Μεταξύ των φιορδ της Γροιλανδίας, με τα γαλήνια νερά που γίνονται καθρέφτης του ουρανού, το έδαφος αναδιπλώνεται και κατεβαίνει σε όμορφες λίμνες. Όμως, η γεμάτη ηρεμία αυτή εικόνα, κρύβει έναν απροσδόκητο κίνδυνο, για την ακρίβεια, μία κατάσταση έκτακτης ανάγκης που ξεπερνά κατά πολύ την εμπειρία μας. Εκεί, η κλιματική αλλαγή, δεν έρχεται μόνο με τη μορφή πυρκαγιάς και πλημμύρας, αλλά μιας αόρατης απειλής που «ανεβαίνει» σιωπηλά από το έδαφος. Όπως γράφει το theatlantic.com, ακόμη και στα πιο ήσυχα μέρη, ο κόσμος θα γίνει εχθρικός με τρόπο που δεν έχουμε ξαναδεί…

Παρά το τεράστιο στρώμα πάγου που βρίσκεται στο εσωτερικό της, οι ακτές της Γροιλανδίας που δεν είναι παγωμένες υπολογίζονται στα 159.000 τετραγωνικά μίλια. Στη Γροιλανδία, την πιο αραιοκατοικημένη περιοχή του κόσμου, ζουν μόλις 57.000 κάτοικοι. Με άλλα λόγια, πρόκειται για μία έκταση μεγαλύτερη από τη Γερμανία, αλλά με τον πληθυσμό μιας μικρής πόλης.

Μπορεί τα μέσα ενημέρωσης να αναφέρονται στον Αρκτικό Ωκεανό ως το σκέπασμα -το «καπάκι»- του πολικού πάγου, όμως η κλιματική αλλαγή και η αύξηση της θερμοκρασίας, έχουν αλλάξει τα δεδομένα.

Η γεωγραφία της περιοχής ορίζεται λίγο ως πολύ ως εξής:

• Το αρχιπέλαγος Svalbard, στον Αρκτικό Ωκεανό, βόρεια της Νορβηγίας, αποτελείται από 11 νησιά, εκ των οποίων μόνο το ένα έχει μόνιμο πληθυσμό.
• Το αρχιπέλαγος Novaya Zemlya, στα βόρεια της Ρωσίας κοντά στον Αρκτικό Ωκεανό, αποτελείται από δύο νησιά -πρόκειται για την περιοχή στην οποία η Σοβιετική Ένωση διεξήγαγε τη μεγαλύτερη πυρηνική δοκιμή στην ιστορία.
• Και βεβαίως, τη Γροιλανδία, το μεγαλύτερο νησί του κόσμου.

Τα πλούσια, ελώδη εδάφη των τριών αυτών περιοχών ξεκινούν από την άκρη του εσωτερικού πάγου και φτάνουν μέχρι τις βραχώδεις ακτές. Κάποτε, τα εδάφη αυτά ήταν γεμάτα ανοιχτά λιβάδια και φτέρες. Τώρα, μετά από 35.000 χρόνια παγωνιάς, χαρακτηρίζονται ως permafrost.

Όμως, παρά την ονομασία, πλέον δεν είναι ούτε μόνιμα, ούτε εντελώς παγωμένα.

Κάθε χειμώνα, το χιόνι που πέφτει πάνω από τον Αρκτικό Ωκεανό «κλειδώνει» τα εδάφη στον παγετό. Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, ο πάγος διασπάται και το permafrost μερικώς αποψύχεται.

Τα τελευταία χρόνια, καθώς τα καλοκαίρια έχουν επιμηκυνθεί και οι χειμώνες έχουν γίνει πιο ζεστοί, ο εποχιακός αυτός μετασχηματισμός έχει χάσει τη συμμετρία του. Αυτό που οι βιολόγοι αποκαλούν «ενεργό στρώμα» του permafrost- το μέρος όπου μπορούν να ζήσουν τα μικρόβια και άλλες μορφές ζωής- εξαπλώνεται πια βορειότερα και σε βάθος πολύ μεγαλύτερο από ό, τι κατά τα τελευταία δεκάδες χιλιάδες χρόνια.

