H3.5: De circadiane klok en het ontstaan en behandelen van kanker Flashcards
circadiane klok
biologisch ritme waarin de dag ongeveer 25 uur duurt.
lijkt dagelijks gezet te worden door licht
actrogram
a plot that shows rhythms in biological variables throughout the day
photoentrainment
synchronisatie aan het licht
klok resetting door licht
- licht komt binnen via retina
- in de ganglioncellen is een lichtreceptor (melanopsine) die gevoelig is voor blauw licht
- klok wordt gereset door licht
staafjes en kegeltjes hebben niet veel te maken met de synchronisatie
circadiane fotoreceptor
melanopsine
waar zit biologische klok?
suprachiasmatische nucleus (SCN); in hypothalamus net boven optisch chiasma
Cry1 weghalen
een circadiane klok van 23 uur, dus korter
Cry2 weghalen
een circadiane klok van 25 uur, dus langer
Cry1 en Cry2 weg
aritmisch
Cry genen
zijn essentiële klokgenen
promotor van Cry1-2 wordt gereguleerd door eiwitten die binden aan … van de promotor
E-box
transcriptiefactoren die aan E-box kunnen binnen voor Cry1-2
- clock
- bmal1
positieve activators van Cry1-2
Cry-1-2 feedback
negatief feedback naar E-box
negatieve feedback loop E-box
cyclische remming CLOCK/BMAL1 door CRY/PER
twee feedback loops
- positief
- negatief
positieve loop (stabiliserende loop)
cyclische activatie Bmal1 door REV-ERBalfa
posttranslationele modificatie (fosforylering, Abi en Ac) bepaalt stabiliteit PER en CRY
bepaalt hoe snel PER en CRY zich ophopen en is belangrijk dus voor het bepalen van de omlooptijd
ochtendmens
korte klok
avond mens
lange klok
klok gestuurde genen (CCG)
koppelen de moleculaire klok aan gedrag, fysiologie en metabolisme dus dat deze ook zo’n ongeveer 24 uurs klok volgen
het zijn geen klokgenen maar worden wel op dezelfde manier gereguleerd door activatie door clock en bmal en repressie door cry en per
centrale klok
- in de neuronen van de SCN
- iedere dag gelijk gezet met licht-donker cyclus door licht
perifere klokken
- overige (zenuw)weefsels en cellen zoals andere hersenstukken, lever en nieren
- ongevoelig voor lichtprikkels
- iedere dag gelijk gezet door de SCN dmv humorale factoren en neurale stimuli
- zelfde set klokgenen als SCN
moleculair mechanisme circadiane klok
docu
iedere cel in lichaam heeft een klok!
alleen buiten het lichaam zonder signalen heeft de cel een ander ritme
bijna alle processen in ons lichaam >1 eiwitten die door 24-uurs klok gereguleerd worden
piek activiteit op verschillende momenten vd dag
nut van de circadiane klok
stelt onze lichaamsfuncties in staat te anticiperen op de specifieke behoefte op bepaalde momenten vd dag; geeft tijdstructuur aan onze cellen en organen; is evolutionair geconserveerd
acute klachten van circadiane desynchronie
- slaaptekort
- vermoeidheid
- verminderde alertheid
- verminderd prestatievermogen
lange termijn effect chronische jetleg
kankerverwekkend
lange termijn effect chronische ploegendienstarbeid
veranderd tumorspectrum: meer agressievere vormen
niet alleen kanker, maar ook
- CVZ
- metabole aandoeningen
de hele route van een medicijn bevat een eigen circadiane klok
absorptie
distributie
metabolisme
eliminatie
==> chronofarmacokinetiek: door een bepaald medicijn op een specifiek moment te geven
het maakt dus uit op welk moment een medicijn wordt ingenomen
kankerverwekkende chemische stoffen
stoffen die eerst gemetaboliseerd moeten worden en dit volgt ook een eigen circadiane klok
chronotoxiciteit
toxisch effect is afhankelijk van het tijdstip van blootstelling. chronotherapie maakt hiervan gebruik
de celcyclus en circadiane klok zijn gekoppeld
bij kankercellen
de omlooptijd van celcyclus en klok zijn niet meer gekoppeld. zo’n tumor kan worden behandeld op een moment dat de pt en het normale weefsel niet te vroeg is maar de tumor wel omdat ze een ander ritme hebben
chronotherapie en kanker
chemotherapeutica werken vaak op delende cellen en doordat gezonde cellen ook doodgaan, krijg je bijwerkingen. door op een tijd te behandelen waarop je alleen tumorcellen aantast, kan je bijwerkingen verminderen
checklist voor potentieel chronotherapeutische geneesmiddelen
- vertonen de symptomen van een ziekte significante circadiane variatie?
- is de farmacokinetiek van het geneesmiddel afhankelijk van het tijdstip van toediening?
- vertoont het target orgaan circadiane variatie in de gevoeligheid voor het geneesmiddel (effectiviteit, toxiciteit)?
robuustheid circadiane ritmiek (chronofitness) geassocieerd met een hogere kans op overleving
om deze ritmiek te verbeteren: lifestyle verandering (slaapgedrag, sport, ploegendienstarbeid), coaching