Đồng hồ sinh học và giải Nobel y học 2017

Dân trí Giải Nobel Y sinh học 2017 được trao cho ba nhà khoa học Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash và Michael W. Young vì những khám phá về cơ chế phân tử điều khiển nhịp sinh học ngày đêm.

Khám phá về nhịp sinh học ngày đêm, đồng hồ sinh học, này giúp chúng ta hiểu được bí ẩn: Tại sao con người cần ngủ?, và Tại sao giấc ngủ lại diễn ra?

Nhịp sinh học là gì? Có bao nhiêu loại nhịp sinh học?
Nhịp sinh học là gì? Có bao nhiêu loại nhịp sinh học?

Nhịp sinh học (biological rhythm) là chu kỳ tự nhiên về những thay đổi trong cơ thể như nồng độ sinh hóa chất hoặc các chức năng. Nhịp sinh học đóng vai một đồng hồ “chủ" đồng bộ hóa các đồng hồ khác trong cơ thể. "Đồng hồ" sinh học này nằm trên não bộ, cấu thành từ hàng ngàn tế bào thần kinh giúp đồng bộ các chức năng và hoạt động thể chất, tinh thần và hành vi đáp ứng với ánh sáng và bóng tối. Tốm lại, đồng hồ điều chỉnh nhiều chức năng bao gồm: thời gian ngủ, sự thèm ăn, thân nhiệt, nồng độ các hormone, sự tỉnh táo, hoạt động thể chất, huyết áp, khả năng phản ứng…

Có bốn loại nhịp sinh học: (1) nhịp sinh học hàng ngày (circadian rhythms, light-dark cycle) chu kỳ 24 giờ bao gồm nhịp điệu sinh lý và hành vi như ngủ; (2) nhịp điệu ngày (diurnal rhythms) nhịp điệu sinh học được đồng bộ hóa với ngày và đêm; (3) nhịp sinh học ngắn (ultradian rhythms) nhịp sinh học với thời gian ngắn hơn và tần suất cao hơn; (4) nhịp sinh học dài (infradian): nhịp kéo dài hơn 24 giờ, như chu kỳ kinh nguyệt.

Nhịp hàng ngày hay “đồng hồ sinh học”

Vào năm 1984, Hall và Rosbash, cộng tác tại Đại học Brandeis, và Young, tại Đại học Rockefeller, độc lập đã phân lập được gen kiểm soát nhịp sinh học hàng ngày (circadian rhythm) ở con ruồi giấm. Gene này, được gọi là period (giai đoạn), mã hoá một protein đặt tên là PER, có nồng độ lượng đỉnh vào ban đêm và giảm vào ban ngày. Số lượng PER được kiểm soát bởi một cơ chế phản hồi ngược âm (negative feedback) ức chế tác dụng của nó.

Young đã khám phá ra các gen mã hóa cho các protein khác nhau liên quan đến nhịp sinh học. Protein TIMELESS liên kết với PER và giúp đưa nó từ bào tương (cytoplasm) đến nhân tế bào, nơi nó có thể ức chế sự biểu hiện gen period. Protein DOUBLETIME là một enzyme xúc tác việc phosphoryl hóa (phosphorylates kinase) protein PER và làm tăng sự thoái hóa nó. Sự thoái hóa PER xúc tác bởi DOUBLETIME sẽ làm chậm quá trình tích tụ protein PER, giúp cho đồng hồ 24 giờ được chạy đúng giờ.

Sau này, các nhà nghiên cứu khác đã xác định được nhiều gen khác tham gia vào chu kỳ này. Ví dụ, các protein CLOCK và CYCLE cũng điều chỉnh việc sản xuất PER và TIMELESS.

Các protein đồng hồ này được chia sẻ trong các sinh vật từ ruồi giấm đến người. Millar ĐH Edinburgh cho rằng: "Đồng hồ sinh học gần như phổ biến ở các tế bào sinh vật cao cấp chi phối việc tổ chức thời gian của tất cả các tế bào".

Nobel y học 2017: công trình về đồng hồ sinh học

Ba nhà khoa học Mỹ đã giành được giải Nobel về sinh lý học năm nay nhờ khám phá của họ về bộ máy sinh học siêu nhỏ kiểm soát nhịp điệu sinh học hàng ngày, đồng hồ sinh học, của cơ thể con người.

Ủy ban Nobel, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, nhận định "Những khám phá thay đổi mô hình của ba nhà khoa học đã đưa ra những nguyên tắc then chốt của đồng hồ sinh học và mở ra ngàng Thời sinh học (chronobiology)", và hy vọng rằng "Trong những năm tiếp theo, các thành phần phân tử khác của cơ chế đồng hồ đã được làm sáng tỏ, giải thích tính ổn định và chức năng của nó."

