پایگاه خبری تحلیلی تیتربرتر

تقویم تاریخ

امروز: پنج شنبه, ۰۹ فروردين ۱۴۰۳ برابر با ۱۸ رمضان ۱۴۴۵ قمری و ۲۸ مارس ۲۰۲۴ میلادی
سه شنبه, ۱۵ مرداد ۱۳۹۸ ۲۲:۱۴
۱۷
۰
نسخه چاپی
مقدمه ای بر گاه شناسی

سیستم زمانسنج شبانه روزی چیست؟

مقدمه ای بر گاه شناسی
زندگی در پیشرفت در خصوصیات محیطی خاص کره زمین تکامل یافته است ، که چرخه نور خورشید و شب به ویژه فراگیر است. بنابراین ، به طور طبیعی ، تمام موجودات زنده به شدت تحت تأثیر این چرخه قرار می گیرند. انسان ها نیز از این قاعده مستثنی نیستند.

بارزترین نمونه تأثیر چرخه نور تاریک در زندگی ما خواب است. اما بسیاری از رفتارها و کارکردهای بیولوژیکی دیگر وجود دارد که مثلاً از یک ریتم مشابه استفاده می کنند ، مانند مصرف مواد غذایی ، متابولیسم و ​​فشار خون.

www.titrebartar.com

 

در حقیقت ، بیشتر ، اگر نه همه ، عملکردهای بدنی دارای درجه ای از ریتمیک روزانه شب هستند. این چرخه های 24 ساعته زیست شناسی و رفتار را ریتم های شبانه روزی می گویند.

در این مقاله ، ما در مورد سیستم فیزیولوژیکی که تولید و همگام سازی ریتم شبانه روزی با چرخه نور تاریک محیطی ما است: سیستم زمان بندی شبانه روزی.

سیستم زمان سنجی شبانه روزی چیست؟

سیستم زمان سنجی شبانه روزی مکانیسم ذاتی زمان بدن ما است. این چیزی است که ما معمولاً آن را ساعت بیولوژیکی می نامیم: ساعت که ریتم فرآیندهای بیولوژیکی وابسته به زمان را کنترل می کند. علمی که این فرایندها را مطالعه می کند ، chronobiology نامیده می شود.

همانطور که رفتارهای روزانه (بیداری ، فعالیت ، تغذیه) و شبانه (خواب ، استراحت ، روزه گرفتن) داریم ، سلولها و سیستم های بدن ما نیز دارای یک "روز بیولوژیکی" و "شب بیولوژیکی" هستند.

سیستم زمان بندی شبانه روزی ضربان ساز بیولوژیکی است که ریتم های غدد درون ریز و متابولیک را تنظیم می کند تا الگوی منسجمی از فعالیت سلولی ایجاد کند. ساعت بیولوژیکی مسیرها و کارکردهای وابسته به هم را هماهنگ می کند ، در مسیرها و کارکردهای ناسازگار از هم جدا می شود و زیست شناسی و رفتار ما را با محیط هماهنگ می کند.

در طول روز بیولوژیکی ، برای ترویج هوشیاری و حمایت از فعالیت های بدنی و تغذیه ، سیستم زمان بندی شبانه روزی متابولیسم را به حالت تولید انرژی و ذخیره انرژی تغییر می دهد. این کار را با بهره‌گیری از سیگنالهای هورمونی (به عنوان مثال ، افزایش سیگنالینگ انسولین ، کاهش لپتین) و مسیرهای متابولیکی که باعث افزایش استفاده از مواد مغذی (گلوکز ، اسیدهای چرب) برای تولید انرژی سلولی (به شکل ATP) و دوباره پر کردن ذخایر انرژی (گلیکوژن) می شود ، انجام می دهد. ، تری گلیسیرید).

برعکس ، در طول شب بیولوژیکی ، سیستم زمان بندی شبانه روزی باعث تقویت خواب و متابولیسم شده و به نفع سیگنالهای هورمونی (به عنوان مثال ، کاهش سیگنالینگ انسولین ، افزایش لپتین) و سوخت و ساز بدن ، باعث تحریک انرژی ذخیره شده و ذخیره خون می شود. سطح گلوکز.

