Thức khuya bị biến đổi gien

Theo Jonathan Cedernaes, trưởng nhóm nghiên cứu, các nghiên cứu trước đây cho thấy sự mất ngủ gây tác động tiêu cực đến quá trình chuyển hóa của cơ thể, đồng thời cũng liên quan đến nguy cơ gia tăng tỉ lệ béo phì và tiểu đường loại 2. Ngoài ra, một trong những nguyên nhân gây ra các bệnh lý trên ở động vật là do sự loại bỏ các gene điều khiển đồng hồ sinh học. Và đến nay, nghiên cứu của nhóm Cedernaes lại chỉ ra rằng những biến đổi của các gene đồng hồ sinh học có thể liên quan đến các tác động tiêu cực có liên quan đến việc mất ngủ.

Trong nghiên cứu này, những người tham gia gồm 15 người nam có sức khỏe và cân nặng bình thường, được yêu cầu ở lại phòng thí nghiệm trong suốt hai ngày trong mỗi lần thí nghiệm. Mỗi người cần tham gia hai lần thí nghiệm, với một lần là được ngủ đủ giấc (ít nhất 8 tiếng) trong cả hai đêm, và phải thức trong đêm thứ 2 của lần thí nghiệm còn lại, với thứ tự của hai lần thí nghiệm là ngẫu nhiên đối với mỗi cá thể. Để giảm thiểu tối đa sự ảnh hưởng của các tác nhân bên ngoài, các yếu tố như điều kiện ánh sáng, loại thức ăn sử dụng và mức hoạt động được kiểm soát chặt chẽ. Ngoài ra những người tham gia khảo sát cũng không được tiếp xúc với giường trong khoảng thời gian thức.

Sau đêm thứ hai của mỗi lần thí nghiệm, các nhà ngiên cứu thu một lượng nhỏ mẫu từ lớp mô mỡ nông ở dạ dày và mô cơ ở đùi. Đây là hai loại mô góp vai trò quan trọng trong việc điều hòa quá trình chuyển hóa và điều khiển lượng đường huyết. Mẫu máu của người tham gia cũng được thu trước và sau khi hấp thu đường nhằm kiểm tra độ nhạy của insulin. Đây là phương pháp thường được sử dụng để loại trừ khả năng xảy ra tình trạng mất độ nhạy của insulin, có thể diễn ra ở giai đoạn trước bệnh tiểu đường loại 2.

Trong cơ thể, sự điều hòa hoạt động của các gene được thực hiện bởi quá trình biến đổi trên bề mặt phân tử DNA về mặt hóa học, gọi là biểu sinh học (Epigenetics). Một ví dụ cho sự biến đổi này là sự methyl hóa phân tử DNA trên vùng gene cụ thể, nhằm điều hòa sự “bật” hay “tắt” gene đó. Kết quả phân tích từ các mô thu nhận từ các cá thể tham gia thí nghiệm cho thấy sự điều hòa và hoạt động của các gene đồng hồ sinh học bị thay đổi chỉ sau một đêm không ngủ. Cụ thể, trên các gene này lượng biến đổi hóa học đã tăng đáng kể, và mức độ biểu hiện của các gene này (thể hiện lượng sản phẩm được tạo ra từ gene đó) cũng có sự biến đổi.

Theo tiến sĩ Cedernaes, nhóm nghiên cứu của ông lần đầu tiên đã chỉ ra được rằng epigenetics có thể xảy ra sau khi bị mất ngủ, ngay cả trong các mô quan trọng trên. Ông cũng cho rằng sự methyl hóa bị biến đổi nhanh chóng ở các gene này là một việc đáng ngạc nhiên, thậm chí sự biến đổi này lại có thể xảy ra trên các gene có vai trò quan trọng trong đồng hồ sinh học.

Tuy nhiên cũng theo nhóm nghiên cứu, sự biến đổi này tại mô mỡ và mô cơ vân lại có khác biệt, cho thấy rằng các gene điều khiển đồng hồ sinh học ở hai vùng mô này đã không còn sự đồng nhất với nhau, dẫn đến các bệnh lý chuyển hóa. Đây cũng có thể là nguyên nhân dẫn đến sự bất thường trong dung nạp glucose ở các cá thể khảo sát sau đêm không ngủ.

Độ bền vững của các biến đổi này vẫn chưa được làm rõ. Tiến sĩ Cedernaes cho rằng các biến đổi này có thể biến mất sau một hoặc vài đêm ngủ đủ giấc. Mặt khác, thí nghiệm cũng cho thấy một ghi nhớ tạm thời đối với con đường chuyển hóa bị biến đổi có thể được hoạt hóa, chẳng hạn như ở những người làm theo ca hoặc các bệnh nhân tiểu đường loại 2. Điều này cũng có nghĩa là sự mất ngủ hoặc thức khuya trong một khoảng thời gian đủ lâu có thể dẫn đến những biến đổi về mặt di truyền ở các vùng mô có liên quan đến sự chuyển hóa.

Ánh Hồng