Циркадні ритми: що це таке і в які біологічні функції вони втручаються

Люди є тваринами звички. Наше життя побудовано за шаблонами, які час від часу повторюються, і те саме стосується наших функцій організму. Існують певні біологічні коливання та ритми, які повторюються приблизно кожні 24 години: - це так звані циркадні ритми, пов’язані з такими процесами, як регулювання температури тіла або сну та неспання.

У цій статті ми пояснюємо, що таке циркадні ритми і як вони працюють, і викладаємо один із найвідоміших прикладів - цикл сну і неспання. Крім того, ми розповідаємо вам, які основні порушення, пов’язані з цими біологічними ритмами.

• Пов’язана стаття: "Нейропсихологія: що це і що є об’єктом дослідження?"

Що таке циркадні ритми?

Наше повсякденне життя підтримується безліччю процедур і моделей, які відбуваються з певною тимчасовою ритмом. Зазвичай ми лягаємо спати вночі, а прокидаємось наступного дня, через 7 чи 8 годин. Наші харчові звички теж заплановані за певним розпорядком дня: сніданок, обід, перекус та вечеря. Всі ці біологічні ритми впорядковують і забезпечують узгодженість нашого повсякденного життя.

Хронобіологія, яка є наукою, яка вивчає ці біологічні ритми, класифікує їх наступним чином: інфрадіанні ритми - ті, що виникають з каденцією більше 24 годин (с. напр. менструальний цикл); ультрадіанські ритми - ті, що виникають у циклах менше 24 годин (с. напр. частота пульсу); і циркадні ритми, які повторюються приблизно кожні 24 години.

Добові ритми - це внутрішні біологічні процеси нашого організму, які повторюються з тимчасовим ритмом приблизно 24 години, як ми вже коментували. Ці періодичні зміни або біологічні ритми регулюють нашу щоденну метаболічну, гормональну та поведінкову активність. Тілесні функції так само важливі для виживання, як регулювання температури тіла або циклу сну і неспання вони працюють на основі цих циркадних ритмів.

Характеризує ці типи ритмів те, що вони самоокупні та стійкі, навіть за відсутності зовнішніх або екологічних подразників. Вони генетично зумовлені і не є винятковими властивостями людини, оскільки вони були знайдені у всіх типах живих організмів (від одноклітинних до ссавців).

Циркадні ритми мають велике адаптаційне значення, оскільки вони виконують функцію "внутрішнього годинника" за допомогою якого наше тіло моделює і будує уявлення про зовнішній час, за допомогою якого воно здатне встановити цілісну модель і відповідність між екологічними подіями та організацією власних біологічних функцій, щоб мати можливість більш-менш реагувати на зовнішні умови передбачуваний.

Внутрішній біологічний годинник

У людини циркадні ритми породжуються внутрішні біологічні годинники, розташовані в гіпоталамусі, зокрема в супрахіазматичних ядрах. Ця група нейронів, розташована в медіальній частині гіпоталамусових структур, отримує інформацію інтенсивності світла через фоторецепторні клітини та гангліозні клітини сітківки.

У цих гангліозних клітинах міститься меланопсин - білок, який, серед інших функцій, бере участь у регуляції добових ритмів та зіничного рефлексу. Цей механізм виявляється в різних "внутрішніх годинниках", що розповсюджуються по різних тканинах, які називаються периферичними генераторами. Ці годинники здатні структурувати часовий порядок у різних видах діяльності організму, так що вони коливаються з регулярним проміжком часу.

Ці коливання в часі використовуються організмом як часовий орієнтир для регулювання різних біологічних ритмів функції організму, такі як: регулювання температури тіла, артеріального тиску, споживання кисню або циклу сну і чування.

Зрештою, внутрішні біологічні годинники відповідають за вироблення та регулювання циркадних ритмів. так, добре головним сигналом, що впливає на ці ритми, є денне світло (що може увімкнути або вимкнути гени, які контролюють біологічні годинники), будь-яка зміна цих світлих та темних циклів може порушувати (пришвидшувати або уповільнювати) поведінку годинників, як наслідок, погіршувати функціонування ритмів циркадіанці.

Циркадні ритми і сон

Добові ритми допомагають нам структурувати режим сну в тому, що ми називаємо циклом неспання і сну. Основні біологічні годинники, розташовані в супрахіазматичному ядрі виробляють мелатонін, речовину, яка діє як регулятор сну, Серед інших функцій. Синхронізація циркадних ритмів заснована на ритмічних змінах експресії деяких генів, що контролюють внутрішні годинники.

Ефект мелатоніну також має закономірність: протягом ночі відбувається збільшення секреції цієї речовини і загальне зниження нейро-поведінкових функцій. Це підвищення рівня мелатоніну корелює зі збільшенням сонливості а також, зі зниженням температури тіла. У свою чергу, посилюється приплив крові до найбільш дистальних ділянок шкіри, що призводить до втрати тепла.

