Informacije

Koji hormonski sistemi ljudskog tijela pokazuju 24-satnu dnevnu cikličku aktivnost?

Koji hormonski sistemi ljudskog tijela pokazuju 24-satnu dnevnu cikličku aktivnost?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Istražujem moguću vezu između sadržaja snova i aktivnosti različitih organa ili hormonalnih sistema u ljudskom tijelu. Tražim informacije o biološkim ciklusima u ljudskom tijelu koji se javljaju u ciklusu od 24 sata i mogu utjecati na ciklus spavanja, sadržaj snova ili cjelokupno stanje svijesti.

Do sada sam uspio pronaći: Adrenalin, kortizol, testesteron - cirkadijalni endogeni ciklus.

leptin, glukoza, insulin - vrhunac sa buđenjem, pad sa odlaskom na spavanje

Šta još u ljudskom tijelu funkcionira u predvidljivom ciklusu od 24 sata?

Hvala na svim informacijama!


Pravi odgovor je vjerovatno više nego što želite, ali je lako učiniti bolje od gornje liste.

Pregledao sam GEO za podatke o ljudskom cirkadijalnom izrazu i iznenađujuće sam pronašao samo 2.

Gledajući GSE2703 - eksperiment cirkadijalne ekspresije rezusa, pokazali su 355 gena koji se ritmički izražavaju. Ovo nije sjajan eksperiment jer su posmatrali samo jedan period od 24 sata. To je samo nadbubrežna žlijezda. Ipak, pronašli su 355 gena za koje se činilo da su cirkadijalni. tabela je dopunski podatak za članak, naveden u nastavku.

Vidim receptor faktora rasta fibroblasta, neke komponente nuklearnog receptora ugljikovodika, regulatorne faktore sterola, koštani morfogeni protein 2, glutamat receptor, trombonspondin receptor, rijanodin receptor 3 (šta je to?), lizofosfatidnu kiselinu G-protein spojen receptor 2, purinergički receptor P2Y, povezan sa G-proteinom. Možda ćete pronaći više ako znate šta tražite.

Druga cirkadijalna studija bila je na ljudskim mišićima, koja će bez sumnje dati različite odgovore. Pretpostavljam da cirkadijalno ponašanje u velikoj meri zavisi od tkiva.

Referenca: Lemos DR, Downs JL, Urbanski HF. Dvadesetčetvoročasovna ritmička ekspresija gena u nadbubrežnoj žlijezdi rezus makakija. Mol Endocrinol 2006 May;20(5):1164-76


Cirkadijski sat

A cirkadijanski sat, ili cirkadijanski oscilator, je biohemijski oscilator koji kruži sa stabilnom fazom i sinhronizovan je sa solarnim vremenom.

Takav sat in vivo period je nužno skoro tačno 24 sata (trenutni Zemljin solarni dan). U većini živih bića, interno sinkronizirani cirkadijalni satovi omogućavaju organizmu da predvidi dnevne promjene okoliša koje odgovaraju ciklusu dan-noć i u skladu s tim prilagodi svoju biologiju i ponašanje.

Pojam cirkadijanski potiče od latinskog circa (oko) umire (dan), budući da kada se uklone vanjskim znakovima (kao što je svjetlo okoline), ne traju tačno 24 sata. Satovi kod ljudi u laboratoriji pri konstantnom slabom osvjetljenju, na primjer, u prosjeku će trajati oko 24,2 sata dnevno, umjesto tačno 24 sata. [1]

Normalni tjelesni sat oscilira sa endogenim periodom od tačno 24 sata, zanosi se, kada dobije dovoljno dnevnih korektivnih signala iz okoline, prvenstveno dnevne svjetlosti i mraka. Cirkadijalni satovi su centralni mehanizmi koji pokreću cirkadijalne ritmove. Sastoje se od tri glavne komponente:

  • centralni biohemijski oscilator sa periodom od oko 24 sata koji održava vreme
  • niz ulaznih puteva do ovog centralnog oscilatora kako bi se omogućilo uvlačenje sata
  • niz izlaznih puteva vezanih za različite faze oscilatora koji reguliraju otvorene ritmove u biohemiji, fiziologiji i ponašanju u cijelom organizmu.

Sat se resetuje kako organizam osjeća vremenske znakove okoline od kojih je primarni svjetlo. Cirkadijalni oscilatori su sveprisutni u tkivima tijela gdje su sinkronizirani i endogenim i vanjskim signalima kako bi regulirali transkripcijsku aktivnost tijekom dana na tkivno specifičan način. [2] Cirkadijalni sat je isprepleten sa većinom ćelijskih metaboličkih procesa i na njega utiče starenje organizma. [3] Osnovni molekularni mehanizmi biološkog sata definirani su kod vrsta kičmenjaka, Drosophila melanogaster, biljke, gljive, bakterije, [4] [5] a vjerovatno i kod Archaea. [6] [7] [8]

Godine 2017. Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu dobili su Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash i Michael W. Young "za njihova otkrića molekularnih mehanizama koji kontroliraju cirkadijalni ritam" kod voćnih mušica. [9]


Koji hormonski sistemi ljudskog tijela pokazuju 24-satnu dnevnu cikličku aktivnost? - Biologija

Cirkadijski ritmovi - biološki sat


Cirkadijalni ritam je svaki biološki proces koji pokazuje endogenu oscilaciju koja se može uvući u trajanju od oko 24 sata. Ovi ritmovi su vođeni cirkadijanskim satom, a ritmovi su široko uočeni kod biljaka, životinja, gljiva i cijanobakterija. Termin cirkadijan dolazi od latinskog circa, što znači "oko" (ili "približno"), i diem ili dies, što znači "dan". Formalno proučavanje bioloških vremenskih ritmova, kao što su dnevni, plimni, sedmični, sezonski i godišnji ritmovi, naziva se hronobiologija. Iako su cirkadijalni ritmovi endogeni („ugrađeni“, samoodrživi), oni su prilagođeni (uvučeni) u lokalno okruženje pomoću vanjskih znakova koji se nazivaju zeitgebers, od kojih je obično najvažniji dnevni svijet.

"Glavni sat" u mozgu koordinira sve tjelesne satove tako da su sinhronizirani. Ovaj glavni penis kontroliše cirkadijalne ritmove sastoji se od grupe nervnih ćelija u mozgu koje se nazivaju suprahijazmatsko jezgro ili SCN. SCN sadrži oko 20.000 nervnih ćelija i nalazi se u hipotalamusu, delu mozga neposredno iznad mesta gde se ukrštaju optički nervi iz očiju.

Cirkadijalni ritmovi proizvode prirodni faktori unutar tijela, ali na njih također utiču signali iz okoline. Svetlost je glavni znak koji utiče na cirkadijalne ritmove, uključuje ili isključuje gene koji kontrolišu unutrašnje satove organizma.

Cirkadijalni ritmovi mogu uticati na cikluse spavanja i buđenja, oslobađanje hormona, tjelesnu temperaturu i druge važne tjelesne funkcije. Povezuju se s raznim poremećajima spavanja, poput nesanice. Abnormalni cirkadijalni ritmovi su također povezani s gojaznošću, dijabetesom, depresijom, bipolarnim poremećajem i sezonskim afektivnim poremećajem.

Cirkadijalni ritmovi su važni u određivanju ljudskih obrazaca spavanja. Glavni tjelesni sat, ili SCN, kontrolira proizvodnju melatonina, hormona koji vas čini pospanim. Budući da se nalazi neposredno iznad optičkih živaca, koji prenose informacije od očiju do mozga, SCN prima informacije o dolaznom svjetlu. Kada ima manje svjetla - kao noću - SCN govori mozgu da proizvodi više melatonina kako biste postali pospani.

Poremećaj ritmova obično ima negativan efekat u kratkom roku. Mnogi putnici su iskusili stanje poznato kao jet lag, sa povezanim simptomima umora, dezorijentacije i nesanice. Jet lag nastaje kada putnici pate od poremećenih cirkadijanskih ritmova. Kada prolazite kroz različite vremenske zone, vaš tjelesni sat će se razlikovati od vašeg ručnog sata.

Izraz "cirkadijan" dolazi od latinskog circa, "oko", i dies, "dan", što znači bukvalno "oko jednog dana". Formalno proučavanje bioloških vremenskih ritmova, kao što su dnevni, nedeljni, sezonski i godišnji ritmovi, naziva se hronobiologija.

Iako su cirkadijalni ritmovi endogeni („ugrađeni“, samoodrživi), oni su prilagođeni (uvučeni) okolini pomoću vanjskih znakova koji se nazivaju zeitgebers, od kojih je primarni dnevni svijet. U strogom smislu, cirkadijalni ritmovi se generiraju endogeno, iako se mogu modulirati vanjskim znakovima kao što su sunčeva svjetlost i temperatura.

Da bi bio nazvan cirkadijanskim, biološki ritam mora zadovoljiti ova četiri opća kriterija:

1. Ritmovi se ponavljaju jednom dnevno (imaju period od 24 sata). Da bi se pratilo doba dana, sat mora biti na istoj tački u isto vrijeme svakog dana, odnosno ponavljati se svaka 24 sata.

2. Ritmovi opstaju u odsustvu vanjskih znakova (endogenih). Ritam traje u stalnim uslovima sa periodom od oko 24 sata. Obrazloženje za ovaj kriterij je razlikovanje cirkadijanskih ritmova od jednostavnih odgovora na dnevne vanjske znakove. Za ritam se ne može reći da je endogen osim ako nije testiran u uvjetima bez vanjskog periodičnog unosa.

3. Ritmovi se mogu podesiti tako da odgovaraju lokalnom vremenu (mogu se uneti). Ritam se može resetirati izlaganjem vanjskim stimulansima (kao što su svjetlost i toplina), proces koji se naziva uvlačenje. Obrazloženje za ovaj kriterij je razlikovanje cirkadijanskih ritmova od drugih zamislivih endogenih 24-satnih ritmova koji su imuni na resetiranje vanjskim znakovima, te stoga ne služe svrsi procjene lokalnog vremena. Putovanje kroz vremenske zone ilustruje sposobnost ljudskog biološkog sata da se prilagodi lokalnom vremenu u kojem će osoba obično iskusiti jet lag prije nego što se njihov cirkadijalni sat uskladi s lokalnim vremenom.

4. Ritmovi održavaju cirkadijalnu periodičnost u rasponu fizioloških temperatura i pokazuju temperaturnu kompenzaciju. Neki organizmi žive u širokom rasponu temperatura, a razlike u toplotnoj energiji će uticati na kinetiku svih molekularnih procesa u njihovim ćelijama. Da bi pratio vrijeme, cirkadijalni sat organizma mora održavati periodičnost od otprilike 24 sata uprkos promjeni kinetike, svojstvo poznato kao kompenzacija temperature.

Poreklo cirkadijanskih ritmova

Vjeruje se da su cirkadijalni ritmovi nastali u najranijim stanicama kako bi pružili zaštitu za replikaciju DNK, od visokog ultraljubičastog zračenja tokom dana. Kao rezultat toga, replikacija je potisnuta u mrak. Gljiva Neurospora, koja postoji danas, zadržava ovaj mehanizam regulisan satom.

Najjednostavniji poznati cirkadijalni sat je onaj prokariotskih cijanobakterija. Nedavna istraživanja su pokazala da se cirkadijalni sat Synecohococcus elongatus može rekonstituisati in vitro sa samo tri proteina njihovog centralnog oscilatora. Pokazalo se da ovaj sat održava 22-satni ritam tokom nekoliko dana nakon dodavanja ATP-a.

Prethodna objašnjenja prokariotskog cirkadijanskog mjerača vremena ovisila su o mehanizmu povratne informacije transkripcije/translacije DNK, i iako se nije pokazalo da je to slučaj, još uvijek se vjeruje da vrijedi za eukariotske organizme. Zaista, iako cirkadijalni sistemi eukariota i prokariota imaju istu osnovnu arhitekturu: ulaz - centralni oscilator - izlaz, oni ne dijele nikakvu homologiju. To implicira vjerovatno nezavisno porijeklo.

Vjeruje se da su fotosenzitivni proteini i cirkadijalni ritmovi nastali u najranijim stanicama, s ciljem zaštite replikacije DNK od visokog ultraljubičastog zračenja tokom dana. Kao rezultat toga, replikacija je potisnuta u mrak. Gljiva Neurospora, koja postoji danas, zadržava ovaj mehanizam regulisan satom.

Cirkadijalni ritmovi omogućavaju organizmima da predvide i pripreme se za precizne i redovne promene životne sredine i imaju veliku vrednost u odnosu na spoljašnji svet. Čini se da je ritmičnost jednako važna u regulaciji i koordinaciji unutrašnjih metaboličkih procesa, kao i u koordinaciji sa okolinom. Na to sugerira održavanje (nasljeđivanje) cirkadijalnih ritmova kod voćnih mušica nakon nekoliko stotina generacija u stalnim laboratorijskim uvjetima, kao i kod stvorenja u stalnom mraku u divljini, te eksperimentalno uklanjanje bihevioralnih, ali ne i fizioloških cirkadijalnih ritmova kod prepelica. .

Najjednostavniji poznati cirkadijalni sat je sat prokariotske cijanobakterije. Nedavna istraživanja su pokazala da se cirkadijalni sat Synechococcus elongatus može rekonstituisati in vitro sa samo tri proteina njihovog centralnog oscilatora. Pokazalo se da ovaj sat održava 22-satni ritam tokom nekoliko dana nakon dodavanja ATP-a. Prethodna objašnjenja prokariotskog cirkadijanskog mjerača vremena ovisila su o mehanizmu povratne informacije o transkripciji/translaciji DNK.

Defekt u ljudskom homologu gena Drosophila "period" identificiran je kao uzrok poremećaja spavanja FASPS (porodični sindrom napredne faze spavanja), naglašavajući očuvanu prirodu molekularnog cirkadijalnog sata kroz evoluciju. Sada je poznato mnogo više genetskih komponenti biološkog sata. Njihove interakcije rezultiraju isprepletenom povratnom spregom genskih proizvoda što rezultira periodičnim fluktuacijama koje ćelije tijela tumače kao određeno doba dana.

Sada je poznato da molekularni cirkadijalni sat može funkcionirati unutar jedne ćelije, tj. da je ćelijski autonoman. U isto vrijeme, različite ćelije mogu komunicirati jedna s drugom, što rezultira sinkroniziranim izlazom električne signalizacije. Oni se mogu povezati s endokrinim žlijezdama mozga što rezultira periodičnim oslobađanjem hormona. Receptori za ove hormone mogu biti locirani daleko u cijelom tijelu i sinkronizirati periferne satove različitih organa. Dakle, informacije o vremenu u danu koje prenose oči putuju do sata u mozgu, a preko toga se satovi u ostatku tijela mogu sinhronizirati. Ovo je način na koji biološki sat koordinira vrijeme, na primjer, spavanje/buđenje, tjelesnu temperaturu, žeđ i apetit.

Cirkadijalni ritmičnost je prisutna u obrascima spavanja i hranjenja životinja, uključujući i ljudska bića. Postoje i jasni obrasci osnovne tjelesne temperature, aktivnosti moždanih valova, proizvodnje hormona, regeneracije stanica i drugih bioloških aktivnosti. Osim toga, fotoperiodizam, fiziološka reakcija organizama na dužinu dana ili noći, od vitalnog je značaja i za biljke i za životinje, a cirkadijalni sistem igra ulogu u mjerenju i tumačenju dužine dana.

Ritam je povezan sa ciklusom svetlo-tamno. Životinje, uključujući ljude, držane u potpunom mraku duži period, na kraju funkcionišu u slobodnom ritmu. Njihov ciklus spavanja se pomera unazad ili unapred svakog "dana", u zavisnosti od toga da li je njihov "dan", njihov endogeni period, kraći ili duži od 24 sata. Ekološki znakovi koji resetuju ritmove svaki dan nazivaju se zeitgebers (od njemačkog, "davatelji vremena"). Zanimljivo je primijetiti da su potpuno slijepi podzemni sisari (npr. slijepi krtica Spalax sp.) u stanju održavati svoje endogene satove u očiglednom odsustvu vanjskih podražaja. Iako im nedostaju oči koje stvaraju sliku, njihovi fotoreceptori (koji detektuju svjetlost) su još uvijek funkcionalni, a povremeno se pojavljuju i na površini.

Organizmi koji slobodno trče i obično imaju jednu ili dvije konsolidovane epizode sna i dalje će ih imati kada su u okruženju zaštićenom od vanjskih znakova, ali ritam, naravno, nije uvučen u 24-satni ciklus svjetlosti i tame u prirodi. Ritam spavanja i budnosti može, u ovim okolnostima, postati van faze s drugim cirkadijalnim ili ultradijanskim ritmovima kao što su metabolički, hormonalni, CNS električni ili neurotransmiterski ritmovi.

Nedavna istraživanja utjecala su na dizajn okruženja svemirskih letjelica, jer se pokazalo da su sistemi koji oponašaju ciklus svjetlo-tarak veoma korisni za astronaute.

Norveški istraživači sa Univerziteta u Tromsou pokazali su da neke arktičke životinje (ptarmigan, irvasi) pokazuju cirkadijalne ritmove samo u dijelovima godine koji imaju dnevne izlaske i zalaske sunca. U jednom istraživanju irvasa, životinje na 70 stepeni sjeverno pokazale su cirkadijalne ritmove u jesen, zimu i proljeće, ali ne i ljeti. Irvasi na 78 stepeni sjeverno su pokazivali takve ritmove samo u jesen i proljeće. Istraživači sumnjaju da i druge arktičke životinje možda ne pokazuju cirkadijalne ritmove pri stalnom svjetlu ljeta i stalnom mraku zime.

Međutim, druga studija na sjeveru Aljaske otkrila je da su vjeverice i dikobrazi striktno održavali svoj cirkadijalni ritam kroz 82 dana i noći sunca. Istraživači nagađaju da ova dva mala sisara vide da je prividna udaljenost između Sunca i horizonta najkraća jednom dnevno, i, prema tome, dovoljan signal za prilagođavanje.

- <> Navigacija jesenje migracije istočno-sjevernoameričkog leptira monarha (Danaus plexippus) do njihovih zimovališta u središnjem Meksiku koristi vremenski kompenzirani sunčev kompas koji ovisi o cirkadijanskom satu u njihovim antenama

Najraniji poznati izveštaj o cirkadijanskom procesu datira iz 4. veka pre nove ere, kada je Androsten, kapetan broda koji je služio pod Aleksandrom Velikim, opisao dnevno kretanje listova drveta tamarinda. Posmatranje cirkadijalnog ili dnevnog procesa kod ljudi pominje se u kineskim medicinskim tekstovima datiranim oko 13. stoljeća, uključujući Priručnik za podne i ponoć i Mnemoničku rimu koja pomaže u odabiru aku-tačaka prema dnevnom ciklusu, dan mjeseca i sezone godine.

Prvo zabilježeno zapažanje endogene cirkadijalne oscilacije dao je francuski naučnik Jean-Jacques d'Ortous de Mairan 1729. godine. On je primijetio da se 24-satni obrasci u kretanju listova biljke Mimosa pudica nastavljaju čak i kada su biljke držane. u stalnom mraku, u prvom eksperimentu koji je pokušao razlikovati endogeni sat od odgovora na dnevne podražaje.

Godine 1896. Patrick i Gilbert su primijetili da se tokom dužeg perioda nedostatka sna, pospanost povećava i smanjuje u periodu od približno 24 sata.

Godine 1918., J.S. Szymanski je pokazao da su životinje sposobne održavati 24-satne obrasce aktivnosti u odsustvu vanjskih znakova kao što su svjetlost i promjene temperature. Ron Konopka i Seymour Benzer izolovali su prvog mutanta sata u Drosophili početkom 1970-ih i mapirali gen "perioda", prvu otkrivenu genetsku komponentu cirkadijalnog sata. Joseph Takahashi je otkrio prvi 'gen sata' (CLOCK) kod sisara koristeći miševe 1994. godine.

Termin "cirkadijan" skovao je Franz Halberg kasnih 1950-ih.

Biološki sat kod sisara

Primarni cirkadijalni "sat" kod sisara nalazi se u suprahijazmatskom jezgru (ili jezgri) (SCN), paru različitih grupa ćelija smještenih u hipotalamusu. Uništavanje SCN dovodi do potpunog odsustva redovnog ritma spavanja i buđenja. SCN prima informacije o osvjetljenju kroz oči. Retina oka sadrži "klasične" fotoreceptore ("štapiće" i "čušnice"), koji se koriste za konvencionalni vid. Ali retina takođe sadrži specijalizovane ganglijske ćelije koje su direktno fotosenzitivne i projektuju direktno u SCN gde pomažu u uvlačenju ovog glavnog cirkadijalnog sata.

Ove ćelije sadrže fotopigmentni melanopsin i njihovi signali prate put koji se zove retinohipotalamički trakt, koji vodi do SCN. Ako se ćelije iz SCN-a uklone i uzgajaju, one održavaju svoj vlastiti ritam u odsustvu vanjskih znakova.

SCN preuzima informacije o dužini dana i noći iz mrežnjače, tumači ih i prosljeđuje epifizi, sićušnoj strukturi u obliku šišarke koja se nalazi na epitalamusu. Kao odgovor, epifiza luči hormon melatonin. Lučenje melatonina dostiže vrhunac noću i pada tokom dana i njegovo prisustvo daje informacije o dužini noći.

Nekoliko studija je pokazalo da se melatonin epifize vraća na ritmičnost SCN-a kako bi modulirao cirkadijalne obrasce aktivnosti i druge procese. Međutim, priroda i značaj ove povratne informacije na nivou sistema su nepoznati.

Cirkadijalni ritmovi ljudi mogu se uvesti u nešto kraće i duže periode od Zemljinih 24 sata. Istraživači sa Harvarda su nedavno pokazali da se ljudi mogu uvesti barem u ciklus od 23,5 sati i ciklus od 24,65 sati (potonji je prirodni solarni ciklus dan-noć na planeti Mars).

Rano istraživanje cirkadijalnih ritmova sugeriralo je da većina ljudi preferira dan koji je bliži 25 sati kada su izolirani od vanjskih podražaja poput dnevne svjetlosti i mjerenja vremena. Međutim, ovo istraživanje je bilo pogrešno jer nije uspjelo zaštititi sudionike od umjetnog svjetla. Iako su subjekti bili zaštićeni od vremenskih znakova (kao što su satovi) i dnevne svjetlosti, istraživači nisu bili svjesni efekata odlaganja faze električnog svjetla u zatvorenom prostoru. Subjektima je bilo dozvoljeno da upale svjetlo kada su budni i da ga ugase kada su htjeli spavati. Električno svjetlo u večernjim satima odgodilo je njihovu cirkadijalnu fazu. Ovi rezultati su postali dobro poznati.

Novija istraživanja su pokazala da: odrasli imaju ugrađen dan, koji u prosjeku traje oko 24 sata, unutrašnje osvjetljenje utječe na cirkadijalne ritmove i većina ljudi postiže svoj najkvalitetniji san tokom perioda spavanja određenog kronotipom. Studija Czeislera et al. na Harvardu otkrili su da je raspon za normalne, zdrave odrasle osobe svih uzrasta prilično uzak: 24 sata i 11 minuta plus-minus 16 minuta. "Sat" se svakodnevno resetuje na 24-časovni ciklus Zemljine rotacije.

Klasični fazni markeri za mjerenje vremena cirkadijalnog ritma sisara su:

    lučenje melatonina od strane epifize

Za ispitivanje temperature, subjekti moraju ostati budni, ali mirni i poluzavaljeni u skorom mraku dok im se rektalne temperature mjere kontinuirano. Prosječna temperatura odrasle osobe dostiže svoj minimum oko 05:00 (5 ujutro), oko dva sata prije uobičajenog vremena buđenja, iako su varijacije velike među normalnim hronotipovima.

Melatonin je odsutan iz sistema ili je neprimetno nizak tokom dana. Njegov početak pri slabom svjetlu, pri slabom svjetlu početak melatonina (DLMO), oko 21:00 (21 sat) može se izmjeriti u krvi ili pljuvački. Njegov glavni metabolit se takođe može meriti u jutarnjem urinu. I DLMO i srednja tačka (u vremenu) prisustva hormona u krvi ili pljuvački korišteni su kao cirkadijalni markeri.

Međutim, novija istraživanja pokazuju da bi offset melatonina mogao biti pouzdaniji marker. Benloucif et al. u Chicagu 2005. godine otkrili su da su markeri melatoninske faze stabilniji i u većoj korelaciji s vremenom spavanja od minimalne temperature jezgre. Otkrili su da su i offset spavanja i offset melatonina snažnije povezani s različitim markerima faze od početka spavanja. Osim toga, faza opadanja nivoa melatonina bila je pouzdanija i stabilnija od završetka sinteze melatonina.

Jedna metoda koja se koristi za mjerenje ofseta melatonina je analiza niza uzoraka urina tokom jutra na prisustvo metabolita melatonina 6-sulfatoksimelatonin (aMT6s). Laberge et al. u Quebecu 1997. godine koristio je ovu metodu u studiji koja je potvrdila često pronađenu odgođenu cirkadijalnu fazu kod zdravih adolescenata.

Treći marker ljudskog pejsmejkera je tajming maksimalnog nivoa kortizola u plazmi. Klerman et al. u 2002. uporedio je podatke o kortizolu i temperaturi sa osam različitih metoda analize podataka o melatoninu u plazmi i otkrio da se "metode koje koriste podatke o melatoninu u plazmi mogu smatrati pouzdanijim od metoda koje koriste CBT ili podatke o kortizolu kao indikator cirkadijalne faze kod ljudi."

Druge fiziološke promjene koje se javljaju u skladu s cirkadijalnim ritmom uključuju rad srca i proizvodnju crvenih krvnih zrnaca.

Više-manje nezavisni cirkadijalni ritmovi nalaze se u mnogim organima i ćelijama u tijelu izvan suprahijazmatskih jezgara (SCN), "glavnog sata". Ovi satovi, zvani periferni oscilatori, nalaze se u jednjaku, plućima, jetri, pankreasu, slezeni, timusu i koži.

Iako oscilatori u koži reaguju na svetlost, sistemski uticaj do sada nije dokazan. Postoje i neki dokazi da olfaktorna lukovica i prostata mogu doživjeti oscilacije kada se uzgajaju, što sugerira da ove strukture također mogu biti slabi oscilatori. Nadalje, čini se da ćelije jetre, na primjer, reagiraju na hranjenje, a ne na svjetlost. Čini se da ćelije iz mnogih dijelova tijela imaju slobodni ritam.

Svetlost i biološki sat


Svetlost resetuje biološki sat u skladu sa krivom faznog odziva (PRC). U zavisnosti od vremena, svjetlost može unaprijediti ili odgoditi cirkadijalni ritam. I PRC i potrebno osvjetljenje variraju od vrste do vrste, a niži nivoi svjetlosti potrebni su da bi se satovi poništili kod noćnih glodara nego kod ljudi.

Nivoi osvjetljenja koji utiču na cirkadijalni ritam kod ljudi su veći od nivoa koji se obično koriste u vještačkom osvjetljenju u kućama. Prema nekim istraživačima, intenzitet osvjetljenja koji pobuđuje cirkadijalni sistem mora doseći do 1000 luksa udarajući u mrežnjaču.

