Cirkadiánne rytmy: čo sú zač a do akých biologických funkcií zasahujú

Ľudia sú zvykom. Náš život je štruktúrovaný do vzorcov, ktoré sa z času na čas opakujú, a to isté platí aj o našich telesných funkciách. Existujú určité biologické oscilácie a rytmy, ktoré sa opakujú približne každých 24 hodín: sú takzvané cirkadiánne rytmysúvisiace s procesmi, ako je regulácia telesnej teploty alebo spánok a bdenie.

V tomto článku vysvetľujeme, čo sú cirkadiánne rytmy a ako fungujú, a predstavujeme jeden z najznámejších príkladov: cyklus spánok-bdenie. Ďalej vám prezradíme, aké sú hlavné poruchy súvisiace s týmito biologickými rytmami.

• Súvisiaci článok: „Neuropsychológia: čo to je a aký je jej predmet štúdia?"

Čo sú cirkadiánne rytmy?

Náš každodenný život je udržiavaný mnohými rutinami a vzormi, ktoré sa vyskytujú s určitou časovou kadenciou. Normálne chodíme v noci spať a vstávame ďalší deň, o 7 alebo 8 hodín neskôr. Naše stravovacie návyky tiež sú naplánované podľa konkrétneho denného režimu: raňajky, obed, občerstvenie a večera. Všetky tieto biologické rytmy objednávajú a dodávajú súdržnosť nášmu každodennému životu.

Chronobiológia, čo je veda, ktorá študuje tieto biologické rytmy, ich klasifikuje nasledovne: infradiánne rytmy, tie, ktoré sa vyskytujú s kadenciou viac ako 24 hodín (s. napr. menštruačný cyklus); ultradiánske rytmy, také, ktoré sa vyskytujú v cykloch kratších ako 24 hodín (s. napr. tep srdca); a cirkadiánne rytmy, ktoré sa opakujú približne každých 24 hodín.

Cirkadiánne rytmy sú vnútorné biologické procesy nášho tela, ktoré sa opakujú s časovou kadenciou asi 24 hodín, ako sme už uviedli. Tieto periodické variácie alebo biologické rytmy regulujú našu každodennú metabolickú, hormonálnu a behaviorálnu aktivitu. Telesné funkcie sú rovnako dôležité pre prežitie ako regulácia telesnej teploty alebo cyklus spánok-bdenie fungujú na základe týchto cirkadiánnych rytmov.

Charakteristické pre tieto typy rytmov je, že sú sebestačné a vytrvalé aj pri absencii vonkajších alebo environmentálnych stimulov. Sú geneticky dané a nie sú výlučnými vlastnosťami človeka, pretože sa vyskytujú vo všetkých druhoch živých organizmov (od jednobunkových po cicavce).

Cirkadiánne rytmy majú veľkú adaptačnú hodnotu, pretože plnia funkciu „vnútorných hodín“ prostredníctvom ktorého naše telo modeluje a buduje reprezentáciu vonkajšieho času, pomocou ktorého je schopné ustanoviť koherentný model a zhoda medzi environmentálnymi javmi a organizáciou ich vlastných biologických funkcií, aby boli schopné viac-menej reagovať na vonkajšie podmienky predvídateľný.

Vnútorné biologické hodiny

U ľudí vytvárajú cirkadiánne rytmy vnútorné biologické hodiny umiestnené v hypotalame, konkrétne v suprachiasmatických jadrách. Táto skupina neurónov umiestnených v strednej časti hypotalamických štruktúr prijíma informácie intenzity svetla cez fotoreceptorové bunky a gangliové bunky sietnice.

V týchto gangliových bunkách sa nachádza melanopsín, čo je proteín, ktorý sa okrem iných funkcií podieľa na regulácii cirkadiánnych rytmov a pupilárneho reflexu. Tento mechanizmus sa nachádza v rôznych „vnútorných hodinách“ rozložených do rôznych tkanív, ktoré sa nazývajú periférne oscilátory. Tieto hodiny sú schopné štruktúrovať časový poriadok v rôznych činnostiach organizmu, aby kmitali s pravidelným časovým obdobím.