سیگنالینگ روزانه توسط سیستم زمان سنجی شبانه روزی به کلیه سلول ها و کلیه سیستم ها (عصبی ، قلبی عروقی ، گوارشی و ...) اجازه می دهد تا تغییرات چرخه ای در محیط را پیش بینی کنند ، الگوهای قریب الوقوع محیطی ، رفتاری یا بیولوژیکی را پیش بینی کنند و پیش از این با آنها سازگار شوند. .

به عنوان مثال ، هنگامی که خورشید غروب می کند ، بافت های ما "می دانند" که به زودی خواهیم خوابید و روزه می گیریم ، بنابراین انرژی لازم است که از محل ذخیره خارج شود. به همین ترتیب ، هنگامی که خورشید طلوع می کند ، بافت های ما "می دانند" که ما به زودی از خواب بیدار می شویم و تغذیه می کنیم ، بنابراین مقداری انرژی برای دور کردن ما در شب ذخیره می شود.

ساعت بیولوژیک چگونه کار می کند؟

www.titrebartar.com

 


هر سلول در بدن ما دارای نوعی ساعت خودمختار است که فعالیت آنها را چند برابر می کند. در بیشتر سلول ها ، مجموعه ای از ژن ها به نام ژن ساعت است. ژنهای ساعت فعالیت ریتمیک سایر ژنها را تا زمان عملکردهای خاص بافت کنترل می کنند و باعث ایجاد نوسانات روزانه در متابولیسم و ​​عملکرد سلول می شوند.

اما این ساعتهای اختصاصی بافت برای حفظ تعادل در بدن ما باید به طور منسجم کار کنند. این انسجام توسط یک ساعت کارشناسی ارشد در مغز ما ایجاد می شود که کلیه فرایندهای شبانه روزی را سازماندهی می کند. این ساعت مرکزی در منطقه ای از هیپوتالاموس موسوم به هسته سوپراکیسماتیک (SCN) قرار دارد.

ژنهای ساعت در SCN دوره طبیعی ساعت بیولوژیکی ما را تعیین می کنند. اگرچه بسیار نزدیک به دوره 24 ساعته محیطی (به طور متوسط ​​، حدود 24.2 ساعت) است ، اما هنوز هم به اندازه کافی متفاوت است تا امکان هماهنگ سازی از محیط را فراهم کند. بنابراین ، باید هر روز مجدداً تنظیم مجدد شود. این کار با نور انجام می شود ، "اهدا کننده زمان" که ساعت استاد ما را به محیط منتقل می کند.

SCN از نورونهای شبکیه که حاوی پروتئین حساس به نور به نام ملانوپسین است ، دریافت می کند. این نورون ها ، به نام سلول های گانگلیونی شبکیه واقعاً حساس به نور (ipRGCs) ، سطح نور محیطی را تشخیص داده و ساعت SCN را تنظیم می کنند تا آن را با چرخه نور تاریک همزمان کند.

سپس SCN می تواند تمام ساعتهای سلولی را به چرخه نور منتقل کند. یکی از اصلی ترین سازوکارهای همگام سازی ساعت کامل بدن از طریق سیگنالینگ هورمونی وابسته به زمان روز است. هورمون ها می توانند پیام ها را از راه طولانی از طریق خون حمل کنند و بنابراین یک سیستم ارتباطی کلیدی در زیست شناسی شبانه روزی هستند. دو هورمون وجود دارد که نقش اصلی در این سیگنالینگ دارند: ملاتونین و کورتیزول.

تاریکی سیگنالهای ملاتونین را نشان می دهد

www.titrebartar.com

 

هورمون ملاتونین یک مولکول بزرگ سیگنالینگ سیستم زمان سنجی شبانه روزی است. ملاتونین توسط غده پینهال با ریتم شبانه روزی تولید می شود: خیلی زود بعد از غروب خورشید (شروع نور ملاتونین کم نور) ، قله ها در وسط شب ، (بین ساعت 2 تا 4 صبح) بالا می رود ، و به تدریج پس از آن کاهش می یابد ، افت می کند و به خیلی کم می رسد. سطح در ساعات نور روز.

