Cercetătorii descifrează bioritmul uman
Nu a fost mult diferit pentru natura însăși: de când organismele unicelulare au inventat ceasul intern cu mai mult de un miliard de ani în urmă, evoluția a adus o inflație a celor mai variate ceasuri din ideea utilă. Cercetătorii au identificat descendenții primului ceas la mamifere în aproape fiecare colț al organismului. În aprilie, de exemplu, biologii moleculari Charles Weitz și Kai-Florian Storch de la Universitatea Harvard din America au raportat că au capturat părți mari ale ceasurilor interne ale inimii, ficatului și plămânilor. O analiză genetică a arătat celor doi cercetători că evoluția ceasurilor interne nu a fost zgârcită de creativitate. Deci, puteți vedea clar că toate ceasurile din diferitele organe au o origine comună. Dar, de parcă inginerii ar fi modificat invenția puțin câte puțin peste eoni, ceasurile au doar câteva componente comune în ciuda sarcinilor similare.
Într-un studiu sârguincios, Weitz și Storch au examinat ritmurile activității genelor în organele șoarecilor. Pentru a face acest lucru, au examinat aproape o treime din toate genele șoarecilor folosind cele mai moderne sonde genetice. Au găsit în jur de cinci sute de gene în fiecare organ care rezonează cu ritmul zilei. Genele și jocul proteinelor celulare pe care le ajută să îndeplinească în mod direct funcții similare în toate organele, dar fiecare ceas conține peste 90% gene de ceas foarte individuale.
Cu toate acestea, toți cronometrii din corp rulează sincron. Similar cu modul în care ora exactă din Germania este emisă central de Physikalisch-Technische Bundesanstalt din Braunschweig, pare să existe și un fel de centru de timp în corp. O structură din creier de mărimea unui bob de orez intră în discuție. Este situat aproximativ la nivelul podului nasului din spatele ochilor, deasupra joncțiunii în formă de x a celor doi nervi optici. Cercetătorii îl numesc „nucleul suprachiasmatic”, ceea ce înseamnă ceva de genul „nucleu deasupra crucii”. Insiderii vorbesc, de asemenea, pe scurt despre „SCN”.
Corzile nervoase duc de la SCN la glanda pineală, unde, printre altele, se formează hormonul somnului „melatonina”. În consecință, „nucleul de deasupra crucii” direcționează ritmul somnului și, ca urmare, diversele bioritmuri ale corpului. Dacă luați dimineața ca punct de plecare, SCN începe seria prin scăderea nivelului de melatonină din sânge în jurul șase dimineața. Ca urmare, tensiunea arterială, pulsul și temperatura corpului cresc. Capacitatea de a reacționa crește și în jurul orei șapte corpul este inundat de hormoni sexuali activatori. În jurul prânzului, corpul este alimentat în mod optim cu oxigen, deoarece acesta este momentul în care concentrația de globule roșii este mai mare.
După-amiaza, frecvența de respirație este cea mai mare, forța de prindere cea mai puternică și reflexele sunt mai rapide decât de obicei. La ora 16:00, temperatura corpului, tensiunea arterială și pulsul ating nivelul maxim. În jurul orei 18:00 corpul pare să înceapă să se regenereze după ziua de muncă doresc - cel puțin în acest moment fluxul de urină este cel mai puternic. Sensibilitatea la durere crește treptat spre noapte și cu aproximativ două ore înainte de a adormi, SCN dă glandei pineale comanda de a crește din nou nivelul de melatonină.
Este aproape imposibil să te deconectezi de aceste ritmuri. Oricine încearcă oricum - de exemplu ca muncitor de noapte - se îmbolnăvește mai des și este mai puțin rezistent psihologic. Deși acest lucru se știe de multă vreme, până acum câteva săptămâni cercetătorii nu puteau specula decât modul în care corpul reușește să cupleze ferm ritmurile interne cu ciclul zi-noapte.
Până acum câteva decenii, unii cercetători au presupus chiar că s-ar putea să nu fie alternanța luminii și întunericului care determină cursul ceasului interior. S-a observat că ceasul intern al orbilor funcționează în mare măsură sincronizat cu cel al tuturor celorlalți oameni. În anii 1960, însă, s-a făcut o descoperire surprinzătoare: orbii care, din motive cosmetice, au primit corpuri vitroase pentru ochii lor aparent fără funcție, și-au pierdut ritmul zilnic obișnuit. Deși au menținut în mare măsură o alternanță normală între fazele de somn și trezire, ziua lor a devenit în general puțin mai lungă de 24 de ore în general. Ceasul dvs. intern a funcționat gratuit, așa cum spun cronobiologii: a funcționat greșit cu o anumită cantitate de minute în fiecare zi, fără a fi readus la ora corectă.
Cercetătorul creierului David Berson de la Universitatea Americană Brown din Providence a descoperit motivul fiziologic al acestei observații: în februarie a acestui an a raportat în revista „Știința” că, pe lângă celulele conului și tijei cunoscute de aproape 150 de ani în ochi, viziunea alb-negru și a culorilor sunt responsabile, se află un al treilea tip de celulă fotoreceptoare. El a descoperit celulele în timp ce analiza cu atenție calea corzilor nervoase de la SCN înapoi la retina ochilor. Celulele arată ca baldachinul ramificat al unui copac bătrân și își schimbă activitatea pe măsură ce răsare și apune soarele. Acest lucru le face ideale pentru a alinia ritmul nucleului suprachiasmatic cu cursul soarelui.
Cu toate acestea, SCN nu este un cadran solar - miezul are nevoie doar de soare pentru a-și calibra propriul ceas. Cercetătorii lucrează în prezent pentru a descifra în detaliu mecanismul acestui generator de ceas. Se pare că funcționează activându-se și dezactivându-se reciproc din nou și din nou. Aproximativ o jumătate de zi trece între activare și dezactivare, astfel încât anumite proteine intră și pleacă în celulele SCN, cum ar fi fluxul și refluxul: unele proteine sunt active în timpul zilei, altele noaptea. Fără influența soarelui, însă, schimbarea încetinește oarecum, de obicei cu o oră pe zi. Anul trecut, Urs Albrecht de la Institutul Max Planck din Hanovra, împreună cu colegii americani de la Huston, au aflat cum genele din SCN își sincronizează ritmul cu calea soarelui. Două variante ale unei gene cu numele englezesc „Perioada” joacă rolul principal. De exemplu, varianta genică „Perioada1” asigură că ceasul intern este setat puțin înainte, în timp ce varianta „Perioada2” setează ceasul înapoi. Substanțele de semnal din sânge și fluctuațiile metabolismului se asigură apoi că celelalte ceasuri din corp respectă și ritmul stabilit de SCN.