Jak je to s jet-lagem. „Nobelisté“ za rok 2017 zjistili, co za něj může

  12:15aktualizováno  13:29
Nobelův výbor oznámil první letošní výherce Nobelových cen, a to za medicínu. Cenu získali Jeffrey Hall, Michael Rosbash a Michael Young, kteří pomohli poznání mechanismu našich „vnitřní hodin“. Ty nám komplikují cestování mezi různými časovými zónami, ale v myriádě dalších ohledů nám zásadně pomáhají.

Nobelova cena za medicínu udělaná v roce 1962 Francisu Crickovi za jeho podíl na objevu DNA. V dubnu 2013 ji jeho dědicové prodali za dva miliony dolarů. | foto: Nobel comittee

Proč se nám večer chce spát, ráno vstávat a z cestování jsme tak rozhození? K odpovědi výrazně přispěli tři odborníci ocenění Nobelovou cenou za medicínu pro rok 2017. Jeffrey Hall, Michael Rosbash a Michael Young (všichni se narodili a pracují v USA) objevili genetické mechanismy, které do značné míry řídí chod našich vnitřních hodin.

02.října 2017 v 11:36, příspěvek archivován: 02.října 2017 v 13:15

Our biological clock helps to regulate sleep patterns, feeding behavior, hormone release and blood pressure #NobelPrize https://t.co/NgL7761AFE

Že je pozemský život přizpůsoben délce pozemského dne, víme už staletí. Již během 18. století si astronom Jean Jacques d’Ortous de Mairan všiml, že mimózy během dne otevírají listy, aby přijímaly sluneční záření, a za soumraku je zase zavírají. Přemýšlel, co se stane, kdyby rostlina byla umístěna v neustálé temnotě, a když to vyzkoušel, zjistil, že nezávisle na denním slunečním světle listy pokračovaly ve svém každodenním rituálu, dokud rostlina nezašla. Zdálo se, že rostliny mají vlastní biologické hodiny.

Postupně se ukázalo, že také další organismy, včetně lidí, mají vnitřní biologické hodiny, které jim pomáhají předvídat a přizpůsobovat se pravidelnému rytmu dne. Pro jev se začal používat výraz cirkadiánní rytmy, ze složeniny latinských výrazů circa (kolem) a dies (den), tedy v podstatě „celodenní“.

Samozřejmě v 18. století neexistovaly postupy, které by umožnily přesně určit, jak celý mechanismus funguje. To do značné míry dokázali až letošní laureáti Nobelovy ceny. Využili objevu ze 70. let, který ukázal, že porucha jednoho určitého genu - nazvaného period - normální denní biologický rytmus narušuje. Hall, Rosbash a Young společně ukázali, že podle tohoto genu se vytváří v buňce látka (bílkovina PER), která se během noci akumuluje a během dne se pak znovu rozkládá. Její množství v buňce tedy kolísá přesně podle obrazu našeho denního rytmu.

Hall a Rosbash v dalším velmi elegantním pokusu ukázali, že celý mechanismus funguje opačně, než by se na pohled zdálo: podle genu period vyráběná bílkovina PER je určená k tomu, aby „brzdila“ funkci svého mateřského genu. Ve spojení s další důležitou bílkovinou tlumí činnost genu period během dne a nechává ho naplno pracovat v noci, kdy potřebujeme odpočívat.

Michael Young pak v další práci našel ještě další gen, nazvaný doubletime. Podle něj se vyrábí látka, která zase reguluje množství bílkoviny PER. Slouží k „dolaďování“ rytmu tak, aby přesněji odpovídal 24hodinovému dni.

Odkud jsou letošní Nobelisté

Jeffrey C. Hall, americký genetik, se narodil v New Yorku v roce 1945. Pracoval na University of Washington a na California Institute of Technology, dále spolupracoval s Brandeis University ve Walthamu (nedaleko Bostonu) a University of Maine. Proslavil se studiem mušek Drosophila melanogaster, na kterých ukázal některé principy biologických „hodin“ a „rytmů“.

Michael Rosbash, americký genetik, se narodil 1944 v Kansas City. Studoval na Massachusettském technologickém institutu (MIT) a na University of Edinburgh ve Skotsku. Od roku 1974 působí rovněž na Brandeis University.

Michael Young, americký genetik, se narodil v roce 1949 v Miami. Studoval na University of Texas v Austinu, poté pracoval na Stanfordově univerzitě v Palo Altu jako postdoc a od 1978 působí na Reckefellerově univerzitě v New Yorku. Jeho laboratoř přispěla k objevení genů spojených s cirkadiánním rytmem.

