Cirkadiánny rytmus

cirkadiánny rytmus je schopnosť orientovať sa relatívne nezávisle od vonkajších ovplyvňujúcich faktorov. Táto schopnosť je rozhodujúca pre telesné funkcie, ako je sekrécia hormónov alebo krvný tlak. Náhla zmena časového pásma spôsobí, že hodinky stratia rovnováhu a prejavia sa v oneskorení prúdom vzduchu.

Aký je cirkadiánny rytmus?

Rovnako ako väčšina ostatných organizmov, aj ľudia majú vnútorné hodiny, ktoré im umožňujú orientovať sa v čase bez toho, aby sa pozerali na skutočné hodiny. Nazýva sa aj cirkadiánny rytmus cirkadiánne hodiny označuje a zodpovedá týmto vnútorným hodinám. Dáva ľuďom možnosť vytvoriť si obraz o čase nezávisle od vonkajších faktorov.

Cirkadiánne hodiny regulujú pravidelne sa opakujúce činnosti, ako je napríklad spánok, rozmnožovanie alebo jedenie s určitou pravidelnosťou. Tieto opatrenia na zachovanie života a druhov sa uskutočňujú relatívne nezávisle od vonkajších faktorov a aktuálneho časového uvedomenia v pomerne konštantnom rytme.

Interné hodiny sa prispôsobujú meniacej sa dĺžke dňa po zmene ročných období prostredníctvom resynchronizácie. Pretože pri cestovaní do iných časových pásiem musia byť vnútorné hodiny synchronizované príliš rýchlo, spočiatku neexistuje dohoda. Tento nesúlad medzi vnútorným a skutočným časom sa v súvislosti s cestovaním na veľké vzdialenosti nazýva aj oneskorenie prúdom.

Funkcia a úloha

Mnoho životne dôležitých funkcií tela vyžaduje pravidelnú koordináciu. Napríklad teplota ľudského tela sa musí koordinovať týmto spôsobom. To isté platí pre krvný tlak, srdcový rytmus a tvorbu moču.

Vylučovanie hormónov tiež závisí od časovej koordinácie. Pravidelne sa musia koordinovať nielen sexuálne hormóny. Mnoho absolútne životne dôležitých telesných funkcií je tiež riadených hormónmi a keďže hormonálna rovnováha je úzko prepojeným systémom, nesprávna koordinácia jedného hormónu zkazí celé telo a môže mať dokonca život ohrozujúce následky.

Keďže uvedené funkcie tela nepodliehajú žiadnej vedomej kontrole, musia byť nezávislé od skutočného vedomého poznania času. Circadian rytmus je zodpovedný za jeho kontrolu. Ľudské vnútorné hodiny dostávajú informácie od špecializovaných fotoreceptorov v granulovanej vrstve sietnice.

Zodpovedné senzorické bunky sú známe aj ako fotosenzitívne gangliové bunky a sú vybavené fotopigmentovým melanopsínom. Sú umiestnené medzi vrstvou ganglií a vrstvou amakrinných buniek sietnice (sietnice), kde sú spojené s retinohypotalamickým traktom, ktorý premieta informácie získané bunkami do suprachiasmatického jadra v hypotalame. Jadro suprachiasmaticus je preto kontrolným centrom vnútorných hodín. Tu sú periodicky sa meniace telesné funkcie časovo koordinované.

Na molekulárnej úrovni je do cirkadiánneho rytmu zapojených niekoľko génov, ktoré, takpovediac, geneticky kódujú vnútorné hodiny. Okrem kryptochrómov je CLOCK gén v tomto kontexte jedným z najdôležitejších génov. O génoch BMAL 1, génoch PER 1 až 3 a vazopresíne alebo prepropressofyzíne je tiež známe, že sú dôležitými molekulárnymi zložkami vnútorných hodín.

V komplexnej interakcii kontrolujú ako transkripciu, tak aj transláciu samoregulačných slučiek v spätnej väzbe, ktoré sa uskutočňujú počas obdobia pomerne presného 24 hodín. Gény PER2 a BMAL 1 sú závislé od svetla a teploty a sú transkribované napríklad na začiatku dňa. Potom sa viažu na regulačnú sekvenciu DNA ako dimér, a tak začínajú transkripciu ďalších génov.

Choroby a choroby

Niektoré poruchy spánku súvisia s funkčnými poruchami cirkadiánnych hodín. V skupine týchto porúch spánku sa často spomínajú cirkadiánne poruchy rytmu spánku a bdelosti. Cirkadiánny rytmus by mal ľuďom poskytovať ideálne množstvo spánku, a tým aj zotavenie v tmavých fázach. Týmto spôsobom sa dosiahne vysoká úroveň účinnosti vo svetelných fázach.

Denné hodiny sa nastavujú na 24-hodinový cyklus prostredníctvom externých stimulov. Náhle odchýlky od obvyklých zmien svetlo-tma zmiasť organizmus, pretože sa vyskytujú v neočakávanom čase. Pretože lety na dlhé vzdialenosti a najmä zmeny v časovom pásme sú sprevádzané neočakávanými zmenami svetla a tmy pre organizmus, tie, ktoré sú postihnuté poruchami rytmu cirkadiánneho spánku a bdenia, sú často pravidelnými cestujúcimi na veľké vzdialenosti.

Blind trpia tiež často poruchami, pretože im chýbajú vonkajšie faktory na synchronizáciu. To isté platí pre pracovníkov na zmeny, u ktorých sa porucha spánku prejavuje predovšetkým ako spánok alebo únava v „nesprávnom čase“. U pracovníkov na zmeny nezodpovedá rytmus prostredia rytmu zmien svetlo-tma, čo vedie k problémom pri synchronizácii vnútorných hodín.

Chronické cirkadiánne poruchy spánku sa často vyvinú do depresie alebo iných duševných chorôb. Narušené vnútorné hodiny môžu tiež príčinne súvisieť s mutáciou v cirkadiánnych génoch. Takéto mutácie vedú k dlhšiemu alebo kratšiemu obdobiu aktivity pre jednotlivca, ktoré sa môže viac alebo menej silne odchyľovať od zvyčajného 24-hodinového rytmu.

Choroby súvisiace s cirkadiánnymi hodinami neboli doteraz adekvátne preskúmané, pretože aj súvisiace gény sú pomerne nedávnym objavom. Prepojenie medzi cirkadiánnym rytmom a uvedenými poruchami spánku si vyžaduje ďalší výskum. Sotva existujú štúdie, ktoré by sa zaoberali cirkadiánnym problémom v popredí.