Pored intenziteta svetlosti, talasna dužina (ili boja) svetlosti je faktor u uvlačenju telesnog sata. Melanopsin se najefikasnije pobuđuje svjetlošću iz plavog dijela spektra (420-440 nm prema nekim istraživačima, dok su drugi prijavili 470-485 nm). Ove plave valne dužine prisutne su u gotovo svim izvorima svjetlosti, pa su za njihovo uklanjanje potrebna posebna svjetla ili filteri koji izgledaju žuto.

Smatra se da smjer svjetlosti može imati utjecaja na privlačenje cirkadijalnog ritma svjetlosti koja dolazi odozgo, nalik na sliku svijetlog neba, ima veći učinak od svjetlosti koja ulazi u naše oči odozdo.

Prema studiji iz 2010. koju je završio Centar za istraživanje rasvjete, dnevna svjetlost ima direktan utjecaj na cirkadijalne ritmove i, posljedično, na performanse i dobrobit. Istraživanje je pokazalo da učenici koji ujutro dožive poremećaje u shemama osvjetljenja, posljedično dožive poremećaje u obrascima spavanja. Promjena u obrascima spavanja može dovesti do negativnog utjecaja na učinak i budnost učenika. Uklanjanje cirkadijalne svjetlosti ujutro odgađa pojavu prigušenog svjetla melatonina za 6 minuta dnevno, ukupno 30 minuta za pet dana.


Vrijeme medicinskog tretmana u koordinaciji s tjelesnim satom može značajno povećati učinkovitost i smanjiti toksičnost lijeka ili neželjene reakcije. Na primjer, odgovarajuće tempirano liječenje inhibitorima angiotenzin konvertujućeg enzima (ACEi) može smanjiti noćni krvni tlak i također imati koristi za (reverzno) remodeliranje lijeve komore.

Brojna istraživanja su zaključila da kratak period sna tokom dana, odnosno snažna dremka, nema nikakav mjerljiv učinak na normalne cirkadijalne ritmove, ali može smanjiti stres i poboljšati produktivnost.

Postoje mnogi zdravstveni problemi povezani s poremećajima ljudskog cirkadijalnog ritma, kao što su sezonski afektivni poremećaj (SAD), sindrom odgođene faze sna (DSPS) i drugi poremećaji cirkadijalnog ritma. Cirkadijalni ritmovi takođe igraju ulogu u retikularnom aktivirajućem sistemu, što je ključno za održavanje stanja svesti. Osim toga, preokret u ciklusu spavanja i buđenja može biti znak ili komplikacija uremije, azotemije ili akutnog zatajenja bubrega.

Studije su takođe pokazale da svetlost ima direktan uticaj na ljudsko zdravlje zbog načina na koji utiče na cirkadijalne ritmove.

Cirkadijski ritam i piloti aviona


Zbog radne prirode pilota avio-kompanija, koji često prelaze više vremenskih zona i regiona sunčeve svjetlosti i tame u jednom danu, i provode mnogo sati budni i danju i noću, često nisu u stanju održati obrasce spavanja koji odgovaraju prirodnom ljudskom cirkadijalnom ritmu. ova situacija može lako dovesti do umora. NTSB navodi ovu situaciju kao faktor koji doprinosi mnogim nesrećama i sproveo je više istraživanja kako bi pronašao metode borbe protiv umora kod pilota.

Poremećaj spavanja cirkadijskog ritma


Poremećaji spavanja cirkadijalnog ritma su porodica poremećaja spavanja koji utiču, između ostalog, na vrijeme spavanja. Osobe s poremećajima cirkadijalnog ritma spavanja ne mogu spavati i buditi se u vrijeme potrebno za normalan posao, školu i društvene potrebe. Općenito su u stanju da se dovoljno naspaju ako im se dozvoli da spavaju i bude se u vrijeme koje diktiraju njihovi tjelesni satovi. Osim ako imaju još jedan poremećaj spavanja, njihov san je normalnog kvaliteta.

Ljudi, kao i većina životinja i biljaka, imaju biološke ritmove, poznate kao cirkadijalni ritmovi, koji su kontrolirani biološkim satom i rade na dnevnoj vremenskoj skali. Oni utiču na tjelesnu temperaturu, budnost, apetit, lučenje hormona itd., kao i na vrijeme spavanja. Zbog cirkadijalnog sata, pospanost se ne povećava kontinuirano kako vrijeme prolazi. Na nečiju želju i sposobnost da zaspi utiču i dužina vremena od kada se osoba probudila iz adekvatnog sna, i unutrašnji cirkadijalni ritmovi. Tako je tijelo spremno za spavanje i za budnost u različito doba dana.

Istraživač spavanja Yaron Dagan navodi da "ovi poremećaji mogu dovesti do štetnih psiholoških i funkcionalnih poteškoća i često se pogrešno dijagnosticiraju i neispravno liječe zbog činjenice da doktori nisu svjesni njihovog postojanja." Čitaj više .

Cirkadijalni ritmovi i geni sata eksprimirani u regijama mozga izvan suprahijazmatskog jezgra mogu značajno utjecati na efekte droga kao što je kokain. Štaviše, genetske manipulacije genima sata duboko utiču na djelovanje kokaina.

Cirkadijalni ritmovi biljke govore biljci u kojem je godišnjem dobu i kada da cvjeta radi najbolje šanse za privlačenje insekata da ih oprašuju i mogu uključivati ​​kretanje listova, rast, klijanje, izmjenu stomata/plina, aktivnost enzima, fotosintetičku aktivnost i emisiju mirisa.

Cirkadijalni ritmovi se javljaju kao biološki ritam sa svjetlom, endogeno su generirani i samoodrživi, ​​te su relativno konstantni u rasponu temperatura okoline. Cirkadijalni ritmovi imaju transkripcionu povratnu petlju, prisustvo PAS proteina i nekoliko fotoreceptora koji fino podešavaju sat na različite svetlosne uslove. Predviđanje promjena u okolišu mijenja fiziološko stanje koje biljkama daje prednost pri prilagođavanju. Bolje razumijevanje cirkadijalnih ritmova biljaka ima primjenu u poljoprivredi, kao što je pomaganje farmerama da pomuče žetvu usjeva, čime se proširuje dostupnost usjeva i osiguravaju se od velikih gubitaka zbog vremenskih prilika.

Satovi se postavljaju putem signala kao što su svjetlost, temperatura i dostupnost hranjivih tvari, tako da interno vrijeme odgovara lokalnom vremenu. Svjetlost je signal i osjeti se od strane velikog broja fotoreceptora. Crvena i plava svjetlost se apsorbuju kroz nekoliko fitohroma i kriptohroma. Jedan fitohrom, phyA, je glavni fitohrom u tamno uzgojenim sadnicama, ali se brzo razgrađuje na svetlosti i proizvodi Cry1. Fitohromi B-E su stabilniji sa phyB, glavnim fitohromom u rasadnicima koji su rasli na svetlosti. Kriptokrom (cry) gen je također komponenta cirkadijalnog sata osjetljiva na svjetlost. Kriptohromi 1-2 (uključeni u plavi UVA) pomažu da se održi dužina perioda u satu kroz čitav niz svetlosnih uslova.

Centralni oscilator generiše samoodrživi ritam i napravljen je od dva gena: CCA1 (Circadian and Clock Associated 1) i LHY (Late Elongated Hypocotyl) koji kodiraju blisko povezane faktore transkripcije MYB koji regulišu cirkadijalne ritmove kod Arabidopsis. Kada su CCA1 i LHY pretjerano eksprimirani (pod konstantnim svjetlom ili tamnim uvjetima), biljke postaju aritimične i mRNA signali smanjuju doprinoseći negativnoj povratnoj sprezi. Ekspresija CCA1 i LHY oscilira i dostiže vrhunac rano ujutro, dok TOC1 oscilira i dostiže vrhunac u ranim večernjim satima. Iz prošlih zapažanja i studija, pretpostavlja se da ove tri komponente modeliraju negativnu povratnu spregu u kojoj prekomjerno eksprimirani CCA1 i LHY potiskuju TOC1, a prekomjerno eksprimirani TOC1 je pozitivan regulator CCA1 i LHY.

Hronobiologija je polje biologije koje istražuje periodične (ciklične) pojave u živim organizmima i njihovu adaptaciju na ritmove povezane sa Suncem i Mjesecom. Ovi ciklusi su poznati kao biološki ritmovi. Hronobiologija dolazi od starogrčkog (chronos, što znači "vrijeme") i biologije, koja se odnosi na proučavanje, ili nauku, života. Povezani termini kronomika i kronom korišteni su u nekim slučajevima da opišu ili molekularne mehanizme uključene u hronobiološke fenomene ili kvantitativne aspekte hronobiologije, posebno kada je potrebno poređenje ciklusa između organizama.

Hronobiološke studije uključuju, ali nisu ograničene na komparativnu anatomiju, fiziologiju, genetiku, molekularnu biologiju i ponašanje organizama unutar mehanike bioloških ritmova. Ostali aspekti uključuju razvoj, reprodukciju, ekologiju i evoluciju.


Naučnici otkrivaju vezu između svjetlosnog signala i cirkadijanskih ritmova PhysOrg - 29. decembar 2010.
Naučnici koji rade u ovoj oblasti, poznatoj kao hronobiologija, identificirali su gene koji usmjeravaju cirkadijalne ritmove kod ljudi, miševa, voćnih mušica, gljiva i nekoliko drugih organizama. Međutim, mehanizmi pomoću kojih ti geni stupaju u interakciju sa svjetlom u okolini organizma nisu dobro shvaćeni.


Istraživanje otkriva da i bakterije imaju unutrašnje satove koji su usklađeni sa 24-satnim ciklusom života na Zemlji PhysOrg - 8. januara 2021.
Istraživanje daje odgovor na dugotrajno biološko pitanje i moglo bi imati implikacije na vrijeme isporuke lijekova, biotehnologiju i način na koji razvijamo pravovremena rješenja za zaštitu usjeva. Biološki satovi ili cirkadijalni ritmovi su izvrsni unutrašnji mehanizmi za mjerenje vremena koji su rasprostranjeni u prirodi i omogućavaju živim organizmima da se nose s velikim promjenama koje se događaju iz dana u noć, čak i kroz godišnja doba. Postojeći unutar ćelija, ovi molekularni ritmovi koriste vanjske znakove kao što su dnevna svjetlost i temperatura da bi sinkronizirali biološke satove sa svojim okruženjem. To je razlog zašto doživljavamo potresne efekte jet lag-a jer su naši unutrašnji satovi privremeno neusklađeni prije nego što se usklade s novim ciklusom svjetla i tame na našoj destinaciji putovanja.


Postoji 6 ljudskih kronotipova, a ne samo jutarnje ševe i noćne sove, kaže studija, 2. decembar 2020.

Neki ljudi su jutarnje ševe. Druge su noćne sove. Ali ne spadaju svi u te dvije kategorije, kažu naučnici - a nova studija sugerira da zapravo postoji više različitih "hronotipova" koji definiraju budnost i odmor ljudi. Hronotipovi su manifestacije ponašanja cirkadijanskih ritmova koje doživljavamo tokom dana i noći. U određenom smislu, oni su vaš unutrašnji tjelesni sat, koji vam pomaže da odredite da li ste jutarnja ili noćna osoba. Budni život, međutim, možda nije baš tako binaran kao što ti stereotipi mogu sugerirati, a barem neki dokazi sugeriraju da alternativni hronotipovi također postoje osim ranih ptica i noćnih sova.

Istraživači su zacrtali neke od mehanizama koji mogu uticati na plodnost žena od tinejdžerskih godina do menopauze. Ovi mehanizmi u velikoj mjeri ovise o prirodnim hromozomskim greškama - greškama koje variraju ovisno o starosnoj grupi.


Kako su naši biološki satovi sinhronizovani PhysOrg - 13. avgusta 2019.
Naučnici sa EPFL-ovog Instituta za bioinženjering otkrili su da su cirkadijalni sat i ćelijski ciklus, u stvari, sinhronizovani. Ništa u biologiji nije statično, sve je fluidno, dinamično i stalno se kreće. Često se ovo kretanje događa u obrascima koji se ponavljaju - redovnim, mjerljivim ciklusima koji otkucavaju baš kao "satovi". Dva od najvažnijih takvih ciklusa su cirkadijalni sat, koji reguliše ritam spavanja/budnosti, i ćelijski ciklus, koji reguliše rast, život i smrt gotovo svake ćelije u telu. Uzimajući u obzir stvari poput abnormalnosti spavanja, raka, starenja i drugih povezanih problema, nije teško shvatiti zašto su oba ova ciklusa izazvala ogromno interesovanje istraživača.


1 od 300 napreduje u rutini vrlo rano odlaska u krevet, vrlo ranog ustajanja - Mnoge ekstremno rane ptice dijele genetsku osobinu sa članovima porodice Science Daily - 7. avgusta 2019.
Svrha tjelesnog sata koja neke ljude mami da spavaju u 20 sati, omogućavajući im da dočekaju novi dan već u 4 ujutro, može biti znatno češća nego što se ranije vjerovalo.


Za predviđanje budućnosti, mozak koristi dva sata - U muzici, sportu i drugim aktivnostima izračunavamo kretanje u dva različita dijela mozga Science Daily - 24. novembar 2018.
Jedna vrsta predviđanja vremena oslanja se na sjećanja iz prošlih iskustava. Drugi u ritmu. Oba su ključna za našu sposobnost navigacije i uživanja u svijetu, a naučnici su otkrili da se njima upravlja u dva različita dijela mozga. Taj trenutak kada stanete na papučicu gasa djelić sekunde prije nego što se svjetlo promijeni, ili kada dodirnete svoju prsti čak i prije nego što je otkucana prva klavirska nota Kamile Cabello "Havana". To je anticipativni tajming. Jedan tip se oslanja na sjećanja iz prošlih iskustava. Drugi u ritmu. Oba su ključna za našu sposobnost navigacije i uživanja u svijetu.


Tjelesni sat povezan s poremećajima raspoloženja BBC - 16. maj 2018
Poremećaj unutrašnjeg tjelesnog sata može dovesti ljude u povećan rizik od poremećaja raspoloženja, kažu naučnici. Sat otkucava u skoro svakoj ćeliji tela. I mijenjaju način na koji tkiva rade u dnevnom ritmu. Studija Lancet Psychiatry na 91.000 ljudi otkrila je da je poremećeni tjelesni sat povezan s depresijom, bipolarnim poremećajem i drugim problemima.


Loše ocjene vezane za vrijeme nastave koje ne odgovara našim biološkim satovima PhysOrg - 30. mart 2018.
Istraživači su pratili lične dnevne profile aktivnosti na mreži skoro 15.000 studenata dok su se prijavljivali na servere kampusa. Nakon što su učenike razvrstali u "noćne sove", "dnevne zebe" i "jutarnje ševe" - ​​na osnovu njihovih aktivnosti u danima kada nisu bili na nastavi - istraživači su upoređivali vrijeme nastave sa njihovim akademskim rezultatima. Njihovi nalazi, objavljeni danas u časopisu Scientific Reports, pokazuju da su učenici čiji cirkadijalni ritmovi nisu bili usklađeni s njihovim rasporedom časova - recimo, noćne sove koje su pohađale ranojutarnje kurseve - dobili niže ocjene zbog "socijalnog jet laga", stanja u kojem vršna vremena pripravnosti su u suprotnosti s poslom, školom ili drugim zahtjevima.


Ćelije u retini osvjetljavaju način liječenja jet lag Medical Express - 18. april 2017.
Istraživači su pronašli novu grupu ćelija u mrežnjači koja direktno utiče na biološki sat šaljući signale u region mozga koji reguliše naše dnevne cirkadijalne ritmove. Ovo novo razumijevanje načina na koji se cirkadijalni ritmovi regulišu kroz oko moglo bi otvoriti nove terapeutske mogućnosti za obnavljanje bioloških satova kod ljudi koji imaju jet lag tokom putovanja ili rada u noćnim smjenama.


Neusklađenost cirkadijanskog sata i posljedice PhysOrg - 7. decembar 2015.
Poremećaj spavanja u smjenama uključuje grupu simptoma uključujući nesanicu, sklonost nesrećama i nepažnju koji tipično pogađaju ljude čiji se radni raspored mijenja između dana i noći, remeteći njihove normalne cirkadijalne cikluse. Poremećaj povećava zdravstvene rizike kao što su gojaznost, dijabetes, bolesti srca i može biti impliciran u povećanju incidencije raka. Normalno, cirkadijalni sat uvučen svjetlom, koji se nalazi u suprahijazmatskom jezgru mozga, kontrolira naizmjeničnu dnevnu aktivnu fazu i fazu mirovanja. Kod ljudi, aktivna faza je tokom svetlosnog perioda, a faza mirovanja je tamni period kod miševa, to je suprotno. Dok se noćni radnik sa pouzdanim i nepromjenjivim rasporedom može donekle prilagoditi, većina zdravstvenih stručnjaka smatra da noćni rad nije idealan za veliku većinu radnika.


Novo istraživanje pomaže da se objasni kako temperatura pomera cirkadijalni sat PhysOrg - 3. decembar 2015.
Za mnoga živa bića, otprilike 24-satni unutrašnji sat upravlja ritmovima života - svime od spavanja kod životinja, do otvaranja listova u biljkama i razmnožavanja u kalupu za kruh. Naučnici su shvatili mnogo o ovom unutrašnjem sistemu mjerenja vremena, ali jedan važan aspekt, njegov složeni odgovor na temperaturu, ostaje zagonetan. Razlog je u tome što zagrijavanje i hlađenje uzrokuju pomicanje sata naprijed ili nazad, oni ne mogu skratiti ili produžiti njegov 24-satni ciklus. Istraživanja pokazuju da se unutrašnji zupčanici u satu - ciklična aktivnost gena i koncentracija proteina - ne mijenjaju s temperaturom, tako da dužina ciklusa ostaje ista. U međuvremenu, čini se da su osnovni mehanizmi sata povezani sa vanjskim putevima koji su osjetljivi na temperaturu. Ova eksterna spojnica može navesti sat da preskače naprijed ili nazad.


Molekularni prekidač održava cirkadijalni sat da radi na vrijeme Science Daily - 1. oktobar 2015
Cirkadijalni ritmovi pomažu da se sve, od biljaka do ljudi, uskladi sa dnevnim ciklusom svjetlosti i tame, ali kako ovaj prirodni sat održava točno vrijeme ili zašto ide po zlu kod ljudi s poremećajima spavanja, još uvijek se istražuje. Nova otkrića sugeriraju da molekularni prekidač balansira aktivnost dva ključna proteina koji održavaju centralni sat na satu -- dnevno nakupljanje i razgradnju proteina PER2 -- prema rasporedu.


Dnevni period Zemljine rotacije kodiran u strukturi proteina na atomskom nivou Science Daily - 26. jun 2015.
Naučnici su pokazali da je dnevni period Zemljine rotacije (24 sata) kodiran u KaiC proteinu na atomskom nivou, maloj biomolekuli prečnika 10 nm izraženoj u ćelijama cijanobakterija. Rezultati ovog zajedničkog istraživanja pomoći će da se razjasni dugotrajno pitanje u kronobiologiji : Kako se određuje cirkadijalni period bioloških satova?


Neuroznanstvenici identificiraju tip ćelije u mozgu koji kontrolira cirkadijalne ritmove tjelesnog sata PhysOrg - 17. mart 2015.
Neuroznanstvenici iz medicinskog centra UT Southwestern identificirali su ključne stanice u mozgu koje su kritične za određivanje cirkadijanskih ritmova, 24-satne procese koji kontroliraju cikluse spavanja i buđenja, kao i druge važne tjelesne funkcije kao što su proizvodnja hormona, metabolizam i krvni tlak. Cirkadijalne ritmove stvara suprahijazmatsko jezgro (SCN) koje se nalazi u hipotalamusu mozga, ali istraživači ranije nisu bili u mogućnosti da preciziraju koji je od mnogih hiljada neurona u regiji uključen u kontrolu tjelesnih mehanizama mjerenja vremena.


DNK sat pomaže da se izmjeri životni vijek ljudi Science Daily - 3. februar 2015.
Naučnici su identifikovali biološki sat koji daje vitalne naznake o tome koliko dugo će osoba vjerovatno živjeti. Istraživači su otkrili biološki sat koji daje vitalne naznake o tome koliko dugo će osoba vjerovatno živjeti. Istraživači su proučavali hemijske promene u DNK koje se dešavaju tokom života i mogu im pomoći da predvide starost pojedinca. Upoređujući stvarnu starost pojedinaca sa njihovom predviđenom starošću biološkog sata, naučnici su uočili da se pojavljuje obrazac.


Biološki sat u stanju da izmeri starost većine ljudskih tkiva PhysOrg - 21. oktobar 2013.
Novootkriveni biološki sat mjeri starenje cijelog tijela. Dok su raniji satovi bili povezani sa pljuvačkom, hormonima i telomerima, novo istraživanje je prvo koje je identificiralo interni sat koji može precizno mjeriti starost različitih ljudskih organa, tkiva i tipova ćelija. Neočekivano, sat je takođe otkrio da neki delovi anatomije, poput tkiva ženskih grudi, stare brže od ostatka tela.


Veza između cirkadijalnih ritmova i starenja: Gen povezan s dugovječnošću također reguliše cirkadijalni sat u tijelu.
Ljudski obrasci spavanja i buđenja uglavnom su vođeni unutrašnjim cirkadijanskim satom koji usko odgovara 24-satnom ciklusu svjetla i tame. Ovaj cirkadijalni sat također kontrolira druge tjelesne funkcije, kao što su metabolizam i regulacija temperature. Istraživanja na životinjama su otkrila da kada se taj ritam prekine, mogu nastati zdravstveni problemi uključujući gojaznost i metaboličke poremećaje kao što je dijabetes. Istraživanja ljudi koji rade noćne smjene također su otkrila povećanu podložnost dijabetesu.


Ritam svega PhysOrg - 18.06.2013
Zora pokreće osnovne biološke promjene u budnom ljudskom tijelu. Kako sunce izlazi, raste i broj otkucaja srca, krvni pritisak i tjelesna temperatura. Jetra, bubrezi i mnogi prirodni procesi također počinju prelaziti iz mirovanja u visoku brzinu. Zatim, kako dnevno svjetlo nestaje i tama se spušta, ovi procesi također počinju da jenjavaju, vraćajući se na najniže nivoe dok spavamo. Ovi unutrašnji biološki obrasci su usko povezani sa spoljašnjim kosmičkim obrascem: Zemljina rotacija oko Sunca jednom u 24 sata. Ova beskonačna petlja svjetla i tame i odgovarajuća sinhronizacija unutrašnjih i vanjskih satova, nazivaju se cirkadijanskim ritmovima, od "circa diem", latinskog za "otprilike jedan dan". Cirkadijalni ritmovi utiču na skoro sve žive organizme, od bakterija do algi, insekata, ptica i, kako se sve više shvata u nauci, na ljude.


Naučnici mapiraju ožičenje biološkog sata Naučni dnevnik - 6. jun 2013
Dnevni ritmovi spavanja i metabolizma vođeni su biološkim satom u suprahijazmatskom jezgru (SCN), strukturi u mozgu koja se sastoji od 20.000 neurona, od kojih svi mogu pojedinačno održavati dnevno (cirkadijalno) vrijeme. Da bi SCN bio robustan, ali osjetljiv sistem za mjerenje vremena, neuroni se moraju precizno sinhronizirati jedni s drugima i prilagoditi svoje ritmove ritmovima okoline. Herzogova laboratorija je otkrila sistem push-pull u SCN-u koji radi oboje. Godine 2005. izvijestili su da neuroni u mreži satova komuniciraju pomoću neuropeptida (VIP) koji ih tjera da se međusobno sinhronizuju.


Cirkadijalni ritmovi se mogu modificirati za potencijalno liječenje poremećaja Science Daily - 23. januara 2013.
Studije pod vodstvom UC Irvine otkrile su ćelijski mehanizam kojim cirkadijalni ritmovi - također poznati kao tjelesni sat - modificiraju energetski metabolizam i također su identificirali nova jedinjenja koja kontroliraju ovo djelovanje. Nalazi ukazuju na potencijalne tretmane za poremećaje izazvane disfunkcijom cirkadijalnog ritma, u rasponu od nesanice i gojaznosti do dijabetesa i raka. Cirkadijalni ritmovi od 24 sata upravljaju osnovnim fiziološkim funkcijama u gotovo svim organizmima.


Biološki sat za navijanje svih Priroda - 16.05.2012

Zora života koji proizvodi kiseonik prije 2,5 milijarde godina možda je pokrenula prve biološke satove. To je sugestija provokativnog rada objavljenog danas u Nature1, koji otkriva da enzimi koji apsorbiraju toksične nusproizvode disanja kisika, kao što su vodikov peroksid, vosak i nestaju na periodičan način i postoje u svim domenima života. Gotovo cijeli život održava unutrašnje vrijeme putem biohemijskih mehanizama poznatih kao cirkadijalni satovi. Oni se kruže u periodu od otprilike 24 sata u odsustvu vanjskih znakova kao što je sunčeva svjetlost, a ipak reagiraju i na vanjske signale za resetiranje, kaže Akhilesh Reddy, biohemičar sa Univerziteta u Cambridgeu, UK, koji je glavni autor studije. najnovija studija. Na primjer, da bi se putnik oporavio od jet lag-a, mora resetirati, ili uvući, svoj cirkadijalni sat.


Otkriven drevni tjelesni sat koji pomaže da sva živa bića budu na vrijeme PhysOrg - 27. januar 2011.
Naučnici su identifikovali mehanizam koji kontroliše unutrašnji 24-časovni sat svih oblika života, od ljudskih ćelija do algi. Ne samo da istraživanje pruža važan uvid u zdravstvene probleme povezane s pojedincima s poremećenim satovima - kao što su piloti i radnici u smjenama - ono također ukazuje da je 24-satni cirkadijalni sat pronađen u ljudskim stanicama isti kao i kod algi i datira milionima godina unazad od ranog života na Zemlji.


Temperaturni ritmovi održavaju tjelesne satove u sinhronizaciji, otkrili su istraživači PhysOrg - 14. oktobar 2010.
Istraživači iz medicinskog centra UT Southwestern otkrili su da fluktuacije unutrašnje tjelesne temperature reguliraju cirkadijalni ritam tijela, 24-satni ciklus koji kontrolira metabolizam, san i druge tjelesne funkcije. Dio mozga osjetljiv na svjetlost nazvan suprahijazmatsko jezgro (SCN) ostaje tjelesni "glavni sat" koji koordinira dnevni ciklus, ali to čini indirektno.


Vaša kosa otkriva jeste li jutarnja osoba National Geographic - 23. avgusta 2010.
Rano ili kasno ustaje? Misterije vašeg ciklusa spavanja mogu se otkriti dlakama na vašoj glavi, kaže nova studija. To je zato što se geni koji reguliraju naše tjelesne satove mogu naći u ćelijama folikula dlake, otkrili su istraživači. Sićušni dio mozga koji se naziva suprahijazmatsko jezgro kontrolira ljudski tjelesni sat, a RNK niti - lanci molekula za izgradnju proteina - obrađuju ove signale u cijelom tijelu u ciklusima od 24 sata.


