Jak vnitřní hodiny těla ovlivňují celkové zdraví
Co jsou biologické hodiny &Cirkadiánní rytmy?
Všechny živé bytosti (lidé, zvířata, rostliny, houby a mikroorganismy) přizpůsobily každý svůj biologický proces 24hodinovému dennímu a nočnímu cyklu.
Cirkadiánní neboli oběhový rytmus, známý také jako „biologické hodiny“, reguluje v každém živém organismu některé velmi potřebné a důležité biologické funkce, jako je cyklus spánku a bdění, vylučování hormonů, krevní tlak a dokonce i metabolismus!“
Věda, která se zabývá epifýzou a hypofýzou, se nazývá chronologie a vychází ze studia biologických rytmů.
Biologický neboli cirkadiánní rytmus je denní cyklus, který provází každý živý organismus a je charakterizován rytmickým střídáním hladin chemických složek a jejich homeostázy v těle a přizpůsobením biologických funkcí.
Ačkoli jsou tyto rytmy výhradně endogenní a na jejich regulaci se podílí mnoho biochemických drah, jsou přímo ovlivněny velkou přizpůsobivostí, kterou představují různé vnější faktory, jako je teplo a denní světlo!
Nedávné objevy – Nobelova cena za fyziologii
Stojí za zmínku, že letošní Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství získali Jeffrey Hall, Michael Rosbash a Michael Young, vědci amerického původu, kteří byli oceněni za objevy týkající se molekulárních mechanismů řídících cirkadiánní rytmus, .
Tyto objevy byly oceněny proto, že poskytly nezbytné vysvětlení toho, jak každý živý organismus dokáže přizpůsobit svůj biologický rytmus tak, aby byl synchronizován s otáčením Země.
Toho bylo dosaženo izolací genu, který řídí biologický rytmus, a tím bylo prokázáno, jak je tento gen zodpovědný za kódování bílkoviny, která se v buňkách nachází přes noc a během dne se rozkládá.
Biologické – cirkadiánní rytmy jsou v průběhu času ovlivňovány vzorci chování a vnějšími podněty.
Při další analýze jsou základní činnosti spojené s biologickými hodinami a schopné je udržovat v regulovaném stavu nebo je postupně vyřazovat z činnosti následující:
– Spánek je regulován biologickými hodinami, přičemž světlo je hlavním vnějším podnětem, který udržuje jejich nastavení.
– Potrava je hlavním podnětem pro synchronizaci cirkadiánních rytmů periferních tkání těla.
– Metabolismus přímo souvisí s cirkadiánním rytmem a příjmem potravy, protože je jedinou osobou odpovědnou za plánování produkce energie, která je podobná činnostem, jež má každý splnit během dne.
– Imunitní reakce je účinnější během bdění, kdy rostou potřeby organismu.
– Stárnutí nereguluje cirkadiánní rytmy. To má za následek, že starší lidé mají potíže se základními každodenními činnostmi, jako je spánek, produkce energie atd.
– Transatlantické nebo mezikontinentální cesty způsobují fyzické a psychické vyčerpání a také dezorientaci biologických rytmů.
– Zdá se, že buněčný cyklus a buněčná diferenciace jsou řízeny cirkadiánními rytmy, aniž by bylo dosud odhaleno jakým způsobem.
Vědecké údaje
Centrum biologických funkcí lidského těla se nachází v horní části hypotalamu mozku zvaného hyperchumorické jádro. Po mnoho let bylo považováno za jediné hodiny tvořené neurony, které reagovaly na rytmické chování spánek-bdění a stravování.
Tyto centrální hodiny se podílejí na řízení základních fyziologických procesů v celém těle. Až donedávna nebylo vůbec jasné, jak tyto centrální hodiny fungují, ani jak komunikují mnoho různých buněčných fyziologických funkcí.
Nedávno bylo zjištěno, že funkce lidského organismu, stejně jako jejich varianty, nemohou být aktivovány pouze centrálními hodinami. Vědci zjistili, že každá buňka, včetně mikrobů, má samostatné a plně funkční hodiny.
Přesněji řečeno, zdá se, že každá tkáň a každý orgán má jedinečné denní cykly, které jsou zodpovědné za specifické biologické funkce, ale také za jedinečné metabolické funkce každého orgánu.
Můžeme si tedy být jisti, že každá jednotlivá buňka v těle se skládá ze základních genetických hodin, jako jádro, a pak existuje široká škála odlišných pomocných rytmů s genetickými cykly zodpovědnými za synchronizaci metabolismu i za jeho chování každé buňky, tkáně a orgánu.
Stojí za povšimnutí, že způsob, jakým jsou všechny tyto autonomní a odlišné cykly vzájemně propojeny a synchronizovány s centrálními hodinami, které vysílají neurologické zprávy a hormony do 24hodinového cyklu den-noc, byl právě objeven!“
Změny v biologických hodinách ovlivňují fyziologii lidského těla
Lidské buňky se skládají z velkého množství genů a fungují ve 24hodinovém cyklu. Jedná se o jeden z největších souborů genetických sítí, které ovlivňují nejdůležitější funkce fyziologie.
Tyto sítě jsou ovlivněny především:
- vystavením dennímu světlu a noční tmě,
- hodinami jídla a spánku.
Každá změna biologického rytmu ovlivňuje komunikaci mezi buňkami a tkáněmi, což vede k jejich postupné deregulaci.
Genetické a epigenetické sítě vytvářejí specifické časy pro vykonávání určitých funkcí, které by bylo obtížné nebo nemožné vykonávat současně. Tyto rytmické okruhy cirkadiánních rytmů optimalizují produkci a využití energie pro jakoukoli potřebnou činnost.
Narušení těchto procesů totiž může vést k různým metabolickým onemocněním, jako je diabetes mellitus, hyperlipidémie, obezita, poruchy štítné žlázy a osteoporóza.
Například nedávný výzkum ukázal, že přísná dieta a hodiny půstu mohou pozitivně ovlivnit abnormální rytmy a vyléčit tak i chronická onemocnění!“
Proměnné, které interagují s řídicími centry biologických hodin, souvisejí s energetickou rovnováhou, krmením a půstem a také se světlem a tmou. Mezi tyto proměnné patří teplota a také fyzická aktivita.
Snad nejvíce prozkoumanou proměnnou je speciální strava nazývaná pevně stanovená dieta (tj. jídlo ve stejnou dobu každý den). Ta má interakce s cykly energetické bilance, které zahrnují vstřebávání, ukládání molekul a jejich využití.
Je již nepochybné, že načasování životních aktivit, zejména jídla a spánku, má významný vliv na to, zda se u nás rozvinou četné nemoci.
Centrální hodiny vysílají rytmické signály, které synchronizují mnoho buněčných funkcí tělesných tkání. Jednotlivé buňky však mají své vlastní hodiny, stejně jako specifické metabolické cykly, ale také cykly spojené se specifickými funkcemi v tkáních.
To vše je nějakým způsobem koordinováno na úrovni mozku, tělesných orgánů a jednotlivých buněk.
Můžeme již vědět, že buňky vědí, jak velké mají být, jaká je jejich poloha a jaké jsou jejich funkce na síti. Čím si však zatím nemůžeme být stoprocentně jisti, je způsob, jakým spolu komunikují. Tento proces se zdá být nesmírně složitý.
Souhrn cirkadiánních hodin pro lidský metabolismus
Brzy ráno
1) se zastaví produkce melatoninu
2) zvyšuje se krevní tlak
3) stimuluje se pohyb střev
4) zvyšuje se testosteron
.