به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، ساعت بیولوژیک که‌عنوان ریتم شبانه روزی شناخته می‌شود، به تنظیمات داخلی بدن نسبت به چرخه‌های 24 ساعته محیط اطراف اشاره دارد. این ریتم در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی، از جمله خواب و بیداری، ترشح هورمون‌ها، دمای بدن و متابولیسم نقش دارند. این سیستم زمانی تحت تأثیر عوامل محیطی مانند نور و تاریکی قرار می‌گیرد و به تنظیم عملکردهای مختلف سلولی کمک می‌کند.
ساختار و عملکرد ساعت بیولوژیک
ساعت بیولوژیک اصلی در انسان‌ها در هسته فوق‌خلفی مغز قرار دارد و به‌طور خاص به نور حساس است. پروتئین‌های کلیدی مانند CLOCK و BMAL1 اساساً برای شروع حلقه‌های بیان ژن لازم هستند. این پروتئین‌ها با ایجاد یک حلقه قوی از سیگنال‌دهی به‌طور دوره‌ای کنترل می‌شوند، به طوری که تولید و تجزیه آن‌ها در طول شبانه‌روز تغییر می‌کند. این مکانیزم به بدن اجازه می‌دهد تا زمان مناسب برای فعالیت‌های مختلف را تشخیص دهد و به طور مؤثری با تغییرات محیطی هماهنگ شود.
مکانیسم ژنتیکی عملکرد ساعت بیولوژیکی
ساعت بیولوژیکی، یا ریتم circadian، پیوند عمیقی با تنظیمات ژنتیکی دارد و به طور مؤثری بر بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی در سطح سلولی و کل بدن تأثیر می‌گذارد. این مکانیسم پیچیده نه تنها بر رفتارهای چرخه‌ای، بلکه بر سلامت عمومی و زمینه‌های بالینی مانند سرطان نیز تأثیرگذار است. در انسان‌ها، هسته فوق‌خلفی (SCN) در مغز، نقش کلیدی در تنظیم این ریتم‌ها ایفا می‌کند. SCN از دو گروه سلولی تشکیل شده است که اطلاعات نوری را از شبکیه چشم دریافت می‌کنند و سپس سیگنال‌هایی به دیگر نقاط مغز ارسال می‌کنند تا به تنظیم رفتارهای مختلف کمک کنند. ساعت بیولوژیک شامل یک شبکه پیچیده از ژن‌ها و پروتئین‌ها است که در یک سیستم بازخورد منفی کار می‌کنند. اصلی‌ترین ژن‌ها شامل CLOCK، BMAL1، PER، CRY و REV-ERB هستند. این ژن‌ها برای تولید پروتئین‌هایی طراحی شده‌اند که به نوبه خود بیان این ژن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهند و چرخه‌های 24 ساعته را حفظ می‌کنند.
چرخه‌ی ساعت بیولوژیکی
مرحله اول: در آغاز شب، پروتئین‌های CLOCK و BMAL1 به یکدیگر متصل می‌شوند و به هسته سلول منتقل می‌شوند. در اینجا آن‌ها به سطوح بالای ژن‌های PER و CRY متصل می‌شوند و باعث افزایش بیان این ژن‌ها می‌شوند.
مرحله دوم: پروتئین‌های PER و CRY پس از ترجمه مصنوعی به داخل سلول بازگشت و با یکدیگر ترکیب می‌شوند. این ترکیب مجدد به هسته برمی‌گردد و مانع از ادامه فعالیت ژن‌های CLOCK و BMAL1 می‌شود.
مرحله سوم: با گذشت زمان، سطح پروتئین‌های PER و CRY کاهش می‌یابد و در نهایت چرخه دوباره آغاز می‌شود. به این ترتیب، یک سیکل مستمر و منظم در سطح مولکولی شکل می‌گیرد که به تنظیم فعالیت‌های بیولوژیکی کمک می‌کند.
تأثیرات ژنتیکی بر ساعت بیولوژیکی
اختلالات در هر یک از این ژن‌ها می‌تواند منجر به اختلال در عملکرد ساعت بیولوژیک شود. به عنوان مثال، جهش‌های در ژن‌های CLOCK و BMAL1 می‌توانند منجر به ایجاد اختلالات خواب، مشکلات متابولیکی و حتی افزایش خطر ابتلا به بیماری‌های مزمن شوند. در مطالعه‌ای نشان داده شده که افرادی که دارای جهش‌های ارثی در این ژن‌ها هستند، با مشکلات خواب و سلامت روان رو به رو هستند.

تعامل بین ژن‌ها و محیط
عوامل محیطی مانند نور، دما و تغذیه نیز می‌توانند بر عملکرد ساعت بیولوژیکی تأثیر بگذارند. قرار گرفتن در معرض نور در طول شب یا تغییرات ناگهانی در الگوی خواب می‌تواند تأثیر منفی بر روی بیان ژن‌های ساعت بیولوژیکی داشته باشد. به عنوان مثال، نور آبی ساطع شده از دستگاه‌های الکترونیکی می‌تواند تولید ملاتونین را کاهش دهد، که به نوبه خود بر ریتم خواب و بیداری تأثیر می‌گذارد.
