Учёные из берлинской клиники Charité – Universitätsmedizin Berlin разработали новый способ определить биологические часы человека — то есть его внутренний суточный ритм. Для этого достаточно нескольких волосков. Метод позволяет установить так называемый хронотип — естественный распорядок активности человека в течение суток. Это открытие может дать толчок новому направлению в медицине, при котором лечение будет подстраиваться под биологический ритм каждого пациента.
В исследовании приняли участие около 4 000 добровольцев. Учёные установили, что биологическое время немного отличается у мужчин и женщин, а образ жизни влияет на внутренние часы сильнее, чем предполагалось ранее. Результаты опубликованы в журнале PNAS.
Большинство людей замечают работу своих внутренних часов лишь тогда, когда происходит сбой — например, при переводе стрелок или после длительного перелёта со сменой часовых поясов. Та самая разбитость и ощущение дезориентации — это сигнал о том, что внутренний ритм организма, рассчитанный примерно на 24 часа, перестал совпадать с реальным временем суток.
Однако биологические часы отвечают не только за сон. Они управляют выработкой гормонов, пищеварением, температурой тела и даже тем, как организм усваивает лекарства. В ряде случаев время приёма препарата напрямую влияет на результат лечения.
«Например, исследования показывают, что время суток, в которое вводятся некоторые виды иммунотерапии при онкологических заболеваниях, может существенно влиять на их эффективность», — говорит профессор Ахим Крамер, руководитель отдела хронобиологии клиники Charité. «Вероятно, это связано с тем, что иммунная система, как и большинство органов, работает по ритму около 24 часов. И этот ритм у каждого человека свой».
Направление медицины, учитывающее личный биологический ритм при лечении и диагностике, называется циркадной медициной. Исследователи из Charité и Университета Любека совместно работают над его развитием. Одна из ключевых задач — найти простой способ измерить биологический ритм отдельного человека.
До сих пор это было непросто. «Стандартный метод предполагает измерение уровня «гормона темноты» — мелатонина — в слюне при слабом освещении на протяжении нескольких часов», — объясняет Крамер. «Это можно сделать только в лаборатории, и для повсеместного применения такой подход слишком неудобен».
Команда Крамера разработала более практичную замену — анализ волос, точнее клеток из небольшого числа волосяных луковиц. «В этих клетках мы измеряем активность 17 генов, которые входят в состав молекулярных часов или управляются ими», — рассказывает учёный. «С помощью машинного обучения эта картина позволяет рассчитать, в какой точке суточного ритма сейчас находится человек. Для этого достаточно одного образца».
В ходе исследования новый тест показал точность, близкую к стандартному лабораторному методу. «Анализ волос при этом провести значительно проще, что и делает метод по-настоящему ценным», — отмечает Крамер. Более 4 000 участников самостоятельно собрали образцы дома и отправили их на анализ, сообщает SciTechDaily. Это подтвердило: метод вполне пригоден для широкого применения.
Результаты подтвердили закономерности, о которых раньше говорили лишь опросы. Возраст влияет на ритм: люди около 25 лет засыпают примерно на час позже тех, кому за 50. У женщин внутренние часы оказались чуть раньше, чем у мужчин, — разница составила около 6 минут, что меньше прежних оценок, основанных на анкетировании. «Мы тем не менее полагаем, что пол влияет на внутренние часы, поскольку другие исследования также показали влияние половых гормонов на биологические ритмы», — говорит Крамер.
На хронотип влияет несколько факторов. «Генетическая предрасположенность, возраст, пол и образ жизни — всё это играет роль. Именно поэтому внутренние часы у разных людей могут существенно отличаться», — объясняет учёный. Одним из неожиданных открытий стало то, насколько сильно образ жизни влияет на ритм: у работающих людей внутренние часы идут примерно на полчаса раньше, чем у неработающих.
Сейчас исследовательская группа занимается стандартизацией теста для использования в обычных лабораториях. Это позволит применять его в клинической практике — например, при консультировании по вопросам сна или диагностике его нарушений. Тест также может помочь выяснить, делает ли лечение, подстроенное под биологические часы пациента, терапию более эффективной или снижает количество побочных эффектов.
