Cirkadiniai ritmai slepia neįtikėtinas žmogaus galimybes
Sakoma, laikas veikia ne mūsų naudai, jo neįmanoma apgauti, mes senstame, sergame, praleidžiame progas. Tačiau mokant juo naudotis, laikas gali būti sąjungininkas. Šias problemas nagrinėja chronobiologija – biologijos sritis, tyrinėjanti laiko ciklus, kuriems paklūsta visi gyvi organizmai, nuo augalų ir bakterijų iki žmogaus. Šie ciklai, dar vadinami cirkadiniais ritmais, slepia didžiulį medicinos potencialą: jais galima kovoti prieš vėžį, išvengti širdies priepuolių, pagerinti intelektinius gebėjimus.
Laikas – vienas iš evoliucijos veikimo matmenų. Dvi konkuruojančios rūšys gali puikiausiai sugyventi toje pačioje erdvėje, jeigu aktyvios būna skirtingu metu. Todėl gamtoje atsirado šiltakraujai organizmai, galintys gyventi ir medžioti naktimis, kai šaltakraujų roplių gyvybinės sistemos sulėtėja.
Manome, kad mums, kitaip nei kokiems nors džiunglių plėšrūnams, visai nebūtina dieną medžioti, o naktį slėptis guolyje (arba atvirkščiai) ir kad mes patys reguliuojame savo gyvenimo ritmą. Tai – iliuzija, rašo mokslo žurnalistė Jessa Gamble iš Aeon. Iš tiesų vidinis laikrodis tiksi ir mumyse, ir nenoras į juos atsižvelgti sukelia kuo įvairiausias problemas.
Esame pripratę manyti, kad biologinis laikrodis lemia miegą – kai kas vieversys, kai kas pelėda, – ir protestuojame, kai valdžia nusprendžia, kad dabar reikia gyventi vien pagal žiemos ar vien pagal vasaros laiką. Tačiau miegas – toli gražu ne viskas. Žinduolių organizmas labai sudėtingas, ir jų cirkadinis ritmas jame kontroliuoja daugybę sistemų – nuo metabolizmo ir DNR „remonto“ iki imuninio atsako ir pažintinių gebėjimų. Kad kūnas veiktų normaliai, būtina, kad visos jo detalės nuo pat ląstelių lygmens, būtų sinchronizuotos.
Mums atrodo, kad patys kontroliuojame savo gyvenimo ritmą. Tai iliuzija. Bendrą kūno ritmą nustato pogumbriosuprachiazmatinis branduolys (SCN), tačiau kiekvienas organas turi ciklą, pasikartojantį maždaug kas 24 valandas. Smegenys, orientuodamosi pagal dienos šviesą, bendrai šiuos ciklus koreguoja, visgi organai gali paklusti savo nuosaviems „laikrodžiams“, kuriuos reguliuoja ne šviesa, o kas nors kita, ir nuslopinti pogumbrio signalus. Pavyzdžiui, kepenis ir kasą nesunku „persukti“ naktipiečiais. Dėl to kylanti desinchronizacija gali sukelti rimtas pasekmes: tyrimai parodė, kad kasos ritmo poslinkis pelėms skatina diabeto išsivystymą.
Idealiu atveju, suprasdami kaip veikia mūsų kūno cirkadiniai ritmai, galime maksimizuoti kasdienės veiklos efektą – nuo darbo ir mokymosi iki sporto treniruočių ir miego. Nors skirtingų žmonių biologiniai laikrodžiai veikia skirtingai – jūs galite būti pelėda, o jūsų vaikas ar tėvai prisiekę varnėnai, – egzistuoja bendros tendencijos. Pavyzdžiui per dieną kūno temperatūra auga, ir kadangi biocheminiai procesai, tarkime, raumenų susitraukimas, sparčiau vyksta aukštesnėje temperatūroje, daug sporto rekordų pasiekta nevėlai vakare. O mokytis ir dirbti geriau ryte ir dieną, o uždavinius, kur reikia įsiminimo ir kritinio mąstymo, geriausiai atliekame tarp 10 ir 12 valandos, o skaičiuojame sparčiausiai apie 17 valandą. Dienos gale suvartojamos kalorijos, labiau tikėtina, kad nuguls kaip riebalai, ir ne tik ant klubų, bet ir kepenyse.