Glukokortikoidni i estrogenski efekti na nigrostriatalni i mezolimbički dopaminergički sistem

BRUCE S. McEWEN, muškarac, . ISUS A. ANGULO, u Trofičkoj regulaciji bazalnih ganglija, 1994.

Glukokortikoid i enkefalin efekti na istraživačku aktivnost i stereotipno ponašanje

Pacovi pokazuju dnevni ritam lokomotorne aktivnosti i sna, a dnevnom periodu aktivnosti prethodi povišenje nadbubrežnih steroida. 55 Štakori također pokazuju stereotipno ponašanje, posebno kao odgovor na droge poput amfetamina i apomorfina. Ova ponašanja uključuju ponavljajuće pokrete bez vidljive svrhe. Adrenalni steroidi moduliraju normalnu kao i stereotipnu motoričku aktivnost i, u najmanje jednom slučaju, to čine u suprotnim smjerovima. Odnosno, adrenalektomija je izazvala pad eksploratorne (posebno uzgojne) aktivnosti kod pacova, a ovaj deficit je nadoknađen niskim nivoom kortikosterona. 67 Adrenalektomija (ADX) je također povećala jedan oblik stereotipa koji je reguliran preko DA receptora i izazvan ili apomorfinom (D1/D2 mješoviti agonist) ili LY 171555 (D2 agonist): naime, pojačano je njuškanje glavom prema dolje, dok je njegovanje i prazan oralni ADX nije uticao na kretanje. 35, 36

Uzimajući u obzir da kortikosteron reguliše nivoe mRNA za nekoliko neuropeptida, kao što su enkefalin i supstanca P (videti sliku 1), moguće je da efekti kortikosteroida na stereotip i normalnu istraživačku aktivnost mogu biti posredovani njegovim efektima na striatalne peptidergijske sisteme. Što se tiče istraživačke aktivnosti, enkefalin inducira lokomotornu aktivnost kada se unese u akumbens kao i u srednji mozak. 46 Studije ekspresije gena enkefalina pokazuju dnevne varijacije nivoa proenkefalinske mRNA (slika I). 20, 21 In vivo spontano oslobađanje enkefalina u globus pallidusu povećano je od podneva do večeri 8, period koji je takođe obeležen povećanjem kortikosterona 20, 21 i početkom buđenja i spontane istraživačke aktivnosti.

Što se stereotipnog ponašanja tiče, posrednička uloga enkefalina u glukokortikoidnim efektima je podržana, iako sigurno nije dokazana, zapažanjem da analog enkefalina, WY 42, 186 potiskuje stereotip izazvan amfetaminom, uključujući njuškanje, ponavljajuće pokrete glave i učestalost uzgoja. 16 Uloga neuropeptida kao medijatora glukokortikoidnog djelovanja na funkcije striatuma i accumbensa mora biti potkrijepljena dodatnim radom, koji bi trebao uključivati ​​ispitivanje uloge drugih neuropeptidnih sistema kao što su supstanca P, dinorfin i neurotenzin, od kojih su neki istraženi. pokazalo se da stimulira metabolizam dopamina i lokomotornu aktivnost (Tabela 1).

Tabela 1. Veza između neuropeptidne stimulacije dopamina i efekata neuropeptida na lokomotornu aktivnost


Sadržaj

Iako postoji više spominjanja "prirodnog tjelesnog ciklusa" u kulturama istočne i starosjedilačke Amerike, najraniji zabilježeni zapadni izvještaji o cirkadijalnom procesu datiraju iz 4. stoljeća prije Krista, kada je Androsten, brodski kapetan koji je služio pod Aleksandrom Velikim, opisao dnevne pokrete listova drveta tamarinda. [5] Posmatranje cirkadijalnog ili dnevnog procesa kod ljudi spominje se u kineskim medicinskim tekstovima datiranim oko 13. stoljeća, uključujući Priručnik za podne i ponoć i Mnemonička rima za pomoć u odabiru aku-tačaka prema dnevnom ciklusu, danu u mjesecu i godišnjem dobu. [6]

Godine 1729. francuski naučnik Jean-Jacques d'Ortous de Mairan izveo je prvi eksperiment dizajniran da razlikuje endogeni sat od odgovora na dnevne stimuluse. Napomenuo je da su 24-satni obrasci u kretanju listova biljke Mimosa pudica opstajao čak i kada su biljke držane u stalnom mraku. [7] [8]

Godine 1896. Patrick i Gilbert su primijetili da se tokom dužeg perioda nedostatka sna, pospanost povećava i smanjuje u periodu od približno 24 sata. [9] Godine 1918, J.S. Szymanski je pokazao da su životinje sposobne održavati 24-satne obrasce aktivnosti u odsustvu vanjskih znakova kao što su svjetlost i promjene temperature. [10]

Početkom 20. veka uočeni su cirkadijalni ritmovi u ritmičkom vremenu hranjenja pčela. Auguste Forel, Ingeborg Beling i Oskar Wahl izveli su brojne eksperimente kako bi utvrdili da li se ovaj ritam može pripisati endogenom satu. [11] Postojanje cirkadijalnog ritma nezavisno su otkrila kod voćne mušice 1935. godine dva njemačka zoologa, Hans Kalmus i Erwin Bünning. [12] [13]

Godine 1954., važan eksperiment o kojem je izvijestio Colin Pittendrigh pokazao je da eklozija (proces pretvaranja lutke u odraslu osobu) u Drosophila pseudoobscura bilo cirkadijalno ponašanje. On je pokazao da iako je temperatura igrala vitalnu ulogu u ritmu eklozije, period eklozije je odgođen, ali nije zaustavljen kada je temperatura smanjena. [14] [13]

Pojam cirkadijanski skovao ga je Franz Halberg 1959. [15] Prema Halbergovoj originalnoj definiciji:

Izraz "cirkadijan" je izveden iz circa (oko) i umire (dan) može implicirati da su određeni fiziološki periodi blizu 24 sata, ako ne baš toliko. Ovdje se "cirkadijan" može primijeniti na sve "24-časovne" ritmove, bez obzira da li se njihovi periodi, pojedinačno ili u prosjeku, razlikuju od 24 sata, duži ili kraći, za nekoliko minuta ili sati. [16] [17]

Godine 1977. Međunarodni komitet za nomenklaturu Međunarodnog društva za kronobiologiju formalno je usvojio definiciju:

Cirkadijan: odnosi se na biološke varijacije ili ritmove sa frekvencijom od 1 ciklusa u 24 ± 4 h circa (oko, otprilike) i umire (dan ili 24h). Napomena: izraz opisuje ritmove sa dužinom ciklusa od oko 24 sata, bilo da su frekvencijski sinhronizovani sa (prihvatljivim) ili su desinhronizovani ili slobodno pokreću sa lokalne vremenske skale životne sredine, sa periodima koji se neznatno, ali dosledno razlikuju od 24-h. [18]

Ron Konopka i Seymour Benzer identifikovali su prvu mutaciju sata Drosophila 1971. godine, nazvavši gen "period" (per) gen, prva otkrivena genetska determinanta ritmičnosti ponašanja. [19] per gen je izolovan 1984. godine od strane dva tima istraživača. Konopka, Jeffrey Hall, Michael Roshbash i njihov tim su to pokazali per lokus je centar cirkadijalnog ritma, a taj gubitak per zaustavlja cirkadijalnu aktivnost. [20] [21] U isto vrijeme, tim Michaela W. Younga prijavio je slične efekte peri da gen pokriva interval od 7,1 kilobaze (kb) na X hromozomu i kodira poli(A)+ RNK od 4,5 kb. [22] [23] Nastavili su da otkrivaju ključne gene i neurone u njima Drosophila cirkadijalni sistem, za koji su Hall, Rosbash i Young dobili Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu 2017. [24]

Joseph Takahashi otkrio je prvu mutaciju cirkadijalnog sata kod sisara (satΔ19) koristeći miševe 1994. [25] [26] Međutim, nedavne studije pokazuju da brisanje sat ne dovodi do fenotipa ponašanja (životinje i dalje imaju normalne cirkadijalne ritmove), što dovodi u pitanje njegovu važnost u stvaranju ritma. [27] [28]

Prvu mutaciju ljudskog sata identificirao je Chris Jones u proširenoj porodici u Utahu, a genetski okarakterizirali Ying-Hui Fu i Louis Ptacek. Pogođene osobe su ekstremne 'jutarnje ševe' sa 4 sata naprednog sna i drugim ritmovima. Ovaj oblik porodične napredne faze spavanja uzrokovan je jednom promjenom amino kiseline, S662➔G, u ljudskom PER2 proteinu. [29] [30]

Da bi se nazvao cirkadijanskim, biološki ritam mora zadovoljiti ova tri opća kriterija: [31]

  1. Ritam ima endogeni period slobodnog rada koji traje otprilike 24 sata. Ritam traje u stalnim uslovima (tj. u stalnom mraku) sa periodom od oko 24 sata. Period ritma u stalnim uslovima naziva se period slobodnog trčanja i označava se grčkim slovom τ (tau). Obrazloženje za ovaj kriterij je razlikovanje cirkadijanskih ritmova od jednostavnih odgovora na dnevne vanjske znakove. Za ritam se ne može reći da je endogen osim ako nije testiran i opstaje u uvjetima bez vanjskog periodičnog unosa. Kod dnevnih životinja (aktivnih tokom dana), općenito τ je nešto veće od 24 sata, dok je kod noćnih životinja (aktivnih noću) općenito τ kraće od 24 sata.
  2. Ritmovi su uhvatljivi. Ritam se može resetirati izlaganjem vanjskim stimulansima (kao što su svjetlost i toplina), proces koji se naziva uvlačenje. Spoljašnji stimulans koji se koristi za uvođenje ritma naziva se Zeitgeber, ili "davatelj vremena".Putovanje kroz vremenske zone ilustruje sposobnost ljudskog biološkog sata da se prilagodi lokalnom vremenu u kojem će osoba obično iskusiti jet lag prije nego što se njihov cirkadijalni sat uskladi s lokalnim vremenom.
  3. Ritmovi pokazuju temperaturnu kompenzaciju. Drugim riječima, održavaju cirkadijalnu periodičnost u rasponu fizioloških temperatura. Mnogi organizmi žive u širokom rasponu temperatura, a razlike u toplotnoj energiji će uticati na kinetiku svih molekularnih procesa u njihovim ćelijama. Da bi pratio vrijeme, cirkadijalni sat organizma mora održavati otprilike 24-satnu periodičnost uprkos promjeni kinetike, svojstvo poznato kao temperaturna kompenzacija. Q10 temperaturni koeficijent je mjera ovog kompenzacijskog efekta. Ako je Q10 koeficijent ostaje približno 1 kako temperatura raste, smatra se da je ritam temperaturno kompenzovan.

Cirkadijalni ritmovi omogućavaju organizmima da predvide i pripreme se za precizne i redovne promene životne sredine. Oni na taj način omogućavaju organizmima da bolje iskoriste ekološke resurse (npr. svjetlost i hranu) u usporedbi s onima koji ne mogu predvidjeti takvu dostupnost. Stoga se sugerira da cirkadijalni ritmovi stavljaju organizme u selektivnu prednost u evolucijskom smislu. Međutim, čini se da je ritmičnost jednako važna u regulaciji i koordinaciji interni metaboličkih procesa, kao u koordinaciji sa okruženje. [32] Na to sugerira održavanje (nasljeđivanje) cirkadijalnih ritmova kod vinskih mušica nakon nekoliko stotina generacija u stalnim laboratorijskim uvjetima, [33] kao i kod stvorenja u stalnoj tami u divljini, te eksperimentalno eliminiranje ponašanja, ali ne i fiziološki, cirkadijalni ritmovi kod prepelica. [34] [35]

Zagonetno je pitanje šta je pokretalo cirkadijalne ritmove da evoluiraju. Prethodne hipoteze su naglašavale da su fotosenzitivni proteini i cirkadijalni ritmovi možda nastali zajedno u najranijim ćelijama, sa svrhom zaštite replicirajuće DNK od visokog nivoa štetnog ultraljubičastog zračenja tokom dana. Kao rezultat toga, replikacija je potisnuta u mrak. Međutim, nedostaju dokazi za to, budući da najjednostavniji organizmi s cirkadijalnim ritmom, cijanobakterije, rade suprotno od ovoga - više se dijele danju. [36] Nedavne studije umjesto toga ističu važnost koevolucije redoks proteina sa cirkadijalnim oscilatorima u sva tri domena života nakon Velikog oksidacionog događaja prije otprilike 2,3 milijarde godina. [2] [4] Trenutni stav je da su cirkadijalne promjene u nivoima kiseonika u okolini i proizvodnja reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) u prisustvu dnevne svetlosti verovatno izazvale potrebu za razvojem cirkadijalnih ritmova kako bi se sprečili, a samim tim i suprotstavili, štetne redoks reakcije na dnevnoj bazi.

Najjednostavniji poznati cirkadijalni satovi su bakterijski cirkadijalni ritmovi, čiji primjer je cijanobakterija prokariota. Nedavna istraživanja su pokazala da je cirkadijalni sat Synechococcus elongatus može se rekonstituisati in vitro sa samo tri proteina (KaiA, KaiB, KaiC) [37] njihovog centralnog oscilatora. Pokazalo se da ovaj sat održava 22-satni ritam tokom nekoliko dana nakon dodavanja ATP-a. Prethodna objašnjenja prokariotskog cirkadijanskog mjerača vremena ovisila su o mehanizmu povratne informacije o transkripciji/translaciji DNK. [ potreban citat ]

Defekt u ljudskom homologu Drosophila "period" gen je identificiran kao uzrok poremećaja spavanja FASPS (porodični sindrom napredne faze spavanja), naglašavajući očuvanu prirodu molekularnog cirkadijalnog sata kroz evoluciju. Sada je poznato mnogo više genetskih komponenti biološkog sata. Njihove interakcije rezultiraju isprepletenom povratnom spregom genskih proizvoda što rezultira periodičnim fluktuacijama koje ćelije tijela tumače kao određeno doba dana. [38]

Sada je poznato da molekularni cirkadijalni sat može funkcionirati unutar jedne ćelije, tj. da je ćelijski autonoman. [39] Ovo je pokazao Gene Block u izolovanim bazalnim neuronima retine mekušaca (BRNs). [40] U isto vrijeme, različite ćelije mogu komunicirati jedna s drugom, što rezultira sinkroniziranim izlazom električne signalizacije. Oni se mogu povezati s endokrinim žlijezdama mozga što rezultira periodičnim oslobađanjem hormona. Receptori za ove hormone mogu biti locirani daleko u cijelom tijelu i sinkronizirati periferne satove različitih organa. Dakle, informacije o dobu dana koje prenose oči putuju do sata u mozgu, a kroz to se satovi u ostatku tijela mogu sinhronizirati. Ovo je način na koji biološki sat koordinira vrijeme, na primjer, spavanje/buđenje, tjelesnu temperaturu, žeđ i apetit. [41] [42]

Cirkadijalni ritmičnost je prisutna u obrascima spavanja i hranjenja životinja, uključujući i ljudska bića. Postoje i jasni obrasci osnovne tjelesne temperature, aktivnosti moždanih valova, proizvodnje hormona, regeneracije stanica i drugih bioloških aktivnosti. Osim toga, fotoperiodizam, fiziološka reakcija organizama na dužinu dana ili noći, od vitalnog je značaja i za biljke i za životinje, a cirkadijalni sistem igra ulogu u mjerenju i tumačenju dužine dana. Pravovremeno predviđanje sezonskih perioda vremenskih prilika, dostupnosti hrane ili aktivnosti grabežljivaca ključno je za opstanak mnogih vrsta. Iako nije jedini parametar, promjenjiva dužina fotoperioda ('dužina dana') je najpredvidljiviji okolišni znak za sezonsko vrijeme fiziologije i ponašanja, posebno za vrijeme migracije, hibernacije i reprodukcije. [43]

Efekat cirkadijalnog poremećaja Uredi

Mutacije ili delecije satnog gena kod miševa su pokazale važnost tjelesnih satova kako bi se osiguralo pravilno vrijeme ćelijskih/metaboličkih događaja. [44] Kod miševa, delecija gena Rev-ErbA alfa sata olakšava pretilost izazvanu prehranom i mijenja ravnotežu između iskorištenja glukoze i lipida što predisponira dijabetesu. [45] Međutim, nije jasno postoji li jaka povezanost između polimorfizma satnih gena kod ljudi i podložnosti razvoju metaboličkog sindroma. [46] [47]

Utjecaj ciklusa svjetlo-tamak Uredi

Ritam je povezan sa ciklusom svetlo-tamno. Životinje, uključujući ljude, držane u potpunom mraku duži period, na kraju funkcionišu u slobodnom ritmu. Njihov ciklus spavanja se pomera unazad ili unapred svakog "dana", u zavisnosti od toga da li je njihov "dan", njihov endogeni period, kraći ili duži od 24 sata. Ekološki znakovi koji resetuju ritmove svaki dan nazivaju se zeitgebers (od njemačkog, "davatelji vremena"). [48] ​​Potpuno slijepi podzemni sisari, npr. slijepi krtica Spalax sp., su u stanju da održavaju svoje endogene satove u očiglednom odsustvu spoljašnjih podražaja. Iako im nedostaju oči koje stvaraju sliku, njihovi fotoreceptori (koji detektuju svjetlost) su još uvijek funkcionalni, a povremeno se pojavljuju i na površini. [ stranica potrebna ] [49]

Slobodno trčeći organizmi koji obično imaju jednu ili dvije konsolidovane epizode sna i dalje će ih imati kada su u okruženju zaštićenom od vanjskih znakova, ali ritam nije uvučen u 24-satni ciklus svjetlo-mrak u prirodi. Ritam spavanja i buđenja može, u ovim okolnostima, biti u suprotnosti sa drugim cirkadijanskim ili ultradijanskim ritmovima kao što su metabolički, hormonalni, CNS električni ili neurotransmiterski ritmovi. [50]

Nedavna istraživanja utjecala su na dizajn okruženja svemirskih letjelica, jer se pokazalo da su sistemi koji oponašaju ciklus svjetlo-tarak veoma korisni za astronaute. [51]

Arktičke životinje Uredi

Norveški istraživači sa Univerziteta u Tromsou pokazali su da neke arktičke životinje (ptarmigan, irvasi) pokazuju cirkadijalne ritmove samo u dijelovima godine koji imaju dnevne izlaske i zalaske sunca. U jednom istraživanju irvasa, životinje na 70 stepeni sjeverno pokazale su cirkadijalne ritmove u jesen, zimu i proljeće, ali ne i ljeti. Irvasi na Svalbardu na 78 stepeni sjeverno su pokazivali takve ritmove samo u jesen i proljeće. Istraživači sumnjaju da i druge arktičke životinje možda ne pokazuju cirkadijalne ritmove pri stalnom svjetlu ljeta i stalnom mraku zime. [52]

Studija iz 2006. u sjevernoj Aljasci otkrila je da dnevne vjeverice i noćni dikobrazi striktno održavaju svoje cirkadijalne ritmove kroz 82 dana i noći sunca. Istraživači nagađaju da ova dva glodara primjećuju da je prividna udaljenost između sunca i horizonta najkraća jednom dnevno, te stoga imaju dovoljan signal da se uvuku (prilagode). [53]

Leptir i moljac Uredi

Navigacija jesenje migracije istočnog sjevernoameričkog leptira monarha (Danaus plexippus) za svoje prezimljavanje u centralnom Meksiku koristi vremenski kompenzirani sunčev kompas koji ovisi o cirkadijalnom satu u njihovim antenama. [54] [55] Poznato je da cirkadijalni ritam kontroliše ponašanje parenja kod određenih vrsta moljaca kao npr. Spodoptera littoralis, gdje ženke proizvode specifičan feromon koji privlači i resetuje cirkadijalni ritam mužjaka da izazove parenje noću. [56]

Cirkadijalni ritmovi biljke govore biljci koje je godišnje doba i kada da cvjeta radi najbolje šanse da privuče oprašivače. Ponašanja koja pokazuju ritmove uključuju kretanje listova, rast, klijanje, izmjenu stomata/gasa, aktivnost enzima, fotosintetičku aktivnost i emisiju mirisa, između ostalog. [57] Cirkadijalni ritmovi se javljaju kada se biljka uvlači da se sinhronizuje sa svetlosnim ciklusom svog okruženja. Ovi ritmovi su endogeno generirani i samoodrživi i relativno su konstantni u rasponu temperatura okoline. Važne karakteristike uključuju dvije interakcijske petlje povratne informacije o transkripciji-translaciji: proteine ​​koji sadrže PAS domene, koji olakšavaju interakcije protein-protein i nekoliko fotoreceptora koji fino podešavaju sat prema različitim svjetlosnim uvjetima. Predviđanje promjena u okolišu omogućava odgovarajuće promjene u fiziološkom stanju biljke, dajući prednost prilagodbe. [58] Bolje razumijevanje cirkadijalnih ritmova biljaka ima primjenu u poljoprivredi, kao što je pomaganje farmerama da pomjeraju žetvu usjeva kako bi povećali dostupnost usjeva i osigurali se od velikih gubitaka zbog vremenskih prilika.

Svjetlost je signal pomoću kojeg biljke sinkroniziraju svoje unutrašnje satove sa svojom okolinom i osjeti se od strane velikog broja fotoreceptora. Crvena i plava svjetlost se apsorbuju kroz nekoliko fitohroma i kriptohroma. Jedan fitohrom, phyA, glavni je fitohrom u sadnicama koje se uzgajaju u mraku, ali se brzo razgrađuju na svetlosti da bi proizvele Cry1. Fitohromi B–E su stabilniji sa phyB, glavnim fitohromom u sadnicama koje se uzgajaju na svetlosti. Kriptokrom (cry) gen je također komponenta cirkadijalnog sata osjetljiva na svjetlost i smatra se da je uključen i kao fotoreceptor i kao dio endogenog mehanizma pejsmejkera sata. Kriptokromi 1-2 (uključeni u plavo-UVA) pomažu u održavanju dužine perioda u satu kroz čitav niz svjetlosnih uslova. [57] [58]

Centralni oscilator generiše samoodrživi ritam i pokreće ga dvije međusobno povezane povratne petlje koje su aktivne u različito doba dana. Jutarnja petlja se sastoji od CCA1 (cirkadijanski i sa satom povezan 1) i LHY (kasni produženi hipokotil), koji kodiraju blisko povezane faktore transkripcije MYB koji regulišu cirkadijalne ritmove u Arabidopsis, kao i PRR 7 i 9 (regulatori pseudo-odgovora). Večernja petlja se sastoji od GI (Gigantea) i ELF4, oba uključena u regulaciju gena za vrijeme cvjetanja. [59] [60] Kada su CCA1 i LHY prekomjerno izraženi (pod konstantnim svjetlom ili tamnim uvjetima), biljke postaju aritmične, a signali mRNA se smanjuju, doprinoseći negativnoj povratnoj sprezi. Ekspresija gena CCA1 i LHY oscilira i dostiže vrhunac u ranim jutarnjim satima, dok ekspresija gena TOC1 oscilira i dostiže vrhunac u ranim večernjim satima. Iako se ranije pretpostavljalo da ova tri gena modeliraju negativnu povratnu petlju u kojoj prekomjerno eksprimirani CCA1 i LHY potiskuju TOC1, a prekomjerno eksprimirani TOC1 je pozitivan regulator CCA1 i LHY, [58] to su 2012. pokazali Andrew Millar i drugi da TOC1, u stvari, služi kao represor ne samo za CCA1, LHY, i PRR7 i 9 u jutarnjoj petlji već i za GI i ELF4 u večernjoj petlji. Ovo otkriće i dalje kompjutersko modeliranje funkcija i interakcija gena TOC1 sugeriraju preoblikovanje biljnog cirkadijalnog sata kao trostrukog modela represilatora negativnih komponenti, a ne petlju povratne sprege pozitivnih/negativnih elemenata koja karakterizira sat kod sisara. [61]

2018. istraživači su otkrili da ekspresija PRR5 i TOC1 hnRNA transkripta u nastajanju prati isti oscilatorni obrazac kao što se ritmički obrađeni transkripti mRNA u A.thaliana.LNK vežu za 5' regiju PRR5 i TOC1 i stupaju u interakciju s faktorima RNAP II i drugim transkriptnim faktorima . Štaviše, interakcija RVE8-LNK omogućava da se modifikuje permisivni obrazac metilacije histona (H3K4me3), a sama modifikacija histona paralelna je sa oscilacijom ekspresije satnog gena. [62]

Ranije je utvrđeno da usklađivanje cirkadijalnog ritma biljke sa svjetlosnim i tamnim ciklusima njenog vanjskog okruženja ima potencijal da pozitivno utiče na biljku. [63] Istraživači su došli do ovog zaključka izvodeći eksperimente na tri različite vrste Arabidopsis thaliana. Jedna od ovih sorti imala je normalan cirkadijalni ciklus od 24 sata. [63] Druge dvije varijante su mutirane, jedna je imala cirkadijalni ciklus duži od 27 sati, a druga je imala cirkadijalni ciklus kraći od normalnog od 20 sati. [63]

The Arabidopsis sa 24-satnim cirkadijanskim ciklusom uzgajan je u tri različita okruženja. [63] Jedno od ovih okruženja imalo je 20-satni ciklus svjetla i tame (10 sati svjetla i 10 sati mraka), a drugo je imalo 24-satni ciklus svjetla i tame (12 sati svjetla i 12 sati mraka) ,a konačno okruženje je imalo 28-satni ciklus svjetla i tame (14 sati svjetla i 14 sati mraka). [63] Dvije mutirane biljke uzgajane su u okruženju koje je imalo 20-satni ciklus svjetla i tame i u okruženju koje je imalo 28-satni ciklus svjetla i tame. [63] Utvrđeno je da raznolikost od Arabidopsis sa 24-satnim ciklusom cirkadijanskog ritma najbolje je rasla u okruženju koje je također imalo 24-satni ciklus svjetla i tame. [63] Sve u svemu, utvrđeno je da su sve varijante Arabidopsis thaliana imali su veći nivo hlorofila i pojačan rast u sredinama čiji su ciklusi svetlosti i tame odgovarali njihovom cirkadijalnom ritmu. [63]

Istraživači su sugerirali da bi razlog za to mogao biti podudaranje a ArabidopsisCirkadijalni ritam u okolini mogao bi omogućiti biljci da bude bolje pripremljena za zoru i sumrak, te tako može bolje sinkronizirati svoje procese. [63] U ovoj studiji je također otkriveno da su geni koji pomažu u kontroli hlorofila dostigli vrhunac nekoliko sati nakon zore. [63] Čini se da je ovo u skladu s predloženim fenomenom poznatim kao metaboličko svitanje. [64]

