ระบบเผาผลาญในร่างกาย

เหตุใดสิ่งนี้จึงยังไม่ชัดเจน แต่การศึกษาใหม่ที่ดำเนินการที่ Washington State University (WSU) ทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้คำตอบมากขึ้น ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciencesฉบับออนไลน์ของสัปดาห์นี้การศึกษาได้ลบล้างความเชื่อที่ว่าเมตาบอลิซึมที่หยุดชะงักในคนทำงานกะนั้นขับเคลื่อนโดยนาฬิกาหลักของสมองเป็นหลัก ซึ่งโดยปกติแล้วร่างกายของเราจะมีวงจรกลางวัน-กลางคืนและใช้ ตัวชี้นำแสงเพื่อประสานจังหวะของอวัยวะและเนื้อเยื่อของร่างกาย จากการศึกษาพบว่านาฬิกาชีวภาพที่แยกจากกัน (เรียกว่า ออสซิลเลเตอร์ส่วนปลาย) ในตับ ลำไส้ และตับอ่อน มีความคิดเป็นของตัวเอง การทำงานกับเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย Surrey ทีม WSU เก็บตัวอย่างเลือดจากอาสาสมัครที่มีสุขภาพดีซึ่งเพิ่งทำตารางกะกลางวันจำลองหรือตารางกะกลางคืนจำลอง คณะผู้วิจัยได้วิเคราะห์ตัวอย่างเลือดเพื่อหาสารเมแทบอไลต์ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการย่อยอาหาร เช่น การแตกตัวและการออกซิไดซ์ของโมเลกุลอาหาร ตลอดจนกระบวนการเมตาบอลิซึมอื่นๆ ในเซลล์และอวัยวะต่างๆ พวกเขาพบว่า ตามตารางกะกลางคืน จังหวะ 24 ชั่วโมงของสารที่เกี่ยวข้องกับระบบย่อยอาหารได้เปลี่ยนไป 12 ชั่วโมงเต็ม แม้ว่านาฬิกาชีวภาพหลักในสมองของผู้เข้าร่วมจะเดินเพียงประมาณ 2 ชั่วโมงก็ตาม นาฬิกาชีวภาพในอวัยวะย่อยอาหาร Hans Van Dongen ผู้ร่วมวิจัยอาวุโส ผู้อำนวยการ WSU Sleep กล่าวว่า "ไม่มีใครรู้ว่านาฬิกาชีวภาพในอวัยวะย่อยอาหารของคนเรามีการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งและรวดเร็วตามตารางการทำงานเป็นกะ แม้ว่านาฬิกาหลักของสมองจะปรับให้เข้ากับตารางเวลาดังกล่าวแทบไม่ได้" ศูนย์วิจัยประสิทธิภาพและอาจารย์ใน Elson S. Floyd College of Medicine "ผลที่ตามมาคือ สัญญาณทางชีววิทยาบางอย่างในร่างกายของคนทำงานกะบอกว่าเป็นเวลากลางวัน ขณะที่สัญญาณอื่นๆ บอกว่าเป็นเวลากลางคืน ซึ่งทำให้ระบบ เผาผลาญ หยุดชะงัก" Van Dongen กล่าวว่าขั้นตอนต่อไปคือการหาว่าจังหวะของเมแทบอไลต์ที่เปลี่ยนไปนั้นเกิดจากตารางการนอน/ตื่นที่เปลี่ยนไปของคนงานกะ ระยะเวลาที่เปลี่ยนไปของการบริโภคอาหาร หรือทั้งสองอย่าง เมื่อทราบแล้ว นักวิทยาศาสตร์สามารถพยายามระบุกระบวนการของเซลล์และ/หรือฮอร์โมนพื้นฐาน ซึ่งจะสนับสนุนการพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ ๆ เพื่อปรับการทำงานของสมองและนาฬิการ่างกายของพนักงานกะให้ตรงกัน เพื่อป้องกันผลเสียต่อสุขภาพในระยะยาว ผลเสียต่อสุขภาพในระยะยาว งานของทีมวิจัยอาจมีความเกี่ยวข้องกับการศึกษาเกี่ยวกับโรคเรื้อรังอื่น ๆ ของพนักงานกะที่อ่อนแอกว่า