קצב צירקדי

ה קצב צמוד היא היכולת להתמצא באופן עצמאי יחסית לגורמי השפעה חיצוניים. יכולת זו חיונית לתפקודי גוף כמו הפרשת הורמונים או לחץ דם. שינוי זמן פתאומי של אזור הזמן גורם לשעון לאבד את שיווי המשקל ולהתבטא בג'ט לג.

מה הקצב הצירקדי?

בדיוק כמו רוב האורגניזמים האחרים, גם לבני אדם יש שעון פנימי המאפשר להם להתמצא בזמן מבלי להסתכל על שעון אמיתי. נקרא גם הקצב הצירדי שעון עגול מציין ומתאים לשעון פנימי זה. זה נותן לאנשים את היכולת ליצור תמונה של זמן ללא תלות בגורמים חיצוניים.

השעון הצבדי שולט בפעילויות חוזרות ומדי פעם כמו שינה, רבייה או אכילה בסדירות מסוימת. פעולות לשימור חיים ומינים אלה מתרחשות באופן עצמאי יחסית לגורמים חיצוניים ומודעות זמן בפועל בקצב קבוע יחסית.

השעון הפנימי מסתגל למשך היום המשתנה לאחר שינוי עונות באמצעות סינכרון מחדש. מכיוון שיש לסנכרן מחדש את השעון הפנימי במהירות רבה מדי בעת נסיעה לאזורי זמן אחרים, בתחילה יש חוסר הסכמה. חוסר התאמה זה בין הזמן הפנימי לזמן האמיתי מכונה גם ג'ט לג בקשר לנסיעה למרחקים ארוכים.

פונקציה ומשימה

תפקודי גוף חיוניים רבים דורשים תיאום תקופתי. לדוגמא, יש לתאם את טמפרטורת גוף האדם בצורה זו. כך גם בלחץ הדם, הדופק וייצור השתן.

הפרשת ההורמונים תלויה גם בתיאום הזמני. לא רק הורמוני מין צריכים להיות מתואמים מדי פעם. תפקודי גוף חיוניים לחלוטין נשלטים גם הם על ידי הורמונים, ומכיוון שמאזן ההורמונים הוא מערכת הדדית קשורה זה בזה, התיאום השגוי של הורמון בודד מבלגן את כל הגוף ואף יכול להיות לו השלכות מסכנות חיים.

מכיוון שתפקודי הגוף המוזכרים אינם כפופים לשליטה מודעת כלשהי, עליהם להיות בלתי תלויים מהידע המודע בפועל של התקופה. הקצב הצירדי אחראי לשליטתו. השעון הפנימי האנושי מקבל את המידע שלו מקולטני צילום מיוחדים בשכבה הגרעינית של הרשתית.

תאי החישה האחראיים ידועים גם כתאי גנגליון רגישים לאור ומצוידים במלנופסין פוטו-פיגמנט. הם ממוקמים בין שכבת הגנגליון ושכבת תאי האמקרין של הרשתית (רשתית) ומחוברים לדרכי הרטינו-היפותלמיקה, המקרינה את המידע שנאסף על ידי התאים לגרעין העל-מוחי בהיפותלמוס. גרעין suprachiasmaticus הוא אפוא מרכז הבקרה של השעון הפנימי. כאן פעולות הגוף המשתנות מעת לעת מתואמות בזמן.

ברמה המולקולרית מעורבים כמה גנים במקצב הצירדי, המקודדים גנטית לשעון הפנימי, כביכול. בנוסף לקריפטוכרומים, הגן CLOCK הוא אחד הגנים החשובים בהקשר זה. הגן BMAL 1, הגנים PER 1 עד 3 ו- vasopressin או prepropressophysin ידועים גם הם כמרכיבים מולקולריים חשובים בשעון הפנימי.

באינטראקציה מורכבת הם שולטים הן בתמלול והן בתרגום של לולאות בעלות ויסות עצמי במשוב, המתרחשות לאורך תקופה של 24 שעות מדויקות יחסית. הגנים PER 2 ו- BMAL 1 הם תלויי אור וטמפרטורה ומתועתקים, למשל, בתחילת היום. לאחר מכן הם נקשרים לרצף הוויסות של ה- DNA כמעשה דימר ובכך מתחילים בתעתיק של הגנים האחרים.

מחלות ומחלות

חלק מהפרעות שינה קשורות להפרעות תפקודיות של השעון הימני. הפרעות קצב שינה מעורר שינה מוזכרות לעתים קרובות בקבוצה של הפרעות שינה אלה. הקצב הצירקי אמור לתת לאנשים כמות אידיאלית של שינה ובכך להחלים בשלבים אפלים. בדרך זו מושגת רמת יעילות גבוהה בשלבי האור.

השעון הקרדיאני מותאם למחזור של 24 שעות באמצעות גירויים חיצוניים. סטיות פתאומיות מהשינוי הרגיל-כהה הרגיל מבלבלות את האורגניזם מכיוון שהן מתרחשות בפרק זמן בלתי צפוי. מכיוון שטיסות ארוכות טווח ושינויי אזור זמן במיוחד מלוות בשינויים בלתי צפויים באפלה בהירה עבור האורגניזם, אלה הנגועים בהפרעות קצב שינה מעור הם לרוב מטיילים רגילים למרחקים ארוכים.

העיוורים סובלים לעתים קרובות מההפרעות מכיוון שהם חסרים את הגורמים החיצוניים לסנכרון. כך גם לגבי עובדי משמרת, שעבורם הפרעת השינה מתבטאת בעיקר כשינה או עייפות ב"זמן הלא נכון ". עבור עובדי משמרת, קצב הסביבה אינו תואם את קצב השינויים האפלים, מה שמוביל לבעיות בעת סנכרון השעון הפנימי.

הפרעות שינה כרדיות קרדיאניות מתפתחות לרוב לדיכאון או למחלות נפשיות אחרות. שעון פנימי מופרע יכול להיות קשור גם באופן סיבתי למוטציה בגנים הצמודים. מוטציות כאלה גורמות לתקופות פעילות ארוכות או קצרות יותר עבור הפרט, שיכולות לסטות פחות או יותר חזק מהקצב הרגיל של 24 שעות.

מחלות הקשורות לשעון הצירוף טרם נחקרו כראוי, שכן אפילו הגנים הנלווים לכך הם תגלית די לאחרונה. הקשר בין המקצב הצירקי להפרעות שינה שהוזכרו מצריך גם מחקר נוסף. אין כמעט מחקרים העוסקים בבעיה הצירקדית בחזית.