Prema hipotezi o metaboličkoj zori, šećeri proizvedeni fotosintezom imaju potencijal da pomognu u regulaciji cirkadijalnog ritma i određenih fotosintetskih i metaboličkih puteva. [64] [65] Kako sunce izlazi, više svjetla postaje dostupno, što normalno omogućava više fotosinteze. [64] Šećeri proizvedeni fotosintezom potiskuju PRR7. [66] Ova represija PRR7 zatim dovodi do povećane ekspresije CCA1. [66] S druge strane, smanjeni nivoi fotosintetskog šećera povećavaju ekspresiju PRR7 i smanjuju ekspresiju CCA1. [64] Ova povratna sprega između CCA1 i PRR7 je ono što se predlaže da uzrokuje metaboličku zoru. [64] [67]

Molekularni mehanizam cirkadijalnog ritma i percepcije svjetlosti najbolje se razumije u Drosophila. Geni sata su otkriveni iz Drosophila, i djeluju zajedno sa neuronima sata. Postoje dva jedinstvena ritma, jedan tokom procesa izleganja (koji se naziva eklozija) iz kukuljice, a drugi tokom parenja. [68] Neuroni sata nalaze se u različitim klasterima u centralnom mozgu. Najbolje shvaćeni neuroni sata su veliki i mali lateralni ventralni neuroni (l-LNvs i s-LNvs) optičkog režnja. Ovi neuroni proizvode pigment dispergirajući faktor (PDF), neuropeptid koji djeluje kao cirkadijalni neuromodulator između različitih neurona sata. [69]

Drosophila cirkadijalni ritam je kroz povratnu petlju transkripcije-translacije. Mehanizam jezgra sata sastoji se od dvije međuzavisne povratne petlje, odnosno PER/TIM petlje i CLK/CYC petlje. [70] CLK/CYC petlja se javlja tokom dana i pokreće transkripciju per i tim geni. Ali njihov nivo proteina ostaje nizak do sumraka, jer tokom dana takođe aktivira duplo vreme (dbt) gen. DBT protein uzrokuje fosforilaciju i promet monomernih PER proteina. [71] [72] TIM je takođe fosforiliran od strane Shaggyja do zalaska sunca. Nakon zalaska sunca, DBT nestaje, tako da se PER molekuli stabilno vezuju za TIM. PER/TIM dimer nekoliko puta noću ulazi u nukleus i vezuje se za CLK/CYC dimere. Vezani PER potpuno zaustavlja transkripcionu aktivnost CLK i CYC. [73]

U ranim jutarnjim satima, svjetlo aktivira plakati gen i njegov protein CRY izazivaju razgradnju TIM-a. Tako se PER/TIM dimer disocira, a nevezani PER postaje nestabilan. PER prolazi kroz progresivnu fosforilaciju i konačno degradaciju. Odsustvo PER i TIM omogućava aktivaciju clk i cyc geni. Dakle, sat se resetuje da započne sledeći cirkadijalni ciklus. [74]

PER-TIM Model Edit

Ovaj proteinski model razvijen je na osnovu oscilacija PER i TIM proteina u Drosophila. [75] Zasnovan je na svom prethodniku, PER modelu gdje je objašnjeno kako per gen i njegov protein utiču na biološki sat. [76] Model uključuje formiranje nuklearnog PER-TIM kompleksa koji utiče na transkripciju gena per i tim (pružanjem negativne povratne informacije) i višestruku fosforilaciju ova dva proteina. Čini se da se cirkadijalne oscilacije ova dva proteina sinhronizuju s ciklusom svjetlo-tamak čak i ako nisu nužno zavisne od njega. [77] [75] I PER i TIM proteini su fosforilirani i nakon što formiraju PER-TIM nuklearni kompleks vraćaju se unutar jezgra kako bi zaustavili ekspresiju per i tim mRNA. Ova inhibicija traje sve dok se protein ili mRNA ne razgradi. [75] Kada se to dogodi, kompleks oslobađa inhibiciju. Ovdje se također može spomenuti da se razgradnja TIM proteina ubrzava svjetlošću. [77]

Primarni cirkadijalni sat kod sisara nalazi se u suprahijazmatskom jezgru (ili jezgri) (SCN), paru različitih grupa ćelija smještenih u hipotalamusu. Uništavanje SCN dovodi do potpunog odsustva redovnog ritma spavanja i buđenja. SCN prima informacije o osvjetljenju kroz oči.Retina oka sadrži "klasične" fotoreceptore ("štapiće" i "čušnice"), koji se koriste za konvencionalni vid. Ali retina takođe sadrži specijalizovane ganglijske ćelije koje su direktno fotosenzitivne i projektuju direktno u SCN, gde pomažu u uvlačenju (sinhronizaciji) ovog glavnog cirkadijalnog sata. [78]

Ove ćelije sadrže fotopigmentni melanopsin i njihovi signali prate put koji se zove retinohipotalamički trakt, koji vodi do SCN. Ako se ćelije iz SCN-a uklone i uzgajaju, one održavaju svoj vlastiti ritam u odsustvu vanjskih znakova. [79]

SCN preuzima informacije o dužini dana i noći iz mrežnjače, tumači ih i prosljeđuje epifizi, sićušnoj strukturi u obliku šišarke koja se nalazi na epitalamusu. Kao odgovor, epifiza luči hormon melatonin. [80] Lučenje melatonina dostiže vrhunac noću i pada tokom dana i njegovo prisustvo daje informacije o dužini noći.

Nekoliko studija je pokazalo da se melatonin epifize vraća na ritmičnost SCN-a kako bi modulirao cirkadijalne obrasce aktivnosti i druge procese. Međutim, priroda i značaj ove povratne informacije na nivou sistema su nepoznati. [81]

Cirkadijalni ritmovi ljudi mogu se uvesti u nešto kraće i duže periode od Zemljinih 24 sata. Istraživači sa Harvarda su pokazali da se ljudi mogu barem naučiti ciklusu od 23,5 sati i ciklusu od 24,65 sati (potonji je prirodni solarni ciklus dan-noć na planeti Mars). [82]

Ljudi Edit

Rano istraživanje cirkadijalnih ritmova sugeriralo je da većina ljudi preferira dan koji je bliži 25 sati kada su izolirani od vanjskih podražaja poput dnevne svjetlosti i mjerenja vremena. Međutim, ovo istraživanje je bilo pogrešno jer nije uspjelo zaštititi sudionike od umjetnog svjetla. Iako su subjekti bili zaštićeni od vremenskih znakova (kao što su satovi) i dnevne svjetlosti, istraživači nisu bili svjesni efekata odlaganja faze električnog svjetla u zatvorenom prostoru. [83] [ sumnjivo – diskutuj ] Subjektima je bilo dozvoljeno da upale svjetlo kada su budni i da ga ugase kada su htjeli spavati. Električno svjetlo u večernjim satima odgodilo je njihovu cirkadijalnu fazu. [84] Stroža studija koju je 1999. godine sproveo Univerzitet Harvard procijenila je da je prirodni ljudski ritam bliži 24 sata i 11 minuta: mnogo bliži sunčevom danu. [85] U skladu sa ovim istraživanjem bila je novija studija iz 2010. godine koja je takođe identifikovala polne razlike pri čemu je cirkadijalni period za žene bio nešto kraći (24,09 sati) nego za muškarce (24,19 sati). [86] U ovoj studiji, žene su imale tendenciju da se probude ranije od muškaraca i pokazuju veću sklonost prema jutarnjim aktivnostima od muškaraca, iako su osnovni biološki mehanizmi za ove razlike nepoznati. [86]

Biološki markeri i efekti Uredi

Klasični fazni markeri za mjerenje vremena cirkadijalnog ritma sisara su:

Za ispitivanje temperature, subjekti moraju ostati budni, ali mirni i poluzavaljeni u skorom mraku dok im se rektalne temperature mjere kontinuirano. Iako su varijacije velike među normalnim kronotipovima, prosječna temperatura odrasle osobe dostiže svoj minimum oko 5:00 ujutro, oko dva sata prije uobičajenog vremena buđenja. Baehr et al. [89] otkrili su da se kod mladih odraslih minimalna dnevna temperatura javlja oko 04:00 (4 ujutro) za jutarnje tipove, ali oko 06:00 (6 ujutro) za večernje tipove. Ovaj minimum se desio otprilike u sredini osmosatnog perioda spavanja za jutarnje tipove, ali bliže buđenju kod večernjih tipova.

Melatonin je odsutan iz sistema ili je neprimetno nizak tokom dana. Njegov početak pri slabom svetlu, pojavu melatonina pri slabom svjetlu (DLMO), otprilike u 21:00 (21 sat) može se izmjeriti u krvi ili pljuvački. Njegov glavni metabolit se takođe može meriti u jutarnjem urinu. I DLMO i srednja tačka (u vremenu) prisustva hormona u krvi ili pljuvački korišteni su kao cirkadijalni markeri. Međutim, novija istraživanja pokazuju da melatonin offset može biti pouzdaniji marker. Benloucif et al. [87] su otkrili da su markeri melatoninske faze stabilniji i u većoj korelaciji sa vremenom spavanja od minimuma temperature jezgre. Otkrili su da su i offset spavanja i offset melatonina snažnije povezani s faznim markerima nego početkom spavanja. Osim toga, faza opadanja nivoa melatonina je pouzdanija i stabilnija od završetka sinteze melatonina.

Druge fiziološke promjene koje se javljaju u skladu s cirkadijalnim ritmom uključuju broj otkucaja srca i mnoge stanične procese, uključujući oksidativni stres, metabolizam stanica, imunološke i upalne odgovore, epigenetsku modifikaciju, puteve odgovora hipoksije/hiperoksije, endoplazmatski retikularni stres, autofagiju i regulaciju stabla. ćelijsko okruženje." [90] U istraživanju mladih muškaraca, otkriveno je da broj otkucaja srca dostiže najnižu prosječnu brzinu tokom spavanja, a najvišu prosječnu brzinu ubrzo nakon buđenja. [91]

U suprotnosti sa prethodnim studijama, utvrđeno je da nema uticaja telesne temperature na performanse na psihološkim testovima. Ovo je vjerovatno zbog evolucijskih pritisaka za višim kognitivnim funkcijama u poređenju s drugim područjima funkcije koja su ispitivana u prethodnim studijama. [92]

Izvan "glavnog sata" Uredi

Više-manje nezavisni cirkadijalni ritmovi nalaze se u mnogim organima i ćelijama u tijelu izvan suprahijazmatskih jezgara (SCN), "glavnog sata". Zaista, neuroznanstvenik Joseph Takahashi i kolege izjavili su u članku iz 2013. da "skoro svaka ćelija u tijelu sadrži cirkadijalni sat". [93] Na primjer, ovi satovi, zvani periferni oscilatori, pronađeni su u nadbubrežnoj žlijezdi, jednjaku, plućima, jetri, pankreasu, slezeni, timusu i koži. [94] [95] [96] Također postoje neki dokazi da olfaktorna lukovica [97] i prostata [98] mogu doživjeti oscilacije, barem kada se uzgajaju.

Iako oscilatori u koži reaguju na svjetlost, sistemski utjecaj nije dokazan. [99] Osim toga, pokazalo se da mnogi oscilatori, kao što su ćelije jetre, na primjer, reaguju na inpute koji nisu svjetlosni, kao što je hranjenje. [100]

Svetlost resetuje biološki sat u skladu sa krivom faznog odziva (PRC). U zavisnosti od vremena, svjetlost može unaprijediti ili odgoditi cirkadijalni ritam. I PRC i potrebno osvjetljenje variraju od vrste do vrste, a niži nivoi svjetlosti potrebni su da bi se satovi poništili kod noćnih glodara nego kod ljudi. [101]

Različite studije na ljudima su koristile prisilne cikluse spavanja/budnosti koje su se uvelike razlikovale od 24 sata, poput onih koje su proveli Nathaniel Kleitman 1938. (28 sati) i Derk-Jan Dijk i Charles Czeisler 1990-ih (20 sati). Budući da ljudi sa normalnim (tipičnim) cirkadijanskim satom ne mogu da se uključe u takve abnormalne ritmove dan/noć, [102] ovo se naziva protokolom prisilne desinhronije. Prema takvom protokolu, epizode spavanja i budnosti su odvojene od endogenog cirkadijalnog perioda tijela, što omogućava istraživačima da procijene efekte cirkadijalne faze (tj. relativnog vremena cirkadijalnog ciklusa) na aspekte sna i budnosti, uključujući latenciju spavanja i druge funkcije. - i fiziološki, bihevioralni i kognitivni. [103] [104] [105] [106] [107]

To pokazuju i studije Cyclosa turbinata Jedinstven je po tome što njegova lokomotorna aktivnost i aktivnost izgradnje mreže uzrokuju da ima izuzetno kratkotrajni cirkadijalni sat, oko 19 sati. Kada C. turbinata pauci su smješteni u komore s periodima od 19, 24 ili 29 sati ravnomjerno podijeljenog svjetla i tame, nijedan od pauka nije pokazao smanjenu dugovječnost u vlastitom cirkadijalnom satu. Ovi nalazi ukazuju na to C. turbinata ne trpe iste troškove ekstremne desinhronizacije kao druge vrste životinja.

Određivanje vremena medicinskog tretmana u koordinaciji sa tjelesnim satom, kronoterapeutikom, može značajno povećati učinkovitost i smanjiti toksičnost lijeka ili neželjene reakcije. [108]

Brojne studije su zaključile da kratak period sna tokom dana, odnosno snažna dremka, nema nikakav mjerljiv učinak na normalne cirkadijalne ritmove, ali može smanjiti stres i poboljšati produktivnost. [109] [110] [111]

Zdravstveni problemi mogu biti rezultat poremećaja cirkadijalnog ritma. [112] Cirkadijalni ritmovi takođe igraju ulogu u retikularnom aktivirajućem sistemu, što je ključno za održavanje stanja svesti. Preokret [ potrebno pojašnjenje ] u ciklusu spavanje-budnost može biti znak ili komplikacija uremije, [113] azotemije ili akutne povrede bubrega. [114] [115]

Studije su takođe pokazale da svetlost ima direktan uticaj na ljudsko zdravlje zbog načina na koji utiče na cirkadijalne ritmove. [116]

Unutrašnja rasvjeta Uredi

Zahtjevi za rasvjetu za cirkadijalnu regulaciju nisu jednostavno isti kao oni za vizijsko planiranje unutrašnjeg osvjetljenja u kancelarijama i ustanovama. Ovo počinje uzimati u obzir. [117] Studije na životinjama o efektima svjetlosti u laboratorijskim uvjetima donedavno su razmatrale intenzitet svjetlosti (zračenje), ali ne i boju, za koju se može pokazati da "djeluje kao suštinski regulator biološkog vremena u prirodnijim okruženjima". [118]

Gojaznost i dijabetes Edit

Gojaznost i dijabetes povezani su sa načinom života i genetskim faktorima. Među tim faktorima, poremećaj cirkadijalnog satnog mehanizma i/ili neusklađenost cirkadijalnog vremenskog sistema sa spoljašnjim okruženjem (npr. ciklus svetlost-tama) može igrati ulogu u razvoju metaboličkih poremećaja. [112]

Rad u smjenama ili hronični jet lag imaju duboke posljedice na cirkadijalne i metaboličke događaje u tijelu. Životinje koje su prisiljene da jedu tokom perioda odmora pokazuju povećanu tjelesnu masu i izmijenjenu ekspresiju sata i metaboličkih gena. [119] [ potrebna medicinska referenca ] Kod ljudi, rad u smjenama koji pogoduje neredovnom vremenu obroka povezan je s promijenjenom osjetljivošću na inzulin i većom tjelesnom masom. Rad u smjenama također dovodi do povećanog metaboličkog rizika od kardiometaboličkog sindroma, hipertenzije i upale. [120]

Piloti i kabinsko osoblje Edit

Zbog radne prirode pilota avio-kompanija, koji često prelaze nekoliko vremenskih zona i područja sunčeve svjetlosti i tame u jednom danu, i provode mnogo sati budni i danju i noću, često nisu u stanju da održe obrasce spavanja koji odgovaraju prirodnom ljudskom cirkadijanu. ritam ova situacija može lako dovesti do umora. NTSB navodi da ovo doprinosi mnogim nesrećama [121] i sproveo je nekoliko istraživačkih studija kako bi pronašao metode borbe protiv umora kod pilota. [122]

Disruption Edit

Poremećaj ritmova obično ima negativan efekat. Mnogi putnici su iskusili stanje poznato kao jet lag, sa povezanim simptomima umora, dezorijentacije i nesanice. [123]

Brojni drugi poremećaji, na primjer bipolarni poremećaj i neki poremećaji spavanja kao što je poremećaj odgođene faze spavanja (DSPD), povezani su s nepravilnim ili patološkim funkcioniranjem cirkadijalnih ritmova. [124]

Vjeruje se da poremećaj ritmova na duži rok ima značajne štetne posljedice po zdravlje perifernih organa izvan mozga, posebno u razvoju ili pogoršanju kardiovaskularnih bolesti. [112] [125] Plava LED rasvjeta potiskuje proizvodnju melatonina pet puta više od narandžasto-žute natrijumove pod visokim pritiskom (HPS) metal halogenidna lampa, koja je bijela svjetlost, potiskuje melatonin brzinom više od tri puta većom od HPS . [126] Simptomi depresije zbog dugotrajnog izlaganja noćnom svjetlu mogu se poništiti vraćanjem u normalan ciklus. [127]

Utjecaj lijekova Edit

Studije provedene i na životinjama i na ljudima pokazuju velike dvosmjerne odnose između cirkadijalnog sistema i narkotika. Indikovano je da ovi nasilni lijekovi utiču na centralni cirkadijalni pejsmejker. Pojedinci koji pate od zloupotrebe supstanci pokazuju poremećene ritmove. Ovi poremećeni ritmovi mogu povećati rizik od zloupotrebe supstanci i recidiva. Moguće je da genetski i/ili ekološki poremećaji normalnog ciklusa spavanja i buđenja mogu povećati podložnost ovisnosti. [128]

Teško je utvrditi da li je poremećaj cirkadijalnog ritma kriv za povećanje učestalosti zloupotrebe supstanci ili su za to krivi drugi faktori okoline, poput stresa. Promjene u cirkadijalnom ritmu i spavanju nastaju kada pojedinac počne da zloupotrebljava droge i alkohol. Jednom kada pojedinac odluči da prestane koristiti drogu i alkohol, cirkadijalni ritam nastavlja biti poremećen. [128]

Stabilizacija sna i cirkadijalni ritam bi možda mogli pomoći da se smanji osjetljivost na ovisnost i da se smanje šanse za recidiv. [128]

Cirkadijalni ritmovi i geni sata eksprimirani u regijama mozga izvan suprahijazmatskog jezgra mogu značajno utjecati na efekte droga kao što je kokain. [ potreban citat ] Štaviše, genetske manipulacije genima sata duboko utiču na djelovanje kokaina. [129]

Godine 2017. Jeffrey C. Hall, Michael W. Young i Michael Rosbash dobili su Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu "za svoja otkrića molekularnih mehanizama koji kontroliraju cirkadijalni ritam". [130] [131]


Biološki ritmovi

Biološki ritmovi su prirodne ciklične promjene u tijelu. Održava i kemijske i funkcionalne promjene. Funkcioniše kao interni sat master i koordinira se sa drugim satom u telu. Sastoje se od hiljada nervnih ćelija, koje se sinhronizuju sa funkcijama tela. Biološki sat kod čovjeka smješten je u mozgu i povezan sa nervnim sistemom. Periodične biološke fluktuacije u tijelu odgovaraju promjenama okoline i biološkim promjenama

Vrste bioloških ritmova

Na osnovu funkcija biološki ritmovi su klasifikovani u četiri tipa. Vrste bioloških ritmova su

Cirkadijalni ritmovi: Cirkadijalni ritam je ciklus od 24 sata, dio je unutrašnjeg tjelesnog sata. Oni trče da nose naše osnovne funkcije i procese u tijelu. Jedan od dobro poznatih cirkadijanskih ritmova je ciklus spavanja i buđenja. Različiti sistem tijela prati glavni sat mozga, koji se sinhronizuje sa cirkadijanskim ritmovima. Cirkadijalni sat igra važnu ulogu u fizičkoj, mentalnoj i bihevioralnoj ulozi koja ovisi o svjetlu i tami.

Dnevni ritmovi: Dnevni ritmovi su takođe poznati kao endogeni ritmovi. Sinhronizira dan i noć sa cirkadijanskim ritmovima. Na to uglavnom utiču ekološki tragovi poput klimatskih promjena.

Ultradijanski ritmovi: Ultradijanski ritmovi se javljaju više od jednom dnevno. Na visokoj frekvenciji traje kratko. Na primjer, dubok san u trajanju od devedeset minuta. Budnost i nivo hormona prate ultradijanske ritmove.

Infradijanski ritmovi: Biološki ritam, koji traje više od 24 sata, nastaje zbog infradijanskih ritmova. Na primjer, menstrualni ciklus kod žena se javlja svakih 28 dana.

Biološki sat kod ljudi

U ljudskom tijelu, Suprachiasmatic Nucleus (SCN) prisutan u mozgu je glavni biološki sat, koji regulira cirkadijalni ritam sna. Suprahijazmatično jezgro se nalazi u desnom uglu nervnog sistema u hipotalamusu. Ovdje svjetlost stimulira receptore retine i šalje signal suprahijazmatskom jezgru. Zatim šalju signal epifizi za lučenje melatonina. Hormon melatonin reguliše pravilan ciklus sna. Koncentracije kortizola u serumu brzo rastu u ranim jutarnjim satima, postepeno se smanjuju tokom dana, uz mala povećanja nakon obroka, i ostaju smanjene veći dio noći.

Koje su vrste bioloških poremećaja ritma?

Svaki biološki poremećaj utiče na cirkadijalni ritam. Biološki ritmovi su poremećeni različitim faktorima.

Poremećaji spavanja: Zdravlje tijela je povezano sa ciklusom spavanja. Produžena distribucija redovnog ciklusa spavanja utiče na biološke ritmove. Uzrokuje poremećaje spavanja poput nesanice.

Jet Lag: Noćno putovanje kroz vremenske zone remeti cirkadijalni ritam. I uzrokuje poremećaje biološkog ritma.

Poremećaji raspoloženja: Poremećaji biološkog ritma se javljaju i ako ljudi nisu izloženi sunčevoj svjetlosti. To uzrokuje depresiju, sezonske afektivne poremećaje i bipolarne poremećaje.

Poremećaji rada u smjenama: Ljudi koji rade u smjenama uzrokuju promjene u cirkadijalnim ritmovima i mogu dovesti do poremećaja rada u smjenama.

Uzroci poremećaja biološkog ritma

Psihološki poremećaji bioloških ritmova utiču na zdravlje i hormonalne promene osobe. Spisak faktora koji izazivaju poremećaj biološkog ritma su


MEHANISTIČKI FAKTORI KOJI VEZE POVREDNI GOST SA ZDRAVLJEM

Slika 1 ilustruje kako su faktori za koje se pretpostavlja da povezuju povremeni post sa zdravstvenim ishodima povezani. Ukratko, pretpostavlja se da režimi povremenog gladovanja utiču na metaboličku regulaciju putem efekata na (1) cirkadijalnu biologiju, (2) gastrointestinalnu mikrobiotu i (3) modifikujuća životna ponašanja. Negativne perturbacije u ovim sistemima mogu proizvesti neprijateljski metabolički milje, koji predisponira pojedince na razvoj gojaznosti, dijabetesa, kardiovaskularnih bolesti i raka. Pogledajte nedavni pregled Longoa i Mattsona za detaljan pregled molekularnih mehanizama koji potencijalno povezuju post sa zdravstvenim ishodima. 33

Povezanost intermitentnog gladovanja s crijevnom mikrobiotom, cirkadijalnim satom i drugim faktorima životnog stila za koje se pretpostavlja da rezultiraju metaboličkom regulacijom i nizvodnim utjecajima na gojaznost, dijabetes tipa 2 (T2D), rak i kardiovaskularne bolesti (KVB).

Circadian Biology

Povremeni režimi posta koji ograničavaju potrošnju hrane na dnevnu mogu utjecati na cirkadijalnu biologiju za poboljšanje metaboličkog zdravlja. Organizmi su evoluirali da ograniče svoju aktivnost na noć ili dan razvijajući endogeni cirkadijalni sat kako bi osigurali da se fiziološki procesi izvode u optimalno vrijeme. 34 Doba dana igra glavnu ulogu u integraciji metabolizma i energije, kao i fizioloških pokazatelja kao što su obrasci hormonskog lučenja, fizička koordinacija i san (Slika 2). 35 Kod sisara, glavni biološki sat nalazi se u suprahijazmatskim jezgrama (SCN) hipotalamusa i privučen je svjetlosnim i tamnim podražajima. Slični oscilatori sata pronađeni su u perifernim tkivima kao što je jetra s hranjenjem kao dominantnim vremenskim znakom (tj. zeitgeber). Pretpostavlja se da desinhronizacija između SCN glavnog sata i perifernih cirkadijalnih satova narušava energetsku ravnotežu 36 i dovodi do povećanog rizika od kroničnih bolesti. 37 Pretpostavlja se da neki režimi posta i vremenski ograničeno hranjenje nameću dnevni ritam u unosu hrane, što rezultira poboljšanim oscilacijama u ekspresiji gena cirkadijalnog sata koji reprogramiraju molekularne mehanizme energetskog metabolizma i regulacije tjelesne težine. 22 Zainteresovane čitaoce upućujemo na detaljne preglede mehanizama koji leže u osnovi cirkadijalne biologije. 34�

Ljudski cirkadijalni ritam reguliše ishranu, spavanje, hormone, fiziološke procese i koordinira metabolizam i energiju

Dokazi da su nutritivni signali i vrijeme obroka cirkadijalni sinhronizatori temelje se uglavnom na istraživanju na životinjama. 38,39 Međutim, kod ljudi postoji velika i opsežna literatura koja ukazuje da rad u smjenama remeti cirkadijalne ritmove i povezan je s povećanim rizikom od pretilosti, dijabetesa, kardiovaskularnih bolesti i raka (posebno raka dojke). 40� Slično, podaci iz ispitivanja i potencijalnih kohorti podržavaju hipotezu da je konzumiranje većine dnevne energije ranije tokom dana povezano sa manjom težinom i poboljšanim zdravljem. 45�

Gastrointestinalna (crijeva) mikrobiota

Mnoge funkcije gastrointestinalnog trakta pokazuju robusne cirkadijalne ritmove ili ritmove spavanja i buđenja. Na primjer, pražnjenje želuca i protok krvi su veći tokom dana nego noću, a metabolički odgovori na opterećenje glukozom su sporiji uveče nego ujutro. 50 Stoga je moguće da kronično poremećeni cirkadijalni profil može utjecati na gastrointestinalnu funkciju i narušiti metabolizam i zdravlje. 51

Intermitentno gladovanje može direktno uticati na mikrobiotu crijeva, koja je složena, raznolika i ogromna mikrobna zajednica koja se nalazi u crijevnom traktu. Studije sugeriraju da promjene u sastavu i metaboličkoj funkciji crijevne mikrobiote kod gojaznih pojedinaca mogu omogućiti ȁkobejsku mikrobiotu” da prikupi više energije iz prehrane nego ȁčista mikrobiota” i na taj način utiče na neto apsorpciju energije, potrošnju i, skladištenje. 52� Osim toga, promjene u mikrobioti crijeva povezane s gojaznošću mogu promijeniti propusnost crijeva i translokaciju bakterija kako bi promovirali sistemsku upalu 55, što je znak gojaznosti i bolesti povezanih s gojaznošću. Konačno, primjetno je da je nedavna studija povezala jet lag kod miševa i ljudi s aberantnim dnevnim fluktuacijama mikrobiote i disbiozom koja dovodi do netolerancije na glukozu i gojaznosti. 56

Promjenjivi način života

Energetski unos

Studije metaboličkih jedinica naizmjeničnog i modificiranog dnevnog gladovanja dokumentirale su smanjenu potrošnju energije. Međutim, studije režima gladovanja kod odraslih osoba koje žive slobodno zavise od samoprijavljenog energetskog unosa, koji slabo korelira s objektivnim markerima energetskog unosa. 57 Promjena težine nudi indirektnu procjenu uticaja intermitentnog gladovanja na unos energije i kao što je prikazano u Tabeli 2 , statistički značajno smanjenje težine je uočeno u 85% ispitivanja intermitentnog gladovanja. Većina režima posta smanjuje ukupan broj sati dostupnih za jelo i na taj način može smanjiti ukupni unos energije i rizik od pretilosti. Osim toga, istraživanje kod radnika u smjenama i noćnih radnika pokazalo je promjene u hormonima koji regulišu apetit (leptin, grelin, ksenin) što može dovesti do povećanja ukupnog unosa energije. 58�

Potrošnja energije

Studije na životinjama pokazuju da cirkadijalni sat reguliše kretanje. Miševi na vremenski ograničenom, izokaloričnom režimu hranjenja pokazali su poboljšanu koordinaciju mišića i povećanu aktivnost i potrošnju energije pred kraj perioda hranjenja. 22 Međutim, podaci kod ljudi su rijetki ili nepostojeći o tome da li režimi povremenih gladovanja utiču na potrošnju energije među slobodnim odraslim osobama.

