Циркаден ритъм Анатомия и физиология
Често, когато преминем към лятно или зимно часово време, когато работим през нощни смени или когато пътуваме и сменяме часовата зона, в крайна сметка се чувстваме дезориентирани, имаме проблеми със съня или различни физически разстройства. При всички тези промени се засяга циркадният ритъм, естественият часовник на тялото ни, който помага на тялото ни да се адаптира към нощно-дневния цикъл.
Какъв е циркадният ритъм?
Циркаден ритъм представлява цикъла от приблизително 24 часа, който се провежда на физическо, психическо и поведенческо ниво, в отговор на организма към светло-тъмното редуване на околната среда. Циркадният ритъм е специфичен за всички живи организми, от едноклетъчни същества до хора. Науката, която изучава циркадния ритъм, е хронобиологията. (1)
Циркадният ритъм е свързан с въртенето, което Земята прави около оста си в продължение на 24 часа. Първоначално се смяташе, че при хората този "вътрешен часовник" не е еквивалентен на продължителността на въртене, съответно 24 часа, а е 25 часа, като по този начин се обяснява появата при някои хора на затруднения в съня. Последните измервания на професори от Харвард показаха, че този ритъм е 24 часа и 11 минути. Това, което ги изненада най-много, в допълнение към приликата на продължителността с тази на други живи същества, е, че както за младите хора, така и за възрастните хора, вътрешната продължителност на деня е еднаква. (2)
Много телесни функции имат циркаден ритъм, от цикъла сън-будност до жизнените показатели на тялото. Тъй като науката става все по-точна в измерванията, които прави, се разпознават все повече циркадни ритми; по този начин наскоро беше открито, че дори костният растеж се случва след циркаден ритъм. (4)
На физиологично ниво, последните проучвания показват, че циркадният ритъм се състои от набор от взаимосвързани протеини, които имат способността да генерират свой собствен ритъм. Физиологията на клетката е подложена на вътрешен „часовник“ с продължителност 24 часа, който се състои от взаимосвързани молекулни бримки. Този клетъчен часовник от своя страна се координира от супрахиазматичното ядро, което помага на тялото да се адаптира към цикли във външната среда. (3), (5)
Ако сте се чудили как нашето тяло може да различи между дългите дни/късите нощи на пролетта и лятото и късите дни/дългите зимни нощи и как успява да се адаптира към променящите се сезони, знаете, че циркадният ритъм е това, което ги управлява. корекции на тялото според външните времеви фактори. Циркадният ритъм участва във времето, свързано с дните, но също така се намесва в адаптацията на организма от физиологична и поведенческа гледна точка към прехода към нов сезон. (3)
Специалистите смятат, че циркадният ритъм може да се определи чрез три свойства:
1. постоянство за около 24 часа, дори когато липсват външни времеви елементи (пример: дневна светлина)
2. способност за адаптиране при настъпване на промени във външни условия (пример: преминаване към нова часова зона, лятно часово време или друг сезон)
3. има неизменна продължителност на физиологичната температура (пример: температурна компенсация) (3)
Развитие на циркаден ритъм
Казус от професори от Тексаския университет се фокусира върху бебе, наблюдавано от първия ден на живота му до шестмесечна възраст.
