Сбой внутренних часов

Авторы:

Исследованием данного механизма старения занимаются М. Д. Аллман, В. Поутас, О. В. Риз и другие ученые.

История:

Самые ранние упоминания о циркадных процессах датируются IV  в. до н. э., капитан одного из кораблей флота Александра Македонского, описал суточные движения листьев тамаринда.

 Циркадные, или суточные, процессы в организме человека упоминаются в китайских медицинских текстах, датируемых приблизительно XIII в. Первым из сохранившихся на бумаге наблюдений над эндогенными циркадными ритмами считается работа 1729 г. французского исследователя Ж.-Ж. Д’Орте де Майрана, который изучал движения листьев растения Mimosa pudica. В 1918 г. Д. С. Сжимански показал, что животные способны поддерживать 24-часовой ритм активности, даже если внешние стимулы, такие как свет и изменения температуры, отсутствуют. В начале 1970-х гг. Р. Конопка и С. Бензер выделили дрозофилу с мутаций, связанной с циркадным ритмом, и картировали «циркадный» ген, который стал первым обнаруженным генетическим компонентом «внутренних часов». Ж. Такахаши открыл первый «циркадный» ген млекопитающих, исследуя мышей, в 1994 г. Термин «циркадный» был введен Ф. Халбергом в конце 1950-х гг.

Пример:

Сбой внутренних часов организма создает предрасположенность к системному воспалению, раку, сердечно-сосудистым заболеваниям, метаболическому синдрому и диабету, нейродегенеративным и когнитивным расстройствам, нарушениям сна.

Некоторые острые патологии, такие как гипертонический криз, инфаркт миокарда, приступ астмы и аллергии, иногда имеют привязку к определенному времени суток.

Описание:

«Внутренними часами» организма называют циркадные ритмы — циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Несмотря на связь с внешними стимулами, циркадные ритмы имеют эндогенное происхождение.

Центральные (в головном мозге) и периферические (в печени, легких, сердце, почках, коже) «внутренние часы» играют немаловажную роль в регуляции метаболизма, циклов сна и бодрствования, ритмичности секреции гормонов, физической активности, перистальтики кишечника, температуры тела и артериального давления, регуляции уровней метаболитов в крови. 

Остановка «внутренних часов» вызывает окислительный стресс, нарушение синтеза регуляторных и других белков, воспалительные процессы, нечувствительность к инсулину, гормональный дисбаланс. Нарушение синхронизации между «внутренними часами» и сигналами из окружающей среды приводит к появлению симптомов усталости, дезориентации, бессоннице, ухудшению общего состояния здоровья.

Дополнительная критика

Исследованиями, проведенными на лабораторных животных, было показано, что с возрастом снижается активность ключевых генов, контролирующих внутренние часы организма. Так, мыши, у которых снижение активности было вызвано мутацией в этих генах, живут значительно меньше нормальных животных. В то же время, искусственная активация некоторых из этих генов в мышечной ткани мышей приводила к увеличению продолжительности жизни. Аналогичные результаты были получены и на дрозофиле. Таким образом, сбой внутренних часов тоже соответствует трем характеристикам критерия, подходящего для выявления старения: его проявления можно зарегистрировать на ранней стадии, наличие сбоя ускоряет старение, а предотвращение — замедляет старение.

Публикации:

• Baudouin, Alexia, et al. «Differential involvement of internal clock and working memory in the production and reproduction of duration: A study on older adults." Acta Psychologica 121.3 (2006): 285–296.
• Allman, Melissa J., et al. «Properties of the internal clock: first-and second-order principles of subjective time." Annual review of psychology 65 (2014): 743–771.
• Perbal, Séverine, et al. «Effects of internal clock and memory disorders on duration reproductions and duration productions in patients with Parkinson’s disease." Brain and cognition 58.1 (2005): 35–48.
• Turek, Fred W., et al. «Effects of age on the circadian system." Neuroscience & Biobehavioral Reviews 19.1 (1995): 53–58.