Все більше і більше досліджень підкреслюють роль внутрішніх годинників нашого організму, відомих як циркадний ритм.
Він може впливати на все, від розвитку деменції до збільшення ваги і стимулювання зростання ракових пухлин.
Тепер вчені починають демонструвати, як одного разу ми зможемо перевірити час цього біологічного годинника за допомогою простого аналізу крові, і команда з Університету Колорадо (CU) в Боулдері запропонувала новий метод, який виявився дуже точним поряд з нинішнім підходом, заснований на золотому стандарті.
Причина, через яку ми стаємо сонними ночами і природним чином прокидаємося вранці, пов'язана з центральними головними годинниками в мозку, які регулюють 24-годинні цикли у всіх клітинах тіла. Однак цей циркадний ритм розрізняється у різних людей, тому деякі люди - опівнічники, а інші - встають рано, деяким подобається денний сон.
Дослідження починають пов'язувати циркадні ритми з низкою наслідків для здоров'я людини. Вони включає в себе те, як збої можуть збільшити ризик хвороби Альцгеймера і зростання пухлин, а також дослідження, які показують, як введення певних протиракових препаратів вранці може бути більш ефективним або як вживання білка під час сніданку, а не пізніше протягом дня, може призвести до кращого зростання м'язів.
Є надія, що ці відкриття можуть закласти основу для нової ери персоналізованої медицини, в якій лікування та оздоровчі режими краще підходять для кожної людини.
«Якщо ми зможемо зрозуміти добовий годинник кожної людини, ми потенційно зможемо призначити оптимальний час дня для них, коли вони будуть їсти, займатися фізичними вправами або приймати ліки», - говорить старший автор дослідження Крістофер Депнер. «З точки зору персоналізованої медицини це може бути революційним».
У його нинішньому вигляді золотий стандарт для вимірювання внутрішніх годинників організму відомий як оцінка мелатоніну при тьмяному світлі. Для цього випробовувані залишаються в темному просторі і щогодини здають зразки крові і слини для вимірювання гормону мелатоніну, який сигналізує організму, коли пора спати і прокидатися.
«Якщо ми хочемо мати можливість фіксувати час циркадного ритму людини, нам потрібно знати, що це за час», - каже Крістофер Депнер. «Прямо зараз у нас немає простого способу зробити це».
Вчені сподіваються розробити більш практичні способи зчитування біологічного годинника пацієнта, який можна було б включити в повсякденний догляд, і аналізи крові стають багатообіцяючим рішенням, так само як вони використовуються, наприклад, для перевірки рівня холестерину.
Дослідники просунулися в цій області, використовуючи зразки крові для вимірювання активності генів, які допомагають регулювати циркадний ритм або вимірювати певні білки, але команда з CU Boulder вибрала інший підхід, званий «метаболомікою».
Для свого дослідження вчені залучили 16 добровольців, які провели 14 днів в лабораторії сну і щогодини здавали аналізи крові для оцінки мелатоніну.
У той же час дослідники оцінили рівень 4000 різних метаболітів в їх крові, включаючи амінокислоти, вітаміни і жирні кислоти. Потім було використано алгоритм машинного навчання для визначення наборів цих метаболітів, пов'язаних з різними фазами циркадних годин.
Використовуючи цей «молекулярний відбиток пальця» для передбачення циркадної фази за одним зразком, команда вчених виявила, що він виявився напрочуд точним.
Вченим вдалося вдосконалити техніку, так що потрібно було шукати тільки 65 метаболітів, але вони кажуть, що її потрібно буде ще більше звузити, щоб зробити технологію комерційно життєздатною.
Крім того, є й інші проблеми, які необхідно вирішити, перш ніж технологія вийде за межі лабораторії, наприклад, той факт, що вона була набагато точніше, коли випробовувані добре відпочили і недавно не їли. Тим не менш, дослідники в захваті від перших багатообіцяючих результатів.
«Ми знаходимося на самих початкових етапах розробки цих біомаркерів циркадного ритму, але це багатообіцяюче дослідження показує, що це можливо», - говорить Крістофер Депнер. «Це важливий крок вперед на шляху розвитку циркадної медицини - для забезпечення правильного лікування певній людині в потрібний час доби».