Το νέο ενεργό στρώμα του permafrost είναι γεμάτο «παλαιό υλικό»: υπολείμματα νεκρών φυτών και ζώων, γεμάτα χώμα, σκόνη, χιόνι. Καθώς το υλικό αυτό, που επί μακρόν προστατευόταν από την απο-σύνθεση λόγω του ψύχους, οδηγείται τελικά στη σήψη, απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα αέρια που επιταχύνουν δραματικά τον ρυθμό υπερθέρμανσης του πλανήτη.

Επιπλέον, το υλικό αυτό είναι γεμάτο παθογόνους παράγοντες, βακτήρια και ιούς που ήταν «ακινητοποιημένοι» μέσα στον παγετό, οι περισσότεροι εκ των οποίων δύνανται να επιβιώσουν μίας ήπιας απόψυξης και που, εάν τα καταφέρουν, όπως προειδοποιούν οι ερευνητές, θα είναι απειλητικοί για την ανθρωπότητα.

Τι υπάρχει μέσα σε 16 εκατ. τόνους permafrost που είχαν παραμείνει αναλλοίωτοι επί 1 εκατ. χρόνια; 

Με άλλα λόγια, η κλιματική αλλαγή θα ξυπνήσει τα ξεχασμένα μικρόβια και τους ξεχασμένους ιούς κι αυτό είναι μία από τις πιο περίεργες συνέπειες της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Και το χειρότερο: Έχει ήδη αρχίσει να συμβαίνει.

Ο Ρώσος βοτανολόγος Dmitri Ivanovsky (1864 – 1920) ήταν μόλις 28 ετών, όταν σε επιστημονική συνάντηση στην Αγία Πετρούπολη, παρουσίασε στοιχεία για το ανεξήγητο φαινόμενο μιας ασθένειας χωρίς… μικρόβιο.

Όταν εξέθεσε φύλλα καπνού σε ένα ορισμένο διαυγές υγρό, είδε τα φύλλα να γεμίζουν στίγματα, αλλά δεν βρήκε στο μικροσκόπιο του τα βακτήρια που θα μπορούσαν να εξηγήσουν την αλλαγή αυτή.
Το 1892, ο «πατέρας» της Μικροβιολογίας, Λουί Παστέρ και άλλοι επιστήμονες απέδειξαν ότι η μικροβιακή ζωή προκαλεί ασθένειες. Όμως, στην προκειμένη περίπτωση η ασθένεια δεν οφειλόταν σε κάποιο μικρόβιο. Ο Ivanovsky υποστήριξε ότι η ασθένεια πρέπει να ήταν εγγενής στο υγρό που είχε βάλει στα φύλλα. Και έδωσε την ονομασία «ιός», από τη λατινική λέξη για τη λάσπη.

Ξένοι και παράξενοι 

Τώρα, 125 χρόνια μετά, εξακολουθούμε να χρησιμοποιούμε τον όρο του Ivanovsky, με τη διαφορά ότι πλέον γνωρίζουμε ότι οι ιοί είναι πιο ξένοι και πιο παράξενοι από ό,τι θα μπορούσε εκείνος να φαντασθεί.

Ο ιός ενσωματώνει το γενετικό του υλικό στο γονιδίωμα των οργανισμών, χρησιμοποιώντας για τον πολλαπλασιασμό του, τους μηχανισμούς αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης του κυττάρου, όπως και τα περισσότερα ένζυμα που χρειάζεται για την επιβίωση του. Όμως ποτέ δεν κάνει κάτι που θα μπορούσε να περιγραφεί ως «ζωή». Εν ολίγοις, δεν υπάρχει γενική συμφωνία για το αν οι ιοί μπορούν να θεωρηθούν έμβια συστήματα. Για παράδειγμα, ο ιός δεν αναπνέει και δεν ζευγαρώνει.

Ιοί – τέρατα και λευκά άνθη 

Στην αιχμή της έρευνας της ιογενούς ζωής βρίσκονται δύο ερευνητές, οι Jean-Michel Claverie και Chantal Abergel, αμφότεροι καθηγητές Μικροβιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Aix-Marseilles. Από την αρχή του 21ου αιώνα, έχουν καθιερωθεί ως δύο από τους διασημότερους «κυνηγούς μικροβίων» στον κόσμο. Το 2002, ενώ ερευνούσαν τη Νόσο των Λεγεωνάριων στο εργαστήριό τους στη Μασσαλία, ανακάλυψαν τον μεγαλύτερο ιό που είχε καταγραφεί ποτέ, τον Mimivirus, ένα λοιμογόνο παράγοντα τόσο μεγάλο που μπορούσε να τον δει κανείς με το μικροσκόπιο.

