Cirkadijski ritem

The cirkadiani ritem je sposobnost orientacije relativno neodvisno od zunanjih vplivnih dejavnikov. Ta sposobnost je ključna za telesne funkcije, kot so izločanje hormonov ali krvni tlak. Nenadna sprememba časovnega pasu povzroči, da ura izgubi ravnotežje in se manifestira v jet zaostajanju.

Kakšen je cirkadiani ritem?

Tako kot večina drugih organizmov ima tudi človek notranjo uro, ki jim omogoča, da se orientirajo v času, ne da bi pogledali dejansko uro. Tudi cirkadijski ritem se imenuje cirkadijska ura označuje in ustreza tej notranji uri. Ljudem daje možnost oblikovanja slike časa neodvisno od zunanjih dejavnikov.

Cirkadijska ura občasno nadzoruje ponavljajoče se dejavnosti, kot so spanje, razmnoževanje ali prehranjevanje z določeno pravilnostjo. Ta dejanja za ohranjanje življenja in vrst se izvajajo relativno neodvisno od zunanjih dejavnikov in dejanskega zavedanja časa v razmeroma konstantnem ritmu.

Notranja ura se prilagodi spreminjajoči se dolžini dneva po spremembi letnih časov s ponovnim sinhronizacijo. Ker je treba notranjo uro prehitro ponovno sinhronizirati med potovanjem v druge časovne pasove, sprva ni dogovora. To neskladje med notranjim in dejanskim časom je znano tudi kot zaostajanje v povezavi s potovanjem na dolge razdalje.

Funkcija in naloga

Mnoge vitalne telesne funkcije zahtevajo redno usklajevanje. Na primer, človeško telesno temperaturo je treba na ta način uskladiti. Enako velja za krvni tlak, srčni utrip in proizvodnjo urina.

Izločanje hormonov je odvisno tudi od časovne koordinacije. Občasno ni treba uskladiti samo spolnih hormonov. Mnogo absolutno vitalnih telesnih funkcij nadzorujejo tudi hormoni, in ker je hormonsko ravnovesje tesno povezano sistem, napačna koordinacija enega samega hormona zmede celotno telo in ima lahko celo smrtno nevarne posledice.

Ker omenjene telesne funkcije niso podvržene nobenemu zavestnemu nadzoru, morajo biti neodvisne od dejanskega zavestnega poznavanja časa. Za njegov nadzor je odgovoren cirkadijski ritem. Človekova notranja ura dobiva svoje podatke od specializiranih fotoreceptorjev v granulirani plasti mrežnice.

Odgovorne senzorične celice so znane tudi kot fotosenzibilne ganglijske celice in so opremljene s fotopigmentacijo melanopsinom. Nahajajo se med ganglionsko plastjo in amakrino celično plastjo mrežnice (mrežnice) in so tam povezane z retinohipotalamičnim traktom, ki informacije, ki jih celice zbirajo, projicira v suprahijazmatično jedro v hipotalamusu. Jedro suprachiasmaticus je torej nadzorni center notranje ure. Tu se periodično spreminjajoče se telesne funkcije časovno usklajujejo.

Na molekularni ravni je v cirkadianem ritmu vključenih več genov, ki genetsko kodirajo tako notranjo uro, tako rekoč. Gen CLOCK je poleg kriptohromov eden najpomembnejših genov v tem kontekstu. Poznani so tudi geni BMAL 1, geni PER 1 do 3 ter vazopresin ali prepresosofizin, ki so pomembne molekularne sestavine notranje ure.

V kompleksni interakciji nadzorujejo tako prepisovanje kot prevod samoregulirajočih zank v povratnih informacijah, ki potekajo v obdobju sorazmerno natančnih 24 ur. Gena PER 2 in BMAL 1 sta odvisna od svetlobe in temperature in se prepisujeta na primer na začetku dneva. Nato se kot dimer vežejo na regulacijsko zaporedje DNK in tako začnejo prepisovanje drugih genov.

Bolezni in bolezni

Nekatere motnje spanja so povezane s funkcionalnimi motnjami cirkadianske ure. V skupini teh motenj spanja se pogosto omenjajo cirkadijske motnje ritma spanja in budnosti. Cirkadijski ritem naj bi ljudem omogočil idealno količino spanja in s tem okrevanje v temnih fazah. Na ta način se v lahkih fazah doseže visoka stopnja učinkovitosti.

Cirkadanska ura se prek zunanjih dražljajev prilagodi 24-urnemu ciklu. Nenadna odstopanja od običajne svetlo-temne spremembe zmedejo organizem, ker se zgodijo v nepričakovanem časovnem obdobju. Ker so leti in zlasti spremembe časovnega pasu povezani z nepričakovanimi spremembami svetlobe in temnosti za organizem, so tisti, ki jih prizadenejo cirkadijske motnje ritma spanja in budnosti, redni potniki na dolge razdalje.

Slepi pogosto trpijo tudi zaradi motenj, ker nimajo zunanjih dejavnikov za sinhronizacijo. Enako velja za delavce v izmenah, pri katerih se motnja spanja kaže predvsem kot spanje ali utrujenost ob "napačnem času". Za delavce v izmenah ritem okolja ne ustreza ritmu svetlo-temnih sprememb, kar vodi do težav pri sinhronizaciji notranje ure.

Kronične cirkadianske motnje spanja se pogosto razvijejo v depresijo ali druge duševne bolezni. Motena notranja ura je lahko tudi vzročno povezana z mutacijo v cirkadianih genih. Takšne mutacije pri posamezniku povzročijo daljša ali krajša obdobja aktivnosti, ki lahko bolj ali manj močno odstopajo od običajnega 24-urnega ritma.

Bolezni, povezane s cirkadijsko uro, še niso ustrezno raziskane, saj so celo pripadajoči geni dokaj nedavno odkritje. Povezava med cirkadijskim ritmom in omenjenimi motnjami spanja zahteva tudi nadaljnje raziskave. Kmalu ni nobenih študij, ki bi se ukvarjale s cirkadianskim problemom v ospredju.