Cirkadián ritmus Anatómia és fiziológia

Gyakran amikor nyári vagy téli időszámításra váltunk, amikor éjszakai műszakban dolgozunk, vagy amikor utazunk és megváltoztatjuk az időzónát, akkor a dezorientáció, az alvásproblémák vagy a különböző fizikai rendellenességek érzését okozhatjuk. Mindezen változások hatással vannak a cirkadián ritmusra, testünk természetes órájára, amely segít testünknek alkalmazkodni az éjszakai nappali ciklushoz.

Mi a cirkadián ritmus?

Cirkadián ritmus körülbelül 24 órás ciklust képvisel, amely fizikai, mentális és viselkedési szinten zajlik, a szervezet válaszul a környezet világos-sötét váltakozására. A cirkadián ritmus minden élőlényre jellemző, az egysejtű lényektől az emberekig. A cirkadián ritmust vizsgáló tudomány a kronobiológia. (1)

A cirkadián ritmus összefügg azzal a forgással, amelyet a Föld a tengelye körül 24 óra alatt végrehajt. Kezdetben azt gondolták, hogy az embereknél ez a "belső óra" nem egyenértékű a forgás időtartamával, illetve 24 órával, hanem 25 órával, ez magyarázza egyes embereknél az alvási nehézségek megjelenését. A Harvard professzorainak legújabb mérései azt mutatták, hogy ez a ritmus 24 óra és 11 perc. Ami leginkább meglepte őket, az időtartam és más élőlények hasonlósága mellett, hogy mind a fiatalok, mind az idősek számára egy nap belső időtartama megegyezik. (2)

Számos testfunkciónak van egy cirkadián ritmusa, az alvás-ébrenlét ciklusától kezdve a test létfontosságú jelein át. Amint a tudomány egyre pontosabbá válik az általa végzett mérésekben, egyre több cirkadián ritmust ismer fel; így a közelmúltban kiderült, hogy a cirkadián ritmus után még a csontnövekedés is bekövetkezik. (4)

Fiziológiai szinten a legújabb vizsgálatok kimutatták, hogy a cirkadián ritmus egymással összekapcsolt fehérjékből áll, amelyek képesek létrehozni saját ritmusukat. A sejt fiziológiáját egy 24 órán át tartó belső "órának" vetik alá, amely összekapcsolt molekuláris hurkokból áll. Ezt a sejtes órát viszont a suprachiasmaticus mag koordinálja, amely segíti a test alkalmazkodását a külső környezetben zajló ciklusokhoz. (3), (5)

Ha arra kíváncsi, hogy testünk hogyan tud különbséget tenni a tavaszi és nyári hosszú napok/rövid éjszakák és a tél rövid napjai/hosszú éjszakái között, és hogyan képes alkalmazkodni a változó évszakokhoz, akkor tudja, hogy a cirkadián ritmus az, ami ezeket irányítja. a test beállítása a külső időbeli tényezők szerint. A cirkadián ritmus részt vesz a napokkal kapcsolatos időzítésben, de beavatkozik a szervezet adaptációjába, fiziológiai és viselkedési szempontból az új évszakra való áttérésbe. (3)

A szakemberek úgy vélik, hogy a cirkadián ritmus három tulajdonságon keresztül határozható meg:
1. kitartás körülbelül 24 órán át, még akkor is, ha a külső időbeli elemek hiányoznak (például: nappali fény)
2. alkalmazkodási képesség a külső körülmények változása esetén (például: új időzónára váltás, nyári időszámítás vagy más évszak)
3. a fiziológiai hőmérséklet változhatatlan időtartama (példa: hőmérséklet-kompenzáció) (3)

A cirkadián ritmus kialakulása

A Texasi Egyetem professzorainak esettanulmánya az életének első napjától hat hónapos koráig megfigyelt babára összpontosított.
Megfigyelték, hogy a cirkadián ritmusok előfordulási sorrendje a következő volt: a hőmérséklet cirkadián ritmusa a születés után körülbelül egy órával, az ébrenlét cirkadián ritmusa a második, az alvás cirkadián ritmusa pedig utoljára jelent meg. A hőmérséklet cirkadián pereme a születés után egy héttel stabilizálódott, az ébrenléti állapoté a 45. napon, körülbelül egyidejűleg a melotonin koncentrációjának növekedésével, és az alvásé csak az 56. napon. Megfigyelték azt is, hogy a csecsemő éjszakai alvása először alkalmazkodik azokhoz az időbeli elemekhez, amelyek bejelentik az éjszaka beköszöntét (napnyugta és fény hiánya), majd alkalmazkodik a család alvási rendjéhez, mindezt a 60. nap előtt, amely szakértők szerint a világos-sötét ciklus kezdeti meghatározását mutatja, amelyet társadalmi elhatározás követ. (6)