Jean-Michel Claverie και Chantal Abergel

Στην πορεία εντόπισαν τέσσερις ακόμη ιούς – «τέρατα», οι οποίοι ήταν αρκετές φορές μεγαλύτεροι από ό,τι γνώριζε η επιστήμη μέχρι το 2000. Ένας εξ αυτών βρέθηκε σε μια ρηχή λίμνη στην Αυστραλία, ένας άλλο ήταν «κρυμμένος» σε έναν κουβά θαλασσινού νερού από μια ακτή της Χιλής και ένας τρίτος ανακαλύφθηκε στο φακό επαφής μιας γυναίκας.

Πρόκειται για ιούς – «μαμούθ» οι οποίοι μολύνουν αμοιβάδες, όχι ανθρώπους. Παρότι δεν αποτελούν κίνδυνο για εμάς, πρόκειται για  «ουσίες» παράξενες και αρκετά ανθεκτικές.

Οι Claverie και Abergel δεν είχαν στο μυαλό τους τους ιούς – τέρατα όταν ξεκινούσαν τις έρευνες γύρω από permafrost. Το 2013, ο Claverie διάβασε για μια ρωσική ομάδα που βρήκε έναν σπόρο ο οποίος ήταν «κλειδωμένος» βαθιά στο permafrost. Ο καρπός, που βρισκόταν θαμμένος στα 38 μέτρα κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, είχε περάσει χιλιάδες χρόνια περίπου στους -6 βαθμούς Κελσίου, χωρίς ποτέ να ξεπαγώσει στην εναλλαγή των εποχών. Αλλά μόλις θερμάνθηκε και τοποθετήθηκε σε μια κατσαρόλα, έβγαλε φύλλα και ντελικάτα λευκά άνθη.

«Οι ιοί στο permafrost είναι εξαιρετικά ανώμαλοι»

Ο Claverie ήρθε σε επαφή με τη ρωσική ομάδα, εξήγησε τη δουλειά του και ζήτησε λίγο permafrost για να κάνει δοκιμές. Η ομάδα έστειλε στον Claverie και στην Abergel δείγμα του ίδιου βαθιά κατεψυγμένου πυρήνα του permafrost που περιείχε τον σπόρο. Οι δύο ερευνητές ανέλυσαν ένα μικρό δείγμα σε μικροσκόπιο υψηλής ανάλυσης, το έφεραν σε θερμοκρασία δωματίου, εισήγαγαν μια αμοιβάδα ως δόλωμα και περίμεναν.

Μπροστά στα μάτια τους εμφανίστηκε ο ιός Pithovirus sibericum, ένας τεράστιο ωοειδής ιός, όπως φαινόταν στο μικροσκόπιο, ο οποίος είχε επιβιώσει παγωμένος επί 30.000 χρόνια στον πυρήνα του πάγου. Επρόκειτο για τον μεγαλύτερο ιό που είχε ανακαλυφθεί ποτέ. «Όπως προκύπτει, οι ιοί που βρίσκονται στο permafrost είναι εξαιρετικά ανώμαλοι και εξαιρετικά ‘φανταχτεροί’» ήταν το συμπέρασμα.

Οι ιοί που ανακάλυψαν οι Claverie και Abergel δεν αποτελούν απειλή για την ανθρωπότητα -τουλάχιστον προς το παρόν.

Στο κουφάρι ενός τάρανδου από το 1941

Αλλά δεν είναι μόνο αυτοί, καθώς από την απόψυξη του permafrost έχουν επιβιώσει και ανθρώπινα παθογόνα.

Το περασμένο καλοκαίρι, καταγράφηκαν κρούσματα μόλυνσης από άνθρακα στη Σιβηρία. Ένα 12χρονο αγόρι έχασε τη ζωή του και τουλάχιστον 20 άνθρωποι χρειάστηκε να νοσηλευτούν, όταν την παγωμένη τούνδρα χτύπησε κύμα «καύσωνα» (για τα δεδομένα της περιοχής).

Αιτία της μόλυνσης θεωρείται ότι είναι το αποψυγμένο -και σε αποσύνθεση- κουφάρι ενός τάρανδου που σκοτώθηκε το 1941.

