ο κιρκαδικός ρυθμός είναι η ικανότητα προσανατολισμού σχετικά ανεξάρτητα από εξωτερικούς παράγοντες που επηρεάζουν. Αυτή η ικανότητα είναι ζωτικής σημασίας για τις λειτουργίες του σώματος, όπως η έκκριση ορμονών ή η αρτηριακή πίεση. Μια απότομη αλλαγή της ζώνης ώρας αναγκάζει το ρολόι να χάσει την ισορροπία του και να εκδηλωθεί σε ένα jet lag.
Ποιος είναι ο κιρκαδικός ρυθμός;
Ακριβώς όπως και οι περισσότεροι άλλοι οργανισμοί, οι άνθρωποι έχουν επίσης ένα εσωτερικό ρολόι που τους επιτρέπει να προσανατολίζονται στον χρόνο χωρίς να κοιτάζουν ένα πραγματικό ρολόι. Ο κιρκαδικός ρυθμός ονομάζεται επίσης κιρκαδικό ρολόι δηλώνει και αντιστοιχεί σε αυτό το εσωτερικό ρολόι. Δίνει στους ανθρώπους τη δυνατότητα να διαμορφώσουν μια εικόνα του χρόνου ανεξάρτητα από εξωτερικούς παράγοντες.
Το κιρκαδικό ρολόι ελέγχει περιοδικά επαναλαμβανόμενες δραστηριότητες όπως ύπνος, αναπαραγωγή ή φαγητό με κάποια κανονικότητα. Αυτές οι δράσεις διατήρησης της ζωής και των ειδών πραγματοποιούνται σχετικά ανεξάρτητα από εξωτερικούς παράγοντες και την πραγματική επίγνωση του χρόνου σε ένα συγκριτικά σταθερό ρυθμό.
Το εσωτερικό ρολόι προσαρμόζεται στο μεταβαλλόμενο μήκος της ημέρας μετά από αλλαγή εποχών μέσω επανασυγχρονισμού. Δεδομένου ότι το εσωτερικό ρολόι πρέπει να συγχρονιστεί πάρα πολύ γρήγορα όταν ταξιδεύετε σε άλλες ζώνες ώρας, αρχικά υπάρχει έλλειψη συμφωνίας. Αυτή η αναντιστοιχία μεταξύ του εσωτερικού και του πραγματικού χρόνου είναι επίσης γνωστή ως jet lag σε σχέση με ταξίδια μεγάλων αποστάσεων.
Λειτουργία & εργασία
Πολλές ζωτικές λειτουργίες του σώματος απαιτούν περιοδικό συντονισμό. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος πρέπει να συντονιστεί με αυτόν τον τρόπο. Το ίδιο ισχύει και για την αρτηριακή πίεση, τον καρδιακό ρυθμό και την παραγωγή ούρων.
Η έκκριση ορμονών εξαρτάται επίσης από τον χρονικό συντονισμό. Όχι μόνο οι σεξουαλικές ορμόνες πρέπει να συντονίζονται περιοδικά. Πολλές απολύτως ζωτικές λειτουργίες του σώματος ελέγχονται επίσης από ορμόνες, και δεδομένου ότι η ισορροπία ορμονών είναι ένα στενά συνδεδεμένο σύστημα, ένας εσφαλμένος συντονισμός μιας μόνο ορμόνης μπερδεύει ολόκληρο το σώμα και μπορεί ακόμη και να έχει απειλητικές για τη ζωή συνέπειες.
Δεδομένου ότι οι αναφερόμενες λειτουργίες του σώματος δεν υπόκεινται σε συνειδητό έλεγχο, πρέπει να είναι ανεξάρτητες από την πραγματική συνειδητή γνώση του χρόνου. Ο κιρκαδικός ρυθμός είναι υπεύθυνος για τον έλεγχό του. Το ανθρώπινο εσωτερικό ρολόι λαμβάνει τις πληροφορίες του από εξειδικευμένους φωτοϋποδοχείς στο κοκκώδες στρώμα του αμφιβληστροειδούς.
Τα υπεύθυνα αισθητήρια κύτταρα είναι επίσης γνωστά ως φωτοευαίσθητα γαγγλιοκύτταρα και είναι εξοπλισμένα με τη μελανοψίνη φωτοσύνθεσης. Βρίσκονται μεταξύ του στρώματος των γαγγλίων και του στρώματος των αμακρινικών κυττάρων του αμφιβληστροειδούς (αμφιβληστροειδής), όπου συνδέονται με τον αμφιβληστροειδικό σωλήνα, ο οποίος προβάλλει τις πληροφορίες που συλλέγονται από τα κύτταρα στον υπερχασματικό πυρήνα στον υποθάλαμο. Ο πυρήνας suprachiasmaticus είναι επομένως το κέντρο ελέγχου για το εσωτερικό ρολόι. Εδώ οι περιοδικά μεταβαλλόμενες λειτουργίες του σώματος συντονίζονται στο χρόνο.