ซึ่งรวมถึงโรคไตเรื้อรังและมะเร็งเต้านม มะเร็งต่อมลูกหมาก และมะเร็งผิวหนัง "เราเชื่อว่าการศึกษาของเราเป็นการศึกษาครั้งแรกที่เสนอกลไกสำหรับความเชื่อมโยงระหว่างการทำงานเป็นกะกับโรคไตเรื้อรัง" โชบัน กัดดาเมธี ผู้ร่วมวิจัยอาวุโส ผู้ช่วยศาสตราจารย์แห่งวิทยาลัยเภสัชศาสตร์และเภสัชศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยดับบลิวเอสยูกล่าว เขาตั้งข้อสังเกตว่ากลุ่มกะกลางคืนจำลองมีการเปลี่ยนแปลงจังหวะของสารสองชนิดที่มักเกี่ยวข้องกับโรคไตเรื้อรัง ได้แก่ ทริปโตเฟนและไคนูเรนิน อย่างไรก็ตาม ในฐานะนักชีววิทยาด้านมะเร็ง อันดับแรกและสำคัญที่สุดคือ Gaddameedhi ต้องการคลี่คลายความเชื่อมโยงระหว่างการทำงานเป็นกะกับมะเร็ง Gaddameedhi กล่าวว่า "เป็นไปได้ว่าการเปลี่ยนแปลงเมแทบอลิซึมของคนทำงานกะจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของกระบวนการเซลล์ที่อาจเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของมะเร็งในภายหลัง" Gaddameedhi กล่าว "เมื่อเราเข้าใจกระบวนการของเซลล์เหล่านั้นแล้ว เราอาจระบุยีนที่เกี่ยวข้องและใช้ความรู้นั้นเพื่อค้นหาวิธีป้องกันมะเร็งในพนักงานกะ" เมแทบอโลมิกส์ที่ใช้ในการศึกษาจังหวะ การศึกษารวมผู้เข้าร่วม 14 คนซึ่งแต่ละคนใช้เวลาเจ็ดวันในห้องทดลองการนอนหลับที่วิทยาเขต WSU Health Sciences Spokane อันดับแรก ครึ่งหนึ่งทำตารางกะกลางคืนจำลองสามวันเสร็จ ในขณะที่คนที่เหลือใช้ตารางกะกลางคืนจำลองสามวัน จากนั้น หลังจากเสร็จสิ้นกะจำลอง ผู้เข้าร่วมทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ในระเบียบปฏิบัติประจำที่ใช้เพื่อศึกษาจังหวะทางชีววิทยาที่สร้างขึ้นภายในของมนุษย์โดยไม่ขึ้นกับอิทธิพลภายนอกใดๆ ระหว่างโปรโตคอลนี้ พวกเขาจะต้องตื่นเป็นเวลา 24 ชั่วโมงในท่ากึ่งเอน พวกเขาได้รับของว่างเหมือนกันทุกชั่วโมงและเก็บไว้ภายใต้แสงคงที่และอุณหภูมิห้อง เก็บตัวอย่างเลือดทุกสามชั่วโมง ตัวอย่างเลือดได้รับการวิเคราะห์ที่ศูนย์ Metabolomics Core ของมหาวิทยาลัย Surrey สำหรับสารเมแทบอไลต์ 132 ชนิดที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญและระบบย่อยอาหาร Debra Skene ผู้เขียนคนแรก ศาสตราจารย์ด้านระบบประสาทและต่อมไร้ท่อแห่งมหาวิทยาลัย Surrey กล่าวว่า "สารเมแทบอไลต์ 27 ชนิดทำงานตามจังหวะ 24 ชั่วโมงทั้งในช่วงกะกลางคืนและกลางวันที่จำลองขึ้น "ในจำนวนนี้ 24 คนแสดงจังหวะการเปลี่ยนกะ 12 ชั่วโมงอย่างน่าทึ่งตามตารางกะกลางคืนจำลอง ซึ่งไม่ได้สังเกตตามตารางกะกลางวัน สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการอยู่ในตารางกะกลางคืนเพียง 3 วันมีศักยภาพที่จะทำลายการเผาผลาญ . การระบุเส้นทางเมตาบอลิซึมที่หยุดชะงักจะช่วยคลี่คลายกลไกการทำงานที่เป็นกะและความผิดปกติของเมตาบอลิซึม"