Cum afectează ceasul intern al organismului sănătatea generală
Ce este ceasul biologic & Ritmurile circadiene?
Toate ființele vii (oameni, animale, plante, ciuperci și microorganisme) au adaptat fiecare dintre procesele lor biologice la ciclul zi-noapte de 24 de ore.
Ritmul circadian sau circadian, cunoscut și sub numele de „ceas biologic”, reglează în fiecare organism viu unele funcții biologice foarte necesare și importante, cum ar fi ciclul somn-trezire, secreția de hormoni, tensiunea arterială și chiar metabolismul!
Știința care se ocupă de glanda pineală și de hipofiză se numește Cronologie și se bazează pe studiul ritmurilor biologice.
Ritmul biologic sau ritmul circadian este ciclul zilnic pe care îl urmează orice organism viu și se caracterizează printr-o alternanță ritmică a nivelurilor componentelor chimice și a homeostaziei acestora în organism și adaptarea funcțiilor biologice.
Deși aceste ritmuri sunt exclusiv endogene, cu numeroase căi biochimice implicate în reglarea lor, ele sunt direct afectate de marea adaptabilitate pe care o prezintă față de diverși factori externi, cum ar fi căldura și lumina zilei!
Descoperiri recente – Premiul Nobel pentru Fiziologie
Este de remarcat faptul că Premiul Nobel pentru Fiziologie și Medicină din acest an a fost acordat lui Jeffrey Hall, Michael Rosbash și Michael Young, oameni de știință de origine americană, care au fost premiați pentru descoperirile lor privind mecanismele moleculare care controlează ritmul circadian, .
Aceste descoperiri au fost premiate pentru că au oferit explicațiile necesare pentru modul în care fiecare organism viu reușește să își adapteze ritmul biologic în așa fel încât să fie sincronizat cu rotația Pământului.
Acesta a fost realizat prin izolarea genei care controlează ritmul biologic, demonstrând astfel cum această genă este responsabilă de codificarea unei proteine care se găsește în celule pe timpul nopții și care este degradată în timpul zilei.
Ritmurile biologice – circadiene sunt influențate în timp de tipare comportamentale și stimuli externi.
Într-o analiză mai aprofundată, activitățile de bază asociate cu ceasul biologic și capabile să îl mențină reglat sau să îl deregleze treptat sunt următoarele:
– Somnul este reglat de ceasul biologic, lumina fiind principalul stimul extern care îl menține reglat.
– Hrana este principalul stimul pentru sincronizarea ritmurilor circadiene ale țesuturilor periferice ale organismului.
– Metabolismul este direct legat de ritmul circadian și de consumul de hrană, deoarece este singurul responsabil de planificarea producției de energie care este similară cu activitățile pe care fiecare trebuie să le îndeplinească în cadrul zilei.
– Răspunsul imunitar este mai eficient în timpul stării de veghe, când nevoile organismului sunt în creștere.
– Îmbătrânirea nu reglează ritmurile circadiene. Acest lucru face ca vârstnicii să întâmpine dificultăți în activitățile de bază de zi cu zi, cum ar fi somnul, producția de energie etc.
– Călătoriile transatlantice sau intercontinentale provoacă epuizare fizică și mentală, precum și dezorientarea ritmurilor biologice.
– Ciclul celular și diferențierea celulară par a fi controlate de ritmurile circadiene, fără a fi încă dezvăluit în ce mod.
Date științifice
Centrul funcțiilor biologice ale corpului uman este situat în hipotalamusul superior al creierului, numit nucleul hipercornic. Timp de mulți ani a fost considerat a fi singurul ceas alcătuit din neuroni care a răspuns la comportamentele ritmice de somn-veghe și nutriție.
Acest ceas central este implicat în ghidarea proceselor fiziologice de bază din tot corpul. Până de curând, nu era deloc clar cum funcționează acest ceas central și nici cum comunică numeroasele funcții fiziologice celulare diferite.
