Cirkadianrytmer er interne biologiske rytmer af organismen med en periode på ca. 24 timer. De forbereder kroppen, justerer alle fysiologiske processer i overensstemmelse med de daglige ændringer i omverdenen.
Circadianrytmer er til stede i praktisk talt alle levende organismer på planeten, herunder bakterier. Hos mennesker er den primære cirkadianrytme en cyklus med søvn og vågenhed.
Watch Cells
På molekylær niveau opererer kredsløbets ur i kroppen, der udløser processerne for interne svingninger, som regulerer fysiologiske processer i overensstemmelse med den eksterne 24-timers cyklus.
Der er flere slags urgener, der er ansvarlige for produktion af proteiner. Deres interaktion skaber en loop af tilbagemelding, hvilket forårsager 24-timers oscillationer af timeproteinerne. Så disse proteiner giver cellerne et signal om hvilken tid på dagen og hvad der skal gøres. Dette tvinger det biologiske ur til at gå.
Således er cirkadiske rytmer ikke resultatet af det fælles arbejde i mange forskellige celler, som oprindeligt var beregnet, men egenskaben for hver enkelt celle.
Det fra det cirkadiske ur var nyttigt, de skal synkroniseres med signalerne i omverdenen. Det mest oplagte eksempel på uoverensstemmelsen mellem det biologiske ur og omverdenen er jetlaget.
Når vi falder ind i en anden tidszone, skal vi justere vores biologiske ur til lokal tid. Fotoreceptorer (lysfølsomme retinale neuroner) registrerer ændringer i en cyklus med vekslen mellem lys og mørke og sende signaler til at justere døgnrytmen ur biologiske organisme ur i overensstemmelse med ydre stimuli. Justering af den daglige rytme sikrer korrekt drift af alle cellulære processer.
I komplekse multicellulære organismer er der ofte store ure, som koordinerer arbejdet i alle uret. I pattedyr er hovedklokken den suprachiasmatiske kerne (SCN) placeret i hjernen. Fra retinale øjenceller SCN modtager oplysninger om lys, det sætter op er i neuroner, og de er allerede sender signaler til at koordinere arbejdet i alle andre processer i kroppen.
Hovedegenskaber ved cirkadiske rytmer
1. Cirkadianrytmer fortsætter under konstante forhold af lys eller mørke i fravær af andre eksterne stimuli. Dette blev opdaget som et resultat af et eksperiment, der blev udført i 1729 af den franske videnskabsmand Jean-Jacques de Meran. Han lagde planten på et mørkt sted og bemærkede, at selv i konstant mørke åbner og lukker bladene i samme rytme.
Dette var det første bevis på, at cirkadiske rytmer er af intern oprindelse. De kan variere og afhænger af arten, være lidt længere eller kortere end 24 timer.
2. Circadianrytmer afhænger ikke af ekstern temperatur. De sænker ikke og accelererer ikke i høj grad, selvom temperaturen ændres dramatisk. Uden denne egenskab ville det ikke være muligt at bestemme tiden.
3. Circadianrytmer kan tildeles til eksterne 24-timers dage. Hovedsignalet er lys, selvom andre signaler også har en effekt.
Betydningen af cirkadiske rytmer
Tilstedeværelsen af et biologisk ur gør det muligt for kroppen at forudse forudsigelige ændringer i miljøet og forudindstillet adfærd under hensyntagen til disse forhold. For eksempel ved at vide, at morgendagen vil komme om tre timer, begynder kroppen at øge metabolismen, temperaturen, øge blodcirkulationen. Alt dette forbereder os til aktive aktiviteter i løbet af dagen.
Om aftenen, når vi gør os klar til sengen, begynder de fysiologiske processer i kroppen at bremse. Under søvn arbejder hjernen aktivt. Den indfanger minder, behandler information, løser problemer, sender signaler om genoprettelse af beskadigede væv og regulerer energireserver. Nogle dele af hjernen er mere aktive i søvn end under vækkelse.
Circadianrytmer og søvn
Syklusen er den mest oplagte daglige rytme af mennesker og dyr, men det afhænger ikke kun af cirkadiske rytmer.
Søvn er en ekstremt kompleks tilstand, der stammer fra interaktionen mellem forskellige områder af hjernen, hormoner og neurotransmittere. På grund af dens kompleksitet er søvncyklussen meget let at forstyrre.
Nylige undersøgelser har vist, at søvnforstyrrelser og døgnrytmen karakteristiske for neurodegenerative og for neuropsykiatriske lidelser, hvor neurotransmittere ikke fungerer korrekt. For eksempel er denne lidelse typisk for mere end 80% af patienterne med depression og skizofreni.
Men ulejligheden, der opstår ved følelsen af søvnighed i løbet af dagen, er bagateller. Søvnforstyrrelser og døgnrytmer er også forbundet med et sæt af patologier, herunder depression, søvnløshed, forringelse af opmærksomhed og hukommelse, nedsat motivation, stofskiftesygdomme, fedme, immunsystemet problemer.
Sådan justeres din biologiske ur
Forskere har længe undret sig over, hvordan øjet genkender lys for at justere cirkadiske rytmer. For nylig er der fundet særlige lysfølsomme celler i nethinden – fotosensitive ganglionceller i nethinden. Disse celler er forskellige fra stænger og kegler, som forskere har kendt i lang tid.
Visuelle irritationer, opfattet af lysfølsomme ganglionceller, kommer fra øjet til hjernen gennem optisk nerve. Men i 1-2% af sådanne ganglionceller er der et visuelt pigment, følsomt for blå farve. Således løser lysfølsceller med lysfølsomme gødninger daggry og skumring og hjælper med at justere kroppens biologiske ur.
På grund af den moderne livsstil får vi ofte ikke nok lys og bruger det meste indendørs. Dette kan være årsagen til, at uret ikke er indstillet korrekt.
Undersøgelser har bekræftet, at ved at tage mad på samme tid og lave sport om morgenen, kan du træne det rigtige søvnregime.
