A cirkadián ritmus az idő orientálásának képessége, a külső befolyásoló tényezőktől való viszonylagos függetlenségben. Ez a képesség kulcsfontosságú a testi funkciók, például a hormon szekréció vagy vér nyomás. A hirtelen időzónaváltások eldobják az órát egyensúly és jet-lagban nyilvánul meg.
Mi a cirkadián ritmus?
A cirkadián ritmus az idő orientálásának képessége, a külső tényezőktől való viszonylagos függetlenségben. A legtöbb más élőlényhez hasonlóan az embereknek is van egy belső órájuk, amely lehetővé teszi számukra, hogy tájékozódjanak az időben anélkül, hogy egy tényleges órát néznének. A cirkadián ritmust cirkadián órának is nevezik, és ennek a belső órának felel meg. Képességet ad az embereknek arra, hogy külső tényezőktől függetlenül képet alkossanak az időről. A cirkadián óra elsősorban bizonyos időközönként szabályozza az időszakosan visszatérő tevékenységeket, például az alvást, a szaporodást vagy a táplálékfelvételt. Ezek az élet- és fajfenntartó cselekvések tehát viszonylag állandó ritmusban zajlanak, viszonylag függetlenek a külső tényezőktől és a tényleges időtudattól. A belső óra az évszakok változása után újraszinkronizálással alkalmazkodik a változó naphosszhoz. Mivel a belső órát túl gyorsan kell újraszinkronizálni, amikor más időzónákba utazunk, az elején hiányzik a megállapodás. A belső és a tényleges óraidők közötti egyeztetés hiánya a távolsági utazások összefüggésében jet-lag néven is ismert.
Funkció és feladat
Számos létfontosságú testfunkció periodikus összehangolás. Például az emberi test hőmérsékletét ily módon kell összehangolni. Ugyanez vonatkozik a vér nyomás, szív arány és a vizelettermelés. A hormon szekréciója periodikusaktól is függ összehangolás. Nem csak a szex hormonok időszakosan össze kell hangolni. Sok abszolút létfontosságú testi funkciót hormonálisan is szabályoznak, és mivel a hormon egyensúly szorosan kölcsönhatásban lévő rendszer, egyetlen hormon rossz koordinációja felborítja az egész testet, és akár életveszélyes következményekkel is járhat. Mivel a fent említett testi funkciók nincsenek tudatos ellenőrzés alatt, függetlennek kell lenniük az akkori tényleges tudatos tudástól. Ezért a cirkadián ritmus felelős az ellenőrzésükért. Az emberi belső óra információt a retina szemcsés rétegében lévő speciális fotoreceptoroktól kap. A felelős érzékszervi sejteket fényérzékenyeknek is nevezik idegdúc sejteket és fel vannak szerelve a fotopigment melanopsinnal. Között helyezkednek el idegdúc réteg és a retina amakrin sejtrétege, ahol kapcsolódnak a tractus retinohypothalamicushoz, amely a sejtekből gyűjtött információkat a sejtmagig a nucleus suprachiasmaticusig vetíti hypothalamus. A nucleus suprachiasmaticus tehát a belső óra vezérlőközpontjának tekinthető. Itt az időszakosan változó testfunkciók időben összehangolódnak. Molekuláris szinten több gén vesz részt a cirkadián ritmusban, genetikailag kódolva a belső órát, úgymond. A kriptokrómok mellett az ÓRA gén ebben az összefüggésben az egyik legfontosabb génnek számít. A BMAL 1 gén, a PER 1-3 gének és a vazopresszin vagy a prepressofizin ma már szintén ismertek a belső óra fontos molekuláris komponenseiként. Bonyolult interakcióban kontrollálják az önszabályozó hurkok transzkripcióját és fordítását visszacsatolásban, amelyek viszonylag precíz 24 órás periódus alatt fordulnak elő. A PER 2 és a BMAL 1 gének fénytől és hőmérséklettől függenek, és például a nap kezdetén íródnak át. Ezután dimerként kötődnek a DNS szabályozó szekvenciájához, elindítva a többi gén transzkripcióját.
Betegségek és rendellenességek
Néhány alvászavarok funkcionális cirkadián óra panaszokkal kapcsolatosak. Ezek csoportja alvászavarok gyakran cirkadián alvás-ébrenlét ritmuszavarnak nevezik. A cirkadián ritmus az emberek számára ideális alvásmennyiséget biztosít, és így sötét fázisokban pihen. A könnyű fázisokban így magas szintű teljesítmény érhető el. A külső ingerek a cirkadián órát a 24 órás ciklushoz igazítják. A szokásos világos-sötét változástól való hirtelen eltérések megzavarják a szervezetet, mert ezek váratlan időn belül bekövetkeznek. Mivel a távolsági repülések és az időzóna-változások különösen váratlan világos-sötét változásokkal járnak a szervezet számára, akiket a cirkadián alvás érint - az ébrenlét ritmuszavarai gyakran rendszeres távolsági utazók. A vak emberek gyakran szenvednek a rendellenességektől is, mivel nincsenek külső tényezők a szinkronizáláshoz. Ugyanez vonatkozik a műszakos munkavállalókra is, akiknél a alvászavar elsősorban alvásként jelentkezik vagy fáradtság a „rossz időben”. A műszakban dolgozóknál a környezet ritmusa nem felel meg a világos-sötét változások ritmusának, ami problémákhoz vezet a belső óra szinkronizálásában. Krónikus cirkadián alvászavarok gyakran alakulnak ki depresszió vagy más mentális betegségek. A megzavart belső óra okozati összefüggésben lehet a cirkadián gének mutációjával is. Az ilyen mutációk hosszabb vagy rövidebb aktivitási periódusokat eredményeznek az egyén számára, amelyek kisebb-nagyobb mértékben eltérhetnek a megszokott 24 órás ritmustól. A cirkadián órával kapcsolatos betegségeket még nem vizsgálták megfelelően, mivel még a kapcsolódó gének is meglehetősen friss felfedezés. A cirkadián ritmusok kapcsolata a fentiekkel alvászavarok további kutatásokat is igényel. A cirkadián problémával állítólag kevéssé foglalkozó tanulmányok voltak.
