A day with Scandale - Harmonie Collection - Spring / Summer 2013
विषयसूची:
जीवन में, समय ही सब कुछ है।
आपके शरीर की आंतरिक घड़ी - सर्कैडियन लय - प्रक्रियाओं की एक विशाल विविधता को नियंत्रित करती है: जब आप सोते और जागते हैं, जब आप भूखे होते हैं, जब आप सबसे अधिक उत्पादक होते हैं। हमारे जीवन पर इसके प्रभाव को देखते हुए, यह आश्चर्यजनक नहीं है कि यह हमारे स्वास्थ्य पर भी बहुत प्रभाव डालता है। शोधकर्ताओं ने सर्कैडियन स्वास्थ्य को मधुमेह, हृदय रोग और न्यूरोडीजेनेरेशन के जोखिम से जोड़ा है। यह भी ज्ञात है कि भोजन और दवाओं का समय प्रभावित कर सकता है कि वे किस तरह से चयापचय करते हैं।
स्वास्थ्य और वैयक्तिकृत चिकित्सा को बेहतर बनाने के लिए किसी की आंतरिक घड़ी को मापने की क्षमता महत्वपूर्ण है। इसका उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है कि कौन बीमारी के लिए जोखिम में है और चोटों से वसूली को ट्रैक कर सकता है। यह समय पर कीमोथेरेपी और रक्तचाप और अन्य दवाओं के वितरण के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है ताकि वे कम खुराक पर इष्टतम प्रभाव डालें, जिससे साइड इफेक्ट का खतरा कम हो।
हालाँकि, एक आंतरिक घड़ी को पर्याप्त रूप से पढ़ना नींद और सर्कैडियन स्वास्थ्य में एक बड़ी चुनौती है। वर्तमान दृष्टिकोण के लिए रक्त मेलाटोनिन के घंटे के नमूने लेने की आवश्यकता होती है - हार्मोन जो नींद को नियंत्रित करता है - दिन और रात के दौरान, जो रोगी के लिए महंगा और बेहद बोझिल है। यह नियमित नैदानिक मूल्यांकन में शामिल करना असंभव बनाता है।
मेरे सहयोगियों और मैं बोझिल धारावाहिक नमूने की आवश्यकता के बिना आंतरिक समय के सटीक माप प्राप्त करना चाहते थे। मैं जटिल डेटा की समझ बनाने के लिए गणितीय और कम्प्यूटेशनल एल्गोरिदम का उपयोग करने के जुनून के साथ एक कम्प्यूटेशनल जीवविज्ञानी हूं। मेरे सहयोगी, Phyllis Zee और Ravi Allada, नींद की दवा और सर्कैडियन जीव विज्ञान के विश्व प्रसिद्ध विशेषज्ञ हैं। एक साथ काम करते हुए, हमने एक व्यक्ति की आंतरिक घड़ी को पढ़ने के लिए एक साधारण रक्त परीक्षण तैयार किया।
कोशिकाओं के संगीत को सुनकर
सर्कैडियन लय आपके शरीर के हर एक कोशिका में मौजूद होती है, जिसे केंद्रीय घड़ी द्वारा निर्देशित किया जाता है, जो मस्तिष्क के सुपरचैमासिक न्यूक्लियस क्षेत्र में रहती है। एक पुराने कारखाने में द्वितीयक घड़ियों की तरह, ये तथाकथित "परिधीय" घड़ियां आपके मस्तिष्क में मास्टर घड़ी के लिए सिंक्रनाइज़ हैं, लेकिन अपने दम पर आगे भी टिक जाती हैं - पेट्री डिश में भी!
