מקצבים צירקדיים: מה הם ובאילו פונקציות ביולוגיות הם מתערבים

בני אדם הם חיות של הרגל. חיינו בנויים בתבניות החוזרות על עצמן מדי פעם, וזה נכון גם לגבי התפקודים הגופניים שלנו. ישנן תנודות ומקצבים ביולוגיים שחוזרים על עצמם כל 24 שעות בערך: הם מה שמכונה מקצבים היממה, הקשורים לתהליכים כמו ויסות טמפרטורת הגוף או שינה ועירות.

במאמר זה אנו מסבירים מה הם מקצבים ביממה וכיצד הם פועלים, וחושפים את אחת הדוגמאות הידועות ביותר: זו של מחזור ערות השינה. בנוסף, אנו מספרים לך מהן ההפרעות העיקריות הקשורות למקצבים הביולוגיים הללו.

• מאמר קשור: "נוירופסיכולוגיה: מהי ומה מושא המחקר שלה?"

מהם מקצבים היממה?

חיי היומיום שלנו מתקיימים על ידי שפע של שגרות ודפוסים שקורים בקצב זמני מסוים. בדרך כלל, אנו הולכים לישון בלילה ומתעוררים למחרת, 7 או 8 שעות אחר כך. גם הרגלי האכילה שלנו מתוזמנים בהתאם לשגרה יומיומית ספציפית: ארוחת בוקר, צהריים, חטיף וארוחת ערב. כל המקצבים הביולוגיים הללו מסדרים ומעניקים קוהרנטיות לחיי היומיום שלנו.

הכרונוביולוגיה, שהוא המדע החוקר מקצבים ביולוגיים אלה, מסווגת אותם כדלקמן: מקצבים אינפראדיאניים, אלה המתרחשים בקצב גדול מ- 24 שעות (עמ. לְשֶׁעָבַר. המחזור החודשי); מקצבים אולטרדיאניים, אלה המתרחשים במחזורים של פחות מ 24 שעות (עמ ' לְשֶׁעָבַר. קצב לב); ומקצבים ביממה, החוזרים על עצמם כל 24 שעות בערך.

מקצבים צירקדיים הם תהליכים ביולוגיים פנימיים בגופנו שחוזרים על עצמם בקצב זמני של כ- 24 שעות, כפי שהערנו. וריאציות תקופתיות אלה או מקצבים ביולוגיים מווסתים את הפעילות היומית המטבולית, ההורמונלית וההתנהגותית שלנו. פונקציות גופניות חשובות להישרדות כמו ויסות טמפרטורת הגוף או מחזור ערות השינה הם עובדים על בסיס המקצבים היומיים האלה.

מה שמאפיין מקצבים מסוג זה הוא שהם מקיימים את עצמם ומתמידים, גם בהיעדר גירויים חיצוניים או סביבתיים. הם נקבעים גנטית ואינם תכונות בלעדיות של בני אדם, שכן הם נמצאו בכל סוגי האורגניזמים החיים (מיצורים חד תאיים ועד ליונקים).

למקצבים היממה ערך אדפטיבי רב, מכיוון שהם ממלאים את הפונקציה של "שעון פנימי" דרכו גופנו מדגם ובונה ייצוג של זמן חיצוני, באמצעותו הוא מסוגל לבסס מודל קוהרנטי ו- התאמה בין אירועים סביבתיים לבין ארגון הפונקציות הביולוגיות שלהם בכדי שיוכלו להגיב לתנאים חיצוניים פחות או יותר צָפוּי.

השעון הביולוגי הפנימי

אצל בני אדם מקצבים ביממה נוצרים על ידי שעון ביולוגי פנימי הממוקם בהיפותלמוס, במיוחד בגרעינים הסופרכיאזמטיים. קבוצת נוירונים זו הממוקמת בחלק המדיאלי של המבנים ההיפותלמיים, מקבלת מידע בעוצמת האור דרך תאי קולטי האור ותאי הגנגליון של רשתית.