Cirkadinių ritmų įtaka mūsų sveikatai rimtai imta tirti maždaug prieš 40 metų. Pasirodė daug tyrimų apie gero nakties miego svarbą, dėl to šią tezę jau įsisąmoninome. Tačiau dabar ši tema tiriama daug plačiau: jei biologiniam laikrodžiui paklūsta visi gyvi organizmai, gal galima laiką naudoti kaip kovos prieš tai, kas mums kenkia, priemonę? Juk žinant, kada tavo priešas – bakterijos, ligos – aktyviausias, arba pažeidžiamiausias, priešintis veikimui ar pačiam smogti paprasčiau. Taip chronoterapija – vaistų vartojimas tiksliai nustatytu pagal cirkadinį ritmą laiku, – gali pakeisti dabar naudojamą terapiją, – kai vaistai šlamščiami visą dieną.
Daugiausiai chronoterapijos tyrimų sukaupta kovos su vėžiu srityje. Per pastaruosius 30 metų gydytojai nustatė, kad navikai auga, paklusdami savo nuosavam ciklui, kuris skiriasi nuo sveikų ląstelių ritmo. Paaiškėjo, priešnavikinių preparatų naudojimas konkrečiu paros metu ne tik didina chemoterapijos efektyvumą, bet ir mažina organizmui daromą žalą: pacientai pastebi, kad toks gydymas lengviau ištveriamas ir netgi apsieina be įprastų „chemijos“ palydovų – vėmimą slopinančių vaistų.
Įžymiausias šios srities tyrinėtojas, onkologas Francis Levi iš Warwicko universiteto medicinos mokyklos, pirmuosius chronoterapijos veiksmingumo rezultatus pristatė XX amžiaus dešimtojo dešimtmečio pradžioje. Jis padarė išvadą, kad suderinus storosios ir tiesiosios žarnos vėžio gydymui skirto preparato oksaliplatino vartojimą su cirkadiniais ritmais, didesnė dozė vaisto toksiškumo nedidina. Pasak Levi, kai kurių vaistų vartojimui optimalus laikas – gili naktis. „Tai prieštarauja klasikinei chemoterapijos paradigmai“, – pripažįsta onkologas. Ir visgi, remdamasis daugiau nei 20 metų tyrimų, jis tvirtina, kad vartojant vaistus tiksliai nustatytu laiku, galima pasiekti geresnių rezultatų, nei preparatus švirkščiant nuolat: preparatų efektyvumą galima padvigubinti, o toksiškumą – sumažinti penkiagubai.
Levio žodžius patvirtina ir kiti tyrimai. Pavyzdžiui, Norvegijos mokslininkų komanda išsiaiškino, kad dieną (nuo 8 iki 16 valandos) kaulų čiulpai kraujo ląsteles gamina beveik dvigubai aktyviau, nei naktį (nuo pusiaunakčio iki 4 ryto). Atsižvelgus į kraujodaros „tvarkaraštį“, galima sumažinti neigiamą chemoterapijos poveikį organizmui: yra duomenų, kad ligoniams nuovargis, infekcijos ir depresija pasireiškia rečiau, jei vaistai leidžiami tada, kai kaulų čiulpai kraujo ląstelių negamina.
Tačiau cirkadiniai ritmai labai individualūs. Levi parodė, kad skirtingų žmonių biologiniai laikrodžiai gali skirtis 12 valandų. Tad, chronoterapiją būtina kruopščiai personifikuoti, atsižvelgiant į visų lygių ritmą – atskirų ląstelių, audinių, organų ir viso kūno.
