S denným rytmom sa spájajú dva základné fakty:
1) 24 hodinový cyklus pretrváva aj v neobvyklých externých podmienkach (polárna noc)
2) tento rytmus môže byť takpovediac "zresetovaný" vonkajšou stimuláciou (nočné pracovné zmeny)
Baktérie s hodinkami
Zdá sa, že denný rytmus vznikol v najstarších bunkách s cieľom ochrániť replikujúcu sa DNA od radiácie ultrafialového svetla počas dňa. Čiže - replikácia (rozmnožovanie buniek) prebiehala počas noci. Tento časový regulačný mechanizmus si dodnes zachovala napríklad huba Neurospora.
Najjednoduchší "circadiánsky budík" si zachovala prokaryotická cyanobaktéria. Predošlé vysvetlenia denného rytmu pre tieto prokaryotické baktérie boli založené na mechanizme práce s genetickým kódom. Posledný výskum dokázal, že denný rytmus baktérie Synechococcusa elongata môže byť pomocou troch proteínov zrekonštruovaný laboratórne, čiže tvrdenie o súvislosti s transkripciou a transláciou genetického kódu nie je na mieste. Aj po manipulácii s mechanizmom prepisu DNA si zachovala táto baktéria 22 hodinový denný rytmus. U iných druhov baktérií však súvislosť s prepisom DNA bola potvrdená.
Denný rytmus živočíchov
Tento mechanizmus je dôležitý pre určovanie spánkových a stravovacích modelov pre všetky živočíchy vrátane ľudí. Šablóny aktivity mozgových vĺn, produkcie hormónov, bunkovej regenerácie i iných biologických aktivít sú jasne zaznamenateľné a spojené s týmto denným cyklom.
Krtkovia a astronauti
Denný rytmus je prispôsobený striedaniu dňa a noci. Zvieratá držané v úplnej tme počas dlhého obdobia mali "voľný denný rytmus". Ich spánkový cyklus sa posúval dopredu a dozadu v súvislosti s ich individuálnymi vnútornými hodinami. Stopy vedú k zisteniu, že denný rytmus sa každý deň resetuje. Zaujímavosťou však je, že úplne slepé zvieratá (napríklad krt) si svoje vnútorné hodiny zachovávajú aj bez vonkajšej stimulácie.
Organizmy s "voľným denným rytmom" síce stále fungovali na kombnácii spánok-bdenie, lenže bez vonkajšej stimulácie tento denný rytmus prestal byť synchronizovaný s inými rytmami ako teplota, či trávenie. Tento výskum ovplyvnil aj navrhovanie prostredia vesmírnych staníc, či raketoplánov. Striedanie svetla a tmy má na astronautov veľmi dobrý vplyv.
Oči - senzor pre hodiny
Circadiánske hodiny sa fyzicky nachádzajú v suprachiazmatickom jadre, samostatnej skupine buniek, ktorá sa nachádza v podmozgovej žľaze. Zničenie týchto buniek by spôsobilo absenciu cyklu spánok-bdenie. Suprachiazmatické jadro získava informácie z hladiny svetla, ktoré prechádza očami. Očná sietnica nedisponuje iba receptormi citlivými na svetlo, ale aj bunkami, ktoré na svetlo reagujú. Tieti bunky obsahujúce pigment melanopsín sú retinohypotalamickým traktom spojené (retina = sietnica, hypothalamus = podmozgová žľaza) spojené so suprachiazmatickým jadrom. Odobratá kultúra buniek zo supraschiazmatického jadra si však pri pokusoch zachovala svoj rytmus aj bez vonkajšách podnetov.
Zdá sa, že suprachiazmatické jadro berie informácie zo sietnice, interpretuje ich a posiela do epifýzy, ktorá vylučuje hormón melatonín. Sekrécia melatonínu sa stupňuje v noci a klesá cez deň.
Veľa nezávislých jednotiek
Mnoho telesných orgánov má svoje vlastné "voľné denné rytmy". Takéto bunky sa volajú periferálne oscilátory. Patria medzi ne tkanivá pažeráka, pľúc, sleziny alebo štítnej žľazy. Aj čuchové bunky a bunky prostaty pri samostatnom pestovaní vykazujú známky slabej oscilácie.
Zadreté kolieska
Porucha v týchto rytmoch zvyčajne máva v krátkodobom meradle negatívny vplyv. Veľa cestovateľov zažilo pásmovú chorobu, ktorá sa prejavuje dezorientáciou, únavou a nespavosťou. Mnoho chorôb, napríklad bipolárna porucha alebo niektoré spánkové poruchy sú pridružené k nepravidelnej alebo patologickej funkcii buniek denného rytmu. Nedávne výskumy ukázali, že poruchy génov zodpovedných za circadiánske hodinky sú pozitívne ovplyvniteľné lítiom.
V dlhodobom meradle poruchy denných rytmov môžu mať značný vplyv na hojenie rán a vývoj kardiovaskulárnych chorôb. Časovanie podávania liekov môže výrazne zvýšiť ich efekt, či zredukovať ich toxicitu.
Zdroj: wikipedia.org
primar.sk
Žiadne komentáre:
Zverejnenie komentára