מלנופסין נמצא בתאי הגנגליון הללו, חלבון המעורב בוויסות מקצבי היממה ורפלקס האישונים, בין היתר. מנגנון זה נמצא ב"שעונים פנימיים "שונים המפוזרים על רקמות שונות, הנקראים מתנדים היקפיים. שעונים אלה מסוגלים לבנות סדר זמני בפעילויות שונות של האורגניזם, כך שהם מתנדנדים עם פרק זמן קבוע.

תנודות אלו בזמן משמשות את האורגניזם כהתייחסות זמנית לוויסות המקצבים הביולוגיים השונים של תפקודים גופניים, כגון: ויסות טמפרטורת הגוף, לחץ הדם, צריכת החמצן או מחזור השינה ו עֵרוּת.

בסופו של דבר, שעונים ביולוגיים פנימיים אחראים לייצור ולוויסות מקצבים ביממה. כן בסדר האות העיקרי שמשפיע על המקצבים הללו הוא אור היום (שיכולים להפעיל או לכבות גנים השולטים בשעונים ביולוגיים), כל שינוי במחזורי האור והחושך האלה יכול להפריע (להאיץ או להאט) את התנהגות השעונים, עם ההידרדרות כתוצאה מתפקוד המקצבים היממה.

מקצבים ושימומיות

מקצבים ביממה עוזרים לנו לבנות דפוסי שינה, במה שאנו מכנים מחזור שינה-ערות. השעונים הביולוגיים העיקריים הנמצאים בגרעין הסופרכיאזמטי מייצרים מלטונין, חומר הפועל כמווסת שינה, בין שאר הפונקציות. הסנכרון של מקצבים ביממה מבוסס על שינויים קצביים בביטוי של כמה גנים השולטים בשעונים הפנימיים.

ההשפעה של מלטונין נובעת גם מדגם: במהלך הלילה יש עלייה בהפרשת חומר זה וירידה כללית בתפקודים הנוירו-התנהגותיים. עלייה זו ברמות המלטונין מתואמת עם עלייה בשינוניות וגם, עם הירידה בטמפרטורת הגוף. בתורו, עלייה בזרימת הדם נגרמת לאזורים הרחוקים ביותר של העור, עם אובדן חום כתוצאה מכך.

נוכחות של אור יום או זיהום רעש בלילה יכולה לשנות את ייצור המלטונין ולכן לשבש את המקצבים היומיים. כמו כן, העובדה שיש מקורות אור בתהליך השינה או בעת הכניסה אליו עשויה להיות המשמעות של זה להפריש את ההורמונים האחראים על התחלת תהליך ההפעלה בטרם עת, ולגרום לשינויים במעגל של שינה-התעוררות.

להלן מספר דוגמאות להפרעות בקצב השינה הימתי.

• יכול להיות שאתה מעוניין: "7 הפרעות השינה המובילות"

הפרעות בקצב השינה היממה

הפרעות בקצב השינה היממה הן הפרעות המתרחשות במחזור ערות השינה כאשר יש חוסר התאמה בין דפוס השינה של האדם לבין משך הזמן הדרוש לו כדי להישאר ישן או להיות עֵר. הנפוצים ביותר הם:

1. תסמונת שלב השינה מושהית

אנשים הסובלים מתסמונת זו מתקשים להירדם בזמן מקובל מבחינה חברתית, והם נוטים ללכת לישון מאוחר (עמ '4). לְשֶׁעָבַר. בשעה 2 לפנות בוקר). המבנה ומשך השינה תקינים, אך עיכוב זה לפני השינה גורם להם יוצר בעיות בעבודה, בלימודים ובחברה (איחור לפגישות עבודה, לימודים, וכו.). מה עוד, אנשים הסובלים מתסמונת זו מתקשים לקום וישנם ישנוניות יתר בבוקר.

2. תסמונת שלב שינה מוקדמת

לאנשים הסובלים מהפרעת קצב היממה יש מבנה שינה ומשך תקין, אך הולכים לישון הרבה יותר מוקדם ממה שנקבע מבחינה חברתית (למשל. לְשֶׁעָבַר. בשעה 18:00).

