Rytm dobowy

Plik rytm dobowy to umiejętność orientacji się w sposób względnie niezależny od zewnętrznych czynników wpływających. Ta zdolność ma kluczowe znaczenie dla funkcji organizmu, takich jak wydzielanie hormonów lub ciśnienie krwi. Nagła zmiana strefy czasowej powoduje, że zegarek traci równowagę i objawia się jet lagiem.

Jaki jest rytm dobowy?

Podobnie jak większość innych organizmów, ludzie mają również wewnętrzny zegar, który umożliwia im orientację w czasie bez patrzenia na rzeczywisty zegar. Nazywa się również rytmem okołodobowym zegar dobowy oznacza i odpowiada temu wewnętrznemu zegarowi. Daje ludziom możliwość tworzenia obrazu czasu niezależnie od czynników zewnętrznych.

Zegar okołodobowy kontroluje okresowo powtarzające się czynności, takie jak spanie, reprodukcja lub jedzenie z określoną regularnością. Te działania mające na celu ochronę życia i gatunku odbywają się stosunkowo niezależnie od czynników zewnętrznych i faktycznej świadomości czasu w stosunkowo stałym rytmie.

Zegar wewnętrzny dostosowuje się do zmieniającej się długości dnia po zmianie pór roku poprzez resynchronizację. Ponieważ zegar wewnętrzny musi zostać zsynchronizowany zbyt szybko podczas podróży do innych stref czasowych, początkowo brak zgodności. To niedopasowanie między czasem wewnętrznym a rzeczywistym jest również znane jako jet lag w związku z podróżami na duże odległości.

Funkcja i zadanie

Wiele ważnych funkcji organizmu wymaga okresowej koordynacji. Na przykład w ten sposób należy koordynować temperaturę ciała człowieka. To samo dotyczy ciśnienia krwi, tętna i produkcji moczu.

Wydzielanie hormonów zależy również od koordynacji czasowej. Nie tylko hormony płciowe wymagają okresowej koordynacji. Wiele absolutnie ważnych funkcji organizmu jest również kontrolowanych przez hormony, a ponieważ równowaga hormonalna jest systemem ściśle ze sobą powiązanym, błędna koordynacja jednego hormonu powoduje bałagan w całym organizmie, a nawet może mieć konsekwencje zagrażające życiu.

Ponieważ wspomniane funkcje ciała nie podlegają żadnej świadomej kontroli, muszą być niezależne od aktualnej świadomej wiedzy w danym czasie. Za jego kontrolę odpowiada rytm dobowy. Wewnętrzny zegar człowieka otrzymuje informacje od wyspecjalizowanych fotoreceptorów w ziarnistej warstwie siatkówki.

Odpowiedzialne komórki czuciowe są również znane jako fotoczułe komórki zwojowe i są wyposażone w fotopigmentowaną melanopsynę. Znajdują się one między warstwą zwojową a warstwą komórek amakrynowych siatkówki (siatkówki), gdzie są połączone z drogą siatkówkowo-podwzgórzową, która przenosi informacje zebrane przez komórki do jądra nadskrzyżowaniowego w podwzgórzu. Jądro suprachiasmaticus jest zatem centrum kontroli wewnętrznego zegara. Tutaj okresowo zmieniające się funkcje ciała są skoordynowane w czasie.

Na poziomie molekularnym w rytmie dobowym zaangażowanych jest kilka genów, które genetycznie kodują wewnętrzny zegar, że tak powiem. Oprócz kryptochromów gen CLOCK jest jednym z najważniejszych genów w tym kontekście. Gen BMAL 1, geny PER 1 do 3 oraz wazopresyna lub prepropresofizyna są również znane jako ważne składniki molekularne wewnętrznego zegara.

W złożonych interakcjach kontrolują zarówno transkrypcję, jak i translację samoregulujących się pętli w sprzężeniu zwrotnym, które mają miejsce w okresie stosunkowo precyzyjnych 24 godzin. Geny PER 2 i BMAL 1 są zależne od światła i temperatury i podlegają transkrypcji, na przykład na początku dnia. Następnie wiążą się z sekwencją regulującą DNA jako dimer i w ten sposób rozpoczynają transkrypcję innych genów.

Choroby i dolegliwości

Niektóre zaburzenia snu są związane z zaburzeniami czynnościowymi zegara dobowego. W grupie tych zaburzeń snu często wymienia się okołodobowe zaburzenia rytmu snu i czuwania. Rytm dobowy powinien zapewniać ludziom idealną ilość snu, a tym samym regenerację w okresach ciemności. W ten sposób uzyskuje się wysoki poziom sprawności w fazach świetlnych.

Zegar dobowy jest dostosowywany do cyklu 24-godzinnego poprzez bodźce zewnętrzne. Nagłe odchylenia od zwykłej zmiany jasności i ciemności dezorientują organizm, ponieważ mają miejsce w nieoczekiwanym okresie. Ponieważ lotom długodystansowym i zmianom stref czasowych w szczególności towarzyszą nieoczekiwane zmiany jasności i ciemności organizmu, osoby dotknięte zaburzeniami dobowego rytmu snu i czuwania często regularnie podróżują na duże odległości.

Osoby niewidome również często cierpią z powodu zakłóceń, ponieważ brakuje im zewnętrznych czynników synchronizacji. To samo dotyczy pracowników zmianowych, u których zaburzenie snu objawia się przede wszystkim snem lub zmęczeniem w „niewłaściwym czasie”. W przypadku pracowników zmianowych rytm otoczenia nie odpowiada rytmowi zmian jasno-ciemno, co prowadzi do problemów z synchronizacją wewnętrznego zegara.

Przewlekłe zaburzenia snu dobowego często przekształcają się w depresję lub inne choroby psychiczne. Zakłócony zegar wewnętrzny może być również związany przyczynowo z mutacją w genach dobowych. Takie mutacje skutkują dłuższymi lub krótszymi okresami aktywności osobnika, które mogą odbiegać mniej lub bardziej od zwykłego 24-godzinnego rytmu.

Choroby związane z zegarem dobowym nie zostały jeszcze odpowiednio zbadane, ponieważ nawet związane z nimi geny są stosunkowo nowym odkryciem. Dalszych badań wymaga również związek między rytmem okołodobowym a wspomnianymi zaburzeniami snu. Nie ma prawie żadnych badań zajmujących się problemem okołodobowym na czele.