Đôi điều bàn luận

Đồng hồ sinh học là yếu tố chính của sinh vật sống trên trái đất, nó hiện diện trong mỗi tế bào của mỗi cơ thể, từ sinh vật từ đơn giản đến phức tạp, từ con vi khuẩn nhỏ bé đến một cây đại thụ.

Gần đây, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng mỗi người chúng ta đều có một "kiểu thời gian” (chronotype) khác nhau xác định về mặt di truyền học, nên thời gian ngủ “lý tưởng” trong chu kỳ 24 giờ. Phát hiện này giải thích lý do tại sao lại có người chỉ làm việc ban ngày (morning people, người buổi sáng) và người làm việc thâu đêm (night owl, “cú đêm"). Brian Resnick lập luận là do con người có thể thiết lập lịch trình làm việc riêng cho mình.

Nhiều yếu tố ngoại cảnh, môi trường có thể ảnh hưởng đến nhịp sinh học như ánh sáng mặt trời, thuốc lá, cà phê, dược phẩm…. Những tình huống sau đây cho thấy đồng hồ sinh học có ảnh hưởng rõ lên sức khỏe con người: (1) Hiện tượng jet-lag, thay đổi múi giờ khi đi máy bay, sẽ làm rối loạn giấc ngủ, gia tăng tỉ lệ mắc bệnh khác nhau; (2) Những người có giờ giấc công việc không ổn định, làm việc “ca ba”, làm ngoài giờ như: nhân viên y tế, lái xe, phi công, cong nhân đứng máy, nhân viên cảnh sát, lính cứu hỏa… thường có nguy cơ rối loạn nhịp sinh học cao cho nên họ phải nhận thêm phụ cấp độc hại, (3) Trong y khoa, ăn vào buổi tối có nguy cơ bệnh nội tiết và chuyển hoá tăng và nhịp sinh học cũng có ảnh hưởng đến chuyển hóa và tác dụng các loại dược phẩm: có thuốc phải uống buổi sáng, bụng đói có thuốc phải uống sau ăn…

TS.BS Trần Bá Thoại

Ủy viên BCH Hội NỘI TIẾT VIỆT NAM

MỚI NHẤT
Chuẩn bị như thế nào cho sức khỏe tương lai?
Chuẩn bị như thế nào cho sức khỏe tương lai?

(Dân trí) - Nếu có một lĩnh vực mà câu châm ngôn này không áp dụng được thì đó là sức khỏe. Thật tiếc khi phải nói rằng với cơ thể thì 40 tuổi vẫn là 40 tuổi. Bạn có thể sống như vẫn đang ở tuổi 28, nhưng rất có thể là bạn sẽ sớm thấy những hậu quả sau đó. Một điều đáng buồn, nhưng cần phải biết.

Thứ bảy, 07/10/2017 - 08:43

Vắc xin phòng Zika: Thử nghiệm lâm sàng bước đầu thành công
Vắc xin phòng Zika: Thử nghiệm lâm sàng bước đầu thành công

(Dân trí) - Vắc xin có chứa 1 đoạn ADN của công ty Inovio Pharmaceuticals và Viện khoa học Đời sống GeneOne (Hàn Quốc) đã sinh miễn dịch chống lại Zika trong giai đoạn đầu thử nghiệm trên người.

Thứ bảy, 07/10/2017 - 07:20

Nguy cơ ung thư cổ tử cung sau 2 tuần khô hạn
Nguy cơ ung thư cổ tử cung sau 2 tuần khô hạn

Chứng khô hạn âm đạo ở phụ nữ có nguy cơ biến chứng thành ung thư cổ tử cung chỉ sau 2 tuần nếu không được điều trị đúng cách.

Thứ bảy, 07/10/2017 - 06:10

Bàn tay ướt sũng mồ hôi do đâu?
Bàn tay ướt sũng mồ hôi do đâu?

Con trai em 7 tuổi, lúc nào lòng bàn tay cháu cũng ướt sũng mồ hôi. Năm nay cháu vừa vào tiểu học mà khi viết mồ hôi tay ra nhiều quá ướt cả vở. Xin hỏi bác sĩ con em bị bệnh gì? nên chữa trị thế nào? Trần Minh (tranminh@gmail.com)

Thứ bảy, 07/10/2017 - 05:44

Cháy da mặt, bỏng cổ vì hóa chất tẩy rửa bồn cầu
Cháy da mặt, bỏng cổ vì hóa chất tẩy rửa bồn cầu

(Dân trí) - Đang loay hoay dọn nhà vệ sinh, người đàn ông sơ ý làm đổ chai hóa chất. Anh đã phải nhập viện cấp cứu trong tình trạng bỏng nặng vùng mặt, cổ và tay do loại dung dịch chứa axit mạnh bắn trúng.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 04:36

