ГоловнаЗдоров'я А-ЯЩо таке біологічний годинник і як він працює

Що таке біологічний годинник і як він працює

Людина схильна шукати пояснення своїх почуттів і вчинків в різних проявах зовнішніх впливів. Одними з факторів, про які часто згадують, є різні циклічні події, в тому числі добові та сезонні зміни освітлення, місячний цикл.

Спочатку людство формувало деякі містичні закони, намагався впорядкувати інформацію про вплив небесних об’єктів у формі астрології і подібних навчань. Пізніше, коли наука вже сформувалася в сучасному вигляді, більшість озвучуваних раніше причинно-наслідкових зв’язків перейшли в розряд міфів. Однак деякі закономірності вдалося довести за допомогою сучасних методів.

Хронобіологія замість астрології

Так в певний момент сформувалася наука хронобіологія. Вона вивчає роль часу та різних циклів в життєдіяльності живих організмів. Ученим вдалося показати наявність у живих організмах якихось структур – біологічних годин, які регулюють функціонування як окремих клітин і органів, так і цілого організму в контексті часу.

Хронобіологія вивчає роль часу та різних циклів в життєдіяльності живих організмів.

Цікаво, що подібні годинникові механізми присутні не тільки у людини, але і у рослин, і навіть у досить примітивних черв’яків. Передбачається, що перший біо-хронометр сформувався ще на молекулярному рівні для захисту ДНК від ультрафіолету (який може призвести до фотопошкодження цієї молекули), тому її реплікація (подвоєння) відбувалося вночі.

Більше того, внутрішній годинник відстежує не лише так звані циркадні ритми – добові, багато в чому прив’язані до сонця і змін дня і ночі, але і сезонні, річні (циркануальні), а також і місячні (також що підрозділяються на добові циркалунарні і циклічні місячно-місячні).

Додатково виділяють циркатидальні ритми – прив’язані до припливів і відливів і характерні для організмів, чия життєдіяльність пов’язана з морем.

«Годинниковий механізм» в головному мозку

У людини головний «годинниковий механізм» знаходиться в головному мозку. Якщо точніше – в супрахіазматичному ядрі (СХЯ) гіпоталамуса. На клітинному рівні є свої «контролери часу» – гени Clock, Bmal1, Csnk1, Cry, Per, CHRONO. Вони здатні впливати на експресію інших генів, включаючи або вимикаючи різні процеси. Таким чином, ряд органів має власну ритміку, особливо виражену у серця, залоз внутрішньої секреції, шлунково-кишкового тракту.

Внутрішня ритміка особливо виражена у серця, залоз внутрішньої секреції, шлунково-кишкового тракту.

Цікаво, що «цирка» в словах циркадний, циркануальний і т. д. означає «приблизно», «близько». Це вказує на деякі індивідуальні відмінності в таких ритмах. Ці відмінності в індивідуальному сприйнятті довжини доби (яка може чиїмись внутрішніми годинами сприйматися, наприклад, як 23,5 годин, а для кого-то буде дорівнюти 24,3 години) дозволяють обгрунтувати ймовірність відмінностей внутрішніх режимів у «сов» і «жайворонків». Саме добові ритми є найбільш вивченими і відомими.

Навіщо вивчати внутрішні ритми

Знання про внутрішню ритміку дозволяють не тільки краще вивчити функціонування організму, але і поліпшити ефективність ряду профілактичних і терапевтичних процедур.

Вже добре вивчені зміни концентрацій деяких гормонів у крові в різний час: цей факт враховується при розборі результатів аналізів. Крім того, виявилося, що такі небезпечні патології як гострий інфаркт міокарда найчастіше проявляється вранці, протягом декількох годин після пробудження, а деякі форми епілептичних припадків – в післяобідній час і рано ввечері. Відомо також, що напади астми найсуворіші вночі. Окремий інтерес викликає здатність ракових клітин по-різному реагувати на хіміотерапію в різний час доби, проте ця тема все ще активно вивчається.

Гострий інфаркт міокарда найчастіше проявляється вранці, деякі форми епілептичних нападів – після обіду і рано ввечері, а напади астми найсуворіше вночі.

Сезонним змінам піддається, наприклад, якість сперматозоїдів (це показано в недавніх турецьких і італійських дослідженнях). Активно вивчається вплив зміни сезонів, а також річна ритміка в психіатрії. Дуже цікаві і останні дослідження по оцінці якості зразків пуповинної крові, зібраних у різний час доби і року. Передбачається, що існують певні цикли гемопоезу, що впливають на кількість гемопоетичних стовбурових клітин в кістковому мозку і пуповинної крові.

Показано, що порушення в роботі біологічних годин і насильницькі спроби змінити свої внутрішні ритми призводять до безлічі нейроендокринних порушень.

Хронобіологи намагаються зрозуміти як можна більше закономірностей в роботі органів у межах добових, місячних і річних циклів, так як розуміння цих закономірностей дозволить підвищити контроль над роботою нашого тіла і запобігти потенційній неприємності.

Варто зауважити, що хоч хронобіологія і користується терміном «біоритми», але все ж їх не треба плутати з деякими спекулятивними міркуваннями про «фізичних», «емоційних» і «інтелектуальних» ритмах, які були ще недавно дуже популярні, але у великих статистично коректних експериментах не підтвердилися.