إيقاع الساعة البيولوجية

ال إيقاع الساعة البيولوجية هي القدرة على توجيه الذات بشكل مستقل نسبيًا عن العوامل الخارجية المؤثرة. هذه القدرة ضرورية لوظائف الجسم مثل إفراز الهرمونات أو ضغط الدم. يؤدي التغيير المفاجئ في المنطقة الزمنية إلى فقدان الساعة لتوازنها وإظهار نفسها في اضطراب الرحلات الجوية الطويلة.

ما هو إيقاع الساعة البيولوجية؟

تمامًا مثل معظم الكائنات الحية الأخرى ، يمتلك البشر أيضًا ساعة داخلية تمكنهم من توجيه أنفسهم في الوقت المناسب دون النظر إلى الساعة الفعلية. ويسمى إيقاع الساعة البيولوجية أيضًا الساعة اليومية تشير إلى هذه الساعة الداخلية وتتوافق معها. يمنح الناس القدرة على تكوين صورة للوقت بشكل مستقل عن العوامل الخارجية.

تتحكم الساعة اليومية في الأنشطة المتكررة بشكل دوري مثل النوم أو التكاثر أو تناول الطعام بانتظام معين. تتم إجراءات الحفاظ على الحياة والأنواع هذه بشكل مستقل نسبيًا عن العوامل الخارجية وإدراك الوقت الفعلي في إيقاع ثابت نسبيًا.

تتكيف الساعة الداخلية مع طول اليوم المتغير بعد تغيير الفصول من خلال إعادة المزامنة. نظرًا لأنه يجب إعادة مزامنة الساعة الداخلية بسرعة كبيرة عند السفر إلى مناطق زمنية أخرى ، فهناك عدم اتفاق مبدئيًا. يُعرف عدم التطابق بين الوقت الداخلي والوقت الفعلي أيضًا باسم اضطراب الرحلات الجوية الطويلة فيما يتعلق بالسفر لمسافات طويلة.

الوظيفة والمهمة

تتطلب العديد من وظائف الجسم الحيوية تنسيقًا دوريًا. على سبيل المثال ، يجب تنسيق درجة حرارة جسم الإنسان بهذه الطريقة. وينطبق الشيء نفسه على ضغط الدم ومعدل ضربات القلب وإنتاج البول.

يعتمد إفراز الهرمون أيضًا على التنسيق الزمني. ليس فقط الهرمونات الجنسية تحتاج إلى التنسيق بشكل دوري. تتحكم الهرمونات أيضًا في العديد من وظائف الجسم الحيوية للغاية ، وبما أن توازن الهرمونات هو نظام مترابط بشكل وثيق ، فإن سوء التنسيق لهرمون واحد يربك الجسم بأكمله ويمكن أن يكون له عواقب مهددة للحياة.

نظرًا لأن وظائف الجسم المذكورة لا تخضع لأي سيطرة واعية ، يجب أن تكون مستقلة عن المعرفة الواعية الفعلية للوقت. الإيقاع اليومي هو المسؤول عن التحكم فيه. تتلقى الساعة الداخلية للإنسان معلوماتها من المستقبلات الضوئية المتخصصة في الطبقة الحبيبية لشبكية العين.

تُعرف الخلايا الحسية المسؤولة أيضًا باسم الخلايا العقدية الحساسة للضوء ومجهزة بصبغة الميلانوبسين بالضوء. وهي تقع بين طبقة العقدة وطبقة الخلايا amacrine في شبكية العين (الشبكية) ، حيث يتم توصيلها بالقناة الشبكية الوهمية ، والتي تُسقط المعلومات التي جمعتها الخلايا في النواة فوق التصالبية في منطقة ما تحت المهاد. وبالتالي فإن النواة suprachiasmaticus هي مركز التحكم في الساعة الداخلية. هنا يتم تنسيق وظائف الجسم المتغيرة بشكل دوري في الوقت المناسب.

على المستوى الجزيئي ، تشارك عدة جينات في إيقاع الساعة البيولوجية ، والذي يرمز وراثيًا للساعة الداخلية ، إذا جاز التعبير. بالإضافة إلى الكريبتوكروميات ، يعتبر جين CLOCK أحد أهم الجينات في هذا السياق. من المعروف أيضًا أن جين BMAL 1 ، وجينات PER 1 إلى 3 و vasopressin أو prepropressophysin مكونات جزيئية مهمة في الساعة الداخلية.

في التفاعل المعقد ، يتحكمون في كل من النسخ وترجمة الحلقات ذاتية التنظيم في التعليقات ، والتي تحدث على مدى 24 ساعة دقيقة نسبيًا. تعتمد جينات PER 2 و BMAL 1 على الضوء ودرجة الحرارة ويتم نسخها ، على سبيل المثال ، في بداية اليوم. ثم يرتبطون بالتسلسل المنظم للحمض النووي باعتباره ثنائيا ، وبالتالي يبدأون في نسخ الجينات الأخرى.

الامراض والاعتلالات

ترتبط بعض اضطرابات النوم باضطرابات وظيفية في الساعة اليومية. غالبًا ما يتم ذكر اضطرابات إيقاع النوم - اليقظة في مجموعة اضطرابات النوم هذه. يجب أن يمنح الإيقاع اليومي للناس قدرًا مثاليًا من النوم وبالتالي التعافي في المراحل المظلمة. بهذه الطريقة ، يتم تحقيق مستوى عالٍ من الكفاءة في مراحل الإضاءة.

يتم ضبط الساعة اليومية على مدار 24 ساعة من خلال المنبهات الخارجية. تؤدي الانحرافات المفاجئة عن التغيير المعتاد بين الضوء والظلام إلى إرباك الكائن الحي لأنها تحدث في فترة زمنية غير متوقعة. نظرًا لأن الرحلات الطويلة وتغيرات المنطقة الزمنية على وجه الخصوص مرتبطة بتغيرات غير متوقعة من الضوء والظلام للكائن الحي ، فإن أولئك المتأثرين باضطرابات إيقاع النوم والاستيقاظ يكونون غالبًا مسافرين منتظمين لمسافات طويلة.

غالبًا ما يعاني المكفوفون من اضطرابات بسبب افتقارهم إلى العوامل الخارجية للتزامن. وينطبق الشيء نفسه على عمال الورديات ، الذين يظهر اضطراب النوم بالنسبة لهم بشكل أساسي على أنه النوم أو التعب في "الوقت الخطأ". بالنسبة لعمال الورديات ، فإن إيقاع البيئة لا يتوافق مع إيقاع تغيرات الضوء والظلام ، مما يؤدي إلى مشاكل عند مزامنة الساعة الداخلية.

غالبًا ما تتطور اضطرابات النوم اليومية المزمنة إلى اكتئاب أو أمراض عقلية أخرى. يمكن أن تكون الساعة الداخلية المضطربة مرتبطة سببيًا بطفرة في الجينات اليومية. تؤدي هذه الطفرات إلى فترات نشاط أطول أو أقصر للفرد ، والتي يمكن أن تنحرف أكثر أو أقل بقوة عن إيقاع 24 ساعة المعتاد.

لم يتم حتى الآن بحث الأمراض المتعلقة بالساعة البيولوجية بشكل كافٍ ، حتى الجينات المرتبطة بها هي اكتشاف حديث نوعًا ما. العلاقة بين إيقاع الساعة البيولوجية واضطرابات النوم المذكورة تتطلب أيضًا مزيدًا من البحث. لا تكاد توجد دراسات تتناول مشكلة الساعة البيولوجية في المقدمة.