Наявність денного світла або шумового забруднення вночі може змінити вироблення мелатоніну і, отже, порушити циркадні ритми. Так само той факт, що в процесі сну або при вході в нього є джерела світла, може це означати секретують гормони, відповідальні за ініціацію процесу активації передчасно, викликаючи зміни в циклі сон-неспання.

Ось кілька прикладів порушень циркадного сну.

• Вас може зацікавити: "Топ-7 порушень сну"

Порушення добового ритму сну

Добові порушення ритму сну - це порушення, що виникають у циклі сну і неспання, коли існує невідповідність режиму сну людини та кількості часу, необхідного для того, щоб спати або бути неспання. Найпоширенішими є такі:

1. Синдром затримки фази сну

Люди з цим синдромом важко засинають у соціально прийнятний час, і вони, як правило, лягають спати пізно (с. напр. о 2 ночі). Структура та тривалість сну є нормальними, але ця затримка перед сном спричиняє їх породжує проблеми на роботі, в школі та соціальні (запізнення на робочі збори, школу, тощо). Що ще, людям з цим синдромом важко вставати та мати надмірну ранкову сонливість.

2. Синдром ранньої фази сну

Люди з цим розладом циркадного ритму мають нормальну структуру і тривалість сну, але лягають спати набагато раніше, ніж це передбачено соціально (наприклад, напр. О 18:00).

Це попередній перегляд фази сну зазвичай це частіше зустрічається у людей похилого віку, але також у молодих хлопців. Як і при синдромі затримки фази сну, цей розлад викликає хворий з важкою вечірньою сонливістю і труднощами не спати ввечері і ніч.

3. Синдром реактивного відставання

Синдром реактивного відставання або реактивного відставання - одне з найвідоміших порушень циркадного ритму і виникає, коли годинник внутрішні біологічні залишки, зафіксовані в циклі сну і неспання часового поясу, в якому перебувала людина передність. Симптоми включають: труднощі із засипанням у соціально прийнятний час та денну сонливість.

Мабуть, симптоми можуть варіюватися залежно від напрямку руху щодо осі обертання планети. Якщо поїздки спрямовані на захід, спостерігається відносний прогрес у фазі сну; а якщо вони на сході, є затримка. Однак у середньому внутрішній біологічний годинник може змінюватися від 1 до 2 годин щодня, хоча є люди, які реагують краще за інших на «відставання струменя» (через генетичну схильність).

4. Розлад роботи в чергування

Цей добовий розлад ритму сну виникає, коли людину змушують не спати під час свого звичайного циклу сну і неспання. Зазвичай це відбувається, головним чином, у тих робітників, які підпадають під режим або змінні системи, як вночі, так і на світанку або обертаючись, причому останні викликають найбільше порушень. Симптоми включають: сонливість, зниження когнітивних здібностей та безсоння.

5. Гіперніцемеральний синдром

Гіперніцемеральний синдром або розлад сну і неспання, відмінний від 24 годин, зазвичай спричинений сліпотою, зміною світлочутливості або екологічними чи гормональними факторами. Цей синдром змушує людину щодня змінювати режим сну, як правило, через 1-2 години щодня. Внутрішній біологічний годинник цих пацієнтів, як правило, встановлює тривалість 1 доби як 25 годин.

Це може статися з багатьох причин. Найпоширенішою причиною є сліпота, але є й інші, такі як зміни світлочутливості, екологічного та гормонального факторів. Через цю проблему ваш улюблений період сну змінюється щодня, як правило, через 1-2 години щодня. З невідомих причин ваш внутрішній "годинник", як правило, тримає "день" 25 годин.

6. Синдром нерегулярного ритму сну і неспання

Цей розлад сну добового ритму виникає з різних причин: наприклад, коли є зміни експозиції світла або вікові зміни мозку (деменції старечий). Люди з цим синдромом часто дрімають з перервами протягом кожних 24 годин.

Бібліографічні посилання:

• Ходелін Таблада, Р., Мачадо Курбело, К., та Фуентес Пеліє, Д. (2010). Про неспання та сон. Rev Neurol, 51 (12), 766-7.
• Ріхтер Х.Г., Торрес-Фарфан С, Рохас-Гарсія П.П., Кампіно С, Торреальба Ф, Серон-Ферре М. Циркадна система хронометражу: осмислення експресії генів день / ніч. Biol Res. 2004;37(1):11-28.
• Торрес, Дж. С. С., Церон, Л. Ф. Z., Amézquita, C. ДО. Н., & Лопес, Дж. ДО. В. (2013). Циркадний ритм: головний годинник. Зміни, що порушують стан сну та неспання в області здоров'я. Морфолія, 5 (3).