تولید ملاتونین توسط غده pineal توسط SCN از طریق یک مسیر سیگنالینگ عصبی فعال می شود که فقط در شب فعال است. در طول روز ، ورودی نور از شبکیه سیگنالینگ SCN به غده پینهال را مهار می کند و سنتز ملاتونین را متوقف می کند. از طریق این مکانیسم ، تولید ملاتونین توسط نور مهار می شود و توسط تاریکی تقویت می شود.

ملاتونین Pineal به جریان خون رها می شود و به تمام بافت های بدن ما می رسد ، جایی که فعالیت ژن های ساعت را تعدیل می کند و به عنوان یک دهنده زمان عمل می کند که سیگنال تاریکی را نشان می دهد. ملاتونین از طریق عمل خود در مغز و بافتهای محیطی ، خواب را تشدید می کند و فرآیندهای فیزیولوژیکی ما را در انتظار دوره روزه داری به شب بیولوژیکی تغییر می دهد.

یکی از اهداف ملاتونین خود SCN است ، جایی که به عنوان یک سیگنال بازخورد عمل می کند که ریتم ساعت مرکزی را تنظیم می کند و کل سیستم را در حالت همگام نگه می دارد.

بنابراین ، ملاتونین یک مولکول کروبیوتیک است - مولکولی با ظرفیت تنظیم (پیش بینی یا تأخیر) فاز ساعت بیولوژیکی. تأثیرات مزمن ملاتونین برای ریتمی بودن کافی روزانه فرایندهای فیزیولوژیکی و رفتاری که برای سازگاری محیطی ما ضروری است ، بسیار مهم است.

بیداری سیگنالهای کورتیزول

www.titrebartar.com

 

هورمون کورتیزول بیشتر بخاطر عمل به عنوان هورمون استرس شناخته می شود ، اما همچنین یک سیستم مولکول مهم سیگنالینگ در سیستم زمان بندی شبانه روزی است. کورتیزول توسط میتوکندری در غده فوق کلیوی با ریتم شبانه روزی که توسط SCN کنترل می شود تولید می شود.

در اولین ساعت بعد از بیدار شدن ، افزایش شدید تولید کورتیزول - پاسخ بیداری کورتیزول (CAR) وجود دارد. به دنبال این اوج صبح ، تولید کورتیزول به طور مداوم در طول روز کاهش می یابد. تولید کورتیزول در نیمه اول خواب بسیار کم است و سپس در نیمه دوم به طور پیوسته بالا می رود.

افزایش سطح کورتیزول در هنگام طلوع آفتاب به بدن اجازه می دهد: 1) پیش بینی کنیم که به زودی از خواب بیدار می شویم. و 2) برای فعالیت بدنی و تغذیه آماده شوید. سلولها با آماده شدن برای پردازش مواد مغذی ، به نیازهای انرژی و دوباره پر کردن ذخایر انرژی پاسخ می دهند.

اوج صبح در ترشح کورتیزول را می توان نوعی واکنش استرس در بیدار شدن از خواب بیدار کرد که روز پرش آغاز می شود. سنبله کورتیزول برانگیختگی را افزایش می دهد ، روز بیولوژیکی ما را آغاز می کند و رفتارهای روزانه ما را فعال می کند.

اختلال در سیستم زمان بندی شبانه روزی بر سلامت تأثیر می گذارد

www.titrebartar.com

 

ضربانیت شبانه روزی با ظرافت و سطح و نوع نور بسیار زیبا تنظیم می شود. به عنوان مثال ، تولید ملاتونین به طور قابل توجهی توسط نور آبی روشن ، که در آن نور صبح غنی شده است ، مهار می شود. و بر این اساس ، پاسخ بیداری کورتیزول تحت تأثیر زمان بیداری قرار دارد و هنگامی که در معرض نور آبی به طور خاص در صبح قرار می گیریم بیشتر است.

