Cirkadinis ritmas

cirkadinis ritmas yra gebėjimas orientuotis santykinai nepriklausomai nuo išorinius įtaką darančių veiksnių. Šis gebėjimas yra nepaprastai svarbus atliekant kūno funkcijas, tokias kaip hormonų sekrecija ar kraujospūdis. Dėl staigaus laiko juostos pasikeitimo laikrodis praranda pusiausvyrą ir pasireiškia reaktyviniu atsilikimu.

Koks yra cirkadinis ritmas?

Žmonės, kaip ir dauguma kitų organizmų, taip pat turi vidinį laikrodį, leidžiantį jiems laiku orientuotis, nežiūrint į tikrąjį laikrodį. Taip pat vadinamas cirkadinis ritmas dieninis laikrodis žymi ir atitinka šį vidinį laikrodį. Tai žmonėms suteikia galimybę sudaryti laiko vaizdą nepriklausomai nuo išorinių veiksnių.

Cirkadinis laikrodis kontroliuoja periodiškai pasikartojančią veiklą, pavyzdžiui, miegą, dauginimąsi ar valgymą tam tikru reguliarumu. Šie gyvybės ir rūšių išsaugojimo veiksmai vyksta palyginti nepriklausomai nuo išorinių veiksnių ir tikrojo laiko suvokimo, palyginti pastoviu ritmu.

Vidinis laikrodis prisitaiko prie kintančio dienos ilgio pasikeitus sezonams per sinchronizaciją. Kadangi keliaujant į kitas laiko juostas vidinis laikrodis turi būti sinchronizuojamas per greitai, iš pradžių trūksta susitarimo. Šis vidaus ir tikrojo laiko neatitikimas dar žinomas kaip reaktyvinis atsilikimas, susijęs su tolimais atstumais.

Funkcija ir užduotis

Daugelį gyvybiškai svarbių kūno funkcijų reikia periodiškai koordinuoti. Pavyzdžiui, tokiu būdu reikia derinti žmogaus kūno temperatūrą. Tas pats pasakytina apie kraujo spaudimą, širdies ritmą ir šlapimo gamybą.

Hormonų sekrecija taip pat priklauso nuo laiko koordinacijos. Periodiškai reikia derinti ne tik lytinius hormonus. Daugelį absoliučiai gyvybiškai svarbių kūno funkcijų taip pat kontroliuoja hormonai, o kadangi hormonų pusiausvyra yra glaudžiai susijusi sistema, netinkamas vieno hormono derinimas suardo visą kūną ir gali sukelti net gyvybei pavojingas pasekmes.

Kadangi minėtos kūno funkcijos nėra sąmoningai kontroliuojamos, jos turi būti nepriklausomos nuo tikrojo sąmoningo laiko žinojimo. Cirkadinis ritmas yra atsakingas už jo valdymą. Žmogaus vidinis laikrodis gauna informaciją iš specializuotų fotoreceptorių, esančių granuliuotame tinklainės sluoksnyje.

Atsakingos jutimo ląstelės taip pat žinomos kaip šviesai jautrios ganglinės ląstelės ir jose yra fotopigmento melanopsiinas. Jie yra tarp gangliono sluoksnio ir tinklainės (tinklainės) amakrino ląstelių sluoksnio ir yra ten sujungti su retinohipotalaminiu traktu, kuris pateikia ląstelių surinktą informaciją į pagumburio suprachiasmatinį branduolį. Taigi branduolys suprachiasmaticus yra vidinio laikrodžio valdymo centras. Čia periodiškai keičiamos kūno funkcijos derinamos laiku.

Molekuliniame lygmenyje cirkadiniame ritme dalyvauja keli genai, kurie, taip sakant, genetiškai koduoja vidinį laikrodį. Be kriptochromų, CLOCK genas yra vienas iš svarbiausių genų šiame kontekste. BMAL 1 genas, PER 1–3 genai ir vazopresinas arba prepropressofizinas taip pat yra žinomi kaip svarbūs vidinio laikrodžio molekuliniai komponentai.

Sudėtingos sąveikos metu jie kontroliuoja ir savireguliacinių kilpų transkripciją, ir vertimą į grįžtamąjį ryšį, kuris vyksta per gana tikslų 24 valandas. PER 2 ir BMAL 1 genai priklauso nuo šviesos ir temperatūros bei yra perrašomi, pavyzdžiui, dienos pradžioje. Tada jie jungiasi prie reguliuojančios DNR sekos kaip dimeris ir taip pradeda kitų genų transkripciją.

Ligos ir negalavimai

Kai kurie miego sutrikimai yra susiję su dieninių laikrodžių funkciniais sutrikimais. Cirkadiniai miego-budėjimo ritmo sutrikimai dažnai minimi šių miego sutrikimų grupėje. Cirkadinis ritmas turėtų suteikti žmonėms idealų miego kiekį ir tokiu būdu atsigauti tamsiomis fazėmis. Aukštas efektyvumo lygis pasiekiamas lengvose fazėse.

Cirkadinis laikrodis per išorinius dirgiklius pritaikomas 24 valandų ciklui. Staigus nukrypimas nuo įprasto šviesos ir tamsos pokyčio painioja organizmą, nes jie įvyksta per netikėtą laiką. Kadangi tolimus skrydžius ir laiko juostos pokyčius ypač lydi netikėti organizmo šviesos ir tamsos pokyčiai, tie, kuriuos paveikia cirkadiniai miego ir budėjimo ritmo sutrikimai, dažnai būna reguliarūs tolimųjų reisų keleiviai.

Aklieji taip pat dažnai kenčia nuo sutrikimų, nes jiems trūksta išorinių sinchronizacijos veiksnių. Tas pats pasakytina ir apie pamainomis dirbančius darbuotojus, kuriems miego sutrikimas pirmiausia pasireiškia kaip miegas ar nuovargis „netinkamu metu“. Pamainomis dirbantiems darbuotojams aplinkos ritmas neatitinka šviesos ir tamsos pokyčių ritmo, o tai sukelia problemų sinchronizuojant vidinį laikrodį.

Lėtiniai cirkadiniai miego sutrikimai dažnai išsivysto į depresiją ar kitas psichines ligas. Sutrikęs vidinis laikrodis taip pat gali būti priežastinis ryšys su cirkadinių genų mutacija. Tokios mutacijos lemia ilgesnį ar trumpesnį žmogaus aktyvumo periodą, kuris gali daugiau ar mažiau nukrypti nuo įprasto 24 valandų ritmo.

Ligos, susijusios su cirkadiniu laikrodžiu, dar nėra tinkamai ištirtos, nes net ir susiję genai yra gana nesenas atradimas. Ryšys tarp paros ritmo ir minėtų miego sutrikimų taip pat reikalauja tolesnių tyrimų. Vargu ar yra tyrimų, kuriuose būtų nagrinėjama cirkadijos problema priešakyje.