Что такое циркадные ритмы и почему за них дали «Нобелевку»: комментарии экспертов

Зав. лабораторией «Хрономедицина и новые технологии» Клиники внутренних болезней Сеченовского университета, профессор Семен Рапопорт:

Исследование проводилось на дрозофилах, но все это очень важно и для человека. Дело в том, что сбои в биологических, и конкретно в циркадианных (околосуточных), ритмах играют существенную роль в возникновении серьезных заболеваний. Например, недавно выяснилось, что работа ночью и сон днем связаны с повышенным риском возникновения диабета второго типа, настоящая эпидемия которого в наши дни распространяется по планете. С этим механизмом также связаны обострения язвенной болезни, ожирение и даже ряд заболеваний сердечно-сосудистой системы.

У человека и млекопитающих за околосуточный ритм отвечает специальный орган – шишковидная железа или эпифиз. Она вырабатывает гормон мелатонин, который играет ключевую роль в регуляции сна и иммунитета. Эпифиз регулирует не только околосуточные ритмы, но следом – и годичные, связанные со сменой сезонов. Ведь при переходе от лета к зиме и наоборот изменяется, прежде всего, длина светового дня. Некоторые патологические состояния, как оказалось, можно лечить ярким светом, имитирующим солнечный, либо приемом препаратов мелатонина. Сбои и нарушения в биологических ритмах называются десинхронозами, и наша лаборатория уже давно занимается этой проблемой.

Зав. кафедрой нормальной физиологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, профессор Алексей Умрюхин:

Благодаря исследованию Майкла Янга и его команды открылось, что всего три гена кодируют механизмы циклических колебаний содержания белков, функционирующих как своеобразные «внутриклеточные часы». Открытие генетических механизмов регуляции циркадианных ритмов у мушек-дрозофил служит ключевым этапом в расшифровке более сложных механизмов, связанных с регуляцией иммунитета, эндокринной системы, высших психических функций и других важных физиологических процессов. Суточные колебания физиологических процессов неразрывно связаны с механизмами устойчивости физиологических функций организма к нарушениям в условиях психоэмоциональных стрессорных нагрузок.

Очень важно, что циклические колебания физиологических функций не ограничиваются суточными колебаниями. Надсуточные или инфрадианные ритмы тоже являются важным фактором, определяющим поведение человека. Недавно открытые в работах отечественных ученых четырехсуточные циклы кортизола и других гормонов в крови человека взаимосвязаны с изменениями работоспособности, настроения и других поведенческих функций. Изучение механизмов синхронизации инфрадианных биоритмов является новым перспективным направлением хронобиологии. Оно разрабатывается и в нашем университете в рамках изучения нейроэндокринных механизмов поведенческих и психоэмоциональных состояний.

Нобелевская премия по медицине и физиологии в этом году была присуждена троим американским ученым за открытие механизмов, контролирующих циркадные ритмы. Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг выявили гены, отвечающие за ритм сна и бодрствования у мушек дрозофил и объяснили функционирование биоритмов растений, животных и человека на молекулярном уровне.