S-a descoperit recent că funcțiile organismului uman, precum și variațiile acestora, nu pot fi activate doar de un ceas central. Cercetătorii au descoperit că fiecare celulă, inclusiv microbii, are un ceas de sine stătător și pe deplin funcțional.
Mai precis, fiecare țesut și fiecare organ pare să aibă cicluri zilnice unice, responsabile de funcții biologice specifice, dar și de funcții metabolice unice ale fiecărui organ.
Așa, putem fi siguri că fiecare celulă individuală din organism este alcătuită dintr-un ceas genetic de bază, ca nucleu, și apoi există o gamă largă de ritmuri auxiliare distincte cu cicluri genetice responsabile pentru sincronizarea metabolismului, precum și pentru comportamentul său al fiecărei celule, țesut și organ.
Este demn de remarcat faptul că modul în care toate aceste cercuri autonome și diferite sunt legate între ele și sincronizate cu ceasul central, care trimite mesaje neurologice și hormoni la un ciclu zi-noapte de 24 de ore, este abia descoperit!
Modificările ceasului biologic afectează fiziologia corpului uman
Celele umane sunt alcătuite dintr-un număr mare de gene și funcționează într-un ciclu de 24 de ore. Este unul dintre cele mai mari seturi de rețele genetice care afectează cele mai importante funcții ale fiziologiei.
Aceste rețele sunt afectate în principal de:
- expunerea la lumina zilei și la întunericul nopții,
- orele de masă și de somn.
Care modificare a ritmului biologic afectează comunicarea dintre celule și țesuturi, ducând la dereglarea treptată a acestora.
Rețele genetice și epigenetice produc momente specifice pentru îndeplinirea anumitor funcții care ar fi dificil sau imposibil de realizat în același timp. Aceste cercuri ritmice ale ritmurilor circadiene optimizează producția și utilizarea energiei pentru orice activitate necesară.
De fapt, tulburarea acestor procese poate duce la diverse boli metabolice, cum ar fi diabetul zaharat, hiperlipidemia, obezitatea, tulburările glandei tiroide și osteoporoza.
De exemplu, cercetări recente au arătat că orele stricte de dietă și post pot afecta pozitiv ritmurile anormale pentru a vindeca chiar și bolile cronice!
Variabilele care interacționează cu centrele de control ale ceasului biologic sunt legate de echilibrul energetic, de alimentație și post, precum și de lumină și întuneric. Aceste variabile includ temperatura, precum și activitatea fizică.
Poate cea mai cercetată variabilă este o dietă specială numită dietă cu determinare fixă (adică mâncatul la aceeași oră în fiecare zi). Aceasta are interacțiuni cu ciclurile de bilanț energetic care includ absorbția, stocarea moleculelor și utilizarea lor.
Nu mai există nicio îndoială că momentul în care se desfășoară activitățile vieții, în special mâncatul și somnul, are un impact semnificativ asupra faptului dacă dezvoltăm sau nu mai multe boli.
Celebrele centralizate trimit semnale ritmice care sincronizează multe funcții celulare la țesuturile corpului. Cu toate acestea, celulele individuale au propriile lor ceasuri, precum și cicluri metabolice specifice, dar și cicluri asociate cu funcții specifice în țesuturi.
Într-un fel, toate acestea sunt coordonate la nivelul creierului, al organelor corpului și al celulelor individuale.
Să știm deja că celulele știu cât de mari ar trebui să fie, care este poziția lor și care sunt funcțiile lor în rețea. Ceea ce nu putem fi încă 100% siguri este modul în care ele comunică între ele. Acesta este un proces care pare extrem de complicat.
Un rezumat al ceasurilor circadiene pentru metabolismul uman
La primele ore ale dimineții
1) producția de melatonină se oprește
2) crește tensiunea arterială
3) este stimulată mișcarea intestinală
4) crește testosteronul
….