Nemi különbségek a cirkadián ritmusban

A Harvard Egyetem kutatóinak tanulmánya kimutatta, hogy számos különbség van a nők és a férfiak cirkadián ritmusa között. A női biológiai órák hossza körülbelül hat perccel rövidebbnek bizonyult, mint a férfiaké. Néhány nőnél a belső óra a szokásosnál sokkal gyorsabban üt; legalább minden harmadik nő teljesít egy napi ciklust 24 óránál gyorsabban. Az alváskutatók a nők alváshiányára hívják fel a figyelmet a mindennap elvégzendő sok feladat miatt, amelyek a munkához, az otthoni ápoláshoz és a gyermekekhez kapcsolódnak, mindazt, amit este el kell végezni, amit meg is tesznek. megakadályozza, hogy korán lefeküdjenek és megfelelő alvást kapjanak. Tanulmányok azt is kimutatták, hogy az álmatlanság 50% -kal gyakoribb a nőknél, mint a férfiaknál, és ezekben a különbségekben a cirkadián ritmus is szerepet játszhat. Új tanulmányok pontosabban meg tudnák magyarázni e különbségek hátterét. (8)

A cirkadián ritmus egészségi következményei

Tanulmányok kimutatták, hogy a cirkadián ritmusnak fontos szerepe van az alvás-ébrenlét ciklusában, a testhőmérsékletben, a hormontermelésben, az éhségben stb. Ugyanakkor a cirkadián ritmus befolyásolása negatívan befolyásolhatja a test egészségét és általános közérzetét, ami alvászavarokhoz, elhízáshoz, depresszióhoz, cukorbetegséghez stb. (1)
A cirkadián ritmust az "óra" gének vezérlik, amelyek továbbítják a fehérjetermelés genetikai utasításait. Ezeknek a fehérjéknek a szintje bizonyos ritmusmintákat követve növekszik és csökken. Ezek a biokémiai rezgések szabályozzák a test működését, a szívműködést, a vérnyomást, az anyagcserét és egyebeket. A cirkadián ritmus még a hangulatunkra is hatással van, részt veszünk a téli depresszióban.
Belső óránk szabályozza a hormonszintet is, ami befolyásolhatja, hogy testünk hogyan reagál bizonyos gyógyszerekre. A cirkadián ritmus jobb megértése javíthatja a gyógyszerek hatását azáltal, hogy a legmegfelelőbb időben szedi őket. (9)

A cirkadián ritmus következményei különböző körülmények között

Cirkadián ritmus és Alzheimer-kór

Egy tanulmány összehasonlította az egészséges fiatalok és az idősek cirkadián ritmusát az Alzheimer-kórban szenvedő betegek cirkadián ritmusával. A következtetések arra vonatkoztak, hogy az Alzheimer-kórban szenvedő betegeknél a pihenés-aktivitás ritmusa mélyen érintett és korrelált a demencia súlyosságának szintjével, a károsodás pedig sokkal súlyosabb volt a nyugtatókat szedő betegek esetében. (10)

Cirkadián ritmus és szív- és érrendszeri betegségek

A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a cirkadián ritmus részt vesz bizonyos szív- és agyi érrendszeri események előfordulásában, például szívinfarktusban, hirtelen szívhalálban vagy szívrohamban. Jelenleg intenzíven tanulmányozzák a patofiziológiát és a mechanizmusokat, amelyek meghatározzák ezeket a variációkat, valamint a különböző gyógyszerek hatását ezekre a cirkadián ritmusokra. (11)

Cirkadián ritmus és rák

Szakértők megjegyezték, hogy a cirkadián ritmus számos változást idézhet elő a szervezet toleranciájában és abban, ahogy a rákos daganatok reagálnak a rákellenes szerekre. Lehetséges, hogy a cirkadián ritmusnak van hatása a rák kialakulására, ezért olyan orvosi vizsgálatokat indítottak és végeznek jelenleg is, amelyek eddig megmutatták a krónoterápia, illetve a cirkadián ritmuson alapuló kezelés hatékonyságát. A krónoterápia a mai napig javíthatja a rákkezelési lehetőségeket, valamint új rákellenes szerek kifejlesztését. (5)

Cirkadián ritmus és depresszió

A szakemberek arra a következtetésre jutottak, hogy a depresszió legtöbb tünete szorosan összefügg a cirkadián ritmussal, például a nap folyamán bekövetkező hangulatváltozásokkal, az alvás-ébrenlét rendellenességeivel és a betegség időszakos visszatérésével. Emellett depressziós embereknél gyakran fordul elő a cirkadián ritmus testhőmérsékleti vagy endokrin és metabolikus paraméterei (kortizol-szekréció, pajzsmirigy-stimuláló hormon, melatonin és monoaminok), sokkal gyakrabban, mint egészséges egyéneknél. Ezekhez járulnak az alvási problémák: a depressziós betegek, melankóliás tünetekkel korán felébrednek, és a reggeli hangulat romlását tapasztalják.
A szakemberek által megfigyelt cirkadián ritmus rendellenességei depresszió esetén a cirkadián rendszer lehetséges fiziológiai lebontására utalnak. A meglévő bizonyítékok azonban még nem igazolják azt a következtetést, hogy oksági összefüggés van a cirkadián rendellenesség és a depresszió között. (12)