Tieto časové oscilácie používa organizmus ako časovú referenciu na reguláciu rôznych biologických rytmov telesné funkcie, ako napríklad: regulácia telesnej teploty, krvného tlaku, spotreby kyslíka alebo spánkového cyklu a bdenie.

Nakoniec sú vnútorné biologické hodiny zodpovedné za produkciu a reguláciu cirkadiánnych rytmov. Áno OK hlavným signálom, ktorý ovplyvňuje tieto rytmy, je denné svetlo (ktoré môžu zapnúť alebo vypnúť gény riadiace biologické hodiny), môže akákoľvek zmena v týchto svetlých a tmavých cykloch narušiť (zrýchlenie alebo spomalenie) správania sa hodín s následným zhoršením fungovania rytmov cirkadiánov.

Cirkadiánne rytmy a spánok

Cirkadiánne rytmy nám pomáhajú štruktúrovať spánkové vzorce v tom, čo nazývame cyklus bdenia a spánku. Hlavné biologické hodiny umiestnené v suprachiasmatickom jadre produkujú melatonín, látku pôsobiacu ako regulátor spánku, Medzi ďalšie funkcie. Synchronizácia cirkadiánnych rytmov je založená na rytmických zmenách vo expresii niektorých génov, ktoré riadia vnútorné hodiny.

Účinok melatonínu má tiež nasledujúci vzorec: počas noci dochádza k zvýšeniu vylučovania tejto látky a k celkovému zníženiu neurobehaviorálnych funkcií. Toto zvýšenie hladín melatonínu koreluje so zvýšením ospalosti a tiež so znížením telesnej teploty. Na druhej strane je indukovaný nárast prietoku krvi do najodľahlejších oblastí pokožky s následnou stratou tepla.

Prítomnosť denného svetla alebo hlukové znečistenie v noci môže zmeniť produkciu melatonínu, a preto narušiť cirkadiánne rytmy. Rovnako to môže znamenať skutočnosť, že počas procesu spánku alebo pri vstupe doň existujú zdroje svetla vylučujú hormóny zodpovedné za predčasné zahájenie aktivačného procesu, čo spôsobuje zmeny v cykle spánok-bdenie.

Tu uvádzame niekoľko príkladov cirkadiánnych porúch spánkového rytmu.

• Mohlo by vás zaujímať: „Najvyšších 7 porúch spánku"

Cirkadiánne poruchy spánkového rytmu

Cirkadiánne poruchy spánkového rytmu sú poruchy, ktoré sa vyskytujú v cykle spánku-bdenia, keď existuje nesúlad medzi spánkovým režimom človeka a časom, ktorý potrebuje na to, aby zaspal alebo spal hore. Najbežnejšie sú tieto:

1. Syndróm oneskorenej fázy spánku

Ľudia s týmto syndrómom majú ťažkosti so zaspávaním v spoločensky prijateľnom čase a majú tendenciu chodiť neskoro spať (s. 1). napr. o 2 ráno). Štruktúra a trvanie spánku sú normálne, ale toto oneskorenie pred spaním ich spôsobuje vytvára problémy v práci, škole a na sociálnych sieťach (meškanie na pracovných stretnutiach, v škole, atď.). Čo je viac, ľudia s týmto syndrómom ťažko vstávajú a majú nadmernú rannú ospalosť.

2. Syndróm rannej fázy spánku

Ľudia s touto poruchou cirkadiánneho rytmu majú normálnu štruktúru a trvanie spánku, ale chodia spať oveľa skôr, ako je spoločensky stanovené (napr. napr. O 18. hodine).