Spavaj

Brojne opservacijske studije su objavile da je noćno jedenje povezano sa smanjenim trajanjem sna i lošom kvalitetom sna, 61,62 što može dovesti do insulinske rezistencije i povećanog rizika od pretilosti, dijabetesa, kardiovaskularnih bolesti i raka. 63� Konkretno, pretpostavlja se da jedenje obroka u abnormalnim cirkadijalnim vremenima (tj. kasno noću) dovodi do cirkadijalne desinhronizacije 69 i naknadnog poremećaja normalnih obrazaca spavanja. Prema našim saznanjima, nijedna studija nije direktno ispitivala povezanost između povremenog posta i sna kod slobodnih odraslih osoba.


Dijelovi endokrinog sistema

Endokrini sistem se sastoji od hormona i endokrinih žlijezda. Hormoni su prirodne tvari koje kontroliraju, upravljaju i koordiniraju nekoliko tjelesnih funkcija u cijelom tijelu.

Endokrini sistem se sastoji od ovih žlezda:

  • Hipotalamus
  • Hipofiza
  • Epifiza
  • Štitna žlijezda
  • Paratiroidna žlezda
  • Nadbubrežne žlijezde
  • Gušterača
  • Jajnici
  • Testisi

U prošlosti se timus također smatrao endokrinom žlijezdom, međutim, sada se ne smatra endokrinom žlijezdom jer, iako timus igra ulogu u imunološkom sistemu tijela, ne luči hormone.

Hipotalamus

Hipotalamus obavlja nekoliko uloga i funkcija. Kao što možete vidjeti na slikama iznad i ispod, hipotalamus se nalazi unutar lobanje i mozga. Hipotalamus, kao što je prikazano na gornjim slikama, leži u anatomskoj blizini i neposredno iznad hipofize, druge endokrine žlijezde, blizu baze ili dna mozga.

Hipotalamus, prilično sličan hipofizi, kao što je objašnjeno u nastavku, igra važnu ulogu u smislu homeostaze tijela, odnosno normalne ravnoteže. Opet, kao i hipofiza, hipotalamus luči i oslobađa hormone koji usporavaju i zaustavljaju oslobađanje hormona iz drugih endokrinih žlijezda i stimulira oslobađanje hormona iz drugih endokrinih žlijezda, ovisno o potrebama tijela i razinama ovih hormona u krvi. hormona u krvi.

Kada je određeni hormon u krvi prenizak, na osnovu povratnih informacija koje hipotalamus dobiva, hipotalamus, poput hipofize, oslobađa hormon drugoj endokrinoj žlijezdi kako bi stimulirao ovu žlijezdu da luči i proizvodi više njihovog hormona za podizanje nivo određenog hormona. Slično, kada je određeni hormon u krvi previsok, hipotalamus, poput hipofize, zaustavlja i zaustavlja oslobađanje tog stimulativnog hormona u drugu endokrinu žlijezdu kako bi snizio razinu određenog hormona u krvi. Ova povratna informacija održava hormonsku homeostazu tijela, odnosno tjelesnu ravnotežu.

Hipotalamus je kapija od i do nervnog sistema i endokrinog sistema. Na primjer, kada se od nervnog sistema primi senzorna stimulacija, ova poruka se šalje u hipotalamus endokrinog sistema.

Hipotalamus luči hormone, uključujući svoje oslobađajuće hormone, kao što je prikazano i navedeno na gornjoj slici, a sa ovim hormonima hipotalamus kontrolira i koordinira:

  • Održavanje tjelesne temperature osobe unutar normalnog raspona
  • Održavanje ravnoteže tečnosti i elektrolita osobe sa antidiuretskim hormonom
  • Stimulacija hipofize za oslobađanje hormona, uključujući i njene stimulativne hormone
  • Gastrointestinalni sekreti iz crijeva i želuca
  • Funkcije jajnika i testisa sa gonadotropin oslobađajućim hormonom
  • Metabolizam s kortikotrofinom oslobađajućim hormonom i hormonom koji stimulira štitnjaču
  • Proizvodnja ljudskog mlijeka sa oksitocinom i hormonom koji oslobađa prolaktin

Hipofiza

Smještena u bazi mozga, hipofiza je zaštićena koštanom strukturom zvanom Sella turcica sfenoidne kosti.

Hipofiza, kao što je prikazano na dvije slike iznad, naziva se i glavna žlijezda jer hipofiza, za razliku od drugih žlijezda u endokrinom sistemu, kontrolira lučenje nekoliko drugih žlijezda uključenih u endokrini sistem.

Na primjer, hipofiza igra važnu ulogu u izlučivanju ovih hormona, između ostalog, kada hipofiza luči svoje "simulirajuće hormone:

  • Hormon štitnjače iz štitne žlijezde kada hipofiza luči hormon koji stimulira štitnjaču
  • Kortizol iz nadbubrežne žlijezde kada hipofiza luči adrenokortikotropin

Hipofiza luči i druge hormone, kao što je navedeno na gornjoj slici.

Anatomski, ova sićušna žlijezda smještena je u bazi mozga, kao što je prikazano na slikama iznad.

Ukratko, hipofiza kontrolira i koordinira:

  • Balans tjelesne tečnosti
  • Krvni pritisak
  • Sazrevanje polnih organa
  • Rast
  • Radni proces tokom porođaja
  • Proizvodnja ljudskog mlijeka
  • Metabolizam

Pinealna žlijezda

Dijagram hipofize i epifize u ljudskom mozgu.

Epifiza, kao što je prikazano na slikama iznad, je mala endokrina žlijezda koja se nalazi u području mozga koje je relativno blizu hipotalamusa i hipofize endokrinog sistema.

Primarna uloga koju obavlja pinealna žlijezda je tjelesna kontrola i koordinacija ciklusa spavanja i unutrašnjeg tjelesnog sata koji se naziva cirkadijalni ritam. Jednostavno definisano, cirkadijalni ritam je 24-satni ciklus spavanja i budnosti normalnog ljudskog bića. Ljudi su normalna bića dnevne ili dnevne aktivnosti i bića za noćno spavanje, za razliku od noćnih bića koja imaju noćnu aktivnost i dnevnu budnost.

Lučenje melatonina se stimulira i oslobađa u mraku, što ga osjeti optički nerv, a inhibira se kada je stimulirano svjetlom, što ga osjeti optički nerv.

Štitna žlijezda

Ljudska štitna žlijezda gledano sprijeda, s vidljivim arterijama.

Štitna žlijezda, kao što je prikazano na gornjoj slici, donekle je oblikovana poput anđeoskih krila ili leptira. Ima jedan veći dio sa svake strane grla neposredno iznad dušnika. Ovi bilateralni glavni dijelovi, ili režnjevi, povezani su jedni s drugima tankim spojnim područjem koje se naziva prevlaka. Iako se na prvi pogled može činiti da postoje dvije bilateralne štitne žlijezde, postoji samo jedna.

Štitna žlijezda, kao što je prikazano na donjem dijagramu, obavlja nekoliko funkcija.

Hormoni štitnjače T3 i T4 imaju niz metaboličkih, kardiovaskularnih i razvojnih efekata na organizam. Proizvodnja se stimuliše oslobađanjem hormona koji stimuliše štitnjaču (TSH), što zauzvrat zavisi od oslobađanja tireotropin oslobađajućeg hormona (TRH). Svaki nizvodni hormon ima negativnu povratnu informaciju i smanjuje razinu hormona koji stimulira njegovo oslobađanje.

Štitna žlijezda proizvodi i luči trijodtironin hormon koji se sastoji od T3 i T4, koji su hormoni koji sadrže jod, i tiroksin kada je štitna žlijezda podstaknuta i stimulirana da proizvodi i oslobađa ove hormone od strane tireostimulirajućeg hormona hipofize.

Takođe proizvodi kalcitonin koji igra ulogu u nivoima kalcijuma koji cirkuliše u krvi. Jednostavno rečeno, nivoi kalcitonina se snižavaju kada osteoklasti kostiju, kao što je objašnjeno gore u odeljku pod naslovom Skeletni sistem, razgrađuju kost u njenom normalnom procesu regeneracije kostiju. .

Štitna žlijezda igra važnu ulogu u tjelesnom:

  • Metabolizam
  • Bazalni metabolizam
  • Funkcija srčanog sistema u smislu brzine pulsa, volumena krvi, tjelesne temperature, disanja i korištenja kisika
  • Fizički rast i stopa rasta
  • Seksualno funkcioniranje

Paratiroidne žlezde

Dijagram koji prikazuje strukture u ljudskom vratu. Četiri zelena zasjenjena područja predstavljaju najčešći položaj paratireoidnih žlijezda, kojih je općenito četiri i nalaze se iza bočnih režnjeva štitaste žlijezde (osenčeno narandžasto).

Štitna žlijezda i paratiroidne žlijezde gledano sa stražnje strane vrata.

Paratireoidne žlijezde, kao što je prikazano na gornjim slikama, su dva para žlijezda koje se nalaze obostrano na obje strane područja vrata odmah iza režnja štitne žlijezde. Kao rezultat blizine paratireoidnih žlijezda i štitne žlijezde, paratireoidna žlijezda dobiva naziv od "para" što znači oko i "tiroida" što je štitna žlijezda.

Tijelo ima četiri paratireoidne žlijezde i ova karakteristika čini paratireoidne žlijezde prilično jedinstvenim u poređenju sa drugim žlijezdama endokrinog sistema. ,

Primarna i glavna uloga paratireoidnih žlijezda je kontrola količine cirkulirajućeg kalcija i fosfora, koji su dva elektrolita. Kalcijum i fosfat igraju vitalnu ulogu u pogledu kostiju, zuba i nervnog sistema.

Ova kontrola u cirkulirajućoj krvi postiže se proizvodnjom i lučenjem paratiroidnog hormona paratiroidnih žlijezda.

Nadbubrežne žlijezde

Nadbubrežne žlijezde, koje se nalaze u području abdomena, nalaze se obostrano neposredno iznad desnog i lijevog bubrega i neposredno iznad dijafragme, kao što je prikazano na slikama iznad.

Nadbubrežne žlijezde se sastoje od dva glavna sloja, a to su korteks, krajnji vanjski sloj nadbubrežne žlijezde i medula koja je unutrašnje jezgro nadbubrežne žlijezde. Svaki od ova dva sloja ima različitu ulogu i luče različite hormone.

Korteks luči:

  • Androgen koji je muški hormon
  • Aldosteron koji kontroliše krvni pritisak i ravnotežu tečnosti kod osobe
  • Kortizol koji reguliše i koordinira metabolizam

Medula luči hormone stresne reakcije kao što su:

Pankreas

Gušterača, kao što je prikazano na slikama iznad, nalazi se u trbušnoj šupljini. Anatomski se nalazi iza želuca i pankreasa i ima tri dijela ili dijela koji su glava gušterače, vrat pankreasa i tijelo gušterače.

Gušterača ima nešto drugačiji sastav od ostalih endokrinih žlijezda. Dio pankreasa služi kao endokrina žlijezda, a drugi dio pankreasa služi kao organ za varenje i egzokrino tijelo, kao što je objašnjeno u prethodnom dijelu pod naslovom Probavni sistem. U tom smislu, gušterača se često naziva mješovita žlijezda zbog ovih različitih funkcija.

Kao endokrina žlijezda, ćelije otočića pankreasa, koje se nazivaju i otočići pankreasa i Langerhansova otočića, luče glukagon, inzulin, polipeptid pankreasa i somatostatin kao što je navedeno na jednoj od slika iznad. Što se tiče uloge pankreasa u probavnom sistemu, pankreas proizvodi i oslobađa pankreasne, digestivne enzime i sokove koji razgrađuju hranu pri ulasku u tanko crijevo, kao što je potpunije opisano ranije s probavnim sistemom.

Testisi i jajnici

Opskrba krvlju ljudskih ženskih reproduktivnih organa. Lijevi jajnik je struktura ovalnog oblika vidljiva iznad oznake "jajničke arterije".

Jajnici žene su, na neki način, slični testisima muškog pola. I jajnici i testisi su endokrine žlijezde i spolne žlijezde, što je definirano kao spolna i reproduktivna žljezdana struktura.

Poput testisa, ženke imaju dva bilateralna jajnika, od kojih svaki leži na lijevoj ili desnoj strani materice. Jedan kraj jajnika je na jajovodu, a drugi kraj jajnika je pričvršćen za matericu.

Jajnici, kao endokrina žlezda, proizvode progesteron, estrogen, inhibin i androstendion, kao što je navedeno na slici iznad. Progesteron, koji luče jajnici, igra ulogu u menstrualnom ciklusu, a priprema materice za implantaciju oplođene jajne ćelije ili jajne ćelije estrogen igra ulogu u razvoju sekundarnih polnih karakteristika kao što su grudi, u tom trenutku. ženskog puberteta ili pubescencije. Inhibin igra ulogu u tijelu u smislu inhibicije folikulostimulirajućeg hormona kod žena i inhibicije razvoja sperme kod muškaraca i androstendiona, koji je androgen koji je slabiji od testosterona.

Dijagram muških (ljudskih) testisa.

Testisi, ili testisi, kod muškaraca su, kao što je gore navedeno, slični jajnicima ženskog pola. I jajnici i testisi su endokrine žlijezde i spolne žlijezde, što je definirano kao spolna i reproduktivna žljezdana struktura.

Kao i jajnici, muškarci imaju dva bilateralna testisa, od kojih svaki leži na lijevoj ili desnoj strani tijela pored penisa, kao što je prikazano na gornjoj slici.

Testisi, kao endokrina žlijezda, proizvode androgene, posebno testosteron, a kao reproduktivni organ, testisi također proizvode i proizvode spermu, mušku ćeliju reprodukcije koja se spaja sa jajnim stanicama, ženskom ćelijom reprodukcije, kako bi se razmnožavala i oplodila jaje. Ove endokrine i reproduktivne funkcije testisa stimuliraju se luteinizirajućim hormonom hipofize, testosterona i folikulostimulirajućeg hormona.


Baza podataka o rijetkim bolestima

NORD sa zahvalnošću odaje priznanje Jamesu SP Faddenu, MA, potpredsjedniku, Circadian Sleep Disorders Network, i Katherine Sharkey, MD, PhD, vanrednoj profesorici medicine, Bolnica Rhode Island/Alpert Medicinski fakultet Univerziteta Brown, Odsjek za medicinu i ljudsku psihijatriju , za pomoć u pripremi ovog izvještaja.

Sinonimi za 24-satni poremećaj spavanja i buđenja

  • poremećaj cirkadijanskog ritma spavanja, tip slobodnog trčanja
  • poremećaj slobodnog trčanja
  • hipernihtemeralni sindrom
  • N24
  • ne-24
  • ne-24-satni poremećaj
  • poremećaj ciklusa spavanja i buđenja koji ne traje 24 sata
  • sindrom ne-24-časovnog spavanja i buđenja

Opća diskusija

Poremećaj spavanja i buđenja koji nije 24 sata (N24) je poremećaj cirkadijalnog ritma spavanja u kojem biološki sat pojedinca ne uspijeva da se sinhronizuje sa 24-satnim danom. Umjesto da spava u otprilike isto vrijeme svakog dana, neko sa N24 će obično primijetiti da se vrijeme spavanja postepeno odlaže za nekoliko minuta do sati svakog dana. Spavaće sve kasnije i kasnije sve dok im periodi spavanja ne prođu do kraja dana. (U izuzetno rijetkim slučajevima ritam spavanja će postepeno napredovati, a ne odlagati.) Ciklusi tjelesne temperature i hormonskih ritmova pacijenata također prate ritam koji ne traje 24 sata. Pokušaji borbe protiv ovog unutrašnjeg ritma i spavanja po tipičnom rasporedu rezultiraju teškim i kumulativnim nedostatkom sna. N24 se javlja kod 55-70% potpuno slijepih osoba, ali se javlja i kod nepoznatog broja ljudi koji vide.

Znakovi i simptomi

Kako se od većine ljudi traži da se pridržava redovnog rasporeda za posao, školu ili druge društvene obaveze, prvi simptomi N24 koji se obično primjećuju su periodična noćna nesanica i pretjerana pospanost tokom dana. Zbog ciklične prirode poremećaja, neke pogođene osobe će se osjećati normalno u periodima od dana do sedmica kada je ritam njihovog tijela sinhronizovan s ritmom društva oko njih. Kako se tijelo pojedinca ponovo desinhronizira iz ritmova ciklusa svjetlo-mrak (ili ciklusa dan-noć) i obaveza koje pojedinac sa N24 pokušava održati, nesanica i pretjerana dnevna pospanost će se vratiti.

Ciklus spavanja osoba sa N24 obično se kreće od nešto više od 24 sata (npr. 24,1 sat) do čak 28-30 sati u ekstremnim slučajevima. Slučajevi s ciklusima kraćim od 24 sata (za koje se očekuje da će rezultirati postupnim napredovanjem ritma) su izuzetno rijetki.

Kada im se dozvoli da spavaju po sopstvenom ciklusu, neke osobe sa N24 će pronaći olakšanje svojih simptoma nesanice i umora, po cenu sposobnosti da održavaju raspored potreban za društvene i profesionalne potrebe.Međutim, neki ljudi s N24 će i dalje osjećati umor, umor, malaksalost i poremećen san u bilo kojem rasporedu, vjerovatno zbog kontinuirane desinhronizacije njihovih unutrašnjih cirkadijanskih ritmova. Nedavna istraživanja su dokumentovala da pored centralnog sata u mozgu, praktično svaka ćelija u telu ima molekularni sat, a naučnici spekulišu da je desinhronizacija mnoštva satova ono što leži u osnovi ovih simptoma.

Ako se N24 ne otkrije i ne riješi, a osoba pokuša ostati na 24-satnom rasporedu, simptomi kronične deprivacije sna će se akumulirati, kao što su prekomjerna dnevna pospanost, umor, depresija, poteškoće s koncentracijom i problemi s pamćenjem. N24 može biti ozbiljno onesposobljavajući jer uzrokuje ekstremne poteškoće za pojedinca koji pokušava da održi društvene obaveze i obaveze u karijeri. Izolacija i usamljenost također mogu biti problemi zbog periodičnog buđenja dok drugi spavaju.

Uzroci

Sav život na Zemlji evoluirao je u uslovima ciklusa od 24 sata dan-noć (svjetlo-tamno). Organizmi su razvili mehanizme da tempiraju svoje ćelijske i metaboličke procese kako bi predvidjeli ovaj dnevni ritam. Kao rezultat toga, u gotovo svim ćelijama ljudskog tijela postoji biološki sat zasnovan na ciklusu DNK i sinteze proteina. Aktivnost gena sata pronađena je u bijelim krvnim stanicama i stanicama srca, mozga, jetre i mnogih drugih tkiva.

Pojedinačni ćelijski satovi rade u ciklusu koji je blizu 24 sata. Ovo je poznato kao cirkadijalni ritam („circa-“ = oko i „dian“ = koji se odnosi na dan). Ali pošto satovi nisu tačni, satovi pojedinačnih ćelija mogu se udaljiti jedan od drugog ili od Zemljinog ciklusa dan-noć. Za održavanje ovih satova u vremenu postoji glavni sat koji se nalazi u mozgu. Na isti način na koji dirigent orkestra drži muzičare da sviraju u taktu jedni s drugima, ovaj glavni sat održava ćelijske satove tijela u istom vremenskom ciklusu.

Glavni sat se nalazi u takozvanom suprahijazmatskom jezgru (SCN), smještenom u dijelu mozga koji se zove hipotalamus i koji regulira mnoge osnovne tjelesne funkcije. SCN se sastoji od oko 20.000 blisko umreženih ćelija čiji su ritmovi koordinirani tako da brzina aktiviranja ćelija varira zajedno u skoro 24-satnom ritmu. Aktiviranje SCN ćelija se zatim direktno i indirektno prenosi u mnoge druge regije mozga koje zatim prenose ovaj signal sata ostatku tijela neurohemijskim i hormonalnim putem.

Dva najbolje okarakterizirana ritma vođena signalom sata su ciklus tjelesne temperature i proizvodnja hormona melatonina. SCN reguliše tjelesnu temperaturu putem veza s drugim područjima hipotalamusa. Tjelesna temperatura varira u obliku valova, koja dostiže maksimum tokom dana i minimum (ili najnižu vrijednost) tokom noći.

SCN također šalje nervni signal koji prati složeni polisinaptički put preko cervikalnih spinalnih ganglija kako bi regulisao aktivnost epifize, koja je odgovorna za proizvodnju melatonina. Melatonin, koji se ponekad naziva i "hormon tame", proizvodi se u mraku noću. Pinealna žlezda ga luči u cerebrospinalnu tečnost, a zatim putuje krvotokom da bi stigla do ćelija tela. Djeluje na specifične receptore melatonina kako bi direktno regulisao ćelijske funkcije. Takođe jača temperaturni ciklus olakšavajući noćni pad telesne temperature. Između ostalih efekata, ovaj pad tjelesne temperature pomaže pripremi mozga i tijela za san.

Dok SCN služi za koordinaciju ćelijskih satova u cijelom tijelu, još uvijek postoji potreba da se SCN sat uskladi sa periodom od 24 sata na Zemlji. Ako je prepušten sam sebi, SCN održava ritam koji je blizu, ali ne baš tačno 24 sata. Kod zdravih ljudi unutrašnji period SCN sata u prosjeku iznosi oko 24,2 sata. Da nije postojao način da se ovaj ciklus ispravi na 24 sata, sat u SCN-u bi se pomicao za nekoliko minuta svakog dana sve dok više ne bi održavao tačno vrijeme ili bi ostao "zavučen".

Primarni način da se SCN sat održi ispravno je ekspozicija svjetlo-tamno. Specijalizovane ćelije u retini oka, koje se razlikuju od ćelija koje se koriste za vid, registruju izlaganje svetlu i tami i prenose ovaj signal nervnim putem poznatim kao retinohipotalamički trakt do SCN. Kada su oči izložene svjetlu u ranim jutarnjim satima, to šalje signal koji pomiče sat u SCN-u na ranije vrijeme, čime se osigurava neophodan dnevni unos. Kada svjetlo padne na oči kasno noću, signal za kašnjenje se šalje u SCN. Grafikon uticaja svetlosti u različito doba dana i noći poznat je kao kriva faznog odziva i može se koristiti za predviđanje efekata svetlosti na biološki sat. Ako SCN sat radi duže od 24 sata, ima tendenciju da kasni u odnosu na ciklus dan-noć, ali će ga jutarnja ekspozicija resetirati. Ako SCN sat radi kraće od 24 sata, kasno noćno izlaganje svjetlu će ga malo odgoditi. Na taj način, SCN sat se održava u vremenu sa ciklusom svjetlosti i tame dana i noći. Kod zdravih osoba rutinsko izlaganje jutarnjem svjetlu radi na održavanju cirkadijalnih ritmova.

Ćelije retine koje registruju svjetlost za cirkadijalne funkcije koriste pigment poznat kao melanopsin kao svjetlosni senzor. Budući da je melanopsin posebno osjetljiv na plavo svjetlo, svjetlost te boje ima veći efekat na cirkadijalne ritmove. Crveno, narandžasto i žuto svjetlo imaju mnogo manje efekta. Zeleno svjetlo također može utjecati na ritmove pod određenim okolnostima.

Među najvažnijim tjelesnim ritmovima koje kontrolira SCN je ciklus spavanja i buđenja. Ovaj ciklus kontrolišu dva procesa poznata kao homeostatski proces i cirkadijalni proces. Tokom spavanja mozak i tijelo se popravljaju i akumuliraju energiju i metaboličke resurse za aktivnosti u toku dana. Tokom dana, dok je osoba budna, ovi resursi se postepeno troše. Postepeni gubitak energije tokom dana proizvodi želju za spavanjem kako bi se ta energija obnovila. Ovo je poznato kao homeostatsko spavanje. Da je homeostatski proces jedini uključen, osoba bi se probudila puna energije, a zatim bi se postepeno smanjivala tokom dana, poput baterije koja gubi snagu. To bi značilo neujednačen nivo budnosti tokom dana, sa opasno niskom budnošću popodne i uveče. Da bi to bio protivteža, SCN takođe reguliše budnost onim što je poznato kao cirkadijalni proces. Kako dan odmiče, a energija se smanjuje, SCN to kompenzira slanjem jačeg signala budnosti u mozak i tijelo. Ovaj signal budnosti dostiže vrhunac u dva sata neposredno prije spavanja. Ova zona maksimalne budnosti poznata je kao "zabranjena zona za spavanje" jer signal budnosti čini spavanje gotovo nemogućim tokom te zone. Kada dođe do uobičajenog vremena za spavanje, SCN počinje da smanjuje svoj signal budnosti kako bi omogućio tijelu da spava. Kako bi se spriječilo rano buđenje, prije nego što se noćni san završi, cirkadijalni signal budnosti dodatno opada tijekom noći.

Ova složena interakcija između cirkadijalnog procesa i homeostatskog procesa omogućava ljudskom organizmu da ima relativno nivo budnosti tokom dana (sa povremenim izuzetkom perioda spavanja sredinom popodneva) i omogućava period konsolidovanog sna od 7-9 sati. po noći.