Забелязано е, че редът на поява на циркадни ритми е както следва: циркадният ритъм на температурата се появява около един час след раждането, циркадният ритъм на будност се появява втори и циркадният ритъм на съня се появява последен. Циркадният ръб на температурата се стабилизира една седмица след раждането, този на будното състояние на 45-ия ден, приблизително едновременно с повишаването на концентрацията на мелотонин, и този на съня само на 56-ия ден. Също така беше забелязано, че нощният сън на бебето първо се адаптира към временните елементи, които обявяват пристигането на нощта (залез и липса на светлина), след това се адаптира към графика на съня на семейството, всичко преди 60-ия ден, който според експерти, показва първоначално определяне на цикъла светлина-тъмнина, последвано от социална детерминация. (6)
Различия между половете в циркадния ритъм
Изследване на изследователи от Харвардския университет показа, че има редица разлики между циркадния ритъм на жените и мъжете. Дължината на женските биологични часовници се оказа с около шест минути по-малка от тази на мъжете. Също така при някои жени вътрешният часовник бие много по-бързо от обикновено; поне всяка трета жена завършва дневен цикъл по-бързо от 24 часа. Изследователите на съня обръщат внимание на недоспиването на жените поради многото задачи, които те трябва да изпълняват ежедневно, свързани с работа, домашни грижи и деца, всичко, което трябва да се прави вечер, което те правят. им пречи да си лягат по-рано и да получат достатъчен сън. Проучванията също така показват, че безсънието е 50% по-често при жените, отколкото при мъжете, и циркадните ритми могат да бъдат включени в тези разлики. Нови проучвания биха могли да обяснят по-точно механизмите зад тези различия. (8)
Последствия за здравето на циркадния ритъм
Проучванията показват, че циркадният ритъм има важна роля за цикъла сън-събуждане, телесната температура, производството на хормони, глада и т.н. В същото време влиянието върху циркадния ритъм може да има отрицателно въздействие върху здравето и общото благосъстояние на тялото, което може да доведе до нарушения на съня, затлъстяване, депресия, диабет и др. (1)
Циркадният ритъм се контролира от гените "часовник", които предават генетични инструкции за производство на протеини. Нивото на тези протеини се увеличава и намалява, следвайки определени ритъмни модели. Тези биохимични трептения контролират функциите на тялото, сърдечната дейност, кръвното налягане, метаболизма и др. Циркадният ритъм дори влияе на нашето настроение, участвайки в зимната депресия.
Вътрешният ни часовник контролира и нивата на хормоните, които могат да повлияят на това как тялото ни реагира на определени лекарства. По-доброто разбиране на циркадния ритъм може да подобри ефекта на лекарствата, като ги приема в най-подходящото време. (9)
Последици от циркадния ритъм за различни условия
Циркаден ритъм и болест на Алцхаймер
Едно проучване сравнява циркадните ритми на здрави млади хора и възрастните хора с циркадните ритми на пациентите с Алцхаймер. Изводите бяха, че в случая на пациенти с болестта на Алцхаймер ритъмът на активност в покой е дълбоко засегнат и корелира с нивото на тежест на деменция, а увреждането е много по-тежко в случай на пациенти, приемащи успокоителни. (10)
Циркаден ритъм и сърдечно-съдови заболявания
Последните проучвания показват, че циркадният ритъм е включен в честотата на някои сърдечни и мозъчно-съдови събития, като инфаркт на миокарда, внезапна сърдечна смърт или инфаркт. В момента интензивно се изучават патофизиологията и механизмите, които определят тези вариации, както и ефекта на различните лекарства за тези циркадни ритми. (11)
Циркаден ритъм и рак
Експертите отбелязват, че циркадният ритъм може да доведе до редица промени в толерантността на организма и начина, по който раковите тумори реагират на противоракови агенти. Възможно е циркадният ритъм да има последици за развитието на рак, така че са започнати и в момента се извършват медицински тестове, които досега са показали ефективността на принципа на хронотерапията, съответно лечението на базата на циркадния ритъм. Към днешна дата хронотерапията има потенциал да подобри възможностите за лечение на рак, както и разработването на нови противоракови средства. (5)
Циркаден ритъм и депресия
Експертите са стигнали до извода, че повечето симптоми на депресия са тясно свързани с циркадните ритми, като промени в настроението през деня, нарушения на съня и събуждането и повтарящи се рецидиви на заболяването. Също така при депресирани хора има чести нарушения на циркадния ритъм при телесна температура или ендокринни и метаболитни параметри (секреция на кортизол, стимулиращ хормон на щитовидната жлеза, мелатонин и моноамини), много по-често, отколкото при здрави индивиди. Към тях се добавят и проблеми със съня: пациентите с депресия със симптоми на меланхолия се събуждат рано и изпитват влошаване на сутрешното настроение.
