Cirkadiánní rytmus

cirkadiánní rytmus je schopnost orientovat se relativně nezávisle na vnějších ovlivňujících faktorech. Tato schopnost je rozhodující pro tělesné funkce, jako je sekrece hormonů nebo krevní tlak. Náhlá změna časového pásma způsobí, že hodinky ztratí rovnováhu a projeví se v proudovém zpoždění.

Co je to cirkadiánní rytmus?

Stejně jako většina ostatních organismů, i lidé mají vnitřní hodiny, které jim umožňují orientovat se v čase, aniž by se dívali na skutečné hodiny. Nazývá se také cirkadiánní rytmus cirkadiánní hodiny označuje a odpovídá těmto vnitřním hodinám. Dává lidem možnost vytvořit si obraz času nezávisle na vnějších faktorech.

Cirkadiánní hodiny ovládají periodicky se opakující činnosti, jako je spánek, reprodukce nebo stravování s určitou pravidelností. Tato opatření na zachování života a druhů se odehrávají relativně nezávisle na vnějších faktorech a skutečném časovém uvědomění v relativně konstantním rytmu.

Vnitřní hodiny se přizpůsobují měnící se délce dne po změně ročního období prostřednictvím resynchronizace. Protože při cestování do jiných časových pásem musí být interní hodiny příliš synchronizovány příliš rychle, je zpočátku nedostatečná shoda. Tento nesoulad mezi vnitřním a skutečným časem je také známý jako jet lag v souvislosti s dálkovou cestou.

Funkce a úkol

Mnoho životně důležitých funkcí těla vyžaduje pravidelnou koordinaci. Například teplota lidského těla musí být koordinována tímto způsobem. Totéž platí o krevním tlaku, srdeční frekvenci a produkci moči.

Sekrece hormonů je také závislá na časové koordinaci. Pravidelně se musí koordinovat nejen pohlavní hormony. Mnoho absolutně životně důležitých tělesných funkcí je také řízeno hormony a protože hormonální rovnováha je úzce propojeným systémem, nesprávná koordinace jednoho hormonu zkazí celé tělo a může mít dokonce život ohrožující důsledky.

Protože uvedené funkce těla nepodléhají žádné vědomé kontrole, musí být nezávislé na skutečném vědomém poznání času. Za jeho kontrolu je zodpovědný cirkadiánní rytmus. Lidské vnitřní hodiny přijímají své informace od specializovaných fotoreceptorů v granulární vrstvě sítnice.

Odpovědné smyslové buňky jsou také známé jako fotosenzitivní gangliové buňky a jsou vybaveny fotopigmentovým melanopsinem. Jsou umístěny mezi gangliovou vrstvou a amakrinní buněčnou vrstvou sítnice (sítnice), kde jsou spojeny s retinohypotalamickým traktem, který promítá informace shromážděné buňkami do suprachiasmatického jádra v hypotalamu. Jádro suprachiasmaticus je proto řídícím centrem vnitřních hodin. Zde jsou periodicky se měnící tělesné funkce časově koordinovány.

Na molekulární úrovni je do cirkadiánního rytmu zapojeno několik genů, které jsou geneticky kódovány pro vnitřní hodiny. Kromě kryptochromů je CLOCK gen v této souvislosti jedním z nejdůležitějších genů. O genu BMAL 1, genech PER 1 až 3 a vasopresinu nebo prepropressofysinu je také známo, že jsou důležitými molekulárními složkami vnitřních hodin.

Ve složité interakci řídí jak transkripci, tak i translaci samoregulačních smyček ve zpětné vazbě, která probíhá po dobu relativně přesných 24 hodin. Geny PER 2 a BMAL 1 jsou závislé na světle a teplotě a přepisují se například na začátku dne. Pak se vážou na regulační sekvenci DNA jako dimer, a tak zahajují transkripci dalších genů.

Nemoci a nemoci

Některé poruchy spánku souvisejí s funkčními poruchami cirkadiánních hodin. Ve skupině těchto poruch spánku jsou často zmiňovány cirkadiánní poruchy rytmu spánku a bdění. Cirkadiánní rytmus by měl lidem poskytnout ideální množství spánku a tím i zotavení v temných fázích. Tímto způsobem je dosaženo vysoké úrovně účinnosti ve světelných fázích.

Circadian hodiny jsou upraveny na 24-hodinový cyklus pomocí externích podnětů. Náhlé odchylky od obvyklé změny světla a tmy pletou organismus, protože se odehrávají v neočekávané době. Protože lety na dlouhé vzdálenosti a zejména změny časového pásma jsou doprovázeny neočekávanými změnami světla a tmy pro organismus, jsou ti, kteří jsou postiženi poruchami rytmu cirkadiánního spánku a bdění, často pravidelnými cestujícími na velké vzdálenosti.

Blind také často trpí poruchami, protože jim chybí vnější faktory pro synchronizaci. Totéž platí pro pracovníky na směny, u nichž se porucha spánku projevuje především jako spánek nebo únava ve „špatném čase“. U pracovníků na směny rytmus prostředí neodpovídá rytmu změn světla a tmy, což vede k problémům při synchronizaci interních hodin.

Chronické cirkadiánní poruchy spánku se často vyvinou v depresi nebo jiná duševní onemocnění. Narušené vnitřní hodiny mohou také souviset s mutací v cirkadiánních genech. Tyto mutace mají za následek delší nebo kratší periodu aktivity pro jednotlivce, která se může více nebo méně silně odchýlit od obvyklého 24hodinového rytmu.

Nemoci související s cirkadiánními hodinami nebyly dosud dostatečně prozkoumány, protože i související geny jsou poměrně nedávným objevem. Souvislost mezi cirkadiánním rytmem a uvedenými poruchami spánku také vyžaduje další výzkum. Sotva existují studie, které by se zabývaly cirkadiánním problémem v popředí.