Kada sve funkcioniše dobro, svetlosni signali registrovani u očima održavaju SCN u toku sa 24-satnim ciklusom dan-noć, a SCN zauzvrat koordinira satove u epifizi i ćelijama u celom telu. Svi satovi održavaju 24-časovni ciklus u sinhronizaciji jedni s drugima poput članova dobro dirigovanog orkestra. Cirkadijalni signal budnosti se zatim kombinuje s homeostatskim procesom što rezultira individuom koja može spavati cijelu noć i održavati budnost tokom dana.

Ali postoji niz stvari koje mogu poći po zlu s ovim sistemom i dovesti do cirkadijalnog poremećaja kao što je N24.

1. Sljepoća. Najpoznatiji uzrok N24 je ono što se javlja kod slijepih osoba. Osobe koje su potpuno slijepe (bez percepcije svjetlosti) neće registrirati svjetlosne signale koji su potrebni za fino podešavanje tjelesnog sata na 24-časovni dan. Ako SCN sat počne da se udaljava od 24 sata, slijepa osoba nema suštinski način da ga vrati u sinhronizaciju bez medicinskog tretmana. Budući da inherentni ritam SCN-a nije uvijek tačno 24 sata, cirkadijalni sistem mjerenja vremena slijepe osobe će se polako mijenjati tokom vremena. Oni će se mijenjati tokom vremena između perioda noćnog sna i perioda dnevnog sna. U velikoj većini slučajeva ritam spavanja postepeno kasni tako da period traje preko 24 sata, ali postoji nekoliko slučajeva postepenog napredovanja i period kraći od 24 sata. Dužina cirkadijalnog perioda kod slijepih osoba sa N24 je tipično u rasponu od 23,8 do 25 sati.

2. Promjene u osjetljivosti na svjetlost. Kod nekih osoba koje vide može postojati preosjetljivost ili neosjetljivost na efekte svjetlosti na cirkadijalni sistem. Područja oka i mozga koja stvaraju vid mogu dobro funkcionirati, ali odvojeni ćelijski put koji prenosi cirkadijalni svjetlosni signal možda neće. Ako su potpuno neosjetljivi na cirkadijalne efekte svjetlosti, njihovo stanje se, sa cirkadijalne tačke gledišta, ne razlikuje od stanja slijepe osobe. Ako su osjetljivi na svjetlost, svjetlost može proizvesti određeni utjecaj na njihove ritmove, ali možda neće biti dovoljno jaka da ispravi cirkadijalni pomak u njihovom specifičnom svjetlosnom okruženju.

Suprotno tome, pokazalo se da su neki pacijenti s poremećajem odgođene faze spavanja, stanjem povezanim s N24, preosjetljivi na efekte svjetlosti. Ako su uveče izloženi normalnom sobnom svjetlu, to može uzrokovati pretjerano kašnjenje u njihovim cirkadijalnim ritmovima. Ako ovo kašnjenje postane kumulativno, rezultat je N24.

3. Životna sredina. Izloženost okoline svjetlosti također može igrati ulogu. Zdrave osobe, kada se drže u izolaciji bez vremenskih znakova i kada im se dozvoli da pale i gase svoja svjetla kada žele, često će pasti u ritam koji nije 24-satni. Dužina ritma nije samo duža od intrinzičnog 24,2-satnog ciklusa SCN-a, već može biti i do 25 sati ili više. To je zato što samostalno odabrano izlaganje svjetlu kasno u toku dana ima efekat odlaganja. Međutim, ovo ne može biti jedini uzrok N24 jer svjetlost ne dovodi do N24 kod svih osoba u neizoliranoj sredini. Nasuprot tome, osobe sa N24 ne mogu održavati 24-satni raspored čak ni u neizoliranom okruženju sa normalnim vremenskim oznakama.

4. Hormonski faktori. U nekim slučajevima hormon melatonin može biti uključen u razvoj ili održavanje N24. Neki pacijenti sa N24 proizvode manje melatonina nego što je normalno, što može biti problematično jer melatonin pomaže u povezivanju sna s ciklusom dan-noć. S druge strane, previše melatonina također može uzrokovati probleme. Prijavljeno je da antidepresiv fluvoksamin, koji uvelike povećava nivoe melatonina inhibirajući njegov metabolizam, uzrokuje DSPD, koji je usko povezan sa N24. Neki pojedinci imaju abnormalnost u svojoj sposobnosti da metaboliziraju melatonin, što može dovesti do dnevnih razina viših od normalnih što može rezultirati disfunkcijom cirkadijalnog sata.

5. Razlike u funkciji ćelijskog sata. Druge studije o uzrocima poremećaja cirkadijalnog ritma fokusirale su se na sam ćelijski sat. Studije na zdravim subjektima pokazuju korelaciju između perioda ćelijskog sata i faze uvlačenja. Osobe ujutru imaju kraći vremenski period od večernjih osoba. N24 može biti produžetak ekstremne „uvečenosti“ u kojoj ćelijski ritam može biti predaleko od 24 sata da bi ga normalna ekspozicija svjetlosti ispravila, što je situacija poznata kao „izvan dometa uvlačenja“.

Period ljudskog biološkog sata može se mjeriti na dva načina. Prvo se može ispitati period pod uobičajenim životnim uslovima subjekta. U tim uslovima period normalne osobe je 24 sata. Vreme njihovog ciklusa buđenja iz sna se ne menja tokom vremena. Osoba sa N24 po definiciji će imati period duži od 24 sata, ponekad čak 25-26 sati.

U normalnim okolnostima na cirkadijalni sat utiču spoljni faktori, posebno svetlost. Ali pod posebnim eksperimentalnim uslovima (konstantne rutine i prisilna desinhronija) naučnici mogu poništiti ove vanjske efekte i pronaći ono što se zove unutrašnji period sata. Ovo je vrijeme koje bi sat držao da je izolovan od vanjskih utjecaja. Za normalne subjekte, unutrašnji period sata je oko 24,2 sata. Dnevno izlaganje normalnom svjetlu kompenzira razliku od 0,2 i omogućava normalnim subjektima da ostanu na 24-satnom danu.

Tri male studije su se bavile intrinzičnim periodom N24 pacijenata. Jedna studija sa 6 pacijenata otkrila je period od 24,5 sati, studija od 4 pacijenta je prijavila 24,9 sati, a izvještaj o slučaju jednog pacijenta također je otkrio period od 24,5 sati. Stoga je ovim pacijentima N24 potrebno prilagođavanje od najmanje 0,5 do 0,9 sati dnevno da bi ostali u 24-satnom ciklusu. Normalna ekspozicija svjetlosti možda neće biti dovoljna za ovo podešavanje. Kada se kombinuje sa drugim faktorima koji pomeraju sat kasnije, to može učiniti nemogućim ulazak u 24-satni dan.

Druge studije su takođe posmatrale sat unutar mišićnih ćelija (fibroblasta) ekstrahovanih i uzgajanih u kulturi. Period ćelija u kulturi je u korelaciji sa intrinzičnim periodom osobe od koje su ćelije uzorkovane. Ovo pokazuje da je vremenski period određen na ćelijskom nivou. Za pacijente s N24 ovo sugerira da barem neki mogu manifestirati fundamentalnu neispravnost biohemijske osnove cirkadijalnog sata, što rezultira dužim intrinzičnim periodom.

Iako je unutrašnji period kod pacijenata sa N24 duži od prosjeka, on se preklapa s periodom koji se nalazi kod nekoliko ekstremnih subjekata večernjeg tipa koji nemaju klinički N24. Stoga, dok je dug unutrašnji period jasno glavni faktor koji doprinosi razvoju N24, mogu biti uključeni i dodatni faktori koji čine razliku između ekstremnog večernjeg hronotipa i slobodnog N24.

6. Razlike u regulaciji spavanja. Drugi mogući skup uzroka N24 povezan je s homeostatskom i cirkadijalnom regulacijom sna. U prosjeku pacijenti sa N24 imaju nešto veću potrebu za spavanjem od normalnog. U nekim slučajevima to može biti ekstremno. Dok zdrava osoba može spavati 8 sati i biti budna 16 sati, ako je nekome potrebno 12 sati sna, a zatim je budan normalnih 16 sati, dan će trajati ukupno 28 sati. Promjena ciklusa spavanja će zauzvrat promijeniti vrijeme izlaganja svjetlu, održavajući ciklus N24. Slično, ako nekome nedostaje homeostatskog nagona za spavanje, on može spavati normalnih 8 sati, ali im je potrebno 20 sati budnog vremena prije nego što se akumulira dovoljan homeostatski pritisak da omogući spavanje, što opet rezultira 28-satnim danom.

Vreme spavanja u odnosu na unutrašnje cirkadijalne ritmove, takođe poznato kao fazni ugao između sna i cirkadijanskih ritmova, je abnormalno u mnogim slučajevima N24. Ovdje je fazni ugao opisan u smislu odnosa između vremena spavanja i cirkadijalnog ritma tjelesne temperature. Kod zdravih osoba tjelesna temperatura počinje opadati neposredno prije početka spavanja i dostiže minimum u kasnom periodu spavanja – obično oko 2 sata prije buđenja. Osobe sa N24 imaju tendenciju da zaspu vrlo kasno u odnosu na njihov temperaturni ciklus, tako da vrijeme između minimalne temperature i vremena buđenja (pomak sna) može biti 4 sata ili više, čak i do 8 sati u ekstremnim slučajevima. Budući da je tjelesni odgovor na izlaganje svjetlosti i tami sinkroniziran s unutarnjim ritmovima (kao što je temperatura jezgre), a ne ciklusom spavanja samim po sebi, N24 s abnormalnim odnosom između sna i cirkadijanskih ritmova spavat će kroz dio napredovanja faze svog sata. i ne dobijaju svetlo koje im je potrebno na dnevnoj bazi da resetuju svoj sat. Istovremeno, budući da su budni kasno u odnosu na njihov temperaturni ciklus, oni su izloženi svjetlosti tokom dijela faznog kašnjenja krivulje faznog odziva. To ima tendenciju da gurne njihov cirkadijalni ritam u smjeru mnogo dužeg od normalnog dana. Ovo pojačava efekat već produženog unutrašnjeg perioda kod pacijenata sa N24.

Cirkadijalna regulacija pospanosti je takođe važna. Čak i zdrave osobe imaju „zabranjenu zonu za spavanje“ koja se javlja sat ili dva prije normalnog odlaska na spavanje i povezana je s maksimalnim cirkadijalnim signalom budnosti. Kod osoba sa N24 ova zabranjena zona se javlja prekasno u toku dana i previše je jaka da bi omogućila spavanje u ciklusu od 24 sata.

Ovaj obrazac može biti pojačan određenim efektima sna i buđenja na budnost. Kada se pojedinci probude nakon dužeg perioda sna, često su u stanju smanjene budnosti poznatom kao inercija sna. Kod ljudi sa N24 ovo stanje tromosti i umora može biti veoma snažno i potrajati mnogo sati. Što su duže budni, to su budniji. (Ovo se može objasniti opažanjem da sklopovi moždanih ćelija postaju uzbudljiviji s dužim vremenom budnosti.) Kada dođe vrijeme da spavaju (ako pokušavaju da ostanu na 24-satnom ciklusu), njihova će budnost dostići visoku razinu. tačka i njihovo povišeno stanje energije, čak i ako je kratko, neće im dozvoliti da zaspu u normalno vrijeme. Osim toga, pacijenti s N24 možda neće htjeti pokušati zaspati u ovom trenutku jer se konačno osjećaju budnima, budnima i produktivnima.

7. Razvoj. Razvoj mozga, a posebno cirkadijanskih centara i centara za spavanje, je još jedan faktor. Kod pervazivnih razvojnih poremećaja kao što je autizam zabilježena je relativno visoka učestalost pojave N24 i drugih poremećaja cirkadijalnog ritma i spavanja. Pretpostavlja se da se cirkadijalni centri i centri za spavanje mozga nisu pravilno razvili ili da su pod utjecajem drugih neurohemijskih ili anatomskih deficita. Može biti da drugi N24 koji nemaju pervazivne razvojne poremećaje mogu imati poremećen razvoj ograničen na san i cirkadijalne moždane centre.

8. Trauma. Zapaženo je da fizička oštećenja mozga, poput ozljede glave, dovode do N24 kod prethodno zdravih osoba. Pretpostavlja se da ozljeda glave oštećuje san i cirkadijalne centre mozga kao što su hipotalamus ili epifiza. Slično, zapaženo je da tumori mozga dovode do razvoja N24. Cirkadijalni poremećaji spavanja zabilježeni su kod preživjelih od tumora koji zahvaćaju most i hipotalamus. Kraniofaringiomi posebno mogu dovesti do poremećaja spavanja. U nekim slučajevima oštećenje je uzrokovano samim tumorom, au drugim posljedicama zračenja na glavi. U jednom slučaju aneurizma blizu SCN-a rezultirala je prolaznim N24. Bilo je i izvještaja o N24 nakon kemoterapije za Hodgkinov limfom.

Pod naslovom fizičkih abnormalnosti, svaki faktor koji dovodi do potpunog sljepila, bilo putem gena, bolesti ili ozljede, može dovesti do sekundarnog N24.

9. Jatrogena. N24 također može nastati iz pokušaja liječenja češćeg poremećaja, poremećaja odgođene faze spavanja (DSPD). Jedan od široko korištenih tretmana za DSPD je hronoterapija, u kojoj se pacijentu upućuje da postepeno odgađa vrijeme spavanja i buđenja do tri sata dnevno dok ne pređe na društveno prihvatljiviji raspored spavanja i buđenja. U suštini to znači privremeno usvajanje rasporeda N24. Nažalost, kod nekih pacijenata, kada se uspostavi N24 raspored postaje gotovo nemoguće prekinuti. Zamijenili su jedan poremećaj cirkadijalnog ritma, DSPD, za još više onesposobljavajući, N24. Postoji nekoliko razloga zašto je N24 obrazac teško izaći iz kojeg se jednom uspostavi. Jedan uključuje tajming spavanja u odnosu na gore navedeni temperaturni ritam. Drugi uključuje ono što se zove plastičnost cirkadijalnog sistema. To znači da nakon što se organizam stavi u određeni ciklus, uključujući ciklus koji ne traje 24 sata, cirkadijalni sat pamti taj ciklus i pokušava ga nastaviti. Rizik od N24 nakon kronoterapije poznat je od 1990-ih, ali mnogi doktori i dalje nisu svjesni rizika kada preporučuju kronoterapiju.

10. Genetika. Sve je više dokaza o genetskoj komponenti N24. U većini slučajeva ne radi se o jednostavnom naslijeđenom genetskom stanju (Medelijsko nasljeđe). Većina pacijenata sa N24 nema roditelje ili bliske rođake sa ovim stanjem. Međutim, čini se da postoji nekoliko genetskih faktora koji nekoga mogu predisponirati za razvoj N24.

Jedno istraživanje je otkrilo specifične genetske promjene (polimorfizmi jednog nukleotida, SNP) u genu BHLHE40 kod 4 bolesnika sa N24. Kako ovaj gen kodira komponente ćelijskog sata, takve mutacije mogu utjecati na funkciju sata što dovodi do abnormalnosti zabilježenih u N24.

Odvojena studija na 67 N24 pacijenata pronašla je povezanost s polimorfizmima u PER3 gen. PER3 takođe kodira ključnu komponentu cirkadijalnog sata. Isti polimorfizmi bili su povezani sa ekstremnim večernjim hronotipom – genetskom predispozicijom za bolje funkcionisanje kasno u toku dana, tendencija koja je takođe primećena kod osoba koje nemaju 24 godine. Vjeruje se da varijacije u genu PER3 (i SNP-ovi i brojevi ponavljanja) utiču na period slobodnog trčanja (kod životinja), homeostatski nagon za spavanjem (kod ljudi) i odgovor na svjetlost (kod ljudi). Pretpostavlja se da su svi ovi faktori, uz neke dokaze, abnormalni u N24.

DSPD, stanje povezano sa N24, povezano je sa prisustvom mutacije u genu CRY1, koji igra ulogu u cirkadijalnom satu, u studiji jedne porodice.

Nekoliko studija o asocijacijama na nivou genoma – genetski skrining na preko 100.000 osoba — pokazalo je genetsku povezanost s ljudskim hronotipovima. Iako ove studije nisu posebno uključivale pacijente s N24, N24 je usko povezan s ekstremnim večernjim hronotipom, što sugerira da bi neki od istih genetskih faktora mogli biti relevantni.

Uzeto zajedno, i specifične studije gena u ne-24 i općenitije genetske studije cirkadijalnih ritmova snažno sugeriraju da neki pojedinci mogu imati genetsku predispoziciju za razvoj N24.

Pogođene populacije

Iako je ukupan broj ljudi koji žive s N24 nepoznat, istraživači pretpostavljaju da je oboljelo više slijepih nego onih koji vide. Procjenjuje se da 55-70% svih osoba koje su potpuno slijepe ima N24. Ljudi koji nemaju nikakvu percepciju svjetlosti (na primjer oni čije su oči enukleisane) imaju veću vjerovatnoću da će biti pogođeni nego oni s nekom funkcijom mrežnice. Učestalost N24 među vidovnjacima je nepoznata, ali svjetska medicinska literatura pruža studije slučaja oko 100 osoba koje vide s N24. Pedeset sedam od ovih slučajeva pojavljuje se u jednoj japanskoj studiji. Circadian Sleep Disorders Network (pogledajte pod "organizacije") ima 98 članova koji su naveli da oni ili član porodice imaju N24. Facebook N24 grupa ima preko 500 članova, ali se ne zna koliko je stvarnih pacijenata. Kako stanje nije široko poznato, može postojati značajan broj nedijagnosticiranih slučajeva.

U objavljenim slučajevima pacijenata koji vide, oko 75% su muškarci, iako nije poznato da li je to reprezentativno za omjer u ukupnoj populaciji pacijenata. Istraživanja na zdravim odraslim osobama pokazuju da muškarci u prosjeku imaju duže cirkadijalne periode od žena. Među grupama podrške, broj pacijenata muškog i ženskog pola je približno jednak. Najčešća dob početka je kasni tinejdžer ili rane dvadesete, iako se N24 može manifestirati u mnogo mlađoj ili starijoj dobi. Čini se da poremećaj traje doživotno. Ne postoji dovoljno podataka da bi se utvrdilo da li je N24 progresivan. Anegdotski dokazi koje nude dugotrajni bolesnici ukazuju na pogoršanje simptoma s godinama, zajedno s povećanjem dužine dana, međutim to može biti posljedica interakcije između N24 i poremećaja spavanja uzrokovanih godinama. Trenutno nema kliničkih istraživanja o promjenama u ispoljavanju N24 tokom životnog ciklusa.

N24 su prvi opisali u medicinskoj literaturi Eliott, Mills i Waterhouse 1970. godine.

Related Disorders

Simptomi sljedećih poremećaja mogu biti slični onima kod N24. Poređenja mogu biti korisna za diferencijalnu dijagnozu.

Poremećaj odgođene faze spavanja i buđenja (DSPD) je poremećaj cirkadijalnog ritma, daleko češći od N24, u kojem se vrijeme početka sna i prirodnog buđenja pomjera nekoliko sati kasnije nego kod netaknutih osoba.

Razlika između DSPD i N24 je u tome što oni sa DSPD imaju kašnjenje u fazi spavanja koja ostaje otprilike konstantna iz dana u dan, dok se vrijeme spavanja nekoga sa N24 stalno mijenja kasnije. Na primjer, neko sa DSPD-om može ići na spavanje oko 4 ujutro većinu noći. Tačno vrijeme može varirati iz dana u dan (npr. 3 ujutro jednog dana ili 5 ujutro drugog), ali kašnjenje nije kumulativno. Neko sa N24 će zaspati u 4 ujutro jednog dana, u 5 ujutro sljedećeg, zatim u 6 ujutro, 7 ujutro, itd., cijeli dan.

Istraživači su teoretizirali da neke osobe koje pate od DSPD-a imaju biološki sat podešen na mnogo duži cirkadijalni ritam od normalnog, baš kao i osobe koje pate od N24, ali prve i dalje imaju sposobnost da se uključe u 24-satni dan. Prema ovoj teoriji, duži cirkadijalni ritam uzrokuje da biološki sat individue sa DSPD-om pomjeri uvlačenje u kasnije vrijeme. Osobe sa DSPD-om ponekad kasnije razviju N24, bilo kao napredovanje njihovog poremećaja ili kao posljedica hronoterapije (vidi pod „uzroci“), podržavajući ideju da je osnovna biologija ista u nekim slučajevima.

Poremećaj nepravilnog ritma spavanja i buđenja (ISWRD) karakterizira nedostatak jasno definiranog cirkadijalnog ritma spavanja i buđenja. Oboljeli spavaju u promjenjivo vrijeme tokom dana i noći sa malo ili nimalo vidljivog obrasca. Često postoje 3 ili više perioda spavanja promenljive dužine tokom tipičnog 24-satnog dana. ISWRD se razlikuje od N24 po tome što osobe sa ovim drugim imaju definisan ritmički obrazac spavanja, ali period njihovog ritma prelazi 24 sata. Pacijenti sa ISWRD imaju malo ili nimalo bilo kakvog ritmičkog uzorka. Uočeno je da pacijenti s dugotrajnim N24 imaju neorganiziraniji san kako poremećaj napreduje, ali obično zadržavaju barem neki ritmički obrazac, koji ih razlikuje od ISWRD. ISWRD je najčešći među djecom sa smetnjama u razvoju i starijim pacijentima s demencijom. Također može biti posljedica ozljede glave ili tumora mozga. ISWRD je također poznat kao poremećaj cirkadijanskog ritma spavanja, nepravilan tip spavanja.

Apneja u snu je čest poremećaj sna koji karakteriziraju privremeni, ponavljajući prekidi disanja tokom spavanja. Simptomi poremećaja uključuju česte prekide sna tokom noći, pretjeranu pospanost tokom dana, glasno hrkanje, razdražljivost, lošu koncentraciju i/ili kogniciju. Gojaznost, uključujući veliki vrat i uske ili pretrpane disajne puteve, obično se povezuje sa apnejom u snu. Kod sindroma opstruktivne apneje u snu, najčešćeg oblika apneje u snu, otežano disanje je prekinuto kolapsom disajnih puteva. Tada može doći do djelomičnog buđenja i osoba može hvatati zrak. Neliječena apneja u snu povezana je s visokim krvnim tlakom, nepravilnim otkucajima srca i povećanim rizikom od srčanog udara, zatajenja srca, moždanog udara i dijabetesa. Budući da je opstruktivna apneja u snu tako česta i pogađa otprilike 24% muškaraca i 9% žena, ne bi bilo neobično da neko sa N24 ima komorbidnu apneju u snu.

Idiopatska hipersomnija je rijetko stanje koje se može pogrešno dijagnosticirati kao N24 ili može biti komorbidno sa N24. Dok se N24 obično manifestira kao “dan” duži od 24 sata zbog nenormalno dugog perioda budnosti, kronična, kontinuirana hipersomnija također može uzrokovati da pojedinac pokaže vrijeme početka spavanja koje se mijenja kasnije dnevno ako osoba ostane budna normalnu količinu vrijeme dok spavate nenormalno duži vremenski period. Idiopatsku hipersomniju karakteriziraju epizode ekstremne pospanosti koje se javljaju bez prepoznatljivog razloga (idiopatska). Epizode mogu biti hronične ili stalne. Neke osobe s idiopatskom hipersomnijom spavaju duže (na primjer, više od 10 sati), druge spavaju kraće (na primjer, manje od 10 sati). Idiopatska hipersomnija može poremetiti mnoge aspekte života. Za liječenje poremećaja koriste se modifikacije ponašanja i lijekovi.

Narkolepsija je neurološki poremećaj sna koji karakteriziraju kronični, pretjerani napadi pospanosti tokom dana, koji se ponekad nazivaju pretjerana dnevna pospanost (EDS). Napadi pospanosti mogu trajati samo nekoliko sekundi ili nekoliko minuta. Učestalost ovih epizoda varira od nekoliko incidenata do nekoliko tokom jednog dana. Obrasci noćnog (noćnog) spavanja takođe mogu biti poremećeni. Tri dodatna simptoma koja se često povezuju s narkolepsijom su iznenadna ekstremna slabost mišića (katapleksija), specifična vrsta halucinacije koja se javlja neposredno prije spavanja ili nakon buđenja, i kratke epizode paralize tijekom buđenja. Narkolepsija također može biti povezana s “automatskim ponašanjem”, tj. činjenjem nečega automatski bez ikakvog pamćenja nakon toga. (Za više informacija odaberite “Narkolepsija” kao pojam za pretraživanje u bazi podataka rijetkih bolesti.)

Kleine-Levinov sindrom je rijedak poremećaj koji karakterizira potreba za prekomjernom količinom sna (hipersomnolencija), (tj. do 20 sati dnevno), pretjeranim unosom hrane (kompulzivna hiperfagija) i promjenama u ponašanju kao što je abnormalno nesputan seksualni nagon. Kada su budni, pogođeni pojedinci mogu pokazati razdražljivost, nedostatak energije (letargija) i/ili nedostatak emocija (apatija). Također mogu izgledati zbunjeno (dezorijentirano) i doživjeti halucinacije. Simptomi Kleine-Levinovog sindroma su ciklični. Pogođena osoba može sedmicama ili mjesecima ostati bez simptoma. Kada su prisutni, simptomi mogu trajati danima do sedmicama. U nekim slučajevima, simptomi povezani s Kleine-Levinovim sindromom na kraju nestaju s godinama. Međutim, epizode se mogu ponoviti kasnije tokom života. Tačan uzrok Kleine-Levinovog sindroma nije poznat. (Za više informacija, odaberite "Kleine-Levin" kao pojam za pretraživanje u bazi podataka o rijetkim bolestima.)

Dodatno, hipotireoza, periodični poremećaj pokreta udova, depresija, hipoglikemija i druga stanja također mogu uzrokovati pretjeranu dnevnu pospanost. Stanja povezana s pretjeranom nokturijom kao što su srčana oboljenja, dijabetes, poremećaji prostate, kongestivna srčana insuficijencija, intersticijski cistitis, cistocele i drugi problemi mokraćne bešike također mogu dovesti do simptoma poremećaja spavanja i buđenja, kao i prekomjerne pospanosti tokom dana.

Dijagnoza

Inicijalna dijagnoza se zasniva na kućnim evidencijama spavanja koje vodi pacijent koji pokazuju ne-24-satni obrazac spavanja. Ovo se obično lakše razlikuje ako vrijeme spavanja pacijenta nije ograničeno društvenim ili profesionalnim obavezama.

Potvrda dijagnoze može se dobiti upotrebom aktigrafa, uređaja koji se nosi na zglobu i registruje pokret koji se koristi za praćenje vremena spavanja. Aktigraf treba nositi dovoljno vremena da ciklus spavanja završi barem jedan prolaz tokom cijelog sata, obično nekoliko sedmica.

Dokumentovanje ne24-satnog obrasca lučenja melatonina može biti korisna potvrda dijagnoze, iako se ovaj postupak trenutno češće koristi u istraživačke svrhe.

Kliničko testiranje i obrada
Dnevnici spavanja i aktigrafija su glavna sredstva za početni rad i praćenje. Polisomnografija (proučavanje spavanja preko noći) nije neophodna za dijagnozu N24, ali se može koristiti za isključivanje povezanih poremećaja. Da bi polisomnografija bila korisna, mora se raditi u vrijeme kada pacijentov ciklus dozvoljava da spava.