Συγκεκριμένα, η θεωρία είναι πως αδρανή σπόρια του εξαιρετικά μολυσματικού βακτηρίου του άνθρακα, που είχαν εγκλωβιστεί στο παγωμένο κουφάρι ενός ταράνδου, ο οποίος είχε μολυνθεί πριν από χρόνια, «απελευθερώθηκαν» και ενεργοποιήθηκαν μόλις ξεπάγωσε το σημείο. Στη συνέχεια, μολύνθηκαν κοπάδια ταράνδων στην περιοχή και σταδιακά ο άνθρακας επηρέασε και ανθρώπους.

Ομάδα Καναδών επιστημόνων βρήκε πρόσφατα το στέλεχος του βακτηρίου Paenibacillus, σε μια σπηλιά στο Νέο Μεξικό που ήταν κλειστή για περισσότερα από 4 εκατ. χρόνια. Παρότι αβλαβή για τους ανθρώπους, τα αρχαία βακτήρια αποδείχτηκαν ανθεκτικά στα περισσότερα κλινικά αντιβιοτικά -συμπεριλαμβανομένων των αντιβιοτικών νέας γενιάς- και πιο επιθετικά. Η ανακάλυψη κατέστησε σαφές ότι τα βακτήρια μπορούν να επιβιώσουν στα πιο περίεργα και απομακρυσμένα περιβάλλοντα.

Σύμφωνα με πληροφορίες, σοβιετικό εργαστήριο μικροβιολογίας αναβίωσε βακτήρια από το permafrost τη δεκαετία του 1980, αλλά ουδείς αξιολόγησε την έρευνα. Ο Claverie ταξιδεύει εφέτος στη Σιβηρία για να ψάξει ακόμα πιο βαθιά στο έδαφος, προκειμένου να αποδείξει ότι οι ιοί μπορούν να επιβιώσουν αφού αποψυχθούν ακόμη και μετά από 1 εκατ. χρόνια.

Ασθένειες που νομίζουμε ότι έχουμε νικήσει 

Κάποια από τα μικρόβια που κρύβονται στο permafrost μπορεί να μας είναι οικεία -αντίπαλοι που η ανθρωπότητα γνωρίζει ήδη και πιστεύει ότι έχει νικήσει. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας υποστηρίζει ότι έχει εξαλείψει, για παράδειγμα, την ευλογιά, αλλά ο Claverie προειδοποιεί ότι μπορεί να έχει επιβιώσει στην τούνδρα.

Ακόμα πιο ανησυχητικά είναι τα μικρόβια που δεν γνωρίζουμε. «Κανείς δεν καταλαβαίνει γιατί οι Νεάντερταλ, οι πιο στενοί εξελικτικά συγγενείς μας, εξαφανίστηκαν μυστηριωδώς πριν από 30.000 χρόνια», λέει ο Claverie. Όπως λέει, οι ασθένειες που δυνητικά είναι κλειδωμένες στο permafrost πιθανώς έχουν απειλήσει κατά το παρελθόν τον άνθρωπο ή συγγενείς του ανθρώπου. Και θα μπορούσαν να το κάνουν ξανά, λέει, συμφωνώντας με τον χαρακτηρισμό «ασθένειες – ζόμπι».

Η άλλη όψη της «απόψυξης»

Η Γροιλανδία αποτελεί από το 2009 αυτόνομο τμήμα της Δανίας.

Η Δανία εξακολουθεί να χρηματοδοτεί τη Γροιλανδία καλύπτοντας περίπου τα δύο τρίτα του προϋπολογισμού της, αλλά η ανεξαρτησία θα σήμαινε αυτομάτως και το τέλος της χρηματοδότησης. Η Γροιλανδία έχει διερευνήσει ήδη την εναλλακτική προκειμένου να καλύψει την «τρύπα» που θα προκύψει, με το άνοιγμα έξι νέων ορυχείων, καθώς τα κοιτάσματα που διαθέτει είναι τεράστια. Σε ένα μόνο μέρος νότια της χώρας, έχουν εντοπιστεί αποθέματα που περιλαμβάνουν το 10% των παγκοσμίων αποθεμάτων σπάνιων γαιών. Μέχρι τώρα, οι επικίνδυνες θάλασσες της Αρκτικής και οι ακραίες θερμοκρασίες είχαν εξασφαλίσει ότι τα αποθέματα αυτά δεν θα εξορυχθούν ποτέ. Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να λύσει και τα δύο αυτά προβλήματα.