आपकी कोशिकाएं कोर क्लॉक जीन के एक नेटवर्क के माध्यम से समय रखती हैं जो एक फीडबैक लूप में इंटरैक्ट करती हैं: जब एक जीन चालू होता है, तो इसकी गतिविधि एक और अणु को इसे वापस चालू करने का कारण बनती है, और इस प्रतियोगिता के परिणामस्वरूप 24 के भीतर जीन सक्रियता का प्रवाह और प्रवाह होता है। -उनका चक्र। बदले में ये जीन अन्य जीन की गतिविधि को विनियमित करते हैं, जो दिन के दौरान भी दोलन करते हैं। आवधिक जीन सक्रियण का यह तंत्र कोशिकाओं और ऊतकों में जैविक प्रक्रियाओं को ऑर्केस्ट्रेट करता है, जिससे उन्हें दिन के विशिष्ट समय में समकालिकता में जगह मिलती है।
कोर क्लॉक जीन की खोज हमारी समझ के लिए बहुत मौलिक है कि जैविक कार्यों को किस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि इसे पिछले साल नोबेल समिति द्वारा मान्यता दी गई थी। जेफरी सी। हॉल, माइकल रोसबाश, और माइकल डब्ल्यू। यंग ने 2017 में फिजियोलॉजी या मेडिसिन में "सर्कुलियन लय को नियंत्रित करने वाले आणविक तंत्र की अपनी खोजों के लिए" नोबेल पुरस्कार जीता। अन्य शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया है कि अन्य सभी जीनों में से 40 प्रतिशत के रूप में। सर्कैडियन रिदम का जवाब, दिन के दौरान भी अपनी गतिविधि को बदलना।
इससे हमें एक विचार मिला: शायद हम किसी व्यक्ति के आंतरिक समय को कम करने के लिए रक्त में जीन के एक सेट के गतिविधि स्तरों का उपयोग कर सकते हैं - जिस समय आपका शरीर यह सोचता है कि दीवार पर घड़ी क्या कहती है। हम में से कई को अपने वातावरण के साथ "सिंक से बाहर" महसूस करने का अनुभव हुआ है - यह महसूस करने की तरह कि यह 5:00 बजे है, भले ही हमारा अलार्म यह पहले से ही 7:00 बजे जोर देता है कि हमारी गतिविधियों के सिंक से बाहर होने का एक परिणाम हो सकता है हमारी आंतरिक घड़ी - दीवार पर लगी घड़ी हमेशा इस बात का अच्छा संकेत नहीं है कि यह आपके लिए व्यक्तिगत रूप से किस समय है। यह जानने के बाद कि जीव विज्ञान और स्वास्थ्य पर किसी की आंतरिक घड़ी का गहरा प्रभाव हो सकता है, हमें किसी व्यक्ति के शरीर में सटीक आंतरिक समय को मापने के लिए जीन गतिविधि का प्रयास करने के लिए प्रेरित किया गया था। हमने TimeSignature विकसित किया: एक परिष्कृत कम्प्यूटेशनल एल्गोरिथ्म जो दो सरल रक्त ड्रॉ का उपयोग करके जीन अभिव्यक्ति से किसी व्यक्ति की आंतरिक घड़ी को माप सकता है।
रोबस्ट टेस्ट की रूपरेखा तैयार करना
हमारे लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए, टाइमसिग्नेचर को आसान होना था (सिर्फ एक जोड़े में रक्त की एक न्यूनतम संख्या को मापना), अत्यधिक सटीक, और - सबसे महत्वपूर्ण - मजबूत। यही है, यह आपके आंतरिक शारीरिक समय का एक सटीक माप प्रदान करना चाहिए, भले ही आप एक अच्छी रात की नींद प्राप्त कर लें, हाल ही में एक विदेशी छुट्टी से लौटे, या एक नए बच्चे के साथ पूरी रात थे। और इसे न केवल हमारी प्रयोगशालाओं में बल्कि पूरे देश और दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में काम करने की आवश्यकता थी।
जीन सिग्नेचर बायोमार्कर विकसित करने के लिए, हमने स्वस्थ वयस्क स्वयंसेवकों के समूह से हर दो घंटे में दसियों हजार माप एकत्र किए। इन मापों ने संकेत दिया कि दिन के दौरान प्रत्येक व्यक्ति के रक्त में प्रत्येक जीन कितना सक्रिय था। हमने तीन अन्य अध्ययनों से प्रकाशित आंकड़ों का भी उपयोग किया था जो समान माप एकत्र किए थे। हमने तब टाइमसिग्नेचर नामक एक नई मशीन लर्निंग एल्गोरिदम विकसित किया, जो कि इस डेटा के माध्यम से कम्प्यूटेशनल रूप से खोज कर सकता है ताकि बायोमार्कर का एक छोटा सा सेट बाहर निकाला जा सके जो दिन के समय को प्रकट करेगा। सबसे अच्छे मार्करों के रूप में 41 जीनों के एक सेट की पहचान की गई थी।
हैरानी की बात है, सभी TimeSignature जीन ज्ञात "कोर घड़ी" सर्किट का हिस्सा नहीं हैं - उनमें से कई अन्य जैविक कार्यों के लिए जीन हैं, जैसे कि आपकी प्रतिरक्षा प्रणाली, जो दिन में उतार-चढ़ाव के लिए घड़ी द्वारा संचालित होती हैं। यह रेखांकित करता है कि सर्कैडियन नियंत्रण कितना महत्वपूर्ण है - अन्य जैविक प्रक्रियाओं पर इसका प्रभाव इतना मजबूत है कि हम उन प्रक्रियाओं का उपयोग घड़ी की निगरानी के लिए कर सकते हैं!
