Vores kropsure får ikke meget respekt.
Sikker på, vi taler om dem hele tiden: “Jeg er ikke en morgenperson” eller “Jeg er sååååå jetlagged.” Normalt er det imidlertid bare at tale, eller spille biologisk kort, hvis vi føler os specielt dysfunktionel.
Men vores interne ur ser faktisk ud til at være en stærk styrke til at holde os sunde. Og nu, hvor tre amerikanske cirkadiske rytmevindere vandt Nobelprisen i fysiologi eller medicin sidste år, tages dens indflydelse på, hvordan vi har det og hvordan vi fungerer, mere alvorligt i det medicinske samfund.
Disse forskere gjorde opmærksom på, at gener, der er bundet til vores kropsur, spiller en kritisk rolle i alt fra vores hormonniveauer og kropstemperatur til vores søvncyklus og endda vores opførsel. Man mener nu, at mellem 30 til 50 procent af vores gener har aktivitet, der er reguleret af døgnrytmer, inklusive dem, der er en del af vores immunsystem.
”Der er masser af beviser, der viser, at tilstande som depression, diabetes, hjertesygdom og Alzheimers har en forbindelse til dit kropsur, ” siger Rosemary Braun, adjunkt i forebyggende medicin ved Northwestern University's Feinberg School of Medicine.
"Så hvad nu hvis vi kunne opdage en persons fysiologiske tid?"
Hvad er du?
Braun er en del af et forskerteam på Northwestern, der har taget et stort første skridt i at gøre netop det. I en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences, rapporterede videnskabsmændene om udviklingen af en blodprøve, som de siger, kan registrere, hvad klokken er i en persons krop.
Braun siger, at testen, kaldet TimeSignature, kan komme inden for halvanden time efter vurderingen af en persons biologiske tid. En sandsynlig fordel er, at det kan hjælpe lægerne til at måle mere præcist, når medicin - uanset om det er en blodtrykspille eller kemoterapi - ville være mest effektiv.
”Det kan være mere fornuftigt at tage din medicin på én gang i modsætning til en anden, ” siger Ravi Allada, professor i neurobiologi ved Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences og en af studiens medforfattere. ”Og denne test kunne hjælpe os med at bestemme, hvornår du skal tage den pille.”
Ved at fastlægge det bedste tidspunkt at tage et lægemiddel, kan lavere doser bruges, og det kan reducere risikoen for bivirkninger.
Allada bemærker, at mange aspekter af sygdom er relateret til vores interne ure, som når en dag i løbet af dagen kan være i størst risiko for at få et hjerteanfald eller et astmaanfald. Han gentager Brauns pointe om en mistænkt forbindelse mellem et afbrudt ur i kroppen og kroniske sundhedsmæssige problemer.
”Du kan tænke på uret som dirigent for et orkester, og alt skal ske på et passende tidspunkt, ” siger Allada. ”Men hvis du forstyrrer dirigenten, har du ikke musikken mere.”
Læsning af genmønstre
Ideen om, at blodprøver kan bruges til at fastlægge en persons kropstid, er ikke ny. Men tidligere ville det have krævet, at en person fik blod trukket hver times tid i store dele af en dag, en proces, der er både dyr og yderst upraktisk.
Men med TimeSignature skal blod kun tages to gange på en dag, og målet er at få det ned til en prøve. Så hvordan var forskerne i stand til at forenkle processen så dramatisk?
Kunstig intelligens.
Specifikt indsamlede de blodprøver hver anden time fra en gruppe forsøgspersoner og øgede disse data med målinger fra fire andre studier. Derefter skrev de en algoritme, der dirigerede en computer til at analysere 20.000 forskellige gener og kigge efter mønstre i tidspunktet for "genekspression" - når DNA omdannes til et produkt, såsom protein. I sidste ende var maskinen i stand til at indsnævre antallet til 41 gener, der stærkest udviste genaktivitet i forskellige tidspunkter af dagen. Fra det tidspunkt var det i stand til at korrelere et tidspunkt på dagen med aktivitet i disse 41 genekspressionsmarkører.
”Vi havde en idé om, at vi ville være i stand til at bruge aktivitet i disse gener og arbejde baglæns og være i stand til at udlede, hvilket tidspunkt på dagen det er i din krop, ” siger Braun.
Indtil videre er TimeSignature kun blevet brugt til at teste raske forsøgspersoner. Ved at analysere blodprøver var det i stand til at afgive den tid, blodet blev trukket.
Braun siger, at fremtidig forskning vil fokusere på at bestemme den biologiske tid for mennesker, hvis kropsure er ude af synkronisering med realtid.
Kenneth Wright er direktør for Sleep and Chronobiology Laboratory på University of Colorado, Boulder. Han var ikke involveret i undersøgelsen, men værdsætter testens potentiale.
”At være i stand til nøjagtigt og nemt at bestemme den interne døgntid har en vigtig relevans for at bestemme en persons cirkadiske sundhed og for den optimale timing af behandlingerne, ” siger han.
”Den nye teknik er et fremskridt, ” tilføjer Wright, “men den skal testes for at se, hvor nøjagtigt den kan forudsige den faktiske interne biologiske timing for mennesker. Resultaterne fra undersøgelsen viser, at den nye teknik kan forudsige den uretime, som prøven blev taget, ikke den biologiske tid for personen. ”
Allada anerkender, at der kan være en afvigelse mellem kropstidspunktet og ”vægttidspunktet”, men siger, at de førstnævnte var en ”tæt tilnærmelse” af sidstnævnte i de sunde fag, de testede.
Forudsigelse af risiko
Mens Northwestern har ansøgt om et patent til den faktiske TimeSignature-blodprøve, har den stillet algoritmen bag den til rådighed for andre forskere. Braun siger, at det er lovende, at testen fungerer i andre udvendige laboratorier, og at den har vist sig at være ”robust” - dens skøn over den enkeltes interne tid ser ikke ud til at blive kastet af tilfældige begivenheder, såsom en oversøisk flyvning gennem flere tidszoner.
Det øger chancerne for, at en blodprøve af blodkrop en dag kan blive en standarddel af en årlig kontrol.
Allada mener, at i betragtning af forbindelsen mellem forstyrrede kropure og forskellige sundhedsmæssige tilstande, kunne testen en dag bruges til at forudsige, hvem der kan have en højere risiko for at udvikle visse sygdomme. Det kan være særligt nyttigt til behandling af tilstande som Alzheimers, hvor symptomer normalt ikke er synlige, før sygdommen er markant fremskredet.
”Hvis nogens kropstid er langt væk fra, hvad den skal være, kan det være en disponerende risikofaktor for en sygdom, ” siger Allada. ”Det store fremskridt her er at kunne måle en biologisk proces, som vi ved, er vigtig, når det kommer til sygdomme, og gøre det på en måde, der er praktisk, at nogen kan gå ind på deres lægekontor og få blodet trukket ud og finde ud af dette .”
