2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
מחקר חדש מדגים שעוני זמן פנימיים ביונקים, הכוללים איברים מרובים, מתאפסים בקצבים שונים בעקבות שינויים במחזורי האור. שיבוש זה של היחסים הנורמליים בין המקצבים הצירקדיים בכל הגוף עשוי להסביר מדוע נוסעים באוויר חווים חולשה לאחר חציית מספר אזורי זמן.
הממצאים ידווחו בגיליון ה-28 באפריל של כתב העת Science. המחקר נערך באוניברסיטת וירג'יניה, אתר הבית של מרכז המדע הלאומי לתזמון ביולוגי.
"אנחנו מגלים שאורגניזם הוא קונגלומרט של מתנדים", אומר מייקל מנקר, פרופסור לביולוגיה של חבר העמים באוניברסיטת וירג'יניה. "כשהמתנד הראשי במוח עובר כדי לעקוב אחר שינוי פתאומי במחזור האור, השעונים השולטים בכמה איברים אחרים הופכים לא מסונכרנים. סביר להניח שייקח זמן עד שהשעונים האלה יסתגלו בחזרה לסנכרון."
Menaker אומר שלממצאים יש השלכות בריאותיות על נוסעים בטיסה שצריכים לחצות לעתים קרובות אזורי זמן מרובים, ולעובדי משמרות המתחלפים באופן קבוע מחזורי משמרות.
החוקרים השתמשו במוח, שרירי השלד, הכבד והריאות של חולדות טרנסגניות כדי לאסוף את הנתונים שלהם. רקמת החולדה כללה מחוון גן שעון ידוע מעכבר שחובר ב"תג" זוהר (אנזים זבוב האש). התג מופעל כאשר גן השעון מגיב, או מועתק, במהלך מחזורי אור משתנים. מנקר וצוותו הצליחו "לאפס" את שעוני המוח והאיברים - המקצבים הצירקדיים - קדימה בשש שעות או אחורה בשש שעות, תוך חיקוי ההשפעות של נסיעה טרנס-אטלנטית.
"השאלה שלנו הייתה, מהי הפיזיולוגיה שמסבירה את החולשה שחווים אנשים לאחר טיסה בכמה אזורי זמן?" אומר מנקר. "רצינו לדעת כמה שעונים צירקדיים יש, איך הרקמות הבודדות מגיבות כאשר האורגניזם נתון לשינויים במחזור האור, וכיצד השעונים הביולוגיים השונים פועלים יחד כמערכת.
"הוכחנו בבירור שרקמות המוח והן היקפיות הן קצביות כאשר הן מוסרות מהחיה ומוחזקים בתנאי תרבית. זהו מידע חדש, אך נחשד. מה שמפתיע הוא שבעוד המתנד המרכזי ב- המוח ממשיך להסתובב עד חודש אחד, הרקמות ההיקפיות מאבדות במהירות את הקצביות שלהן בתרבות. כעת אנו מאמינים שהמתנד המרכזי במוח הוא הטיימר המפתח שמסנכרן את מחזורי השעון ההיקפי. זה עוזר לנו להבין מבחינה ביולוגית מה קורה באורגניזם כאשר מחזור האור שלו משתנה לפתע.
"בטבע, תזוזות אור מתרחשות לאט ככל שעונות השנה משתנות", אומר מנקר. "לאורגניזמים, אם כן, יש כמה חודשים להסתגל לשינויים. אבל מעוף טרנסמרידיאן הוא אירוע לא טבעי לגוף. זה גורם לתזוזות פתאומיות מאוד של מחזור האור. הגוף לא מוכן באופן טבעי לשינוי הפתאומי הזה. ברגע שהיחסים בין השונות מתנדים מופרעים, התפקוד התקין של האיברים עלול להיפגע."
Menaker אומר שבעוד שהתסמינים של ג'טלג מזדמנים עשויים להיות מעצבנים, הממצאים החדשים עשויים לרמוז שההשפעות הפיזיולוגיות של עבודה במשמרות בסיבוב עלולות להיות חמורות יותר.
"עשרים אחוז מכוח העבודה בארה"ב הם עובדי משמרות", אומר מנקר. "הממצאים שלנו מצביעים על כך שלמשמרות תכופות לא סדירות של מחזור אור עשויות להיות השלכות ביולוגיות. עובדי משמרות, למשל, חווים לעתים קרובות ערנות מופחתת, עייפות, כיבים ועיכול לקוי. אנחנו עדיין לא יודעים את ההיקף המלא של הבעיות הבריאותיות שעלולות לנבוע ממצב קבוע. הפרעה בסינכרון הקצב הצירקדי."
לפי מנקר, רוב התאונות הקטסטרופליות - כגון הארקת אקסון ואלדז, ותקריות האי Three Mile וצ'רנובל - הן תוצאה של טעות אנוש, המתרחשת בדרך כלל בקרב עובדי משמרת מאוחר בלילה.
"כשאנשים מנסים להסתגל למחזורי שינה ויקיצה חריגים, הם נוטים לאבד מיקוד, להתעייף בקלות רבה יותר, ובאופן כללי לא מרגישים בריאים כמו שהם מרגישים בדרך כלל", הוא אומר. "אנחנו מראים שמתרחש שינוי פיזיולוגי. ההשלכות לבריאות ולביצועים הן אמיתיות ועלולות להיות רציניות."
U. Va. חוקרים שערכו את המחקר כוללים את שין ימאזאקי, החוקר הראשי, מיצ'יקאזו אבה, ג'ין בלוק ומנאקר. השתתפו גם שישה חוקרים מאוניברסיטת טוקיו ומהמכון הטכנולוגי החדש ביפן.