सार्वजनिक अध्ययनों में से एक से रोगियों के एक छोटे से उप-समूह के डेटा का उपयोग करते हुए, हमने उन 41 जीनों की गतिविधि के आधार पर दिन के समय की भविष्यवाणी करने के लिए टाइमसिग्नेचर मशीन को प्रशिक्षित किया। (अन्य रोगियों के डेटा को हमारी विधि के परीक्षण के लिए अलग रखा गया था।) प्रशिक्षण डेटा के आधार पर, टाइमसिग्नेचर "सीखने" में सक्षम था कि जीन गतिविधि के विभिन्न पैटर्न दिन के अलग-अलग समय के साथ कैसे संबद्ध होते हैं। उन पैटर्नों को सीखने के बाद, TimeSignature तब इन जीनों की गतिविधि का विश्लेषण कर सकता है ताकि आपके शरीर को लगता है कि यह समय है। उदाहरण के लिए, हालांकि यह सुबह 7 बजे से बाहर हो सकता है, आपके रक्त में जीन गतिविधि 5 बजे पैटर्न के अनुरूप हो सकती है, यह दर्शाता है कि यह आपके शरीर में अभी भी 5 बजे है।
फिर हमने अपने डेटा को शेष डेटा पर लागू करके समयरेखा एल्गोरिथम का परीक्षण किया, और यह प्रदर्शित किया कि यह अत्यधिक सटीक था: हम किसी व्यक्ति के आंतरिक समय को 1.5 घंटे के भीतर निकालने में सक्षम थे। हमने दुनिया भर के विभिन्न प्रयोगशालाओं में एकत्र किए गए डेटा पर हमारे एल्गोरिथ्म कार्यों का भी प्रदर्शन किया, यह सुझाव दिया कि इसे आसानी से अपनाया जा सकता है। हम यह भी प्रदर्शित करने में सक्षम थे कि हमारा टाइमसिग्नेचर टेस्ट किसी व्यक्ति की आंतरिक सर्कैडियन लय का उच्च सटीकता के साथ पता लगा सकता है, भले ही वे नींद से वंचित या जेट-लैग्ड हों।
समय के साथ स्वास्थ्य को नुकसान पहुँचाना
सर्कैडियन लय को मापने के लिए आसान बनाकर, टाइमसिग्नेचर समय-समय पर वैयक्तिकृत चिकित्सा में एकीकरण की संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला खोलता है। यद्यपि स्वास्थ्य के लिए सर्कैडियन लय के महत्व को नोट किया गया है, हमने वास्तव में केवल सतह को खरोंच किया है जब यह समझ में आता है कि वे कैसे काम करते हैं। TimeSignature के साथ, शोधकर्ता अब आसानी से अपने अध्ययन में आंतरिक समय के अत्यधिक सटीक उपायों को शामिल कर सकते हैं, जिसमें केवल दो सरल ड्रॉ का उपयोग करके इस महत्वपूर्ण माप को शामिल किया जा सकता है। TimeSignature वैज्ञानिकों को यह जांचने में सक्षम बनाता है कि कैसे शारीरिक घड़ी विभिन्न बीमारियों के जोखिम, नई दवाओं की प्रभावकारिता, अध्ययन या व्यायाम करने का सबसे अच्छा समय और बहुत कुछ प्रभावित करती है।