Σε δημοσίευση του στην European Journal of Internal Medicine, ο Claverie ανησυχεί για τις συνέπειες που θα προκαλέσει το άνοιγμα του Βόρειου Περάσματος του Αρκτικού Ωκεανού, κυρίως γύρω από τη Σιβηρία και τη ρωσική Αρκτική.

«Είναι γνωστό ότι υπάρχουν πολύτιμα μέταλλα, σπάνιες γαίες, πετρέλαιο, φυσικό αέριο και χρυσό», επισημαίνει ο Claverie.

«Για να φτάσουμε στα ορυκτά και τα κοιτάσματα πετρελαίου σε ολόκληρη την Αρκτική, απαιτείται η μετακίνηση πολλών παγετώνων. Για την ακρίβεια, θα πρέπει να γίνει εξόρυξη μέσα από 16 εκατομμύρια τόνους μόνιμου πάγου που δεν έχουν μετακινηθεί ή διαταραχθεί εδώ και 1  εκατ. χρόνια» επισημαίνει. «Φτάνουμε πλέον σε μέρη όπου, αν υπάρχουν μικρόβια μολυσματικά  για τον άνθρωπο ή τους προγόνους του, θα τα φέρουμε στην επιφάνεια», καταλήγει.

Εάν κάποια από τις μεταδοτικές αυτές ουσίες αρχίσει να μεταδίδεται στη Γροιλανδία, ο Luit Penninga θα είναι ένας από τους πρώτους που θα ασχοληθούν, καθώς είναι ο επικεφαλής χειρουργός στο νοσοκομείο Ilulissat, ένας επιστήμονας που εκ των πραγμάτων αναγκάζεται καθημερινά να αναμετρηθεί με τις ειδικές συνθήκες της ζωής στην Αρκτική, καθώς μόνο σε μία περιοχή (που είναι μεγαλύτερη από τη Γαλλία), υπάρχουν μικρά χωριά προσβάσιμα μόνο με βάρκα ή ελικόπτερο. Εξού και το 10 – 15% του προϋπολογισμού για την Υγεία δαπανάται μόνο για το κόστος μεταφοράς.

Σύμφωνα με τον Luit Penninga, οι περισσότερες από τις χειρότερες ασθένειες που ταλαιπωρούν τους κατοίκους της Γροιλανδίας οφείλονται σε βακτηριακές λοιμώξεις. Μια ιδιαίτερα επιθετική μορφή λοίμωξης των αυτιών, η οποία φαίνεται ενδημική στη Γροιλανδία, προκαλεί ρήξη τυμπάνου στα παιδιά.  Το νησί φαίνεται επίσης να έχει τη δική του μορφή σηψαιμίας. «Σε κάποιες περιπτώσεις η πορεία της ασθένειας είναι πολύ σύντομη. Παρουσιάζουν σήψη και μετά από λίγο πεθαίνουν», εξηγεί.

tvxs.gr

Η ζωή μας ορίζεται από τον χρόνο. Αλλά το ξυπνητήρι που μας σηκώνει το πρωί και το ρολόι στο κινητό που μας δείχνει ότι έχουμε αργήσει στο ραντεβού μας, ουδεμία σχέση έχουν με το «φυσικό ρολόι». Στην πραγματικότητα, ο άνθρωπος είναι «ρυθμισμένος» βιολογικά με ένα πολύ αρχαιότερο κτύπημα που πιθανότατα άρχισε το «τικ -τακ» στην αρχή της Εξέλιξης. Πώς λειτουργεί το «αρχέγονο ρολόι», τι συμβαίνει με τους ανθρώπους οι οποίοι εργάζονται τη νύχτα και ποιές ασθένειες συνδέονται με αυτό;

Ενσωματωμένες στα γονίδια μας, και σχεδόν σε κάθε μορφή ζωής στη Γη, βρίσκονται οι οδηγίες ενός βιολογικού ρολογιού που σηματοδοτεί το πέρασμα περίπου 24 ωρών.

Το βιολογικό ρολόι, γνωστό ως  «κιρκαδικό ρολόι», σχετίζεται με τα «μοντέλα» του ύπνου (εν ολίγοις, τις συνήθειες μας), την εγρήγορση, τη διάθεση, τη σωματική δύναμη, την αρτηριακή πίεση και άλλα πολλά.

