เวลาคือทุกสิ่ง แค่ถามนักแสดงตลก ศิลปินห้อยโหน โรมิโอและจูเลียต หรือแทบทุกเซลล์ในร่างกายของคุณการรักษาเวลา นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นพบว่านาฬิกาเล็กๆ ภายในเซลล์แต่ละเซลล์สามารถเดินไปตามจังหวะของมือกลองระดับปรมาจารย์ในสมองได้อย่างไรCHUWY/ISTOCKPHOTO ภาพประกอบโดย T. DUBETHE DAILY GRIND มาตรการทางชีวภาพหลายอย่างผันผวนในแต่ละวันที่มา: ส. ราชรัตนนาม และ J. ARENDT/LANCET 2001
นาฬิกาหลัก
สมอง: BSIP / PHOTO RESEARCHERS, INC; รูปภาพ: E. TRUDEL, C. BOURQUE
สัตว์ต่าง ๆ นาฬิกาที่แตกต่างกัน
ออกแบบ: T. DUBE
การฟ้องภายในเซลล์เกือบทั้งหมดเป็นนาฬิกาขนาดเล็กที่ประกอบด้วยเฟืองโปรตีน นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่านาฬิการะดับโมเลกุลเหล่านี้ควบคุมจังหวะชีวิตในแต่ละวัน ตั้งแต่ช่วงเวลารับประทานอาหารและก่อนนอน ไปจนถึงระดับฮอร์โมนที่เพิ่มขึ้นและลดลง อุณหภูมิร่างกาย และความดันโลหิต การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่านาฬิกาชีวิตอย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่านาฬิกาบอกเวลารายวันทำมากกว่าแค่ควบคุมตารางเวลาในแต่ละวัน
นักวิทยาศาสตร์บางคนกล่าวว่านาฬิกาดังกล่าวมีศักยภาพที่จะมีบทบาทในเกือบทุกหน้าที่ทางชีววิทยา การศึกษาแบคทีเรีย สัตว์ฟันแทะ และแมลงวันผลไม้ ชี้ว่านาฬิกาชีวิตอาจจับเวลากระบวนการที่หลากหลายพอๆ กับการแบ่งเซลล์และการแก่ชรา “เมื่อคุณเริ่มถามว่า ‘นาฬิกาควบคุมอะไร’ คุณต้องพูดว่า ‘ทุกอย่าง’” Erik Herzog นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กล่าว
ข้อมูลเชิงลึกใหม่บางส่วนมาจากการศึกษานาฬิกาหลักของสมอง
ซึ่งเป็นโครงสร้างคู่หนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ suprachiasmatic nucleus หรือ SCN ที่กำหนดจังหวะของร่างกายในแต่ละวัน ในขณะเดียวกันงานอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่า SCN ไม่ใช่นาฬิกาเสาหินเดียว แต่เป็นชุดของโหนดที่สัมพันธ์กันซึ่งช่วยประสานนาฬิกาทั่วร่างกาย และนักวิจัยคนอื่น ๆ ยังพบว่า SCN อาจไม่ใช่ผู้ชี้ขาดเวลาของร่างกายในที่สุด และอวัยวะอื่น ๆ ก็ควบคุมจังหวะทางชีวภาพด้วยตัวเองโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจาก SCN มากนัก
ยังมีงานวิจัยอื่น ๆ ที่พบว่ากลุ่มของเซลล์ประสาทต่าง ๆ ที่อยู่ภายใน SCN นั้นมีพฤติกรรมที่แตกต่างกันอย่างน่าประหลาดใจ ตัวอย่างเช่น เซลล์บางเซลล์ภายในนาฬิกาหลักของหนู (และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ รวมทั้งมนุษย์) สันนิษฐานว่าสร้างคาบ 1 ซึ่งเป็นหนึ่งในโปรตีนคาบหลักของนาฬิกาโมเลกุลที่พบในเซลล์ ระดับโปรตีนสูงสุดในตอนกลางวันและต่ำในตอนกลางคืน รูปแบบการยิงของเซลล์ประสาท SCN ทำในสิ่งเดียวกัน นักวิจัยจึงคิดว่าระดับของช่วงเวลาที่ 1 กำหนดรูปแบบการยิงของเซลล์สมอง
แต่เซลล์ประสาทที่สร้างช่วงที่ 1 จะไม่ทำงานตามที่คาดไว้ Hugh Piggins และ Mino Belle จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในอังกฤษและเพื่อนร่วมงานได้ตรวจวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าในเซลล์นาฬิกาหลักจากสมองของหนู โดยเปรียบเทียบเซลล์ที่สร้างช่วง 1 กับเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ นักวิจัยพบว่าเซลล์ที่ไม่มีช่วงที่ 1 เป็นไปตามรูปแบบการยิงที่จุดสูงสุดในตอนกลางวันและตกลงมาในเวลากลางคืน
แต่เซลล์ที่ทำให้โปรตีนถูกยิงในอัตราปานกลางในตอนเช้า จากนั้นก็ตื่นเต้นมากเกินไปในตอนบ่ายจนไม่สามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าได้อีกต่อไป ก่อนที่จะฟื้นตัวอีกครั้งในช่วงพลบค่ำ ทีมรายงานเมื่อเดือนตุลาคมปีที่แล้วในScience ( SN Online: 10 /8/09 ). การกระตุ้นที่มากเกินไปเป็นเวลานานจะทำให้แคลเซียมสะสมเป็นพิษ ทำให้เซลล์ส่วนใหญ่ตาย แต่เซลล์ประสาทช่วง 1 เซลล์ต้องผ่านประสบการณ์ใกล้ตายนี้ทุกวันดูเหมือนจะไม่ได้รับอันตราย นักวิจัยไม่ทราบว่าเหตุใดเซลล์ประสาทจึงอยู่รอด หรือช่วงที่ 1 และการเปลี่ยนเกียร์ระดับโมเลกุลอื่นๆ ทำให้เกิดรูปแบบการยิงอย่างไร
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