Táto ukážka fázy spánku zvyčajne sa vyskytuje viac u starších ľudí, ale aj u mladých chlapcov. Rovnako ako pri syndróme oneskorenej fázy spánku, aj táto porucha spôsobuje - pacientovi silná večerná ospalosť a ťažkosti s večerným prebudením a - noc.

3. Jet lag syndróm

Jet lag alebo jet lag syndróm je jednou z najznámejších porúch cirkadiánneho rytmu a vyskytuje sa vtedy, keď sú hodiny biologické vnútorné pozostatky fixované v cykle spánku-bdenia časového pásma, v ktorom sa osoba nachádzala prednosť. Medzi príznaky patria: ťažkosti so zaspávaním v spoločensky prijateľnom čase a denná ospalosť.

Zrejme príznaky sa môžu líšiť v závislosti od smeru pohybu vzhľadom na os rotácie planéty. Ak sú cesty smerom na západ, v spánkovej fáze nastáva relatívny pokrok; a ak sú na východe, je tu meškanie. Avšak v priemere sa vnútorné biologické hodiny môžu meniť medzi 1 a 2 hodinami každý deň, aj keď existujú ľudia, ktorí na „jet lag“ reagujú lepšie ako ostatní (z dôvodu genetickej predispozície).

4. Porucha práce na zmeny

Táto cirkadiánna porucha spánkového rytmu nastáva, keď je človek nútený bdieť počas svojho normálneho cyklu spánok-bdenie. Spravidla sa vyskytuje hlavne u tých pracovníkov, ktorí podliehajú režimu alebo zmenovému systému, ako v noci, tak za úsvitu alebo pri rotácii, pričom práve tieto spôsobujú najviac rušenia. Medzi príznaky patrí: ospalosť, zníženie kognitívnych schopností a nespavosť.

5. Hypernictemerálny syndróm

Hypernictemerálny syndróm alebo porucha spánku-bdenia iná ako 24 hodín je zvyčajne spôsobená slepotou, zmenami fotocitlivosti alebo environmentálnymi alebo hormonálnymi faktormi. Tento syndróm spôsobí, že osoba denne mení svoj spánkový režim, zvyčajne o 1 až 2 hodiny neskôr každý deň. Interné biologické hodiny týchto pacientov majú tendenciu konfigurovať trvanie 1 dňa ako 25 hodín.

Môže k tomu dôjsť z mnohých dôvodov. Najbežnejšou príčinou je slepota, existujú však aj ďalšie, ako sú zmeny fotocitlivosti, environmentálne a hormonálne faktory. Z tohto dôvodu sa preferované obdobie spánku mení každý deň, zvyčajne o 1 až 2 hodiny neskôr každý deň. Z neznámych dôvodov majú vaše vnútorné „hodiny“ tendenciu udržiavať „deň“ 25 hodín.

6. Syndróm nepravidelného spánkového rytmu

Táto porucha spánku v dennom rytme sa vyskytuje z rôznych dôvodov: napríklad ak existujú zmeny vystavenia svetlu alebo zmeny mozgu súvisiace s vekom (demencie senilný). Ľudia s týmto syndrómom často zaspávajú prerušovane počas každých 24 hodín.

Bibliografické odkazy:

• Hodelín Tablada, R., Machado Curbelo, C., & Fuentes Pelier, D. (2010). O bdelosti a spánku. Rev Neurol, 51 (12), 766-7.
• Richter HG, Torres-Farfán C, Rojas-García PP, Campino C, Torrealba F, Serón-Ferré M. Cirkadiánny časovací systém: zmysel pre dennú / nočnú génovú expresiu. Biol Res. 2004;37(1):11-28.
• Torres, J. S. S., Cerón, L. F. Z., Amézquita, C. TO. N., & López, J. TO. V. (2013). Cirkadiánny rytmus: hlavné hodiny. Zmeny, ktoré ohrozujú stav spánku a bdenia v oblasti zdravia. Morfolia, 5 (3).