Hogyan befolyásolja a szervezet belső órája az általános egészséget
Mi a biológiai óra & Cirkadián ritmus?
Minden élőlény (ember, állat, növény, gomba és mikroorganizmus) minden biológiai folyamatát a 24 órás nappal-éjszaka ciklushoz igazította.
A cirkadián vagy cirkadián ritmus, más néven a “biológiai óra” minden élő szervezetben szabályoz néhány nagyon szükséges és fontos biológiai funkciót, például az alvás-ébrenlét ciklust, a hormonok kiválasztását, a vérnyomást, sőt az anyagcserét is!
A tobozmiriggyel és az agyalapi miriggyel foglalkozó tudományt kronológiának nevezik, és a biológiai ritmusok vizsgálatán alapul.
A biológiai vagy cirkadián ritmus az a napi ciklus, amely minden élő szervezetet követ, és amelyet a kémiai összetevők szintjének ritmikus váltakozása és homeosztázisa jellemez a szervezetben, valamint a biológiai funkciók alkalmazkodása.
Noha ezek a ritmusok kizárólag endogének, és szabályozásukban számos biokémiai útvonal vesz részt, közvetlenül befolyásolja őket a különböző külső tényezők, például a meleg és a napfény által mutatott nagyfokú alkalmazkodóképesség!
Újabb felfedezések – Fiziológiai Nobel-díj
Megjegyzendő, hogy az idei fiziológiai és orvosi Nobel-díjat Jeffrey Hall, Michael Rosbash és Michael Young amerikai származású tudósok kapták a cirkadián ritmust szabályozó molekuláris mechanizmusokkal kapcsolatos felfedezéseikért, .
Ezeket a felfedezéseket azért díjazták, mert magyarázatot adtak arra, hogyan sikerül minden élő szervezetnek úgy alkalmazkodnia biológiai ritmusához, hogy az szinkronban legyen a Föld forgásával.
Ezt úgy érték el, hogy izolálták a biológiai ritmust irányító gént, és ezzel kimutatták, hogy ez a gén felelős egy olyan fehérje kódolásáért, amely éjszaka a sejtekben található, és nappal lebomlik.
A biológiai – cirkadián ritmust idővel a viselkedési minták és a külső ingerek befolyásolják.
A további elemzés szerint a biológiai órához kapcsolódó és azt szabályozva tartani vagy fokozatosan figyelmen kívül hagyni képes központi tevékenységek a következők:
– Az alvást a biológiai óra szabályozza, a fény a fő külső inger, amely ezt a beállítást fenntartja.
– A táplálék a fő inger a test perifériás szöveteinek cirkadián ritmusát szinkronizálja.
– Az anyagcsere közvetlenül kapcsolódik a cirkadián ritmushoz és a táplálékbevitelhez, mivel ez az egyetlen felelős az energiatermelés tervezéséért, amely hasonló azokhoz a tevékenységekhez, amelyeket mindenkinek a nap folyamán kell teljesítenie.
– Az immunválasz hatékonyabb ébrenlét alatt, amikor a szervezet szükségletei növekednek.
– Az öregedés nem szabályozza a cirkadián ritmust. Ez azt eredményezi, hogy az idősek nehézségeket tapasztalnak az alapvető napi tevékenységekben, mint például az alvás, az energiatermelés stb.
– A transzatlanti vagy kontinensek közötti utazások fizikai és szellemi kimerültséget, valamint a biológiai ritmusok zavarait okozzák.
– Úgy tűnik, hogy a sejtciklust és a sejtdifferenciálódást cirkadián ritmusok irányítják, anélkül, hogy még nem derült volna ki, milyen módon.
Tudományos adatok
Az emberi test biológiai funkcióinak központja az agy felső hipotalamuszában, az úgynevezett hiperkumorikus magban található. Sokáig úgy tartották, hogy ez az egyetlen olyan neuronokból álló óra, amely a ritmikus alvás-ébrenlét és táplálkozási viselkedésre reagál.
Ez a központi óra részt vesz az alapvető élettani folyamatok irányításában az egész szervezetben. Egészen a közelmúltig egyáltalán nem volt világos, hogyan működik ez a központi óra, és az sem, hogyan közvetíti a sokféle sejtfiziológiai funkciót.