बेशक, अभी बहुत काम होना बाकी है। जबकि हम जानते हैं कि सर्कैडियन मिसलिग्न्मेंट बीमारी के लिए एक जोखिम कारक है, हम अभी तक यह नहीं जानते हैं कि आपके लिए कितना मिसलिग्न्मेंट खराब है। टाइमसिग्नेचर आगे के शोध को सर्केडियन रिदम और बीमारी के बीच सटीक संबंधों को निर्धारित करने में सक्षम बनाता है। बिना बीमारी वाले लोगों के टाइमसिग्नर्स की तुलना करके, हम जांच कर सकते हैं कि एक बाधित घड़ी किस तरह से बीमारी से संबंधित है और यह अनुमान लगाती है कि जोखिम में कौन है।
सड़क के नीचे, हम यह कल्पना करते हैं कि TimeSignature अपने चिकित्सक के कार्यालय में अपना रास्ता बनाएगा, जहाँ आपके सर्कैडियन स्वास्थ्य की निगरानी कोलेस्ट्रॉल परीक्षण के रूप में जल्दी, आसानी से और सही तरीके से की जा सकती है। कई दवाओं, उदाहरण के लिए, खुराक के लिए इष्टतम समय होता है, लेकिन आपके रक्तचाप की दवा या कीमोथेरेपी लेने का सबसे अच्छा समय किसी और से भिन्न हो सकता है।
इससे पहले, इसे मापने के लिए कोई नैदानिक रूप से व्यावहारिक तरीका नहीं था, लेकिन टाइमसिग्नेचर आपके डॉक्टर के लिए एक सरल रक्त परीक्षण करना, 41 जीन की गतिविधि का विश्लेषण करना संभव बनाता है, और उस समय की सिफारिश करता है जो आपको सबसे प्रभावी लाभ प्रदान करेगा। हम यह भी जानते हैं कि सर्कैडियन मिसलिग्न्मेंट - जब आपके शरीर की घड़ी बाहरी समय के साथ सिंक से बाहर होती है - संज्ञानात्मक गिरावट के लिए एक उपचार योग्य जोखिम कारक है; TimeSignature के साथ, हम यह अनुमान लगा सकते हैं कि जोखिम में कौन है, और संभवतः अपनी घड़ियों को संरेखित करने के लिए हस्तक्षेप करें।
यह लेख मूल रूप से रोज़मिरी ब्रौन द्वारा वार्तालाप पर प्रकाशित किया गया था। मूल लेख यहां पढ़ें।
कैलोरी बर्न का स्तर दिन के समय पर निर्भर करता है, सर्कैडियन रिदम स्टडी शो
कैलोरी जलाना स्पष्ट रूप से दिन के दौरान गतिविधि पर निर्भर करता है, हालांकि हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के वैज्ञानिकों द्वारा हाल ही में किए गए प्रयोग के परिणाम संकेत देते हैं कि दिन के कुछ निश्चित समय व्यायाम की परवाह किए बिना, दूसरों की तुलना में कैलोरी जलाने के लिए बेहतर हैं।
उपवास हमारे सर्कैडियन रिदम पर एक शक्तिशाली प्रभाव डाल सकता है
हमारे शरीर में ट्रिलियन कोशिकाओं में से हर एक की अपनी घड़ी होती है जो सर्केडियन लय के साथ तालमेल बिठाती है। जब उन घड़ियों का गलत उपयोग हो जाता है तो इससे कुछ बीमारियाँ हो सकती हैं। हाल ही के सेल रिपोर्ट पेपर के लेखकों का मानना है कि उन्हें रीसेट करने का एक तरीका है
अपने आप को कैसे खुश करें: अपने आंतरिक आनंद को खोजने के 21 तरीके
हम सभी कभी-कभी नीचे उतर जाते हैं, लेकिन अच्छी खबर यह है कि इलाज उतना मुश्किल नहीं है जितना आप सोचते हैं। यहाँ अपने आप को खुश करने और फिर से मुस्कुराने का तरीका है।