Cách chức Phó trưởng khoa vì đe dọa đồng nghiệp
Cách chức Phó trưởng khoa vì đe dọa đồng nghiệp

(Dân trí) - Ông Nguyễn Minh Toàn - Phó trưởng khoa Nội tim mạch (Bệnh viện Đa khoa tỉnh Bình Định) bị cách chức vì có hành vi thuê người xâm hại đến sức khỏe đồng nghiệp.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 04:04

Chủ quan, bệnh nhi suy lục phủ ngũ tạng vì sốt xuất huyết
Chủ quan, bệnh nhi suy lục phủ ngũ tạng vì sốt xuất huyết

(Dân trí) - Dù đã được bác sĩ khám chấn đoán mắc sốt xuất huyết đề nghị nhập viện điều trị, nhưng gia đình chủ quan không nghe theo chỉ định. Một ngày sau, bệnh nhi bị sốt xuất huyết, suy đa cơ quan, rơi vào nguy kịch.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 03:34

Hạ bậc thi đua của bác sĩ gác chân lên ghế
Hạ bậc thi đua của bác sĩ gác chân lên ghế

(Dân trí) - TS Nguyễn Xuân Hiệp, Giám đốc BV Mắt TƯ cho biết, liên quan đến sự việc nữ bác sĩ ngồi gác chân lên ghế khi đối thoại với bệnh nhân, BV đã yêu cầu hạ một bậc thi đua của bác sĩ này.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 01:01

Kỳ lạ ca bệnh chảy máu không cầm
Kỳ lạ ca bệnh chảy máu không cầm

Các bác sĩ vừa Bệnh viện Nhân dân 115 TP HCM vừa "đau đầu" khi xử trí ca bệnh chảy máu dữ dội không rõ nguyên nhân.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 12:41

Tại sao có cảm giác mệt mỏi cả ngày?
Tại sao có cảm giác mệt mỏi cả ngày?

(Dân trí) - Đôi lúc cả ngày cứ có cảm giác mệt, chúng ta tự nhủ có thể do lịch trình công việc bận rộn, hoặc có cảm giác lười hơn bình thường mà thôi. Nhưng lý do thực sự là gì? Đó có thể một trong các vấn đề về sức khoẻ cần chú ý dưới đây.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 11:15

Thực hư chuyện bệnh nhân còn sống bị đưa vào nhà xác
Thực hư chuyện bệnh nhân còn sống bị đưa vào nhà xác

(Dân trí) - Sáng 6/10, BS Nguyễn Thái Hưng - PGĐ BVĐK Quảng Ngãi đã có những thông tin ban đầu với Dân trí về việc người nhà một nạn nhân tai nạn giao thông cho rằng nạn nhân vẫn còn sống khi bị đưa vào nhà xác.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 11:09

Điều gì xảy ra khi không uống một tách cà phê buổi sáng
Điều gì xảy ra khi không uống một tách cà phê buổi sáng

(Dân trí) - Cà phê dường như là thứ đồ uống buổi sáng không thể thiếu với nhiều người. Tuy nhiên, khi cà phê bị loại bỏ hoàn toàn khỏi chế độ hàng ngày, bạn không chỉ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi chu trình mà còn bị ảnh hưởng về phương diện hoá học. Phản ứng phụ có thể thấy rõ và gây cảm giác khó chịu.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 09:50

ĐÁNG QUAN TÂM
Chọc tổ ong, 20 người nhập viện
Chọc tổ ong, 20 người nhập viện

Theo thông tin từ Bác sĩ Nguyễn Bá Thời – Trưởng khoa Cấp cứu, hồi sức chống độc Bệnh viện Đa khoa huyện Thanh Chương (Nghệ An), hôm nay (5.10), bệnh viện tiếp nhận gần 20 học sinh và người dân vào cấp cứu do bị ong đốt, trong đó có 2 ca sốc phản vệ, thuộc diện theo dõi đặc biệt.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 07:09

Trang điểm tác động đến làn da như thế nào?
Trang điểm tác động đến làn da như thế nào?

(Dân trí) - Trang điểm là thói quen hàng ngày của nhiều người. Ảnh hưởng của đồ trang điểm đến làn da của mỗi người còn tuỳ thuộc vào từng cá nhân, loại da, sản phẩm sử dụng. Hãy tìm hiểu kỹ hơn về tác động của trang điểm để sử dụng hợp lý nhé.

Thứ sáu, 06/10/2017 - 04:20

Video: Nha sĩ 24 tuổi tự nhổ răng khôn
Video: Nha sĩ 24 tuổi tự nhổ răng khôn

(Dân trí) - Đoạn phim kịch tính sau ghi lại cảnh tự nhổ răng của nha sĩ trẻ tuổi với sự hỗ trợ của một chiếc gương.