A közelmúltban fedezték fel, hogy az emberi szervezet funkcióit, valamint azok változatait nem csak egy központi óra aktiválhatja. A kutatók felfedezték, hogy minden sejtnek, beleértve a mikrobákat is, van egy önálló és teljesen működőképes órája.
Közelebbről úgy tűnik, hogy minden szövet és minden szerv egyedi napi ciklusokkal rendelkezik, amelyek felelősek a sajátos biológiai funkciókért, de az egyes szervek egyedi anyagcsere-funkcióiért is.
Ezért biztosak lehetünk abban, hogy a test minden egyes sejtje egy alapvető genetikai órából, mint magból áll, és aztán van egy széles skála különböző segédritmusok genetikai ciklusokkal, amelyek felelősek az anyagcsere szinkronizálásáért, valamint az egyes sejtek, szövetek és szervek viselkedéséért.
Az, hogy mindezek az autonóm és különböző körök hogyan kapcsolódnak egymáshoz, és hogyan szinkronizálódnak a központi órával, amely neurológiai üzeneteket és hormonokat küld a 24 órás éjjel-nappali ciklushoz, most fedezték fel!
A biológiai óra változásai befolyásolják az emberi test fiziológiáját
Az emberi sejtek nagyszámú génből állnak és 24 órás ciklusban működnek. Ez a genetikai hálózatok egyik legnagyobb halmaza, amely a fiziológia legfontosabb funkcióit befolyásolja.
Ezekre a hálózatokra elsősorban:
- a nappali fénynek és az éjszakai sötétségnek való kitettség,
- az étkezés és az alvás órája hat.
A biológiai ritmus minden változása befolyásolja a sejtek és szövetek közötti kommunikációt, ami fokozatos deregulációjukat eredményezi.
A genetikai és epigenetikai hálózatok bizonyos funkciók elvégzésére meghatározott időpontokat hoznak létre, amelyeket nehéz vagy lehetetlen lenne egyszerre elvégezni. A cirkadián ritmusok e ritmikus körforgása optimalizálja az energiatermelést és -felhasználást minden szükséges tevékenységhez.
Tény, hogy e folyamatok zavara különböző anyagcsere-betegségekhez vezethet, például cukorbetegséghez, hiperlipidémiához, elhízáshoz, pajzsmirigyzavarokhoz és csontritkuláshoz.
A legújabb kutatások például kimutatták, hogy a szigorú diétás és böjti órák pozitívan befolyásolhatják a kóros ritmusokat, így akár krónikus betegségeket is gyógyíthatnak!
A biológiai órát vezérlő központokkal kölcsönhatásban lévő változók az energiaegyensúlyhoz, a táplálkozáshoz és a böjthöz, valamint a fényhez és a sötétséghez kapcsolódnak. Ezek a változók közé tartozik a hőmérséklet, valamint a fizikai aktivitás.
A legtöbbet kutatott változó talán a speciális étrend, az úgynevezett fixen meghatározott étrend (azaz minden nap ugyanabban az időpontban történő étkezés). Ez kölcsönhatásban van az energiaegyensúly ciklusaival, amelyek magukban foglalják a felszívódást, a molekulák tárolását és felhasználását.
Már nem kétséges, hogy az élettevékenységek, különösen az evés és az alvás időzítése jelentős hatással van arra, hogy kialakul-e nálunk többféle betegség.
A központi órák ritmikus jeleket küldenek, amelyek számos sejtfunkciót szinkronizálnak a test szövetei számára. Az egyes sejteknek azonban saját óráik vannak, valamint sajátos anyagcsere-ciklusaik, de a szövetek sajátos funkcióihoz kapcsolódó ciklusaik is.
Mindez valahogyan az agy, a test szervei és az egyes sejtek szintjén van összehangolva.
Azt már tudhatjuk, hogy a sejtek tudják, mekkorának kell lenniük, milyen helyzetben vannak, és milyen funkcióik vannak a szöveten. Amiben még nem lehetünk 100%-ig biztosak, az az, hogy hogyan kommunikálnak egymással. Ez a folyamat rendkívül bonyolultnak tűnik.
A cirkadián órák összefoglalása az emberi anyagcserére vonatkozóan
Kora reggel
1) leáll a melatonin termelés
2) emelkedik a vérnyomás
3) serkentődik a bélmozgás
4) nő a tesztoszteron
.