Циркадні ритми, хронотипи сну та їх генетичні основи - Омелянович, Віталій (Психосоматична медицина та загальна практика, 2024)
Вступ. Циркадні ритми – це циклічні зміни в клітинних, молекулярних і біологічних процесах, які повторюються приблизно раз на 24 години. Керовані внутрішнім «біологічним годинником», за який в більшій мірі анатомічно відповідає супрахіазмальне ядро і під впливом стимулів навколишнього середовища, циркадні ритми відіграють центральну роль у регуляції багатьох аспектів фізіологічних процесів, включаючи сон – цикли неспання. Хронотип сну, який в літературі інколи називають добовими перевагами, є частиною циркадної ритмічності і зазвичай визначається як індивідуальна варіація бажаного часу циклу сну-неспання. Інтерес до генетичної основи циркадної ритмічності існує вже достатньо давно. На теперішній час вже досягнуто величезних успіхів у ідентифікації низки молекул, що складають базовий циркадний біологічний годинник, який функціонує в кожній клітині, а не виключно в супрахіазмальномі ядрі великого мозку. Метою нашого дослідження було дослідження сучасного пласту наукових знань з генетичних основ циркадних ритмів, хронотипів сну, їх особливостей функціонування та порушень, включаючи спадкову патологію сну. Матеріал дослідження – дані публікацій результатів досліджень генетичних основ хронотипів сну, циркадних ритмів та функціонування «біологічного годинника», викладені в рецензованих наукових виданнях останніх двадцяти років. Результати. Взаємодія циркадних ритмів і гомеостазу сну, вперше була зведена в «модель двох процесів». Вона пропонує опис регуляції сну, який спирається як на циркадну систему (процес C), так і на гомеостаз сну (процес S). Процес C залежить від приблизно 24-годинної ритмічної зміни схильності до сну, яка врівноважена процесом S, котрий збільшується як функція часу неспання. На теперішній час вже досягнуто величезних успіхів у ідентифікації низки молекул, що складають базовий циркадний біологічний годинник, який функціонує в кожній клітині, а не виключно в супрахіазмальномі ядрі великого мозку (SCN). На основі наукових досліджень в модельних системах тепер вже стає зрозуміло, що молекулярний циркадний годинник складається з петлі негативного зворотного зв’язку за участю генів PER (PER1, PER2 і PER3) і CRY (CRY1 і CRY2), хоча істотну роль відіграють і інші гени. Оскільки протеіни PER і CRY накопичуються в цитоплазмі клітин протягом суб’єктивного «дня», обидва гетеродимери пригнічують транскрипцію, опосередковану BMAL1-CLOCK, і зрештою пригнічують транскрипцію самих себе (тобто саме PER і CRY). Зазначене гальмування зменшується завдяки деградації цих протеїнів завдяки спрямуванню процессу в бік деградації білком убіквітином. Висновки. Хоча результати генетичних досліджень не завжди здаються однозначними, загальні моделі свідчать про те, що численні гени відіграють важливу роль у впливі на циркадіанну типологію. На теперішній час зрозуміла присутність зв’язку поліморфізму генів біологічного годинника, які впливають на циркадний осцилятор, з хронотипом сну, але цілісні нейрофізіологічні та молекулярні механізми індивідуальної різниці хронотипів невідомі, хоча гіпотетично вони і можуть також бути пов'язані з генами біологічного годинника.