Standardne terapije

Tretman
Godine 2014., Američka agencija za hranu i lijekove (FDA) odobrila je Hetlioz (tasimelteon), agonist receptora melatonina, za liječenje N24. Hetlioz, proizveden od strane Vanda Pharmaceuticals, Inc., prvi je lijek koji je odobrila FDA za ovaj poremećaj. Efikasnost Hetlioza procenjena je u dva klinička ispitivanja na potpuno slepim osobama sa N24.

Najšire preporučeni tretmani za pacijente koji vide uključuju izlaganje specifičnim režimima svjetla (fototerapija) i mraka (skototerapija).

Fototerapija obično uključuje korištenje lightboxa. Lightbox se koristi u ranim jutarnjim satima, obično u trajanju od 2 sata, kako bi se stabilizirao ciklus spavanja. Lagani tretman je najbolje započeti kada se u ciklusu pacijenta već pojavljuju u željeno vrijeme buđenja. Svjetlost registruju posebne ćelije u retini oka koje šalju signal u mozak preko retinohipotalamičnog trakta. Ovaj signal potiskuje proizvodnju melatonina i pomjera vrijeme spavanja. Kriva faznog odziva određuje najbolje vrijeme za izlaganje svjetlu.

Mračna terapija (skototerapija) se postiže izbjegavanjem izlaganja svjetlosti kasno tokom dana. Čak i obično sobno svjetlo može imati efekat odlaganja faze, tako da pacijenti trebaju ostati pri slabom svjetlu ili koristiti posebne tamne naočale koje smanjuju izloženost svjetlu tokom večeri i noći.

Vjeruje se da je kombinacija svjetlosne i tamne terapije učinkovitija od bilo koje pojedinačno. Ako se uvođenje u ciklus od 24 sata postigne svjetlosnom i tamnom terapijom, pacijent mora održavati režim liječenja ili će se uvlačenje izgubiti.

Hormon melatonin se može koristiti za stabilizaciju ciklusa spavanja i buđenja. Melatonin se obično uzima oko 4-6 sati prije željenog vremena spavanja. Dok je melatonin često efikasan kod slijepih pacijenata sa N24, rijetko je uspješan kao jedini tretman kod pacijenata koji vide.

Istražne terapije

Rani izvještaji o slučajevima sugerirali su da bi vitamin B12 mogao uspješno liječiti neke slučajeve N24, međutim, dvostruko slijepo placebo kontrolirano ispitivanje pokazalo je da nije značajno bolji od placeba za liječenje N24 ili DSPD.

Plavo svjetlo igra posebnu ulogu u utjecaju na cirkadijalne ritmove. Svjetlo obogaćeno plavom bojom korišteno je u liječenju povezanog stanja, DSPD, i može biti korisno za N24, iako nema objavljenih slučajeva ili ispitivanja.

S druge strane, izbjegavanje plave svjetlosti korištenjem naočara koje blokiraju svu plavu (a ponekad i zelenu) svjetlost postalo je široko korišten tretman među pacijentima s N24 s anegdotskim uspjehom, ali još uvijek nema objavljenih studija o ovom pristupu. Pored ili umjesto naočara, pacijenti mogu koristiti specijalna crvena ili žuta svjetla (koja ne gase plavo ili zeleno svjetlo) uveče za osvjetljenje. Ne koriste standardno sobno svjetlo i izbjegavaju sunčevu svjetlost korištenjem sjenila ili kapaka uveče.

U toku su značajna istraživanja o osnovnoj biologiji i molekularnoj genetici cirkadijalnih ritmova. Lijekovi koji mijenjaju vrijeme biološkog sata su obećavajući put za buduća proučavanja, ali još uvijek nijedan nije ni blizu da bude spreman za kliničku upotrebu. Istraživanja o cirkadijalnoj i homeostatskoj kontroli vremena spavanja kod zdravih subjekata i pacijenata sa N24 i srodnim poremećajima također mogu ponuditi naznake za buduće tretmane.

Informacije o trenutnim kliničkim ispitivanjima objavljene su na Internetu na www.clinicaltrials.gov. Sve studije koje su finansirane od strane američke vlade, a neke podržane od strane privatne industrije, objavljene su na ovoj vladinoj web stranici.

Za informacije o kliničkim ispitivanjima koja se provode u Kliničkom centru NIH u Bethesdi, MD, kontaktirajte NIH Ured za regrutaciju pacijenata:

Za informacije o kliničkim ispitivanjima sponzoriranim od privatnih izvora, kontaktirajte:
www.centerwatch.com

Za informacije o kliničkim ispitivanjima koja se sprovode u Evropi, kontaktirajte:
https://www.clinicaltrialsregister.eu/

Organizacije za podršku

Reference

UDŽBENIKE
Kryger MH, Roth T i Dement WC, ur. Principi i praksa medicine spavanja. 6th ed. Philadelphia, PA: Elsevier 2017: 420-421.

Američka akademija medicine spavanja. Međunarodna klasifikacija poremećaja spavanja. 3rd ed. Darien, IL: American Academy of Sleep Medicine 2005:126-136.

Meier-Ewert K, Okawa M. Sleep-Wake Disorders. New York, NY: Plenum Press 1997:53-66.

ČASOPISI
Patke A, Murphy P, Onur E, et al. Mutacija gena CRY1 ljudskog cirkadijalnog sata u porodičnom poremećaju odgođene faze spavanja. Cell 2017, 6. april, svezak 169, broj 2, 203 – 215.e13.

Micić G, Lovato N, Gradisar M, et al. Cirkadijalni melatonin i temperaturni taus kod pacijenata sa odgođenim poremećajem faze spavanja i buđenja i pacijentima s poremećajem ritma ne-24 sata: Ultradijanska stalna rutinska studija. J Biol Rhythms. 31. avgust 2016. (4):387-405.

Jones SE, Tyrrell J, Wood AR, et al. Genomska asocijacija analizira 128.266 pojedinaca identifikuje nove lokuse jutra i trajanja sna. PLoS Genet. 2016. avgust 512(8).

Lane JM, Vlasac I, Anderson SG, et al. Analiza asocijacije na nivou genoma identifikuje nove lokuse za hronotip kod 100.420 pojedinaca iz UK Biobanke. Nat Commun. 2016 Mar 97:10889.

Garbazza C, Bromundt V, Eckert A, et al. Ponovo pregledan poremećaj spavanja i buđenja koji ne traje 24 sata – Studija slučaja. Front Neurol. 2016 Feb 297:17.

Uchiyama M, Lockley SW. Poremećaj ritma spavanja i budnosti koji ne traje 24 sata kod slabovidih ​​i slijepih pacijenata. Sleep Med Clin. 10. decembar 2015.(4):495-516.

Lockley SW, Dressman MA, Licamele L, et al. Tasimelteon za ne-24-satni poremećaj spavanja i buđenja kod potpuno slijepih osoba (SET i RESET): dva multicentrična, randomizirana, dvostruko maskirana, placebom kontrolirana faza 3 ispitivanja. Lancet. Oktobar 2015. 31386(10005):1754-64.

Auger RR, Burgess HJ, Emens JS, et al. Smjernice za kliničku praksu za liječenje poremećaja unutrašnjeg cirkadijalnog ritma spavanje-buđenje: napredni poremećaj faze spavanja-budnosti (ASWPD), poremećaj odgođene faze spavanja-budnosti (DSWPD), poremećaj ritma ne-24-satnog ritma spavanja-budnosti (DDNSW) Poremećaj nepravilnog ritma spavanja i buđenja (ISWRD). Ažuriranje za 2015.: smjernice kliničke prakse Američke akademije medicine spavanja. J Clin Sleep Med.2015. oktobar 1511(10):1199-236.

Fadden, J. Šta trebate znati o ne-24. Pregled spavanja 2015. avgust 16(7):22-25. Online verzija: http://www.sleepreviewmag.com/2015/05/need-know-non-24/

Lee D, Shin WC. Prisilno uvlačenje primjenom svjetlosne terapije, modafinila i melatonina kod vidnog pacijenta s poremećajem spavanja i buđenja koji ne traje 24 sata. Sleep Med. 2015. februar 16(2):305-7.

Kripke DF, Klimecki WT, Nievergelt CM, et al. Cirkadijalni polimorfizmi kod noćnih sova, kod bipolarnih i u ciklusima spavanja koji ne traju 24 sata. Psychiatry Investig. 11. oktobar 2014.(4):345-62.

Hida A, Kitamura S, Katayose Y, et al. Skrining polimorfizama satnih gena pokazuje povezanost polimorfizma PER3 sa preferencijom jutarnje-večernje i poremećajem cirkadijanskog ritma spavanja. Sci Rep. 2014 Sep. 94:6309.

O’Neill B, Gardani M, Findlay G, et al. Izazovno ponašanje i poremećaj ciklusa spavanja nakon ozljede mozga: preliminarni odgovor na liječenje agomelatinom. Brain Inj. 201428(3):378-81.

Huber R, Mäki H, Rosanova M, et al. Ljudska kortikalna ekscitabilnost se povećava s vremenom budnosti. Cereb Cortex. 2013. februar 23(2):332-8.

Kitamura S, Hida A, Enomoto M, et al. Intrinzični cirkadijalni period kod pacijenata sa vidom sa poremećajem spavanja cirkadijalnog ritma, slobodnog tipa. Biol Psychiatry. 2013 Jan 173(1):63-9.

Zhu L, Zee PC. Poremećaji cirkadijanskog ritma spavanja. Neurol Clin. 30. novembar 2012 (4): 1167-91.

Duffy JF, Cain SW, Chang AM, et al. Razlika u spolu u skoro 24-satnom unutrašnjem periodu ljudskog cirkadijalnog vremenskog sistema. Proc Natl Acad Sci U S A. 201113108 Suppl 3:15602-8.

Uchimaya M, Lockley SW. Sindrom ne-24-satnog spavanja i buđenja kod slijepih i vidnih pacijenata. Sleep Med Clin 20094:195-211.

Pagani L, Semenova EA, Moriggi E, et al. Dužina fiziološkog perioda ljudskog cirkadijalnog sata in vivo je direktno proporcionalna periodu u ljudskim fibroblastima. PLoS One 20105(10):e13376.

Morgenthaler TI, Lee-Chiong T, Alessi C, et al. Komitet za standarde prakse Američke akademije medicine spavanja. Praktični parametri za kliničku evaluaciju i liječenje poremećaja cirkadijalnog ritma spavanja. Izvještaj Američke akademije za medicinu spavanja. Spavanje 200730(11):1445-59.

Okawa M, Uchiyama M. Poremećaji cirkadijanskog ritma spavanja: karakteristike i patologija uvlačenja u fazi odgođenog spavanja i sindroma ne-24 spavanja i buđenja. Sleep Medicine Reviews 200711:485-496.

Sack RL, Auckley D, Auger RR, et al. Poremećaji spavanja cirkadijalnog ritma: dio II, uznapredovali poremećaj faze spavanja, poremećaj odgođene faze spavanja, poremećaj slobodnog trčanja i nepravilan ritam spavanja i buđenja. Recenzija Američke akademije medicine spavanja. Spavanje 200730(11):1484-501.

Dagan Y, Ayalon L. Studija slučaja: psihijatrijska pogrešna dijagnoza poremećaja rasporeda spavanja i buđenja koji nije 24 sata riješen melatoninom. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry 200544(12):1271-5.

Hayakawa T, Uchiyama M, Kamei Y, et al. Kliničke analize vidjećih pacijenata sa sindromom budnog sna bez 24 sata: studija 57 uzastopno dijagnosticiranih slučajeva. Spavanje 200528(8):949.

Boivin DB, Caliyurt O, James FO, et al. Povezanost između faze odgođenog sna i hiperniktohemeralnih sindroma: studija slučaja. Spavanje 200427(3):417-21.

Boivin DB, James FO, Santo JB, et al. Sindrom ne-24-časovnog spavanja i buđenja nakon saobraćajne nesreće. Neurology 200360:1841-3.

Dagan Y. Poremećaji cirkadijanskog ritma spavanja (CRSD) u psihijatriji – pregled. Isr J Psychiatry Relat Sci 200239(1):19-27.

Uchiyama M, Shibui K, Hayakawa T, et al. Veći fazni ugao između sklonosti spavanju i ritmova melatonina kod ljudi koji vide sa sindromom spavanja i buđenja koji ne traje 24 sata. Spavanje 200225:83-8.

Dagan Y, Abadi J. Invalidnost poremećaja rasporeda spavanja i budnosti: doživotna neliječiva patologija cirkadijalne vremenske strukture. Chronobiol Int 2001 Nov18(6):1019-27.

Hermish H, Lemberg H, Abadi J, et al. Poremećaji cirkadijalnog ritma spavanja kao moguća nuspojava fluvoksamina. CNS Spectrum 20016:511–513.

Shibui K, Uchiyama M, Iwama H, et al. Periodični simptomi umora zbog desinhronizacije kod pacijenata sa sindromom spavanja i buđenja koji ne traje 24 sata. Psychiatry Clin Neurosci 199852:477-81.

Oren DA, Giesen HA, Wehr TA. Obnavljanje detektabilnog melatonina nakon uvođenja u 24-satni raspored kod čovjeka koji „slobodno trči“. Psychoneuroendocrinology 199722(1):39-52.

McArthur AJ, Lewy AJ, Sack RL. Sindrom ne-24-satnog spavanja i budnosti kod muškaraca koji vide: studije cirkadijalnog ritma i efikasnost liječenja melatoninom. Spavanje 199619:544-53.

Uchiyama M, Okawa M, Ozaki S, et al. Odgođeni fazni skokovi početka sna kod pacijenata sa sindromom spavanja i buđenja koji ne traje 24 sata. Spavanje 199619:637-40.

Yamadera H, Takahashi K, Okawa M. Multicentrična studija poremećaja ritma spavanje-budnost: kliničke karakteristike poremećaja ritma spavanje-budnost. Psychiatry Clin Neurosci 199650:195-201.

Yamadera H, Takahashi K, Okawa M. Multicentrično istraživanje poremećaja ritma spavanja i buđenja: terapeutski efekti vitamina B12, terapija jarkim svjetlom, hronoterapija i hipnotici. Psihijatrija Clin Neurosci. 199650(4):203-9.

Emens J, Brotman D, Czeisler C, Evaluacija unutrašnjeg perioda cirkadijalnog pejsmejkera kod pacijenta s poremećajem rasporeda spavanja i buđenja koji nije 24 sata. Istraživanje spavanja 1993 23:256.

Oren AD, Wehr TA. Hiperniktohemeralni sindrom nakon kronoterapije za sindrom odgođene faze spavanja. N Engl J Med. 1992327(24):1762.

Hoban TM, Sack RL, Lewy AJ, et al. Zavlačenje slobodnog čovjeka jakim svjetlom? Chronobiol Int 19896:347-53.
Eastman CI, Anagnopoulos CA, Cartwright RD. Može li jaka svjetlost privući slobodnog trkača? Sleep Res 198817:372.

Sugita Y, Ishikawa H, Mikami A, et al. Uspješno liječenje bolesnika sa hipernihtemeralnim sindromom. Sleep Res 198716:642.

Wollman M, Lavie P. Hipernihtemerni ciklus spavanja i buđenja: neke skrivene pravilnosti. Spavanje 19869: 324-34.

Kamgar-Parsi B, Wehr TA, Gillin JC. Uspješno liječenje sindroma spavanja i buđenja kod ljudi koji ne traje 24 sata. Spavanje 19836:257-64.

Weber AL, Cary MS, Connor N, et al. Ljudski ciklusi koji ne traju 24 sata spavanja i buđenja u svakodnevnom okruženju. Spavanje 19802:347-54.

Kokkoris CP, Weitzman ED, Pollak CP, et al. Dugotrajno ambulantno praćenje temperature kod subjekta s hipernihtemernim poremećajem ciklusa spavanja i buđenja. Spavanje 19781:177-90.

Eliott AL, Mills JN, Waterhouse JM. Čovek sa predugačkim danom. J Physiol 1970212:30-1.

INTERNET
Fadden, J. Can Chronotherapy Cause Non-24 (Q&A). Circadian Sleep Disorders Network. Posljednja izmjena 21. avgusta 2016. http://www.circadiansleepdisorders.org/info/N24chrono.php. Pristupljeno 31. jula 2016.

DSPS – Poremećaj spavanja. Ucrtavanje kursa N24. Ažurirano 27. oktobra 2010. http://delayed2sleep.wordpress.com/2010/10/27/60-charting-the-course-of-n24/. Pristupljeno 31. jula 2017.

Years Published

Informacije u bazi podataka o rijetkim bolestima NORD&rsquos služe samo u obrazovne svrhe i nisu namijenjene da zamijene savjet liječnika ili drugog kvalifikovanog medicinskog stručnjaka.

Sadržaj web stranice i baze podataka Nacionalne organizacije za rijetke poremećaje (NORD) zaštićen je autorskim pravima i ne smije se reproducirati, kopirati, preuzimati ili distribuirati, na bilo koji način, u bilo koju komercijalnu ili javnu svrhu, bez prethodnog pismenog odobrenja i odobrenja NORD-a. . Pojedinci mogu odštampati jednu štampanu kopiju pojedinačne bolesti za ličnu upotrebu, pod uslovom da je sadržaj nepromijenjen i uključuje NORD&rsquos autorska prava.

Nacionalna organizacija za rijetke poremećaje (NORD)
55 Kenosia Ave., Danbury CT 06810 &bull (203)744-0100


Kvalitet sjemena

Mnogo je faktora koji utiču na kvalitet sperme. Izloženost bilo kojem od privremenih faktora može uzrokovati i do tri mjeseca kašnjenja prije nego što se kvalitet sperme vrati u normalu, zbog spermiogeneze. [1]

Općenito odbijanje Uredi

Pregled i meta-analiza iz 2017. godine otkrili su da je broj spermatozoida među zapadnim muškarcima (tj. muškarcima u Australiji, Evropi, Novom Zelandu i Sjevernoj Americi) opao za 50-60% između 1973. i 2011., s prosječnim padom od 1,4% godišnje. Metaanaliza nije pronašla nikakve naznake da se pad izjednačava. Količina pada među muškarcima u Sjevernoj Americi i muškarcima u Australiji/Evropi je slična. Pad broja spermatozoida među muškarcima u Južnoj Americi, Aziji i Africi manji je od muškaraca u zapadnim zemljama, iako je količina pada u ovim regijama neizvjesna. Razlozi opadanja nisu sa sigurnošću poznati, ali mogu biti povezani sa izlaganjem hemikalijama ili pušenjem kod majke tokom prenatalnog razvoja ili izloženošću pesticidima ili promenama načina života tokom odraslog doba. [2]

Age Edit

Iako je moguće da muškarci rode djecu u starosti, genetski kvalitet sperme, kao i njen volumen i pokretljivost, obično se smanjuju s godinama. [3] Drugim riječima, manje je vjerovatno da će stariji spermatozoidi rezultirati uspješnom trudnoćom i, štoviše, kumulativna fragmentacija DNK sperme tijekom vremena [4] povećava vjerovatnoću da će mali dio muškaraca prenijeti ahondroplaziju i prenijeti više genetskih i hromozomske defekte. [5] Na primjer, utvrđeno je da je postotak spermatozoida sa jako oštećenom DNK, opseg komete, broj prekida DNK i druge komete značajno veći kod muškaraca u dobi od 36-57 godina nego kod onih u dobi od 20-35 godina. [6] Napredovanje očeva starosti je implicirano u brojnim mogućim zdravstvenim efektima. Jedna posebno dobro proučavana veza je veza između starenja i autizma. Na primjer, jedno istraživanje na 943.664 djece mlađe od 10 godina, [7] otkrilo je da se, uz kontrolirane zbunjujuće varijable, rizik od autizma povećava sa povećanjem očeve starosti. [7] Kod muškaraca sa normalnim nivoom proizvodnje sperme (normozoospermija), procenat fragmentacije DNK sperme je u pozitivnoj korelaciji sa starošću, a u obrnutoj korelaciji sa progresivnom pokretljivošću spermatozoida. [8] U odvojenim kontrolnim grupama regrutovanim na različitim geografskim lokacijama nisu zabilježeni efekti vezani za starost na spermu, što ukazuje da prehrambene navike, način života ili etnička pripadnost mogu igrati ulogu u kvaliteti sperme.

Dok napredna dob može biti mogući faktor u pokretljivosti i zdravlju spermatozoida, sperma muškaraca mlađih od 20 godina također je povezana s povećanjem urođenih mana kao što su defekti neuralne cijevi, hipospadija, cistični bubreg i Downov sindrom. [9]

Heat Edit

Spermatozoidi su osjetljivi na toplinu i ne mogu podnijeti visoke temperature. Povećanje temperature od 2-3 °C povezano je sa povećanom fragmentacijom DNK. [10] Tijelo ima kompenzacijske mehanizme, poput opuštanja mišića kremastog tijela i puštanja testisa da visi dalje od toplog tijela, znojenja i protustrujne izmjene krvi koja hladi krv koja utječe. Međutim, i pored ovih nadoknada, postoje aktivnosti koje ne bi trebalo obavljati prečesto, kako bi se spriječila neplodnost zbog vrućine:

    sesije [1] dugo vremena u toploj vodi [1]
  • Dugotrajno sunčanje [1]
  • Postavljanje laptop računara preko prepona za produženu upotrebu [1]

Groznica podiže tjelesnu temperaturu, što može uticati na kvalitet sperme. Na isti način, kvalitet sperme može biti niži tokom ljeta. [1]

Suprotno uvriježenim vjerovanjima, nema dokaza da nošenje uskih gaća smanjuje plodnost. Čak i uz povišenje temperature od 0,8-1° uzrokovano nošenjem konstriktivnog donjeg rublja, nema promjena u parametrima sperme, nema smanjenja spermatogeneze, niti promjena u funkciji spermatozoida. [11] [ sumnjivo – diskutuj ]

Fizička trauma Uredi

Udarac spolja ne utiče na kvalitet sperme već proizvedenih spermatozoida. Nadalje, testisi su dobro zaštićeni u skrotumu, na primjer tunica vaginalis, čineći da testisi klize od vanjskog pritiska umjesto da budu deformirani od njega, međutim, dovoljno jak udarac može zatvoriti ili zgnječiti kapilare koje opskrbljuju tkivo koje proizvodi spermu. , što rezultira trajnom ili privremenom i djelomičnom ili potpunom nemogućnošću proizvodnje sperme u zahvaćenom testisu.

Chemicals Edit

Postoji sumnja da mnoge toksične supstance, uključujući nekoliko vrsta lijekova i hormona, kao i sastojci ishrane, utiču na kvalitet sperme. [1] Dok je nekoliko hemikalija sa poznatim efektima na plodnost isključeno iz ishrane ljudi, ne možemo znati da li su druge ostale neotkrivene. Mnogi proizvodi koji dolaze u direktan kontakt sa spermatozoidima nemaju adekvatna ispitivanja za bilo kakav negativan uticaj na kvalitet sperme. [12]

Endokrini disruptori Uredi

Endokrini disruptori su hemikalije koje ometaju endokrini (hormonski) sistem.

Izvještaj iz 2008. pokazao je dokaze o efektima feminizirajućih hemikalija na razvoj muškaraca u svakoj klasi kičmenjaka kao fenomena širom svijeta za koje se sumnja da ove hemikalije smanjuju omjer spolova i broj spermatozoida kod ljudi. [13] Devedeset devet posto od preko 100.000 nedavno uvedenih hemikalija [ nejasno ] su slabo regulisani. [13]

Najmanje tri vrste sintetičkih toksina pronađene su u spermi studenata volontera: poliklorovani bifenili (PCB), DDT i heksahlorobenzen. [14] DDT i heksahlorobenzen su povezani sa smanjenim kvalitetom sperme, dok su PCB povezani sa ukupnom smanjenom plodnošću. [12] Curenje dibromokloropropana (DBCP) izazvalo je sterilitet kod muškaraca. [14] Vojnici koji su bili izloženi dioksinima i jedinjenjima sličnim dioksinima tokom Vijetnamskog rata doveli su do djece s povećanom stopom urođenih mana. [14]

Ftalati, sveprisutni zagađivač, mogu uzrokovati smanjenu proizvodnju sperme kada su im bili izloženi tokom prenatalnog razvoja. [12] [15]

Drugi potencijalni ksenoestrogeni koji su u nekim studijama povezani sa smanjenom kvalitetom sperme su bisfenol A, nonilfenol i oktilfenol. [12]

Lekovi Edit

    , Adjudin i gosipol su primjeri supstanci koje se koriste kao muška kontracepcija ili u hemijskoj kastraciji. Nedavne studije su otkrile da THC prisutan u kanabisu može zbuniti kretanje netaknute sperme, smanjujući njihovu sposobnost da postignu oplodnju. [16][17] (SSRI) može uzrokovati nizak broj spermatozoida. [18]
  • Mnogi antibiotici, npr. penicilin i tetraciklin, potiskuju proizvodnju sperme. [14]

Osim toga, in vitro studije su uočile promijenjenu funkciju spermatozoida sljedećim lijekovima:

Takođe, brojni proizvodi koji su namenjeni izlaganju spermatozoida imaju samo opštu pretpostavku bezbednosti zasnovanu na odsustvu dokaza o stvarnoj šteti. [12]

Hormoni Edit

Tijelo također ima prirodne varijacije u koncentracijama hormona, dajući prirodnu fluktuaciju kvaliteta sperme. [ potreban citat ]

Diet Edit

  • Konzumacija preko 1 litre kole dnevno može smanjiti kvalitetu sperme do 30% [19] (studija tvrdi da postoji korelacija, ali ne i uzročna veza)
  • Proizvodi od soje smanjuju kvalitetu sperme zbog visokog sadržaja vrste fitoestrogena zvanog izoflavoni. [20][21] Teoretski, ovo izlaganje visokim nivoima fitoestrogena kod muškaraca može promijeniti osovinu hipotalamus-hipofiza-gonada. Nekoliko studija na životinjama pokazalo je da takav hormonski učinak može biti značajan i smanjiti plodnost. [22] S druge strane, većina studija je pokazala da suplementi izoflavona imaju mali ili nikakav utjecaj na koncentraciju sperme, broj ili pokretljivost, te da ne uzrokuju promjene u volumenu testisa ili ejakulata. [23][24]
  • Pregledom iz 2010. zaključeno je da postoji malo dokaza za vezu sa parametrima sjemena i povećanim BMI. [25] (vitamin B9) može zaštititi spermatozoide od aneuploidije. [26] je povezan sa smanjenom proizvodnjom sperme. Prisutan je u sirovom pamučnom ulju, a potencijalno i u mesu organa životinja koje su njime otrovane [27]
  • Nedavno je objavljen pregled epidemioloških/opservacijskih studija koje pružaju najsveobuhvatniju analizu do sada o povezanosti između prehrane ili unosa nutrijenata i rizika od neplodnosti. To sugerira da modifikacije prehrane mogu biti korisne u moduliranju muške plodnosti i plodnosti. Zdrava ishrana (tj. mediteranska dijeta) bogata nutrijentima kao što su omega-3 masne kiseline, neki antioksidansi i vitamini i niska količina zasićenih masnih kiselina (SFA) i trans-masnih kiselina (TFA) obrnuto je povezana sa niskim parametrima kvaliteta sperme. Što se tiče grupa namirnica, voće, plodovi mora, perad, jaja, žitarice, lisnato povrće, tamna čokolada i mliječni proizvodi s niskim udjelom masti pozitivno su povezani s kvalitetom sperme. Međutim, ishrane bogate prerađenim mesom, prženom hranom, krompirom, punomasnim mliječnim proizvodima, kofeinom, alkoholom i šećerom zaslađenim pićima su u nekim studijama obrnuto povezane s kvalitetom sjemena. Nekoliko studija koje se odnose na unos nutrijenata ili hrane za muškarce i plodnost također sugeriraju da je prehrana bogata crvenim mesom, prerađenim mesom, čajem i kofeinom povezana s nižom stopom plodnosti. Ova povezanost je kontroverzna samo u slučaju alkohola. Potencijalni biološki mehanizmi koji povezuju ishranu s funkcijom spermatozoida i plodnošću su uglavnom nepoznati i zahtijevaju daljnje proučavanje. [28]
  • Jedno istraživanje je pokazalo da se ishrana bogata voćem, povrćem, krompirom, mesom, punomasnim mliječnim proizvodima, morskim plodovima i pecivima povećava broj spermatozoida za 50%. Muškarci koji jedu takvu ishranu imaju skoro duplo veći broj spermatozoida od muškaraca koji to ne čine. [29]

Ostale hemikalije Uredi

Mutageni iz okoliša koji su povezani sa smanjenom kvalitetom sjemena uključuju sljedeće:

    , široko rasprostranjen od testova nuklearnog oružja, akumulira se u testisima, gdje remeti metabolizam cinka, uzrokujući genetska oštećenja. [14] , hemijski sterilizator, povezan je sa smanjenim kvalitetom sperme. [12]

Ostali uzročnici okoliša povezani sa smanjenim kvalitetom sjemena uključuju:

    , uzrokujući oštećenje Sertolijevih ćelija, čime se ometa spermatogeneza. [12] , što uzrokuje smanjenu spermatogenezu i abnormalne spermatozoide. [12] , što je veoma štetno za spermatogenezu. [12]
  • Mnogi pesticidi, uzrokujući smanjenu kvalitetu sperme, kao i anomalije hromozoma sperme. [12] (PBDE). [12]
  • Mnogi rastvarači, kao što su benzen, toluen, ksilen, stiren, 1-bromopropan, 2-bromopropan, perhloretilen, trihloretilen. [12]

Poslednja ejakulacija Uredi

Koliko dugo je muškarac apstinirao prije davanja uzorka sjemena korelira s rezultatima analize sjemena, kao i sa stopom uspjeha u tehnologiji potpomognute oplodnje (ART).

