowanie czasu przyjmowania poszczególnych posiłków. Kiedy podaż pożywienia jest niska, zegar odpowiedzialny za odżywianie "przejmuje kontrolę" nad organizmem i nie pozwala mu zasnąć do momentu zaspokojenia głodu. Doprowadziło to Amerykanów do wniosku, że osoby podróżujące na dalekie dystanse wzdłuż równika (a więc w poprzek kolejnych stref czasowych) oraz pracujące w systemie zmianowym mogą odsunąć od siebie uczucie senności poprzez powstrzymywanie się od jedzenia. Nasz dzienny rytm snu i czuwania, wpływający jednocześnie na nasze zachowania i metabolizm, jest silnie zależny od światła. Sterowany jest przez obszar mózgu zwany jądrem nadskrzyżowaniowym (SCN, od ang. Suprachiasmatic Nucleus. Zaburzenie działania tego mechanizmu objawia się m.in. pod postacią bezsenności, depresji oraz zaburzeń koncentracji. Istnieją także hipotezy łączące wadliwe funkcjonowanie SCN z chorobami takimi jak zawał serca, choroby neurodegeneracyjne czy nawet nowotwory. Powyższa hipoteza została powszechnie przyjęta przez środowisko naukowe, lecz z czasem okazało się, że w mózgu pracuje równolegle drugi zegar. Odkryto bowiem, że poprzez odpowiednie zmiany w nawykach żywieniowych można manipulować percepcją dnia i nocy przez mózg. Alternatywny system jest zależny od pojedynczego genu, zwanego Bmal1, który stał się głównym obiektem badań specjalistów z Uniwersytetu Harvarda. Za pomocą technik inżynierii genetycznej manipulowali oni aktywnością genu, pozwalając na jego ekspresję tylko w określonych miejscach mózgu. W ten sposób udowodniono, że mechanizm odpowiedzialny za regulowanie rytmu odżywiania się jest ulokowany we fragmencie podwzgórza mózgu zwanym jądrem grzbietowo-przyśrodkowym. Dzięki serii eksperymentów naukowcom udało się udowodnić, że nowy rodzaj zegara biologicznego może w pewnych sytuacjach wywierać na organizm silniejszy wpływ, niż jego "tradycyjny" odpowiednik. Zdaniem Clifforda Sapera, głównego autora badań, nowe odkrycie może być stosowane przez osoby podróżujące samolotami na duże dystanse w celu osłabienia objawów jet lag. Jak tłumaczy, Jeżeli podróżujesz z USA do Japonii, musisz dostosować organizm do 11-godzinnej różnicy czasu. Ponieważ zegar biologiczny może się przestawić zaledwie o niewielkie wartości w ciągu doby, potrzebny jest czas około tygodnia na dostosowanie się do nowej strefy czasowej. Tyle tylko, że najczęściej nadchodzi wtedy czas, by wracać do domu. Jak tłumaczy badacz, szesnastogodzinna głodówka wystarcza, by aktywować alternatywny zegar. Oznacza to, że zrezygnowanie z posiłku na pokładzie samolotu powinno pomóc w redukcji przykrych objawów zespołu nagłej zmiany strefy czasowej. Prawdopodobnie wiedza ta może przydać się także pracownikom wykonującym pracę o różnych porach dnia i nocy, u których można niekiedy stwierdzić objawy podobne do tych stwierdzanych w przypadku jet lag. Szkoda tylko, że opracowana przez Amerykanów powoduje rozwój "syndromu burczącego brzucha"

Amerykańscy naukowcy wyizolowali związek, który może się stać lekarstwem na zespół nagłej zmiany strefy czasowej (ang. jet lag syndrome). Dr Steve Kay z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego tłumaczy, że w zwykłych warunkach wszystkie zegary dobowe stanowią symfonię biologicznych rytmów we wszystkich ludzkich narządach. Nadrzędny zegar biologiczny (endogenny oscylator) znajduje się w mieszących się w podwzgórzu parzystych jądrach nadskrzyżowaniowych (SCN, od łac. suprachiasmatici nuclei). Kontroluje on rytmy snu i czuwania oraz