A cirkadián ritmus hatása a teljesítményre

A cirkadián ritmus hatása az alvásra

Az emberi alvás cirkadián frekvenciával fordul elő (latinul a "circa" jelentése "megközelítőleg", a "dia" pedig a "nap"). Az alvás egy összetett biológiai folyamat, amely az agy több régiójában felmerül, és amelyet fiziológiai és környezeti tényezők határoznak meg. A cirkadián ritmus az egyik ilyen tényező. (15)
A kutatók azonban arra voltak kíváncsiak, hogy mi történik a cirkadián ritmussal, amikor az egyénnek már nincsenek bizonyos jelei arra, hogy nappal vagy éjjel legyen-e. Ehhez a tanulmányaik résztvevőit olyan helyekre helyezték el, ahol nem volt külső jel, például bunkerekben vagy pincékben. Eleinte az első öt napban szociális interakciókat folytattak, bizonyos órákban ettek, és televízióhoz és rádióhoz jutottak, így fenntartva 24 órás cirkadián ritmusukat. Ezen időszak után azonban az idő bármely mutatóját eltávolították. Ilyen körülmények között megfigyelték, hogy a résztvevők hajlamosak voltak egyre többet aludni reggel, így a cirkadián ritmus időtartama elérte a 28 órát. Gyorsan visszatért a szokásos 24 órás ritmusába, amikor a résztvevők visszatértek a normális lakókörnyezetbe. (16)

A cirkadián ritmus hatása az anyagcserére

A cirkadián ritmus hatása a drogok hatására

De Magio A és mtsai. meta-analízist hajtott végre bizonyos gyógyszerek szedésére, figyelembe véve a betegek cirkadián ritmusát. Az eredmények a következők voltak: egyes gyógyszereknek nagyobb jótékony hatása van, ha este adják be őket (például kortikoszteroidok, receptor-blokkolók, ranitidin), míg reggel olyan gyógyszerek ajánlottak, amelyek gátolják a gyomorsav termelését (protonpumpa-gátlók). Más gyógyszerek esetében a beadás időpontjától függően nincs jelentős különbség a hatásokban (pl. Asztma kezelésére inhalációs gyógyszerek). Más gyógyszereket is fontolóra vettek, de a tudományos bizonyítékok nem voltak elegendők általános következtetések levonásához. Ezenkívül további vizsgálatokra van szükség a cirkadián ritmus beadásának hosszú távú hatásának megragadásához. (18)

Cirkadián ritmus és műszakos munka

Cirkadián ritmuszavarok

A cirkadián ritmuszavarok az alvási szokások azon gyakori vagy alkalmi megszakításaira utalnak, amelyeket vagy a belső óra nem hatékony működése, vagy az alvás időtartama és időtartama tekintetében a belső óra és a külső környezet közötti eltérés okoz. Az alábbiakban felsoroljuk a leggyakoribb ilyen feltételeket:

A cirkadián ritmus által okozott alvászavarok

Olyan alvászavarok családját képviseli, amelyek befolyásolják az alvási időt. Az érintett emberek nem tudnak aludni, és nem tudnak időben felébredni, hogy megfeleljenek az iskola, a munka vagy a szociális igények által megkövetelt programnak. Általában elegendő pihenést kaphatnak, ha hagyják, hogy a saját cirkadián ritmusuknak megfelelően aludjanak és felébredjenek. Ha nincs más alvászavar, akkor alvásuk minőségi. (19)

Késleltetett alvási fázis zavar

Gyakori rendellenesség serdülőknél és fiatal felnőtteknél, akik hajlamosak nagyon későn feküdni, általában nem hajnali kettő előtt. Ha másnap későig aludni hagynak, alváshiány nem következik be. Ha azonban korán felébrednek, fáradtnak, álmosnak érzik magukat, és az iskolában és a munkavégzésben elfogyottnak érzik magukat. Ezek az emberek általában sokkal produktívabbak és energikusabbak az éjszaka folyamán.

Fejlett alvászavar

Időseknél gyakori, és lefekvés és korai ébredés jellemzi (18-22-től reggel 2-5-ig). Ezek az emberek általában arra panaszkodnak, hogy már nem tudnak aludni reggel, és délután vagy este álmosak.

Jet Lag zavar

Akkor fordul elő, amikor az egyén olyan területre utazik, amelynek időzónája nagyon eltér a megszokottól, és az adott terület belső biológiai és külső órája közötti konfliktusból áll. Keletre utazni általában sokkal nehezebb, mint nyugatra, mert könnyebb elhalasztani az alvást, mint megpróbálni aludni a megszokott idő előtt.

narkolepszia

Ez egy olyan alvászavar, amely túlzott nappali álmosságban és a nappali álmosság kontrollálhatatlan epizódjaiban nyilvánul meg a megfelelő éjszakai alvás ellenére. (20)

A cirkadián ritmuszavar az eddigi kutatások nyomán többféle rákkal társult: c.

A műszakos munka egészségre gyakorolt negatív hatását számos tanulmány jelezte.

A Colorado Boulder Egyetem kutatóinak és az Orvosi Kutatási Tanács Labora új tanulmánya.