Kako cvijet zna da je dan?

Sva živa bića na našem planetu, ljudi, životinje i biljke, imaju unutrašnji sat koji im kaže kada trebaju biti aktivni, a kad je vrijeme za san. Jeffrey Connor Hall, Michael Rosbash i Michael Warren Young su „otkrili kako taj sat stvarno funkcionira", objavio je Thomas Perlmann iz Odbora za dodjelu Nobelove nagrade za medicinu i fiziologiju početkom ovog tjedna u Stockholmu.

Da u svim živim bićima ima „nešto" što nam govori koje je doba dana, to se naravno zna oduvijek. U osamnaestom stoljeću su znatiželjnici eksperimentirali s biljkama: cvjetovi će raširiti latice i biljka će oživjeti kad izađe sunce, kad zađe ona će ih zatvoriti. Ali bila biljka na livadi ili u zamračenom podrumu, uvijek će širiti latice negdje u ritmu od 12 sati. Zašto? Odakle zna kada je dan?

Prvo gen, a onda i protein

Odgovor na to se nije znao vrlo dugo. Tek u sedamdesetim godinama prošlog stoljeća su znanstvenici s američkim biofizičarem Seymourom Benzerom otkrili gen koji je dijelom odgovoran za bioritam voćne mušice. U osamdesetim godinama su dobitnici ovogodišnje nagrade i locirali taj gen. Hall i Rosbash koji su zajedno radili na privatnom sveučilištu Brandeis u Walthamu na istoku Massachusettsa otkrili su još nešto: jednu osobitu bjelančevinu koja se nakuplja u stanicama preko noći, a preko dana polako opet nestaje.

„Taj protein upravlja svoju vlastitu proizvodnju", objašnjava Till Roenneberg, kronobiolog sa Sveučilišta Ludwiga Maximiliana iz Münchena. Mehanizam se ne nalazi samo u voćnim mušicama, nego i u ljudima i biljkama. Oni „znaju" da je noć jer je ta bjelančevina prisutna, a dan zato jer je uglavnom već razgrađena. Taj prirodni ciklus odgovara i našem bioritmu i geografskoj rotaciji našeg planeta prema suncu.

Minhenski znanstvenik nas uvjerava: „Bilo je potpuno jasno da će ta trojica dobiti Nobelovu nagradu ako se Komitet ikad sjeti tog područja. Oni su pokazali kako geni upravljaju našim unutrašnjim satom." Nagrada dolazi kasno za Seymoura Benzera koji je uopće otkrio taj gen: on je preminuo 2007. A Rosbash je, nakon što ga je nazvao predstavnik Odbora i obavijestio ga o nagradi, prvo pitao: „Je li to nekakav vic?"

Zašto nam treba taj sat?

Profesor Rosbash je još uvijek na sveučilištu Brandeis, profesor Hall je umirovljen. Michael Young je sada profesor na Rockefellerovom sveučilištu u New Yorku. Od njihovog otkrića su mnogi znanstvenici i dalje istraživali to područja i otkriveno je još mnogo toga. Ne na kraju i u Institutu za neurobiologiju Sveučilišta Lübeck gdje nam je Henrik Oster rekao da se potiho nadao da će se Nobelov odbor sjetiti i dvojice njegovih kolega koji također rade na tom području, ali se i iskreno obradovao što su nagradu dobili ti američki znanstvenici.

Rosbash je „izuzetna osoba koja obožava raspravljati i svađati se", dok se Hall uvijek držao malo po strani. Ali međusobno su se odlično nadopunjavali i činili „odličan tim". I profesor Roenneberg osobno poznaje laureate i kaže nam kako su sva trojica „nevjerojatno genijalni, a poseban je i njihov smisao za humor".

Dugo se mislilo da je naš sat u našim glavama, ali „danas znamo da je unutrašnji sat izuzetno složen sustav", objašnjava nam Roenneberg. „Nemamo samo jedan sat u glavi, nego imamo sat u svakoj stanici našeg tijela." Oster dodaje kako taj unutrašnji sat „nije presudan za preživljavanje, ali je važan za proces izmjene tvari i za koordinaciju dnevnog ritma".

Možemo se priviknuti, ali može biti i opasno

Primjer koliko je važan taj unutrašnji sat se može naći u našoj jetri: preko dana se tamo od šećera glukoze stvara dugačak lanac škroba glikogena, a preko noći se glikogen opet pretvara u glukozu koja je potrebna našem tijelu. „Kada bi se stvaranje i razgradnja događala istovremeno, to bi bilo besmisleno. Mora postojati vremensko razdoblje", kaže nam Oster.

Taj unutrašnji sat doista i osjećamo. Ako on „ispadne iz takta", osjećamo se loše i slabi, ako to stanje potraje možemo doista i oboljeti. No on se može i „podesiti" sam od sebe za neko vrijeme, to znamo kada zrakoplovom putujemo na drugi kraj svijeta. Takvi putnici odlično poznaju Jetlag kada se osjećaju „mrtvi umorni" i treba im nekoliko dana da se naviknu na drugi dnevni ritam.

No neki ljudi moraju duže vremena raditi u dobu kad im njihovo tijelo govori da je vrijeme za počinak, na primjer u noćnim smjenama. To može loše završiti: psihičkim poremećajima, veća je opasnost i za šećernu bolest, čak i karcinom.

„Unutrašnji sat upravlja svime što se događa u našem tijelu", kaže Roenneberg. Ali je isto tako točno da nije kod svih ljudi taj sat podešen na isto vrijeme: to odlično znaju i „noćne ptice" i „ranoranioci". Doista se istraživao uzorak tkiva kože ljudi koji radije rano ustaju i onih koji vole spavati i kod onih koji se rano bude su otkrili da se stvaranje i razgradnja događa malčice brže.

U svakom slučaju, ovogodišnja Nobelova nagrada za medicinu će pomoći i onima koji ujutro kukaju da ih se „pusti još pola sata" u krevetu. To nije lijenost. Sada mogu reći: oni još nisu stvorili dovoljno tog proteina za novi dan.