تنظیم ژن‌های اپی‌ژنتیکی
عوامل اپی‌ژنتیکی، یعنی تغییراتی در بیان ژن که بدون تغییر در توالی DNA رخ می‌دهد، نیز می‌توانند بر عملکرد ساعت بیولوژیکی تأثیرگذار باشند. این تغییرات به واسطه‌ی متیل‌زدن، هیدروکسیلاسیون و سایر تغییرات شیمیایی در DNA یا پروتئین‌های هیستون رخ می‌دهند. شواهد نشان می‌دهد که تغییرات اپی‌ژنتیکی در ژن‌های ساعت بیولوژیک می‌تواند به‌طور بالقوه به ایجاد تنوع در فعالیت‌های بیولوژیکی و ابتلا به بیماری‌ها منجر شود.
 ساعت بیولوژیکی و سرطان
شواهد فزاینده‌ای وجود دارد که ساعت بیولوژیک می‌تواند نقش مهمی در پیشرفت سرطان ایفا کند. عدم تعادل در ریتم‌های بیولوژیکی، مانند کار در شیفت‌های شبانه یا قرار گرفتن مکرر در معرض نور مصنوعی در شب، می‌تواند منجر به اختلال در هورمون‌های مرتبط با رشد سلولی شود. 
اختلال در ریتم Circadian و نحوه تأثیر آن بر سرطان
تحقیقات نشان داده‌اند که اختلال در ریتمCircadian می‌تواند باعث افزایش خطر ابتلا به انواع مختلف سرطان‌ها، از جمله سرطان سینه، روده بزرگ و پروستات شود. به عنوان مثال، تغییرات در سطح ملاتونین (هورمونی که در شب ترشح می‌شود) می‌تواند به رشد تومورها کمک کند. ملاتونین به‌عنوان یک آنتی‌اکسیدان قوی عمل می‌کند و نقص در تولید آن می‌تواند منجر به آسیب اکسیداتیو به DNA و افزایش جهش‌های ژنتیکی شود.
تأثیرات ژنتیکی بر روی ساعت بیولوژیک و سرطان
ژن‌های ساعت بیولوژیک نیز می‌توانند مستقیماً با مسیرهای سرطان ارتباط داشته باشند. تغییرات ژنتیکی یا تغییرات اپی‌ژنتیکی در این ژن‌ها می‌تواند به اختلال در عملکرد سیتوپلاسمی و هسته‌ای سلولات منجر شود. به عنوان مثال، ژن‌هایی مانند PER و CRY می‌توانند با پروتئین‌های مرتبط با انقضای سلولی و چرخهٔ سلولی تعامل داشته باشند.
نقش تنظیم‌کننده‌های خارجی
عوامل خارجی مانند نور، تغذیه و فعالیت بدنی نیز تأثیر زیادی بر ساعت بیولوژیک دارند. نور آبی که از دستگاه‌های الکترونیکی منتشر می‌شود، می‌تواند ترشح ملاتونین را مختل کرده و ریتم خواب را دچار اشکال کند. این وضعیت ممکن است به طور غیرمستقیم به توسعه سرطان منجر شود.
راهکارهای مقابله با اثرات منفی ساعت بیولوژیک

برای کاهش تأثیرات منفی اختلال در ساعت بیولوژیک بر سرطان، تعدادی از استراتژی‌ها وجود دارد:
1. تنظیم نور: در صورت امکان، باید از نورهای شدید در شب و قرارگیری در معرض نور طبیعی در روز استفاده شود.
 2. تغذیه مناسب: رعایت رژیم غذایی سالم و منظم به حفظ ریتم طبیعی بدن کمک خواهد کرد.
 3. فعالیت بدنی منظم: ورزش منظم می‌تواند به بهبود کیفیت خواب و تعادل هورمونی کمک کند.
 4. مدیریت استرس: تمرینات مدیتیشن و تکنیک‌های مدیریت استرس می‌توانند به کاهش سطح اضطراب و بهبود خواب کمک کنند.
نتیجه‌گیری
تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که ساعت بیولوژیک نه تنها بر فرآیندهای فیزیولوژیکی بدن تأثیر می‌گذارد، بلکه در توسعه و پیشرفت بیماری‌های مختلف، به ویژه سرطان، نقشی حیاتی ایفا می‌کند. اختلال در ریتم‌های روزانه و ناهماهنگی در عملکرد ساعت بیولوژیک می‌تواند به اختلال در تنظیم ژن‌های مرتبط با رشد و تقسیم سلولی منجر شود. این امر ممکن است زمینه‌ساز تومورزایی و تشدید وضعیت‌های سرطانی گردد. به‌علاوه، درک بهتر از مکانیسم‌های زمانی که بر روی ژنتیک و متابولیسم سلولی اثر می‌گذارند، می‌تواند به توسعه راهکارهای جدید درمانی و پیشگیرانه منجر شود. برنامه‌ریزی دقیق‌تر برای ساعات درمان و بهینه‌سازی شیوه‌های زندگی نیز می‌تواند به کاهش خطر ابتلا به سرطان و بهبود کیفیت زندگی بیماران کمک کند. در نهایت، توجه به نقش ساعت بیولوژیک در سلامت عمومی و به ویژه سرطان، می‌تواند به عنوان یک استراتژی نوین در پزشکی شخصی و پیشگیری از بیماری‌ها مطرح شود.
پایان مطلب/