Όπως γράφει το theconversation.com, υπό κανονικές συνθήκες, βιώνουμε ένα 24ωρο «μοντέλο» φωτός και σκοταδιού. Το κιρκαδικό ρολόι μας χρησιμοποιεί το σήμα αυτό προκειμένου να ευθυγραμμίσει τον βιολογικό μας χρόνο με την ημέρα και τη νύχτα.

Στη συνέχεια προβλέπει τις διαφορετικές απαιτήσεις του 24ωρου και βελτιώνει τη φυσιολογία και τη συμπεριφορά πριν από τη μεταβολή των συνθηκών. Η θερμοκρασία του σώματος πέφτει, η πίεση του αίματος μειώνεται, όπως επίσης, μειώνονται οι γνωστικές επιδόσεις, ενώ, καθώς πλησιάζει η ώρα να πέσουμε για ύπνο, η κούραση μεγαλώνει. Παράλληλα, πριν από την αυγή, ο μεταβολισμός αλλάζει ρυθμό, με άλλα λόγια παίρνει μπρος ενόψει της αυξημένης δραστηριότητας μας που αρχίζει από τη στιγμή που ξυπνάμε.

Το κιρκαδικό ρολόι εξασφαλίζει ότι οι βιολογικές διεργασίες θα είναι στην κατάλληλη ακολουθία. Για να λειτουργούν σωστά τα κύτταρα, χρειάζονται τα σωστά υλικά στη σωστή θέση την κατάλληλη στιγμή.

Χιλιάδες γονίδια πρέπει να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν με τη σειρά και με αρμονία. Οι πρωτεΐνες, τα ένζυμα, τα λίπη, οι υδατάνθρακες, οι ορμόνες, τα νουκλεϊνικά οξέα και άλλες ενώσεις πρέπει να απορροφηθούν, να αναλυθούν, να μεταβολιστούν και να παραχθούν σε ένα ακριβές χρονικό πλαίσιο. Πρέπει να ληφθεί ενέργεια και στη συνέχεια να διατεθεί για ανάπτυξη, αναπαραγωγή, μεταβολισμό, μετακίνηση και κυτταρική επισκευή.

Όλες αυτές οι διαδικασίες, και άλλες πολλές, χρειάζονται ενέργεια και όλες πρέπει να γίνουν στη σωστή ώρα της ημέρας. Χωρίς το ρολόι, ο βιολογικός ρυθμός μας θα ήταν χαοτικός -η ζωή μας θα ήταν χαοτική.

Η πρωτοποριακή έρευνα των Jeffrey Hall, Michael Rosbash και Michael Young, οι οποίοι απέσπασαν το βραβείο Νόμπελ Ιατρικής και Φυσιολογίας του 2017, έδωσε την πρώτη, σαφή κατανόηση για το πώς ένα βιολογικό ρολόι «χτυπάει» σε κάθε οργανισμό.

Οι τρεις ερευνητές «ξεκλείδωσαν» τον κώδικα του βιολογικού ρολογιού ερευντώντας μία … φρουτόμυγα.

Οι ανακαλύψεις τους εξηγούν με ποιον τρόπο τα φυτά, τα ζώα και οι άνθρωποι προσαρμόζουν τον βιολογικό τους ρυθμό ώστε να συγχρονίζεται με τις κινήσεις της Γης.

Οι βραβευθέντες χρησιμοποίησαν μύγες για να απομονώσουν ένα γονίδιο που ελέγχει τον βιολογικό ρυθμό και απέδειξαν πως αυτό το γονίδιο κωδικοποιεί μία πρωτεΐνη που συσσωρεύεται στα κύτταρα, κατά τη διάρκεια της νύχτας και αποικοδομείται, κατά τη διάρκεια της μέρας.

Προβολή εικόνας στο Twitter

Πώς λειτουργεί το «ρολόι»

Στην καρδιά του ρολογιού βρίσκεται ένας «αρνητικός βρόχος ανάδρασης» ο οποίος λειτουργεί με την εξής σειρά: Τα γονίδια του ρολογιού παράγουν μηνύματα τα οποία μεταφράζονται σε πρωτεΐνες.

Οι πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν σύμπλοκα και μετακινούνται από το κυτταρόπλασμα στον πυρήνα αναστέλλοντας τα ίδια τους τα γονίδια.

