Læknisfræði/Hvað gera líffræðilegar klukkur?

Læknisfræði/Hvað gera líffræðilegar klukkur?

Sveiflur í starfsemi líkamans

FRÁ ÞVÍ að lífið hófst á jörðinni hefur það verið undir áhrifum snúnings jarðar um möndul sinn, snúnings tunglsins um jörðina og snúnings jarðar umhverfis sólu. Við þekkjum vel ýmsar sveiflur í lífi okkar sem fylgja þessum náttúrufyrirbærum í tíma; dæmi um dægursveiflur eru svefn og vaka, tíðahringur flestra kvenna fylgir gangi tunglsins og vel þekktar árstíðasveiflur eru skammdegisþunglyndi og aukin svefnþörf í skammdeginu og vetrardvali sumra dýra. Langt er síðan menn fóru að taka eftir sveiflum hjá lifandi verum og á fjórðu öld var því t.d. lýst hvernig sumar plöntur opnuðu lauf sín á daginn en lokuðu þeim á nóttunni. Árið 1729 gerði franski stjörnufræðingurinn deMairan tilraun með slíka plöntu og uppgötvaði að þó hún væri höfð í algeru myrkri hélt hún áfram að opna blöð sín að morgni og loka þeim að kvöldi. Segja má að þetta sé fyrsta lýsingin á líffræðilegri klukku. Síðan gerðist lítið sem vitað er um fyrr en komið var fram á þessa öld.

omið hefur í ljós að við höfum innbyggða klukku sem er býsna nákvæm. Rannsóknir á fólki sem er lokað inni í myrkvuðu herbergi og fær engar vísbendingar um hvað tímanum líður hafa leitt í ljós að dægursveiflur halda áfram og flestir eru með sólarhringssveiflu sem er lítið eitt lengri en 24 klst. Ýmislegt í umhverfi okkar sér til þess að stilla þessa sólarhringssveiflu í nákvæmlega 24 tíma og þar virðist vega mjög þungt birta og myrkur. Margt er vitað um stjórnun þessarar líkamsklukku þó að enn fleira sé þar á huldu. Böndin berast einkum að litlum taugakjarna í miðtaugakerfinu sem er staðsettur framantil í þeim hluta heilans er nefnist undirstúka og kjarninn heitir á fræðimáli "nucleus suprachiasmaticus". Frá sjónhimnu augans berast boð til þessa kjarna eftir taugabrautum sem eru greinilega aðskildar frá sjóntauginni og gæti það skýrt hvers vegna blindir fylgja yfirleitt nákvæmlega sömu dægursveiflum og þeir sjáandi. Þessi taugakjarni er einnig næmur fyrir áhrifum nokkurra hormóna, þ.á m. melatóníns sem myndast í heilakönglinum og virðist tengjast stjórnun dægursveiflna. Aukinn skilningur á sveiflum í starfsemi líkamans getur bætt möguleika okkar að skilja, greina og meðhöndla ýmsa sjúkdóma og verður hér á eftir sagt frá nokkrum dæmum.

Ofnæmiskvef hrjáir marga, einkum á sumrin, og komið hefur í ljós að óþægindin eru venjulega mest á morgnana en fara síðan minnkandi eftir því sem líður á daginn. Líkurnar á því að fá astmakast eru heldur ekki jafnar yfir sólarhringinn, þær eru um 100 sinnum meiri á nóttunni en að deginum og eru í hámarki um klukkan 4. Margir sjúklingar með kransæðasjúkdóm hafa tekið eftir því að þeir fá hjartaöng (verk fyrir brjósti) við minni áreynslu fyrir hádegi en eftir hádegi. Sama gildir um alvarleg hjartaáföll, og skyndidauða vegna slíkra áfalla, að þau verða frekar fyrir hádegi og er hættan mest á bilinu frá klukkan 7 til 11. Blóðþrýstingurinn sveiflast líka yfir sólarhringinn, hjá flestum er hann lægstur á kvöldin og fram eftir nóttu, fer að hækka þegar nálgast morgun, nær hámarki nálægt hádegi og fer síðan að lækka aftur síðdegis. Þessar blóðþrýstingssveiflur skýrast a.m.k. að hluta til með sveiflum sem verða samtímis í styrk nokkurra hormóna og annarra efna í blóði. Flestar eðlilegar fæðingar fara í gang á tímabilinu frá miðnætti til klukkan 5 en á þeim tíma er rafvirkni legvöðvans í hámarki og einnig næmi fyrir hormónum sem valda samdrætti í legvöðvanum. Rannsóknir hafa sýnt að fæðingar sem fara í gang á þessum tíma ganga betur og taka að meðaltali styttri tíma en fæðingar sem fara í gang að deginum. Þegar legvatn fer fyrir fæðingu, er algengast að það gerist á tímabilinu frá klukkan 2 til 4. Tímasetning lyfjagjafa eða skurðaðgerða getur stundum skipt miklu máli. Tvær nýlegar rannsóknir sýna þetta mjög glöggt: 1) Tvö lyf við krabbameini í eggjastokkum voru gefin tveimur hópum sjúklinga og fékk annar hópurinn lyf A kl. 6:00 en lyf B kl. 18:00, í hinum hópnum var þessu snúið við; fimm árum síðar voru 50% kvenna í öðrum hópnum lifandi en aðeins 10% í hinum hópnum. 2) Þegar krabbamein í brjósti er fjarlægt skiptir máli hvenær í tíðahring konunnar það er gert; langtímaárangur slíkra aðgerða er bestur ef þær eru framkvæmdar mitt á milli blæðinga, þegar mest er í blóðinu af östrógen-kvenhormóni. Í mörgum tilvikum virðist skipta máli hvenær dags lyf eru tekin og má þar nefna lyf við astma, flogaveiki, illkynja sjúkdómum, hjarta- og blóðrásarsjúkdómum, ofnæmi, meltingarsári, liðagigt, slitgigt og hárri blóðfitu. Hér getur bæði verið um að ræða betri árangur lyfjameðferðarinnar og minni aukaverkanir.

Því betur sem við skiljum sveiflur líkamans og hvernig þeim er stjórnað, því meiri eru möguleikar okkar að notfæra okkur þessa þekkingu til góðs. En til að svo megi verða þarf rannsóknir, bæði grunnrannsóknir á eðli þessara sveiflna og hagnýtar, klíniskar rannsóknir.

Magnús Jóhannsson