zmiany w temperaturze ciała. Układ sercowo naczyniowy ma swój własny zegar, który wpływa na ciśnienie krwi. Pozostałe oscylatory regulują inne rytmy metaboliczne; w trzustce np. produkcję insuliny w komórkach beta wysepek Langerhansa. Gdy człowiek doświadcza zespołu nagłej zmiany strefy czasowej, zegary przestają działać synchronicznie. Pojawiają się złe samopoczucie, dezorientacja, senność i ból głowy, zaburzenia apetytu czy niemożność skupienia uwagi. Zaburzenie rytmu dobowego może oznaczać nie tylko jet lag, ale i nowotwory czy cukrzycę, stąd powszechne wśród badaczy dążenie do zrozumienia i wyeliminowania tego zjawiska. Zespół poszukiwał substancji regulujących zegary biologiczne, wykorzystując gen odpowiadającej za bioluminescencję świetlików lucyferazy (tym samym stał się on genem reporterowym, inaczej wizualizacyjnym). Umieszczano go w komórkach raka kości. Gdy zegary biologiczne ulegały aktywacji, pojawiało się świecenie. Naukowcy przetestowali 120 tys. związków. W końcu natknęli się na longdejzynę (od ang. longdaysin), która znacznie spowalniała cykl. Longdejzyna jest pochodną puryny, heterocyklicznego, aromatycznego związku organicznego. Ekipa Kaya wyodrębniła też inne wpływające na zegary biologiczne substancje, ale longdejzyna miała najsilniejsze działanie. U larw danio pręgowanego potrafiła np. wydłużyć cykl aż o 10 godzin. Longdejzynę bez większych problemów zmodyfikowano chemicznie, by dało się ją później poddać chromatografii powinowactwa (ang. affinity chromatography), połączonej ze spektrometrią mas (ang. mass spectrometry). Chromatografia jest typem chromatografii adsorpcyjnej, w której wykorzystuje się powinowactwo dwóch substancji. W ten oto sposób akademicy ustalili, że celami logdejzyny są kinazy białkowe CKIδ, CKIα i ERK2. Do leków z longdejzyną lub podobnym związkiem jeszcze daleka droga. Kay spodziewa się, że pojawią się one dopiero w ciągu 15 lat. Tego typu medykamenty mogłyby spowalniać lub przyspieszać rytmy biologiczne, by pomóc organizmowi przystosować się do pracy na zmiany czy przeskakiwania stref czasowych.

Wyjątkowo złe samopoczucie po podróży lotniczej (ang. jet lag) jest prawdopodobnie spowodowane nieprawidłowym dostosowaniem się organizmu do zmiany strefy czasowej (następuje swego rodzaju "przestrzelenie"). Według naukowców z University of Massachusetts w Amherst, aby ułatwić ciału przywyknięcie do nowych warunków, skoki w czasie nie powinny być większe niż 4 godziny. Bazujące na szczurach badanie rytmu dobowego wykazało, że w takich warunkach zegar biologiczny płynnie przesuwa się do przodu. Jet lag nie jest straszliwą rzeczą, z którą musimy walczyć, a nasz zegar [biologiczny — przyp. red.] jest na pewnym podstawowym poziomie niezwykle istotnym regulatorem — powiedziała w oświadczeniu Hava Siegelmann. Wpływając na zachowania podlegające rytmowi dobowemu, leki działające na zegar biologiczny dają efekty odwrotne od zamierzonych. Zamiast tego lepiej, jeśli leci się dłużej niż 6 godzin, zrobić sobie przerwę, odpocząć jeden dzień i dopiero wtedy kontynuować podróż. Trzeba zrozumieć i dostosować się do naturalnych oscylacji w funkcjonowaniu ciała — doradza Siegelmann. Wyniki badań amerykańskiego zespołu są również istotne dla osób pracujących na zmiany, np. dla pracowników linii lotniczych czy lekarzy lub pielęgniarek, ponieważ organizm trudniej przyzwyczaja się do pewnych zmian. Zainteresowani mogą poczytać o szczegółach na łamach aktualnego wydania Journal of Biological Rhythms.