I prekratko vrijeme od posljednje ejakulacije i predugačko vrijeme smanjuju kvalitet sjemena.

Vremenski period kraći od jednog dana smanjuje broj spermatozoida za najmanje 20%. [30]

Duži periodi apstinencije koreliraju sa lošijim rezultatima – jedno istraživanje je pokazalo da su parovi u kojima je muškarac apstinirao više od 10 dana prije intrauterine oplodnje (IUI) imali samo 3% trudnoća. Period apstinencije od samo 1 ili 2 dana daje najveću stopu trudnoće po ciklusu IUI u poređenju sa dužim intervalima apstinencije od ejakulacije. [31] Ovo povećanje stope trudnoće javlja se uprkos nižoj vrijednosti ukupnih pokretnih spermatozoida. [31] Svakodnevna seksualna aktivnost povećava kvalitet sperme kod muškaraca, minimizirajući oštećenje DNK u spermi – jer se nagađa da će rezultirati kraćim vremenom skladištenja gdje se oštećenja mogu akumulirati. [32]

Masturbacija protiv snošaja Uredi

Uzorci sjemena dobiveni seksualnim odnosom sadrže 70 [33] -120 [34] % više sperme, pri čemu sperma ima nešto veću [35] pokretljivost i nešto normalniju [35] morfologiju u poređenju sa uzorcima sjemena dobivenim masturbacijom. Seksualni odnos također uzrokuje povećanje volumena ejakulata za 25-45% [35], uglavnom zbog povećanog lučenja prostate [36].

Ova prednost u odnosu je još veća kod muškaraca sa oligospermijom. [35]

Međutim, pojedinačni faktor ili faktori za prednost u snošaju još nisu izolovani. Ne može se objasniti samo prisustvom vizuelne percepcije fizičke privlačnosti tokom stimulacije, [35] [37] iako može postojati blaga korelacija. [38] Niti bilo kakve značajne fluktuacije u polnim hormonima ne objašnjavaju prednost snošaja. [36] Pretpostavlja se da seksualni odnos potiskuje inhibiciju iz centralnog nervnog sistema, [35] ali šta je, zauzvrat, faktor potiskivanja, još uvek nije potpuno poznato.

Kući ili u klinici Uredi

Kvalitet sperme je bolji ako se uzorak uzima kod kuće nego u klinici. [39] Sakupljanje sperme kod kuće daje veću koncentraciju sperme, broj spermatozoida i pokretljivost, posebno ako se sperma sakuplja seksualnim odnosom. [39] Ako se uzorak sperme treba uzeti masturbacijom, uzorak iz ranih faza ejakulata treba staviti u čistu novu i nekorištenu, zatvorenu čašu za prikupljanje.

Environment Edit

Za spermu koja je ejakulirana, kvalitet se vremenom pogoršava. Međutim, ovaj životni vijek se može skratiti ili produžiti, ovisno o okruženju. [ potreban citat ]

Vanjsko tijelo Uredi

Sperma izvan tijela općenito ima očekivani životni vijek za koji se smatra da ovisi o pH, temperaturi, prisutnosti zraka i drugih faktora, i nepredvidiv je, ali manji od očekivanog životnog vijeka unutar ljudskog tijela. [ potreban citat ] Na primjer, donatorima sperme koji uzimaju uzorak izvan klinike savjetuje se da uzorak predaju ne više od jednog sata od uzimanja i da ga drže, ako ne na tjelesnoj temperaturi, onda barem na sobnoj temperaturi. [40]

U neštetnom okruženju izvan tijela, kao što je u sterilnoj staklenoj posudi [35], broj pokretnih spermatozoida se smanjuje za otprilike 5-10% [35] na sat. Nasuprot tome, kod kondoma od lateksa, kvaliteta se smanjuje za 60-80% [35] po satu, čineći uzorak neupotrebljivim u relativno kratkom vremenu.

U ženskom Edit

Okruženje u maternici i jajovodima je povoljno. Zabilježena je trudnoća koja je rezultat osam dana trajanja sperme. [41] [42] [43]

Ostali Edit

Pušenje duhana smanjuje kvalitetu sperme, [14] možda zbog smanjene sposobnosti vezivanja za hijaluronane na jajnoj ćeliji. [44] Wright et al. [10] su pregledali dokaze da je pušenje povezano sa povećanim oštećenjem DNK sperme i muškom neplodnošću. Pušenje kanabisa može smanjiti količinu sperme. [14]

Predlaže se i dugotrajni stres. [1] Praksa uvlačenja može smanjiti i broj spermatozoida i kvalitet sperme. [45] Meta-analiza pokazuje da izloženost mobilnom telefonu negativno utiče na kvalitet sperme. [46]

Viši nivoi inteligencije su takođe u korelaciji sa višim nivoima kvaliteta sperme u tri ključna indikatora: koncentracija spermatozoida, broj spermatozoida i pokretljivost spermatozoida. Muškarci koji su postigli visoke rezultate na nizu testova inteligencije imali su tendenciju da imaju veći broj zdravih spermatozoida, dok su oni sa niskim rezultatima imali manje i više bolesnih spermatozoida. Zamislivo je da bi inteligencija mogla da dojavi o opštem zdravlju muškarca ženama koje traže partnera sa zdravim genima, objasnio je evolucioni psiholog sa Univerziteta u Novom Meksiku, Džefri Miler, na predavanju na Univerzitetu Harvard. "Iako veze između mozga i sperme nisu bile sjajne, one su tu i veoma su značajne", rekao je Miller. Sve je jednako, dobra sperma i dobar mozak idu zajedno." [47] [48]

Što se tiče prehrane, pothranjenost ili nezdrava ishrana mogu dovesti do npr. Nedostatak cinka, smanjenje kvaliteta sperme.

Kvalitet sperme je bolji popodne nego ujutro. [49] Nivoi adrenalina su viši tokom buđenja (

06.00 do podne), [50] što može doprinijeti sličnom općem stresu.

Nedostatak vježbanja, kao i prekomjerno vježbanje, su manji faktori. U profesionalnom sportu, parametri kvaliteta sperme imaju tendenciju da se smanjuju kako se zahtjevi za treningom povećavaju. Učinak se značajno razlikuje između različitih profesionalnih sportova. Na primjer, čini se da je vaterpolo znatno manje štetan za kvalitet sjemena od triatlona. [51]

Duže trajanje seksualne stimulacije prije ejakulacije blago povećava kvalitet sperme. [52]

Muškarci koji nose Robertsonove translokacije u svojim hromozomima imaju značajno veći stepen apoptoze spermatozoida i nižu koncentraciju. Spermatozoidi također imaju smanjenu pokretljivost naprijed, ali normalnu morfologiju. [53]

Rak testisa, tumori Leydigovih ćelija i tumori Sertolijevih ćelija su takođe povezani sa smanjenim brojem i kvalitetom sperme. [54]

Analiza sjemena Edit

Analiza sperme obično mjeri broj spermatozoida po mililitru ejakulata i analizira morfologiju (oblik) i pokretljivost (sposobnost da pliva naprijed) sperme (tipični ejakulat zdravog, fizički zrelog mladog odraslog muškarca reproduktivne dobi bez problemi vezani za plodnost obično sadrže 300-500 miliona spermatozoida, iako samo nekoliko stotina preživi u kiseloj sredini vagine da bi bili kandidati za uspješnu oplodnju). Takođe se obično mere koncentracija belih krvnih zrnaca, nivo fruktoze u spermi, zapremina, pH i vreme likvefakcije ejakulata. [55] [56]

Test jajne stanice bez zone hrčaka Uredi

Čovjekova sperma se miješa sa jajima hrčka kojima je uklonjena zona pellucida (spoljne membrane) i mjeri se broj penetracija sperme po jajetu. [57] Nije pronađena jaka korelacija između stopa penetracije jajeta hrčka i različitih parametara sjemena, a ulogu testa penetracije jajeta hrčka u istraživanju uzroka neplodnosti treba dalje procijeniti. [58] Međutim, negativan rezultat na testu hrčka korelira sa manjom vjerovatnoćom da muškarčeva partnerka zatrudni. [59]

Test na antisperma antitela Edit

Prisustvo antispermalnih antitijela može biti odgovorno za aglutinaciju spermatozoida, smanjenu pokretljivost spermatozoida, abnormalni postkoitalni test. Trenutno je dostupno nekoliko testova uključujući test imobilizacije spermatozoida, test aglutinacije sperme, test indirektne imunofluorescencije, enzimski imunosorbentni test, radioaktivno označeni antiglobulinski test. Jedan od najinformativnijih i najspecifičnijih testova je imunobead rozeta test koji može identificirati različite uključene klase antitijela (IgG, IgA, IgM) i lokaciju na spermatozoidi (glava, tijelo ili rep). [60]

Hemizona test Edit

Hemizona test je test za procjenu kapaciteta sperme za vezivanje zona. U ovom testu, dvije polovice ljudske zone pellucida inkubiraju se sa kapacitiranom spermom pacijenta i kontrolnom spermom plodnog donora. [60]

Ostali testovi Uredi

    -bazirano otkrivanje patogena u spermi pacijenata sa asimptomatskom genitalnom infekcijom. [60]
  • Biohemijski markeri poput kreatin kinaze, reaktivne vrste kiseonika. [60]

Prilikom krioprezervacije sperme važan je kvalitet sperme nakon oživljavanja uzorka, jer mnoge spermatozoide u tom procesu odumiru.

Da bi bio od koristi u potpomognutoj reproduktivnoj tehnologiji, uzorak bi nakon odmrzavanja trebao imati više od 5 miliona pokretnih spermatozoida po ml s dobrom ocjenom pokretljivosti. Ako je stepen mobilnosti loš, potrebno je 10 miliona pokretnih ćelija po ml. [1]

Kućna inseminacija prethodno zamrznute sperme može se postići upotrebom uređaja za koncepciju cervikalne kapice kao sistema za isporuku sperme. [61]

Loši zamrzivači Uredi

Kod 10-20% svih muškaraca sperma ne podnosi krioprezervaciju. [1] Uzrok je nepoznat. To ne znači nužno loš kvalitet sjemena.

Pranje sperme Uredi

Kada se uzorak sperme pripremi za intrauterinu oplodnju, on se pere u objektu kao što je klinika za plodnost ili banka sperme. Neki spermatozoidi ne prežive proces pranja, kao što je slučaj i kod zamrzavanja sperme. [62]


OBROCI SPANJA SE MIJENJAJU SA STAROSTOM

Arhitektura spavanja se kontinuirano i značajno mijenja s godinama. Od djetinjstva do odraslog doba, postoje značajne promjene u načinu na koji se san pokreće i održava, postotku vremena provedenog u svakoj fazi spavanja i ukupnoj efikasnosti spavanja (tj., koliko uspješno se san pokreće i održava). Opšti trend je da efikasnost spavanja opada sa godinama (Slika 2-6). Iako su posljedice smanjene efikasnosti spavanja relativno dobro dokumentirane, razlozi su složeni i slabo shvaćeni. Ispitivanje karakteristika spavanja prema godinama, međutim, omogućava bliže razumijevanje funkcije sna za ljudski razvoj i uspješno starenje.

SLIKA 2-6

Promjene u snu s godinama. NAPOMENA: Vrijeme (u minutama) za kašnjenje u spavanju, vrijeme provedeno budno nakon prvobitnog uspavljivanja (WASO), brzi pokreti očiju (REM), nebrzi pokreti očiju (NREM), stadijumi 1, 2 i sporotalasno spavanje (SWS).

Novorođenčad i dojenčad

Pri rođenju, vrijeme spavanja je ravnomjerno raspoređeno na dan i noć prvih nekoliko sedmica, bez redovnog ritma ili koncentracije spavanja i buđenja. Novorođenčad spava oko 16 do 18 sati dnevno, međutim, to je diskontinuirano s najdužom kontinuiranom epizodom sna koja traje samo 2,5 do 4 sata (Adair i Bauchner, 1993. Roffwarg et al., 1966.). Novorođenčad ima tri tipa sna: tihi san (slično NREM), aktivni san (analogno REM) i neodređeni san (Davis et al., 2004). Do početka sna dolazi kroz REM, a ne NREM, a svaka epizoda spavanja se sastoji od samo jednog ili dva ciklusa (Jenni i Carskadon, 2000. Davis et al., 2004.). Ova karakteristična arhitektura spavanja javlja se uglavnom zato što cirkadijalni ritmovi još nisu u potpunosti uvučeni (Davis et al., 2004).

Cirkadijalni ritmovi počinju da nastaju oko 2 do 3 mjeseca starosti, što dovodi do konsolidacije sna koja se manifestira u dužem trajanju budnosti tokom dana i dužim periodima spavanja noću (Sheldon, 2002). Razvoj cirkadijalnog ritma u prva 3 mjeseca uključuje: pojavu 24-satnog ciklusa osnovne tjelesne temperature (1 mjesec starosti), progresiju noćnog spavanja (2 mjeseca starosti) i ciklus melatonina i hormona kortizola u cirkadijalnom ritmu (3 mjeseca) godine) (Jenni i Carskadon, 2000).

Ciklusi spavanja se također mijenjaju zbog pojave cirkadijalnog ritma i veće reakcije na društvene znakove (kao što su dojenje i rutine prije spavanja). Do 3 mjeseca starosti, ciklusi spavanja postaju redovitiji: početak spavanja sada počinje sa NREM, REM san se smanjuje i prelazi na kasniji dio ciklusa spavanja, a ukupan NREM i REM ciklus spavanja je tipično 50 minuta (Anders et al. , 1995. Jenni i Carskadon, 2000.). Do 6 mjeseci starosti, ukupno vrijeme spavanja se neznatno smanjuje, a najduža neprekidna epizoda spavanja produžava se na otprilike 6 sati (Anders et al., 1995. Jenni i Carskadon, 2000.). Kako ciklusi spavanja sazrevaju, tipična paraliza mišića REM spavanja zamjenjuje sklonost kretanju u onome što se nazivalo ‚ktivnim spavanjem” kao novorođenčeta. Do 12 mjeseci starosti, novorođenče obično spava 14 do 15 sati dnevno, pri čemu je većina sna konsolidovana uveče i tokom jednog do dva drijemanja tokom dana (Anders et al., 1995.).

Mlada djeca

Postoji ograničen broj studija koje se bave normalnom arhitekturom spavanja kod male djece, međutim, jedan trend koji se čini dosljednim je da se količina sna smanjuje kako dijete stari. Smanjenje se ne može pripisati samo fiziološkim zahtjevima, jer kulturna sredina i društvene promjene također utiču na promjenu karakteristika spavanja kod male djece. Ukupno vrijeme spavanja smanjuje se za 2 sata od 2. do 5. godine (13 sati do 11. godine) (Roffward et al., 1966.). Društveno, smanjenje vremena spavanja može biti rezultat smanjenog dnevnog drijemanja, jer većina djece prestaje da drijema između 3 i 5 godina (Jenni i Carskadon, 2000). Drugi društveni i kulturni faktori koji počinju da utiču na spavanje uključuju kako, s kim i gde deca spavaju i uvođenje školskih rutina (Jenni i O𠆜onnor, 2005).

Fiziološki, sugerira se da do trenutka kada djeca uđu u školu (obično 6 godina) počinju pokazivati ​​preferencije u cirkadijalnoj fazi sna𠅊 tendenciju da budu ȁnoćna sova” ili “jutarnja ptica” , 2000). Starija djeca, međutim, znatno češće doživljavaju izazove u započinjanju i održavanju sna nego mlađa djeca. Osim toga, veća je vjerovatnoća da će starija djeca imati noćne more, koje obično remete san, čineći ga nekontinuiranim (Beltramini i Hertzig, 1983). Jedna studija je otkrila da djeca imaju duže REM latencije spavanja od adolescenata i da shodno tome provode veći postotak vremena spavanja u fazama 3 i 4 (Gaudreau et al., 2001).

Adolescenti

Između pubertetskog razvoja i sna postoji složena i dvosmjerna veza. Studije naglašavaju važnost korištenja pubertalne faze, a ne hronološke dobi kao metrike u razumijevanju sna, kao što je pronađeno za druge fiziološke parametre u drugoj deceniji života. Utvrđeno je da je adolescentima potrebno 9 do 10 sati sna svake noći (Carskadon et al., 1993 Mercer et al., 1998), iako mali broj adolescenata dobije adekvatan san. U Sjedinjenim Državama je utvrđeno da je prosječno ukupno vrijeme spavanja na uzorku učenika osmog razreda 7,9 sati (Wolfson et al., 2003). Utvrđeno je da više od četvrtine srednjoškolaca i studenata ne spava (Wolfson i Carskadon, 1998).

SWS i vrijeme latencije spavanja progresivno opadaju s napredovanjem pubertetskog razvoja (Carskadon et al., 1980), međutim, vrijeme provedeno u fazi 2 se povećava (Carskadon, 1982). Ove promjene su vjerovatno dijelom posljedica puberteta i hormonalnih promjena koje prate početak puberteta (Karacan et al., 1975). Na primjer, u sredini puberteta postoji znatno veća dnevna pospanost nego u ranijim fazama puberteta. Popodnevna pospanost je veća od one kasno popodne i uveče kod zrelijih adolescenata nego kod mlađih ispitanika. Sa starenjem, ukupno vrijeme provedeno u spavanju se smanjuje, kao i REM san. Međutim, ako je vrijeme za spavanje fiksno, trajanje REM sna ostaje konstantno (Carskadon, 1982, Carskadon et al., 1983).

Odrasli

Arhitektura spavanja nastavlja da se mijenja s godinama u odrasloj dobi. Dva glavna atributa promjena spavanja vezanih za starost su ranije vrijeme buđenja i smanjena konsolidacija sna (Dijk et al., 2000). Karakteristična promjena s godinama je sklonost ka ranijem odlasku u krevet i buđenju. Starije osobe (otprilike od 65 do 75 godina) se obično probude 1,33 sata ranije i odlaze u krevet 1,07 sati ranije od mlađih odraslih (otprilike od 20 do 30 godina) (Duffy et al., 1998.). Ne postoje konačne studije koje bi pokazale zašto starije osobe doživljavaju ranije vrijeme buđenja, uprkos smanjenoj efikasnosti spavanja, ali jedna hipoteza može biti napredni cirkadijalni pejsmejker koji prati starost (Dijk et al., 2000). Nejasno je da li je to zbog toga što starije osobe imaju povećanu osjetljivost na svjetlost (Dijk et al., 2000. Ancoli-Izrael, 2005.). Ipak, posljedice uznapredovalog cirkadijalnog ritma su povećanje tjelesne temperature za 1 sat u ranim jutarnjim satima i neusklađeni ritmovi lučenja melatonina i kortizola s cirkadijalnim satom (Dijk et al., 2000).

Mlađe odrasle osobe mogu doživjeti kratka buđenja, ali ona su obično manja i dešavaju se blizu REM tranzicije sna, tako da san ostaje relativno konsolidovan. Uzbuđenje koje se javlja uglavnom iz REM spavanja kod mladih odraslih sugeriše da postoji zaštitni mehanizam koji sprečava buđenje tokom NREM sna, međutim, čini se da ovaj zaštitni efekat takođe opada sa godinama (Dijk, 1998). Kako pojedinac dobi (između 20 i 60 godina), SWS opada po stopi od oko 2 procenta po deceniji (Slika 2-6) (Dijk et al., 1989 Astrom i Trojaborg, 1992 Landolt et al., 1996 Ancoli -Izrael, 2005.). Budući da su pragovi uzbuđenja obično najviši tokom SWS-a i zato što SWS opada s godinama, starije osobe doživljavaju češća buđenja tokom epizode sna. Druga važna varijabla može biti smanjenje u vezi sa godinama i homeostatskog pritiska u snu i djelotvornosti cirkadijalnog pejsmejkera tokom noći (Dijk et al., 2000).

Rodne razlike

Iako je bilo nekoliko sistematskih studija, čini se da postoje rodno zasnovane razlike u snu i cirkadijalnim ritmovima. Dostupni dokazi su najjači kod odraslih, međutim, spolne razlike su također uočene u djetinjstvu (Bach et al., 2000 Moss i Robson, 1970 Hoppenbrouwers et al., 1989), djetinjstvu (Meijer et al., 2000 Sadeh et al., 2000). Acebo et al., 1996.) i adolescenciju (Giannotti et al., 2002. Laberge et al., 2001.). Kod odraslih, muškarci provode duže vrijeme u fazi 1 spavanja (Bixler et al., 1984) i doživljavaju više buđenja (Kobayashi et al., 1998). Iako žene održavaju SWS duže od muškaraca, češće se žale na poteškoće pri uspavljivanju i buđenju usred sna. Nasuprot tome, muškarci se češće žale na dnevnu pospanost (Ancoli-Izrael, 2000).

Kod žena, menstrualni ciklus može uticati na aktivnost spavanja i buđenja, međutim, metodološki izazovi su ograničili broj konačnih nalaza (Metcalf, 1983 Leibenluft et al., 1994). Postoje brojne studije koje sugeriraju da su ženski obrasci spavanja u velikoj mjeri pogođeni tokom trudnoće i postporođajnog perioda (Karacan et al., 1968 Hertz et al., 1992 Lee i Zaffke, 1999 Driver i Shapiro, 1992). Na primjer, žene često doživljavaju značajnu dnevnu pospanost tokom trudnoće i tokom prvih nekoliko mjeseci nakon porođaja, a kao što će biti detaljnije objašnjeno u poglavlju 3, one su također pod većim rizikom od razvoja sindroma nemirnih nogu (Goodman et al., 1998. Lee et al., 2001).

Starije osobe

Problematičan san ima štetne efekte na sve pojedince, bez obzira na godine, međutim, stariji ljudi obično pokazuju povećanje poremećenog sna što može negativno uticati na njihov kvalitet života, raspoloženje i budnost (Ancoli-Israel, 2005. Bliwise, 2005.). Starije osobe spavaju 36 posto manje od djece u dobi od 5 godina (Slika 2-6). Iako sposobnost spavanja postaje teža, potreba za spavanjem se ne smanjuje s godinama (Ancoli-Izrael, 2005.). Poteškoće u započinjanju i održavanju sna navode se kod 43 posto starijih osoba (Foley et al., 1995.), iako su ovi problemi češći među odraslim osobama koje pate od depresije, respiratornih simptoma i fizičkog invaliditeta, između ostalog (Ancoli-Izrael, 2005. ). Međutim, opadanje efikasnosti i kvaliteta sna također je uočeno kod zdravih starijih ljudi (Dijk et al., 2000).

Promjene u obrascima spavanja različito utiču na muškarce i žene.Progresivno smanjenje SWS-a jedna je od najistaknutijih promjena sa starenjem, međutim, čini se da prvenstveno pogađa muškarce. Rodna razlika je nejasna, ali se sugerira da starije žene imaju 𠇋olje očuvan” SWS od muškaraca (Reynolds et al., 1985). Žene u dobi od 70 i više godina provode oko 15 do 20 posto ukupnog vremena spavanja u fazama 3 i 4, muškarci iste dobi provode samo oko 5 posto ukupnog vremena spavanja u fazama 3 i 4 (Redline et al., 2004). Još jedan rodni kontrast je da starije žene odlaze u krevet i bude se ranije od starijih muškaraca, što sugerira da su ritmovi tjelesne temperature u fazi napredovanja kod starijih žena (Campbell et al., 1989. Moe et al., 1991. Monk et al., 1995. ). Međutim, i muškarci i žene imaju povećan stadijum 1 i smanjen REM san.

Stariji ljudi također doživljavaju smanjenje nivoa melatonina, što može biti posljedica postepenog propadanja jezgara hipotalamusa koje pokreću cirkadijalne ritmove (Ancoli-Izrael, 2005.). Nemogućnost održavanja dugih epizoda sna i napada budnosti može odražavati, pored drugih medicinskih faktora, kontinuirano smanjenje homeostaze sna (Dijk et al., 2000 Bliwise, 2005). Drugi istaknuti faktori su kontinuirano povećanje latencije sna i noćnih buđenja i nedosljednost vanjskih znakova kao što su izloženost svjetlu (koja ima tendenciju da bude niska), neredovno vrijeme obroka, nokturija i smanjena pokretljivost što dovodi do smanjenja vježbanja (Dijk et al. , 2000. Ancoli-Izrael, 2005. Bliwise, 2005.).


Pogledajte video: Kako balansirati hormone koji uzrokuju debljinu? (Februar 2023).