Thứ năm, 05/10/2017 - 07:09

Phẫu thuật - Cách đơn giản để xử lý sỏi túi mật triệt để và nhanh chóng
Phẫu thuật - Cách đơn giản để xử lý sỏi túi mật triệt để và nhanh chóng

Sỏi túi mật không điều trị hoặc điều trị không đúng cách sẽ là mối nguy hại cho sức khỏe, thậm chí ảnh hưởng đến tính mạng của người bệnh. Phẫu thuật cắt túi mật được các bác sĩ đánh giá là cách xử lý sỏi túi mật triệt để, hiệu quả và nhanh chóng nhất.

Thứ năm, 05/10/2017 - 07:00

Chăn gối vợ chồng: “Vòng vo tam quốc” trên giường
Chăn gối vợ chồng: “Vòng vo tam quốc” trên giường

Lẽ thường, chăn gối càng phong phú càng hay, nhưng lắm khi phong phú bị biến tướng thành nhiêu khê với nhiều động tác thừa, đặc biệt với các ông.

Thứ năm, 05/10/2017 - 06:30

Bệnh nhân liên tục nuốt hơn 100 mảnh kim loại trong 10 năm
Bệnh nhân liên tục nuốt hơn 100 mảnh kim loại trong 10 năm

(Dân trí) - Các bác sĩ vừa lấy ra hơn 100 mẩu kim loại từ dạ dày một người đàn ông sau khi anh này nuốt ghim, kim và cán thìa.

Thứ năm, 05/10/2017 - 04:01

5 thói quen hằng ngày dễ bị bỏ quên
5 thói quen hằng ngày dễ bị bỏ quên

(Dân trí) - Khi bạn lưu tâm đến những thói quen này, sức khỏe thể chất và tinh thần sẽ được cải thiện đáng kể.

Thứ năm, 05/10/2017 - 03:11

Bộ Y tế yêu cầu làm rõ nguyên nhân tử vong của bệnh nhi 1 tuổi
Bộ Y tế yêu cầu làm rõ nguyên nhân tử vong của bệnh nhi 1 tuổi

(Dân trí) - Sáng 5/10, Sở Y tế Gia Lai cho biết Vụ Sức khỏe bà mẹ - trẻ em (Bộ Y tế) đã có văn bản yêu cầu kiểm tra, xử lý nghiêm (nếu có) đối với vụ việc trẻ 13 tháng tuổi tử vong tại Bệnh viện Nhi Gia Lai.

Thứ năm, 05/10/2017 - 02:29

Một cụ bà tử vong vì bị chó nhà cắn
Một cụ bà tử vong vì bị chó nhà cắn

(Dân trí) - Mặc dù con chó nhà bị ốm nhưng bà Nguyễn Thị Dùng (SN 1950, thôn Đông Lai, xã Song Vân, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang) đã chủ quan không đi tiêm vắc-xin phòng dại khi bị nó cắn.

Thứ năm, 05/10/2017 - 12:14

Điểm mặt các chất độc hại gây hàng loạt bệnh trong khói thuốc lá
Điểm mặt các chất độc hại gây hàng loạt bệnh trong khói thuốc lá

(Dân trí) - Theo báo cáo năm 2010 của Tổng hội Y khoa Hoa kỳ, khói thuốc lá chứa 7.000 hóa chất, trong đó có 69 chất gây ung thư. Thế nhưng nhiều người hút thuốc vẫn mơ hồ về tác hại thực sự của thuốc lá.

Thứ năm, 05/10/2017 - 09:26

Sau ăn tiết canh lợn 4 ngày, bệnh nhân sốc vì nhiễm trùng máu
Sau ăn tiết canh lợn 4 ngày, bệnh nhân sốc vì nhiễm trùng máu

(Dân trí) - Bệnh nhân nam 57 tuổi (Thái Bình) sau 4 ngày ăn tiết canh lợn xuất hiện triệu chứng sốt cao, đi ngoài phân lỏng rồi nhanh chóng diễn biến nặng, sốc do nhiễm trùng máu, suy đa phủ tạng.

Thứ năm, 05/10/2017 - 08:36

Thêm một lý do quan trọng để không bỏ qua bữa sáng
Thêm một lý do quan trọng để không bỏ qua bữa sáng

(Dân trí) - Chúng ta đã biết rằng bữa sáng là bữa ăn quan trọng nhất trong ngày. Tuy nhiên, bạn có biết rằng bỏ qua bữa sáng có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ tim mạch?

Thứ năm, 05/10/2017 - 08:29