Zdroje: NPR.org, Wikipedia.org, NobelPrize.org

Dnes už dobře víme, že díky své vynikající přesnosti naše vnitřní hodiny přizpůsobují naši fyziologii dramaticky odlišným fázím dne. Hodiny regulují kritické funkce, jako je chování, hormonální hladiny, spánek, tělesná teplota a metabolismus. Nesoulad mezi našimi vnitřními hodinami a vnějším prostředím také výrazně přispívá ke stresu - jak to může dosvědčit každý, kdo někdy cestoval přes více časových pásem a zažil „jet lag“. V případě chronického narušování tohoto základního rytmu pak samozřejmě hrozí i zdravotní následky.

Jak to bylo loni

Nositelem Nobelovy ceny za medicínu v roce 2016 se stal 71letý japonský biolog Jošinori Ósumi (anglická transkripce relevantnější ve vědecké literatuře je Yoshinori Ohsumi). Ten totiž pracoval a stále pracuje na pochopení systému, který má v živočišných buňkách na starost rozklad nepotřebných, škodlivých či zbytečných bílkovin - tzv. autofagie. Tento výraz je spojením řeckých slov, které znamená vlastně „sebepožírání“, proto došlo i při oznámení ceny na ilustraci draka pojídajícího vlastní ocas.

Autofagie je proces, který tělu rychle dodá energii v případě hladovění či jiné zátěže. Může také sloužit k likvidaci virů či bakterií napadajících tělní buňky, pomáhá při řízení správného vývoje embrya a také samozřejmě slouží k odstraňování „zmetků“, například vadných či poškozených buněčných organel. Objev má i poměrně velký medicínský význam, protože autofagie je spojena s celou řadou vážných nemocí. Její poruchy doprovází Parkinsonovu chorobou nebo cukrovkou II. typu a další onemocnění (které jsou často připisovány vyššímu věku).

Autoři: ,

Nejčtenější

Rusko přiznalo jadernou nehodu. Normální raketa by radiaci nezpůsobila

Ruská agentura pro jadernou energii potvrdila nehodu, zemřelo při ní pět lidí

Ruská agentura pro atomovou energii Rosatom oznámila, že při testu rakety na plovoucí plošině zemřelo pět jejích...

Na sovětských špionážních družicích nám nad hlavou krouží jaderné reaktory

Ilustrace, která zachycuje představy amerických špionážních agentur o podobě...

Více než třicet jaderných reaktorů krouží na oběžné dráze Země. Vděčíme za to především Kremlu. Naprostá většina...

Družici se marně snažili dostat pod kontrolu. Jaderný reaktor zasáhl Kanadu

Druhý největší nalezený díl Kosmosu 954 na zamrzlém Velkém Otročím jezeře....

Co se stane, když satelit s jaderným reaktorem na palubě spadne na Zem? O tom se mohli nejlépe přesvědčit Kanaďané v...

Byl mocný a vlivný. Poprvé můžete vidět, jak se v Evropě zatýká diktátor

Zadržení Slobodana Miloševiče

Když přistáli v Bosně, Milošević si demonstrativně utřel kapesníkem boty, jakoby mu je tento stát zamazal něčím...

Rusové se ptají, kdo bude vyrábět tanky. Stát žaluje výrobce T-14 Armata

Tank T-14 Armata na přehlídce v Moskvě. (9. května 2015)

Ruské ministerstvo obrany požaduje u moskevského soudu po firmě Uralvagonzavod (UVZ) navrácení v přepočtu 88 milionů...

Další z rubriky

Většinu dinosaurů jsme popsali až v novém tisíciletí, prvního před 195 lety

Nákres zubů a fragmentu spodní čelisti megalosaura, objevené roku 1797 ve...

O současnosti coby zlaté éře dinosauří paleontologie se mluví již nějaký ten rok. Je to však pravda? Skutečně prožíváme...

První člověk na Měsíci umřel zbytečně. Nemocnice chybovala, zjistila rodina

Neil Armstrong (1930 - 2012), první muž, který vkročil na Měsíc

Lékaři Neila Armstronga vážně chybovali a způsobili jeho smrt. První muž na Měsíci zemřel v roce 2012 po operaci srdce....

Nestačí vypadat jako stařík. Policie potřebuje něco jiného, než ukázali Rusové

Agáta Prachařová (ještě coby Hanychová) v 90. letech, po úpravě v aplikaci...

Ve filmu brnkačka na dvě kliknutí a pár sekund, ve skutečnosti hodiny práce. Sestavit portrét předpokládané současné...

OVĚŘENO: Mozek miminka ovlivní těhotenství a první hodina po porodu
OVĚŘENO: Mozek miminka ovlivní těhotenství a první hodina po porodu

Podle lékařky Markéty Kellner, která zkoumá lidský mozek, jsou těhotenství a první okamžiky po porodu zásadními v jeho fungování do budoucna. Co ovlivňují a jak?

Najdete na iDNES.cz