Vėžio gydymas – labiausiai ištyrinėta, tačiau ne vienintelė chronoterapijos naudojimo sritis. T-limfocitai – imuninės sistemos ląstelės, atakuojančios „savus“, sergant reumatoidiniu artritu, – irgi suaktyvėja bei nurimsta, vadovaudamiesi vidinius laikrodžiu, net jeigu jie stebimi ne kūne, o petri lėkštutėse. Remiantis Harvardo universiteto medicinos mokyklos svetainės pateikiama statistika, daugelis susirgimų pasunkėja tam tikru paros metu. Pavyzdžiui, širdies priepuoliai dažniausiai įvyksta rytais, per kelias valandas nuo pabudimo. Smilkininės epilepsijos priepuoliai vyksta dienos gale – vakaro pradžioje. Astma paūmėja naktimis. Nustatytas ryšys tarp cirkadinių ritmų ir Parkinsono ir Alzheimerio ligų, metabolizmo sutrikimų, širdies kraujagyslių ir kitais susirgimų eigos.
Jei chronobiologijos entuziastai teisūs, tai netrukus priešdėlį „chrono-“ galime išvysti kuo įvairiausių terapijų pavadinimuose. Gydytojai mokysis chronokardiologiją, chrononeurologiją, chronoembriologiją ir taip toliau. Ligų gydymas taps personifikuotas, ligoninėse ir vaistinėse atsiras vaistai su žyme „chrono-“, kas reikš, kad jie veikia būtent tuo metu, kai organizmui to labiausiai reikia ar kai liga pažeidžiamiausia.
Kai kurie mokslininkai, pavyzdžiui, biologijos daktarė Angela Relógio iš Berlyno Charité klinikos molekulinių vėžio tyrimų centro, netgi spėja (kol kas kukliai), kad chronoterapija gali ne tik gydyti, o ir užkirsti kelią piktybinių auglių susidarymui. „Stengiamės atsakyti į klausimą: iš pradžių įvyksta biologinio laikrodžio pasikeitimas, o paskui vėžys – ar atvirkščiai? –sako ji. – Tai, ką stebime, gali rodyti tarpusavio ryšį tarp ritmo sutrikimų ir vėžio“. 2013 metų JAV ir Kanados mokslininkų publikacijoje pažymima, kad naktinėje pamainoje dirbančios moterys, dažniau serga krūties vėžiu. O ankstesnis eksperimentas parodė, kad laboratorinėms pelėms, neturinčioms cirkadinius ritmus reguliuojančio geno, vėžio atsiradimo rizika didesnė, nei įprastų jų gentainių.
Viena iš chronobiologijos problemų yra ta, kad ši tema iki šiol labai mažai tyrinėta, ir tai stabdo progresą. Daugelį gydytojų po senovei stebina idėja, kad vienas ir tas pats vaistas ryte veikia, o vakare – ne. „Išties manau, kad darome gera gydomiems pacientams, antraip neužsiimčiau tuo 20 metų, – sako Levi. – Tačiau problema ne tiesiog duomenų gavimas, o ir tai, kad kartu su duomenimis žmonės priimtų pačią idėją“.
Tačiau chronoterapijos tyrimų ir publikacijų šia tema daugėja, ji toliau vystosi, vienų sėkmė stimuliuoja ir patraukia kitus. Mokslui dar teks išsiaiškinti, kaip konkrečiai veikia mūsų biologiniai laikrodžiai ir kaip juos galima panaudoti. Kokie mechanizmai valdo „laikrodinių“ genų veikimą? Kokią įtaką jie daro įvairiems sveikatos aspektams? Kodėl taikant su cirkadiniais ritmais suderintą chemoterapiją moterims, jos gyvena trumpiau, nei vyrai? Kol kas klausimų daugiau nei atsakymų, visgi žingsnis po žingsnio cirkadiniai ritmai mokslininkams vis mažiau primena juodą dėžutę. Chronoterapijos potencialas gali pasirodyti esąs stulbinamai didelis.
Ира Соломонова | slon.ru | parengė Technologijos.lt