תצוגה מקדימה זו של שלב השינה זה קורה בדרך כלל יותר בקרב קשישים, אך גם אצל ילדים צעירים. כמו בתסמונת שלב שינה מושהית, הפרעה זו גורמת ל חולה ישנוניות קשה בערב וקושי להישאר ער בשעות הערב הלילה.

3. תסמונת ג'ט לג

ג'ט לג או תסמונת ג'ט לג היא אחת מהפרעות הקצב היממה הידועות ביותר ומתרחשת בשעון ביולוגי פנימי נשאר קבוע במעגל השינה-התעוררות באזור הזמן בו שהה האדם קדמיות. הסימפטומים כוללים: קושי להירדם בזמן מקובל מבחינה חברתית וישנוניות ביום.

ככל הנראה, הסימפטומים עשויים להשתנות בהתאם לכיוון הנסיעה ביחס לציר הסיבוב של כדור הארץ. אם הטיולים לכיוון מערב יש התקדמות יחסית בשלב השינה; ואם הם מזרחה, יש עיכוב. עם זאת, בממוצע השעון הביולוגי הפנימי יכול להשתנות בין שעה לשעתיים בכל יום, אם כי ישנם אנשים המגיבים טוב יותר מאחרים ל"ג'ט לג "(בגלל נטייה גנטית).

4. הפרעת עבודה במשמרות

הפרעת קצב שינה ביממה זו מתרחשת כאשר אדם נאלץ להיות ער במהלך מחזור השינה-התעוררות הרגיל שלו. זה קורה בדרך כלל בעיקר אצל אותם עובדים הכפופים למשטר או מערכת משמרות, גם בלילה וגם עם שחר או מסתובב, האחרון הוא זה שגורם להפרעות רבות ביותר. הסימפטומים כוללים: ישנוניות, ירידה ביכולות הקוגניטיביות ונדודי שינה.

5. תסמונת Hypernictemeral

תסמונת Hypernictemeral או הפרעת ערות שינה שאינה 24 שעות נגרמת בדרך כלל על ידי עיוורון, שינויים ברגישות לאור או גורמים סביבתיים או הורמונליים. תסמונת זו גורם לאדם לשנות את דפוס השינה שלו על בסיס יומי, בדרך כלל כעבור שעה עד שעתיים בכל יום. השעון הביולוגי הפנימי של חולים אלה נוטה להגדיר את משך יום אחד כ- 25 שעות.

זה יכול להתרחש מסיבות רבות. הסיבה השכיחה ביותר היא עיוורון, אך ישנם אחרים כגון שינויים ברגישות לאור, גורמים סביבתיים והורמונליים. בגלל בעיה זו, תקופת השינה המועדפת עליך משתנה מדי יום, בדרך כלל כעבור שעה עד שעתיים בכל יום. מסיבות לא ידועות, "השעון" הפנימי שלך נוטה לשמור על "יום" של 25 שעות.

6. תסמונת קצב שינה לא סדיר

הפרעת שינה זו בקצב היממה מתרחשת מסיבות שונות: למשל כשיש שינויים בחשיפה לאור או שינויים מוחיים הקשורים לגיל (דמנציות) סֵנִילִי). אנשים הסובלים מתסמונת זו נמנמים לעיתים לסירוגין בכל תקופה של 24 שעות.

הפניות ביבליוגרפיות:

• Hodelín Tablada, R., Machado Curbelo, C., & Fuentes Pelier, D. (2010). על ערנות ושינה. הכומר נוירול, 51 (12), 766-7.
• Richter HG, Torres-Farfán C, Rojas-García PP, Campino C, Torrealba F, Serón-Ferré M. מערכת העיתוי היומית: הגיונית לביטוי גנים ביום / בלילה. Biol Res. 2004;37(1):11-28.
• טורס, י. ש. ש ', סרון, ל' פ. Z., Amézquita, C. ל. נ ', ולופז, ג'יי. ל. V. (2013). מקצב צירקדיאני: שעון המאסטר. שינויים המסכנים את מצב השינה והערות בתחום הבריאות. מורפוליה, 5 (3).