Аномалиите на циркадния ритъм, наблюдавани от специалисти в случай на депресивни средства, предполагат възможна физиологична деградация на циркадната система. Съществуващите доказателства обаче все още не оправдават заключението, че съществува причинно-следствена връзка между денонощното разстройство и депресията. (12)
Влиянието на циркадния ритъм върху представянето
Влиянието на циркадния ритъм върху съня
Човешкият сън се случва с циркадна честота (на латински "около" означава "приблизително", а "диа" означава "ден"). Сънят е сложен биологичен процес, който възниква в няколко области на мозъка и се определя от физиологични и екологични фактори. Циркадният ритъм е един от тези фактори. (15)
Изследователите обаче се чудеха какво се случва с циркадния ритъм, когато индивидът вече няма определени сигнали, които да показват дали е ден или нощ. За това участниците в техните проучвания бяха поставени в пространства, където нямаше външен сигнал, като бункери или изби. Първоначално през първите пет дни те имаха социални взаимодействия, хранеха се в определени часове и имаха достъп до телевизия и радио, като по този начин поддържаха своя 24-часов циркаден ритъм. След този период обаче всички показатели за времето бяха премахнати. При тези условия се наблюдава, че участниците са склонни да спят все повече и повече сутрин, така че продължителността на циркадния ритъм достига 28 часа. Той бързо се върна към нормалния си 24-часов ритъм, когато участниците се върнаха в нормална среда на живот. (16)
Влиянието на циркадния ритъм върху метаболизма
Влиянието на циркадния ритъм върху ефекта на лекарствата
De Magio A и сътр. извърши мета-анализ на проучвания, насочени към приемането на определени лекарства, като вземе предвид циркадния ритъм на пациентите. Резултатите са както следва: някои лекарства имат по-благоприятни ефекти, ако се прилагат вечер (като кортикостероиди, рецепторни блокери, ранитидин), докато сутрин се препоръчват лекарства, които инхибират производството на стомашна киселина (инхибитори на протонната помпа). В случай на други лекарства няма значителна разлика в ефектите в зависимост от времето на приложение (напр. Лекарства, които се вдишват за лечение на астма). Разгледани са и други лекарства, но научните доказателства не са достатъчни, за да се направят общи заключения. Освен това са необходими допълнителни проучвания за улавяне на дългосрочния ефект от приложението на циркадния ритъм. (18)
Циркаден ритъм и работа на смени
Нарушения на циркадния ритъм
Нарушенията на циркадния ритъм се отнасят до онези чести или случайни прекъсвания на моделите на сън, причинени или от неефективно функциониране на вътрешния часовник, или от несъответствие между вътрешния часовник и външната среда по отношение на периода и продължителността на съня. Следват някои от най-често срещаните такива състояния:
Нарушения на съня, причинени от циркаден ритъм
Представлява семейство нарушения на съня, които влияят на времето за сън. Засегнатите хора не могат да спят и не могат да се събудят навреме, за да изпълнят програмата, изисквана от училище, работа или социални нужди. Обикновено те могат да си починат достатъчно, ако им е позволено да спят и да се събуждат според собствения си циркаден ритъм. Ако няма друго нарушение на съня, сънят им е качествен. (19)
Разстройство със забавена фаза на съня
Това е често срещано разстройство при юноши и млади хора, които са склонни да си лягат много късно, обикновено не преди две сутринта. Ако останете да спите на следващия ден до късно, лишаване от сън не настъпва. Ако се събудят рано обаче, те ще се чувстват уморени, сънливи и ще се чувстват лишени от сън в училище и при изпълнение на работата. Обикновено тези хора са много по-продуктивни и енергични през нощта.
Разширено разстройство на съня
Често се среща при възрастни хора и се характеризира с лягане и събуждане рано (от 18-22 до 2-5 сутринта). Обикновено тези хора се оплакват, че вече не могат да спят сутрин и се чувстват сънливи следобед или вечер.
Jet Lag разстройство
Това се случва, когато индивидът пътува в район с часова зона, много различна от тази, с която е свикнал и се състои в конфликт между вътрешния биологичен часовник и външния часовник на тази област. Пътуването на изток обикновено е много по-трудно от пътуването на запад, защото е по-лесно да отложите съня, отколкото да се опитате да заспите преди времето, което сте свикнали.
нарколепсия
Това е нарушение на съня, което се проявява в прекомерна сънливост през деня и неконтролируеми епизоди на сънливост през деня, въпреки достатъчен сън през нощта. (20)
Авторско право ROmedic: Статията е под закрила на авторските права. Възпроизвеждането, дори частично, е забранено!
Разстройството на циркадния ритъм е свързано, след проведени досега изследвания, с няколко вида рак: c.
Негативното въздействие на работата на смени върху здравето е посочено от множество проучвания.
Ново проучване на изследователи от университета в Колорадо Боулдър и лабораторията на Съвета за медицински изследвания.