Σε μοριακό επίπεδο, πολλά γονίδια εμπλέκονται στον κιρκαδικό ρυθμό, ο οποίος γενετικά κωδικοποιεί το εσωτερικό ρολόι. Εκτός από τα κρυπτοχρώματα, το γονίδιο CLOCK είναι ένα από τα πιο σημαντικά γονίδια σε αυτό το πλαίσιο. Το γονίδιο BMAL 1, τα γονίδια PER 1 έως 3 και η αγγειοπιεσίνη ή η προπροπρεσοφυσίνη είναι επίσης γνωστά ότι είναι σημαντικά μοριακά συστατικά του εσωτερικού ρολογιού.
Σε πολύπλοκη αλληλεπίδραση, ελέγχουν τόσο τη μεταγραφή όσο και τη μετάφραση των αυτορυθμιζόμενων βρόχων στην ανατροφοδότηση, οι οποίες πραγματοποιούνται σε μια περίοδο σχετικά ακριβών 24 ωρών. Τα γονίδια PER 2 και BMAL 1 εξαρτώνται από το φως και τη θερμοκρασία και μεταγράφονται, για παράδειγμα, στην αρχή της ημέρας. Στη συνέχεια συνδέονται με την ρυθμιστική αλληλουχία του DNA ως διμερές και έτσι ξεκινούν τη μεταγραφή των άλλων γονιδίων.
Ασθένειες και παθήσεις
Ορισμένες διαταραχές του ύπνου σχετίζονται με λειτουργικές διαταραχές του κιρκαδικού ρολογιού. Οι διαταραχές του κιρκαδικού ρυθμού ύπνου-αφύπνισης αναφέρονται συχνά στην ομάδα αυτών των διαταραχών ύπνου. Ο κιρκαδικός ρυθμός θα πρέπει να προσφέρει στους ανθρώπους μια ιδανική ποσότητα ύπνου και, συνεπώς, ανάκαμψη σε σκοτεινές φάσεις. Με αυτόν τον τρόπο, επιτυγχάνεται υψηλό επίπεδο απόδοσης στις φάσεις φωτός.
Το κιρκαδικό ρολόι ρυθμίζεται στον 24ωρο κύκλο μέσω εξωτερικών ερεθισμάτων. Οι ξαφνικές αποκλίσεις από τη συνήθη ελαφριά-σκοτεινή αλλαγή μπερδεύουν τον οργανισμό επειδή συμβαίνουν σε μια απροσδόκητη χρονική περίοδο. Επειδή οι πτήσεις μεγάλων αποστάσεων και οι αλλαγές στη ζώνη ώρας σχετίζονται συγκεκριμένα με απροσδόκητες ελαφριές σκοτεινές αλλαγές για τον οργανισμό, αυτές που επηρεάζονται από διαταραχές του κιρκαδικού ύπνου-αφύπνισης είναι συχνά τακτικοί ταξιδιώτες μεγάλων αποστάσεων.
Οι τυφλοί υποφέρουν επίσης συχνά από τις διαταραχές επειδή δεν διαθέτουν τους εξωτερικούς παράγοντες συγχρονισμού. Το ίδιο ισχύει και για τους εργαζόμενους με βάρδιες, για τους οποίους η διαταραχή του ύπνου εκδηλώνεται κυρίως ως ύπνος ή κόπωση στον «λάθος χρόνο». Για τους εργαζόμενους με βάρδιες, ο ρυθμός του περιβάλλοντος δεν αντιστοιχεί στον ρυθμό των ελαφρών-σκοτεινών αλλαγών, γεγονός που οδηγεί σε προβλήματα κατά το συγχρονισμό του εσωτερικού ρολογιού.
Οι χρόνιες διαταραχές του κιρκαδικού ύπνου εξελίσσονται συχνά σε κατάθλιψη ή σε άλλες ψυχικές ασθένειες. Ένα διαταραγμένο εσωτερικό ρολόι μπορεί επίσης να σχετίζεται αιτιώδη με μια μετάλλαξη στα κιρκάδια γονίδια. Τέτοιες μεταλλάξεις έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερες ή μικρότερες περιόδους δραστηριότητας για το άτομο, οι οποίες μπορούν να αποκλίνουν περισσότερο ή λιγότερο έντονα από τον συνηθισμένο 24ωρο ρυθμό.
Οι ασθένειες που σχετίζονται με το κιρκαδικό ρολόι δεν έχουν ακόμη ερευνηθεί επαρκώς, καθώς ακόμη και τα σχετικά γονίδια είναι μια μάλλον πρόσφατη ανακάλυψη. Η σχέση μεταξύ του κιρκαδικού ρυθμού και των διαταραχών ύπνου που αναφέρονται επίσης απαιτεί περαιτέρω έρευνα. Δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου μελέτες που να αντιμετωπίζουν το κιρκαδικό πρόβλημα στην πρώτη γραμμή.
