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계층적 생체리듬 기구의 모델화

전문가 제언: ○ 생체시스템의 계층적 모델은 생체리듬을 대상으로 유전자네트워크에 의한 진동기구(振動機構)에서 진동자세포 집단을 거쳐 행동학적레벨의 진동기구까지를 모델화하는 것이다.

○ 세포핵 중에 있는 많은 유전자는 상호간 다양한 영향을 주고받음으로써 필요한 단백질을 적절한 타이밍으로 만들어내는 작용을 한다. 이것은 하나하나의 세포뿐만 아니라 세포집단, 또는 생물 개체의 레벨에서 볼 수 있는 생물리듬 현상의 메커니즘이다. 이 메커니즘을 해명함으로써 신체에 적용되는 시차가 없는 해외비행이나 교대근무의 근무스케줄을 설계할 수 있다.

○ 인간은 체내시계를 가지고 있다. 체온, 호르몬 등의 분비량은 24시간의 주기로 변동하며 이러한 주기를 생체리듬이라고 한다. 인체는 본래의 주기는 약 25시간이다. 이것은 1950년대에 독일에서 실험결과 밝혀진 것이다.

○ 25시간 주기인 체내시계에서 인간이 아침 햇빛을 받으면 체내시계가 리셋(reset)되어 24시간 주기로 활동하는 것이다. 체내시계의 위상을 지연시키는 데는 조명이라고 생각하여 많은 연구가 이루어지고 있다.

○ 1980년에 하버드대학 의학부에서 2,500 lux를 초과하는 높은 조도로 체내시계를 조정하는 시스템의 연구가 이루어졌다. 또 1993년에 미국의 shift work system사는 생체리듬 조명시스템이라 부르는 조명장치를 개발하였다.

○ 공업화의 진전으로 야간에 근무하는 노동자는 계속 증가되는 경향이다. 이러한 노동자의 신체부담을 경감시킨다는 의미에서 생체리듬에 대한 연구와 이 리듬을 제어할 수 있는 조명장치의 연구개발은 큰 의미가 있다고 생각한다.

저자: Mitsuyuki Nakao, Hiroshi Okayama, Norihiro Katayama, Akihiro Karashima
자료유형: 학술정보