Τα συμπλέγματα ανασταλτικών πρωτεϊνών διασπώνται και τα γονίδια του ρολογιού είναι πλέον ελεύθερα για να παράξουν περισσότερα μηνύματα και φρέσκια πρωτεΐνη. Ο κύκλος αυτός συνεχίζεται καθημερινά.

O βρόχος αρνητικής ανάδρασης, σε σχεδόν 24ωρη βάση, παράγει και αποδομεί πρωτεΐνες καθορίζοντας την εσωτερική βιολογική μας ημέρα.

Με βάση τα ευρήματα των Hall, Rosbash και Young στη φρουτόμυγα, παρόμοια γονίδια ρολογιών εντοπίστηκαν σε ποντίκια, ανθρώπους και πολλά άλλα ζώα. Συνεπώς, το βιολογικό ρολόι που «χτυπάει» σε εμάς είναι γενικά παρόμοια με τα ρολόγια που υπάρχουν στα έντομα, τα ψάρια, τα πουλιά.

Τώρα πλέον γνωρίζουμε ότι οι προτιμήσεις των ανθρώπων στην ημέρα ή τη νύχτα, οι άνθρωποι που αυτοπροσδιορίζονται ως «πρωινοί» ή «νυχτερινοί» τύποι, σχετίζονται με μικρές αλλαγές σε ορισμένα από τα γονίδια του «ρολογιού» που είτε επιταχύνουν, είτε επιβραδύνουν τους κιρκαδικούς ρυθμούς μας.

«Do not disturb»

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν τα κιρκαδικά ρολόγια και ο κεντρικός ρόλος που διαδραματίζουν στη βιολογία μας, έχει προσφέρει σημαντικά συμπεράσματα, όχι μόνο όσον αφορά την εκτίμηση ότι όταν διαταράσσονται οι κιρκαδικοί ρυθμοί, η υγεία και ευημερία μας μπορούν να επηρεαστούν σοβαρά έως και να απειληθούν.

Για παράδειγμα, οι εργαζόμενοι σε νυχτερινές βάρδιες προσπαθούν να κοιμηθούν κατά τη διάρκεια της ημέρας, αλλά ο ύπνος είναι συνήθως μικρότερος σε διάρκεια και χειρότερος από ό,τι ο ύπνος κατά τη διάρκεια της νύχτας, επειδή, παρόλο που είναι απελπιστικά κουρασμένοι, το κιρκαδικό σύστημα δίνει εντολή στο σώμα να μείνει ξύπνιο.

Στη συνέχεια δουλεύουν τη νύχτα σε μια «στιγμή» κατά την οποία το κιρκαδικό σύστημα έχει προετοιμάσει το σώμα για ύπνο, οπότε η εγρήγορση και η απόδοση είναι χαμηλές. Στην πραγματικότητα, εργάζονται όταν είναι σε υπνηλία και κοιμούνται όταν δεν είναι.

Επίσης, η βραχυπρόθεσμη διακοπή του κιρκαδικού ρυθμού μπορεί να έχει σοβαρές αρνητικές επιπτώσεις στη μνήμη, την επίλυση προβλημάτων, τις συναισθηματικές αντιδράσεις και την προσοχή. Επιπλέον, τα χρόνια νυκτερινής εργασίας έχει αποδειχθεί ότι αυξάνουν τον κίνδυνο καρδιακών παθήσεων, λοιμώξεων, καρκίνου, διαβήτη τύπου 2 και παχυσαρκίας.

Η διαταραχή του βιολογικού μας ρυθμού αποτελεί επίσης χαρακτηριστικό μερικών από των πιο δύσκολων ασθενειών της εποχής μας. Η σχιζοφρένεια, η διπολική διαταραχή και η κατάθλιψη, νευρολογικές διαταραχές όπως το Αλτσχάιμερ, το εγκεφαλικό επεισόδιο και η πολλαπλή σκλήρυνση, αναπτυξιακές διαταραχές όπως ο αυτισμός και σοβαρές οφθαλμολογικές παθήσεις (συμπεριλαμβανομένης του καταρράκτη) παρουσιάζουν διαταραχές του κιρκαδικού ρυθμού.

H περαιτέρω έρευνα του κιρκαδικού ρολογιού και των διαταραχών της λειτουργίας του, θα βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων και θεραπειών που θα βοηθήσουν στη ρύθμιση της εσωτερικής μας ώρας σε όλο το φάσμα της υγείας.

tvxs.gr