Nhịp điệu Circadian

Các nhịp sinh học là khả năng tự định hướng tương đối độc lập với các yếu tố tác động bên ngoài. Khả năng này rất quan trọng đối với các chức năng của cơ thể như tiết hormone hoặc huyết áp. Sự thay đổi múi giờ đột ngột khiến đồng hồ mất trạng thái cân bằng và biểu hiện ở hiện tượng trễ máy bay.

Nhịp sinh học là gì?

Cũng giống như hầu hết các sinh vật khác, con người cũng có một chiếc đồng hồ bên trong cho phép họ tự định hướng thời gian mà không cần nhìn vào đồng hồ thực tế. Nhịp sinh học còn được gọi là đồng hồ sinh học biểu thị và tương ứng với đồng hồ bên trong này. Nó cung cấp cho mọi người khả năng hình thành một bức tranh về thời gian độc lập với các yếu tố bên ngoài.

Đồng hồ sinh học kiểm soát các hoạt động lặp lại theo chu kỳ như ngủ, sinh sản hoặc ăn uống với một mức độ đều đặn nhất định. Những hành động bảo tồn sự sống và loài này diễn ra tương đối độc lập với các yếu tố bên ngoài và nhận thức về thời gian thực tế theo một nhịp điệu tương đối ổn định.

Đồng hồ bên trong thích ứng với độ dài thay đổi của ngày sau khi thay đổi các mùa thông qua đồng bộ hóa lại. Do đồng hồ bên trong phải được đồng bộ lại quá nhanh khi di chuyển đến các múi giờ khác, nên ban đầu có sự thiếu thống nhất. Sự không phù hợp giữa thời gian bên trong và thực tế còn được gọi là độ trễ máy bay phản lực liên quan đến việc di chuyển đường dài.

Chức năng & nhiệm vụ

Nhiều chức năng quan trọng của cơ thể đòi hỏi sự phối hợp tuần hoàn. Ví dụ, nhiệt độ cơ thể của con người cần được điều phối theo cách này. Điều này cũng đúng với huyết áp, nhịp tim và sản xuất nước tiểu.

Sự bài tiết hormone cũng phụ thuộc vào sự điều phối thời gian. Không chỉ hormone sinh dục cần được phối hợp theo chu kỳ. Nhiều chức năng cơ thể quan trọng tuyệt đối cũng được kiểm soát bởi hormone, và vì sự cân bằng hormone là một hệ thống liên quan chặt chẽ với nhau, sự điều phối sai của một loại hormone duy nhất sẽ gây nhầm lẫn cho toàn bộ cơ thể và thậm chí có thể gây ra hậu quả đe dọa tính mạng.

Vì các chức năng cơ thể được đề cập không chịu sự kiểm soát của bất kỳ ý thức nào, chúng phải độc lập với tri thức có ý thức thực tế của thời gian. Nhịp sinh học chịu trách nhiệm kiểm soát nó. Đồng hồ bên trong của con người nhận thông tin của nó từ các tế bào cảm quang chuyên biệt trong lớp hạt của võng mạc.

Tế bào cảm giác chịu trách nhiệm còn được gọi là tế bào hạch cảm quang và được trang bị melanopsin sắc tố quang. Chúng nằm giữa lớp hạch và lớp tế bào amacrine của võng mạc (võng mạc), nơi chúng được kết nối với đường võng mạc, nơi chiếu thông tin được các tế bào thu thập vào nhân siêu vi ở vùng dưới đồi. Do đó, hạt nhân suprachiasmaticus là trung tâm điều khiển đồng hồ bên trong. Tại đây các chức năng cơ thể thay đổi theo chu kỳ được điều phối kịp thời.

Ở cấp độ phân tử, một số gen liên quan đến nhịp sinh học, có thể nói về mặt di truyền mã hóa đồng hồ bên trong. Ngoài cryptochromes, gen CLOCK là một trong những gen quan trọng nhất trong bối cảnh này. Gen BMAL 1, gen PER 1 đến 3 và vasopressin hoặc prepropressophysin cũng được biết đến là những thành phần phân tử quan trọng của đồng hồ bên trong.

Trong tương tác phức tạp, chúng kiểm soát cả phiên mã và dịch mã của các vòng tự điều chỉnh trong phản hồi, diễn ra trong khoảng thời gian tương đối chính xác 24 giờ. Các gen PER 2 và BMAL 1 phụ thuộc vào ánh sáng và nhiệt độ và được phiên mã, ví dụ, vào đầu ngày. Sau đó, chúng liên kết với trình tự điều hòa của DNA như một chất dimer và do đó bắt đầu quá trình phiên mã của các gen khác.

Bệnh tật & ốm đau

Một số rối loạn giấc ngủ có liên quan đến rối loạn chức năng của đồng hồ sinh học. Rối loạn nhịp ngủ-thức theo chu kỳ thường được đề cập trong nhóm các rối loạn giấc ngủ này. Nhịp sinh học sẽ cung cấp cho mọi người một giấc ngủ lý tưởng và do đó phục hồi trong giai đoạn đen tối. Bằng cách này, mức độ hiệu quả cao đạt được trong các pha sáng.

Đồng hồ sinh học được điều chỉnh theo chu kỳ 24 giờ thông qua các kích thích bên ngoài. Sự sai lệch đột ngột so với sự thay đổi sáng-tối thông thường khiến sinh vật bối rối vì chúng diễn ra trong một khoảng thời gian không mong muốn. Bởi vì các chuyến bay đường dài và sự thay đổi múi giờ nói riêng đi kèm với những thay đổi sáng - tối bất ngờ đối với sinh vật, những người bị ảnh hưởng bởi rối loạn nhịp ngủ - thức sinh học thường là những người thường xuyên đi du lịch đường dài.

Người mù cũng thường bị rối loạn vì họ thiếu các yếu tố bên ngoài để đồng bộ hóa. Điều tương tự cũng áp dụng đối với những người làm việc theo ca, những người mà chứng rối loạn giấc ngủ biểu hiện chủ yếu là ngủ hoặc mệt mỏi vào "sai thời điểm". Đối với những người làm việc theo ca, nhịp điệu của môi trường không tương ứng với nhịp điệu thay đổi sáng - tối dẫn đến sự cố khi đồng bộ đồng hồ bên trong.

Rối loạn giấc ngủ sinh học mãn tính thường phát triển thành trầm cảm hoặc các bệnh tâm thần khác. Đồng hồ bên trong bị rối loạn cũng có thể có liên quan nhân quả đến sự đột biến trong gen sinh học. Những đột biến như vậy dẫn đến thời gian hoạt động dài hơn hoặc ngắn hơn của cá nhân, có thể chệch hướng ít nhiều so với nhịp điệu 24 giờ thông thường.

Các bệnh liên quan đến đồng hồ sinh học vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, vì ngay cả các gen liên quan cũng là một phát hiện khá gần đây. Mối liên hệ giữa nhịp sinh học và các rối loạn giấc ngủ được đề cập cũng cần được nghiên cứu thêm. Hầu như không có bất kỳ nghiên cứu nào giải quyết các vấn đề liên quan đến hệ sinh học.