بدن ما برای پیروی از الگوی 24 ساعته محیطی بهینه شده است ، اما فناوری و شیوه زندگی مدرن این الگوی را مختل کرده است. نور آبی روشن نیز نوعی از نوری است که توسط منابع نوری مصنوعی اعم از صفحه نمایش و لامپ های کارآمد با انرژی در مقادیر زیاد ساطع می شود. قرار گرفتن در معرض شبانه در برابر این منابع نوری ، حتی با شدت نور نسبتاً کم مانند نور اتاق معمولی ، می تواند به سرعت تولید ملاتونین را مهار کند.

این تغییرات مصنوعی در سیستم زمان بندی شبانه روزی بدون عواقب نیست. اگرچه SCN می تواند نسبتاً سریع در پاسخ به اختلال شبانه روزی مجدداً تنظیم مجدد کند ، اما اندام های محیطی کندتر هستند که در صورت تکرار تغییر در چرخه نور-تاریک ، می تواند منجر به خشکی با محیط شود.

اختلال شبانه روزی می تواند تأثیر منفی بر انواع فرآیندهای بیولوژیکی داشته باشد: این بیماری می تواند در اختلالات خواب ، اختلالات متابولیک و قلبی عروقی ، اختلالات خلقی و سایر اختلالات موثر بر بهزیستی نقش داشته باشد.

کارگران شیفت یک نمونه متداول از چگونگی سوءرفتار جدی در شبانه روزی است: آنها نادرست بودن ریتم ملاتونین و کورتیزول را نشان می دهند ، و از جمله بیماری های دیگر خطر ابتلا به بیماری های قلبی ، متابولیک ، سرطان و اختلالات دستگاه گوارش را افزایش می دهند.

افکار نهایی

www.titrebartar.com

 

با درک درک زمانشناسی ، آگاهی از چگونگی ریتم های شبانه روزی برای سلامتی مهم است. علل اصلی اختلال شبانه روزی تغییرات در چرخه اصلی ماست: چرخه نور ، تاریک ، خواب بیدار و تغذیه روزه.

بنابراین ، به همان اندازه که زندگی شما اجازه می دهد ، سعی کنید عادات ساده ای ایجاد کنید که ممکن است از ریتم های شبانه روزی شما پشتیبانی کند: خواب خود را بهینه کنید ، قبل از خواب از صفحه نمایش خودداری کنید یا از عینک مسدود کننده نور آبی در شب هنگام تماشای تلویزیون یا استفاده از رایانه استفاده کنید ، به طور مرتب بخورید. بارها و اوایل روز و صبحها به بیرون بروید و تابش نور آفتاب بگیرید.

دکتر سارا آدایز ، دانشکده علوم اعصاب و بیوشیمی است که به عنوان دانشمند تحقیقاتی در مجموعه Neurohacker فعالیت می کند. سارا فارغ التحصیل بیوشیمی در دانشکده علوم دانشگاه پورتو ، پرتغال است. اولین تجربه تحقیقاتی وی در زمینه نوروفارماسیولوژی بود. وی سپس عصب شناسی درد را در دانشکده پزشکی دانشگاه پورتو تحصیل کرد ، جایی که دکترای خود را گرفت. در علوم اعصاب. در این میان ، وی به ارتباطات علمی و دستیابی دانش علمی به جامعه غیر روحانی علاقه مند شد. سارا می خواهد از آموزش ها و مهارت های علمی خود برای کمک به افزایش درک عمومی از علم استفاده کند.



+ 17
مخالفم - 6
نظرات : 0
منتشر نشده : 0

شما هم می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید



کد امنیتی کد جدید

تمام حقوق مادی و معنوی این پایگاه محفوظ و متعلق به سایت تیتربرتر می باشد .
هرگونه کپی و نقل قول از مطالب سايت با ذكر منبع بلامانع است.

طراحی سایت خبری