الزمن يتحكم بحياتنا. الوقت يخبرنا بما يجب القيام به. المنبه الذي يوقظنا في الصباح أو ساعة اليد التي تخبرنا بأننا تأخرنا على العشاء هي ساعات غير طبيعية. تستجيب بيولوجيتنا لإيقاع أكثر عمقًا، ربما بدأ بالظهور مبكرًا في تطور جميع أشكال الحياة. التعليمات لساعة بيولوجية تحدد مرور نحو 24 ساعة جزءٌ لا يتجزأ من جيناتنا، ومن جميع أشكال الحياة على الأرض تقريبًا. تساعد الساعات البيولوجية على ضبط أنماط نومنا، واليقظة، والمزاج، والقوة البدنية، وضغط الدم، وغير ذلك الكثير.
في ظل الظروف العادية، نشهد نمطًا من الضوء والظلام على مدار 24 ساعة، وتستخدم ساعتنا البيولوجية هذه الإشارة لمواءمة الوقت البيولوجي مع النهار والليل، ثم تُستخدم الساعة للتنبؤ بالمطالب المختلفة طوال 24 ساعة في اليوم وضبط الجسد والسلوك قبل الظروف المتغيرة. تنخفض درجة حرارة الجسم، وينخفض ضغط الدم، وينخفض الأداء المعرفي ويزداد التعب تحسبًا للنوم، بينما قبل الفجر، تُجهَّز عملية التمثيل الغذائي تحسبًا لزيادة النشاط عندما نستيقظ.
تُنظّم الساعة اليومية أيضًا كل ما يحدث في الوقت نفسه، ما يضمن سير العمليات البيولوجية بالتسلسل المناسب. لكي تعمل الخلايا بطريقة صحيحة، تحتاج إلى المواد المناسبة في المكان المناسب وفي الوقت المناسب.
يجب تشغيل وإيقاف آلاف الجينات بالترتيب والانسجام، ويجب امتصاص البروتينات والإنزيمات والدهون والكربوهيدرات والهرمونات والأحماض النووية والمركبات الأخرى، وتكسيرها، واستقلابها، وإنتاجها في إطار زمني محدد، وأيضًا يجب الحصول على الطاقة ثم تخصيصها للنمو والتكاثر والتمثيل الغذائي والتنقل وإصلاح الخلايا.
كل هذه العمليات وغيرها، تستهلك طاقة ويجب أن تجري جميعها وفقًا للوقت الصحيح من اليوم، ودون ساعة، سيكون جسمنا في حالة من الفوضى.
قدّم البحث الرائد الذي أجراه جيفري هول ومايكل روسباش ومايكل يونغ -الحائز على جائزة نوبل لعام 2017 في علم وظائف الأعضاء أو الطب- أول فهم واضح لكيفية عمل الساعة البيولوجية في أي كائن حي، في هذه الحالة، ذبابة الفاكهة.
كيف تعمل الساعة؟
في قلب الساعة توجد حلقة تغذية مرتدة سلبية، تتكون من التسلسل التالي للأحداث. تنتج جينات الساعة رسائل تُترجم إلى بروتينات، ثم تتفاعل هذه البروتينات لتشكل معقدات وتنتقل من سيتوبلازم الخلية إلى النواة، ثم تثبط جيناتها. تقسّم معقدات بروتين الساعة المثبطة هذه، ثم تصبح جينات الساعة حرة مرة أخرى لتكوين المزيد من الرسائل والبروتين الطازج، وتستمر الدورة يومًا بعد يوم.
تولد حلقة التغذية الراجعة السلبية هذه إيقاعًا يقارب 24 ساعة من إنتاج البروتين وتدهوره، الذي يحرك اليوم البيولوجي الداخلي.
بناءً على النتائج التي توصل إليها هول وروزباش ويونغ في ذبابة الفاكهة، اكتُشفت جينات ساعة مشابهة جدًا في الفئران والبشر والعديد من الحيوانات الأخرى. لذا فإن الساعات البيولوجية التي تدق فينا تشبه إلى حد كبير الساعات الموجودة في الحشرات والديدان والأسماك والطيور.
نحن نعلم الآن أن تفضيلات الصباح والمساء للأفراد -الذين يصفون أنفسهم إما بالقبرات أو البوم- تبدو أيضًا مرتبطة بالتغيرات الصغيرة في بعض جينات الساعة هذه، التي إما تسرع أو تبطئ إيقاعاتنا اليومية.
يرجى عدم المقاطعة
أدى فهم كيفية عمل الساعات البيولوجية والدور المركزي الذي تلعبه في جسمنا إلى حدوث تقدم في مجالات عدة، ليس أقلها تقدير أنه عندما تتعطل إيقاعات الساعة البيولوجية، يمكن أن تتأثر صحتنا العامة ورفاهيتنا بشدة.
يحاول العاملون في نظام نوبات النومَ في أثناء النهار، لكن عادة ما يكون النوم أقصر وأقل جودة من النوم في الليل، فعلى الرغم من التعب الشديد، فإن النظام اليومي يوجه الجسم بأنه يجب أن يكون مستيقظًا، ثم يعملون في أثناء الليل في وقت يهيئ فيه النظام اليومي الجسم للنوم، وتكون اليقظة والأداء منخفضين، أي يعملون عندما يشعرون بالنعاس وينامون عندما لا ينعسون.
يمكن أن يكون لاضطراب النظام اليومي على المدى القصير تأثير سلبي كبير على الذاكرة وحل المشكلات والاستجابات العاطفية والانتباه. وقد ثبت أن سنوات العمل في النوبات الليلية تزيد من مخاطر الإصابة بأمراض القلب، والعدوى، والسرطان، والسكري من النوع الثاني، والسمنة. لذلك نحن نتجاهل إيقاعاتنا اليومية على مسؤوليتنا.
يعد اضطراب الإيقاع اليومي أيضًا صفة مشتركة بين بعض أكثر الأمراض تحديًا في عصرنا. الذين يعانون من أمراض عقلية (مثل الفصام والاضطراب ثنائي القطب والاكتئاب)، أو الحالات العصبية (مثل مرض الزهايمر والسكتة الدماغية والتصلب المتعدد واضطرابات النمو مثل التوحد)، أو اضطرابات خطيرة في العين (بما في ذلك إعتام عدسة العين)… كلها تظهر بسبب اضطرابات في إيقاع الساعة البيولوجية.
يتعلق مستقبل أبحاث الإيقاعات اليومية بفهم كيفية حدوث هذا الاضطراب، وبناءً على هذه المعرفة، يجب تطوير عقاقير وعلاجات جديدة تساعدنا على تنظيم الوقت الداخلي عبر الطيف الصحي. نحن نعيش حقًا في أوقات مثيرة.
اقرأ أيضًا:
متلازمة غروب الشمس: حين تتحكم الساعة البيولوجية بعدوانيّتك!
اكتشاف الخلايا العصبية المسئولة عن الساعة البيولوجية بالدماغ!
ترجمة: محمد حلاق
تدقيق: دوري شديد
مراجعة: حسين جرود
