W jaki sposób znajomość rytmów dobowych może pomóc w uzyskaniu prawidłowego wzorca snu

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 04:07

Neurobiolog Russel Foster wyjaśnił, czym są rytmy dobowe, dlaczego się nie zgadzają i jaki ma to związek ze snem. Lifehacker publikuje tłumaczenie swojego artykułu.

Rytmy okołodobowe to wewnętrzne biologiczne rytmy organizmu trwające około 24 godziny. Zawczasu przygotowują organizm, dostosowując wszystkie procesy fizjologiczne do codziennych zmian w otaczającym świecie.

Prawie wszystkie żywe organizmy na planecie mają rytm dobowy, w tym bakterie. U ludzi głównym rytmem dobowym jest cykl snu i czuwania.

Zegar komórkowy

Na poziomie molekularnym w organizmie działa zegar dobowy, który uruchamia wewnętrzne procesy oscylacyjne, które regulują procesy fizjologiczne zgodnie z zewnętrznym cyklem dobowym.

Istnieje kilka rodzajów genów zegarowych odpowiedzialnych za produkcję białek. Ich interakcja tworzy pętlę sprzężenia zwrotnego, która wyzwala 24-godzinne fluktuacje białek zegarowych. Białka te następnie sygnalizują komórkom, która jest pora dnia i co należy zrobić. To sprawia, że zegar biologiczny działa.

Tak więc rytmy okołodobowe nie są wynikiem wspólnej pracy wielu różnych komórek, jak początkowo zakładano, ale właściwością każdej pojedynczej komórki.

Aby zegar dobowy był użyteczny, musi być zsynchronizowany z sygnałami ze świata zewnętrznego. Najbardziej oczywistym przykładem rozbieżności między zegarem biologicznym a światem zewnętrznym jest jet lag.

Kiedy znajdziemy się w innej strefie czasowej, musimy dostosować nasz zegar biologiczny do czasu lokalnego. Fotoreceptory (światłoczułe neurony w siatkówce) wykrywają zmiany w cyklu naprzemiennego światła i ciemności i wysyłają sygnały do zegara dobowego, aby dostosować zegar biologiczny organizmu do bodźców zewnętrznych. Regulacja rytmu dobowego zapewnia prawidłowe funkcjonowanie wszystkich procesów komórkowych.

Złożone organizmy wielokomórkowe często mają zegar główny, który koordynuje pracę wszystkich komórek zegarowych. U ssaków głównym zegarem jest jądro nadskrzyżowaniowe (SCN) zlokalizowane w mózgu. SCN otrzymuje informacje o świetle z komórek siatkówki, reguluje znajdujące się w niej neurony i już wysyła sygnały, które koordynują pracę wszystkich innych procesów w ciele.

Podstawowe właściwości rytmów okołodobowych

1. Rytmy dobowe są utrzymywane w stałych warunkach światła lub ciemności przy braku innych bodźców zewnętrznych. Zostało to odkryte w wyniku eksperymentu przeprowadzonego w 1729 roku przez francuskiego naukowca Jean-Jacques de Meran. Umieścił roślinę w ciemnym miejscu i zauważył, że nawet w ciągłej ciemności liście otwierają się i zamykają w tym samym rytmie.

Był to pierwszy dowód na to, że rytmy okołodobowe mają pochodzenie wewnętrzne. Mogą podlegać wahaniom iw zależności od gatunku mogą być nieco dłuższe lub krótsze niż 24 godziny.

2. Rytmy dobowe są niezależne od temperatury zewnętrznej. Nie zwalniają ani nie przyspieszają w dużym stopniu, nawet przy dramatycznych zmianach temperatury. Bez tej właściwości zegar dobowy nie byłby w stanie określić czasu.

3. Rytmy dobowe można przypisać do zewnętrznej doby. W tym przypadku głównym sygnałem jest światło, chociaż inne sygnały również mają wpływ.

Znaczenie rytmów dobowych

Posiadanie zegara biologicznego pozwala organizmowi przewidywać przewidywalne zmiany w środowisku i wstępnie dostroić zachowanie, aby uwzględnić te warunki. Na przykład wiedząc, że świt nadejdzie za trzy godziny, organizm zaczyna zwiększać tempo przemiany materii, temperaturę i zwiększać krążenie krwi. Wszystko to przygotowuje nas do energicznej aktywności w ciągu dnia.

Wieczorem, kiedy szykujemy się do snu, procesy fizjologiczne w organizmie zaczynają zwalniać. Podczas snu mózg aktywnie pracuje. Przechwytuje wspomnienia, przetwarza informacje, rozwiązuje problemy, wysyła sygnały do naprawy uszkodzonych tkanek i reguluje zapasy energii. Niektóre części mózgu są bardziej aktywne podczas snu niż podczas czuwania.

Rytmy dobowe i sen

Cykl snu jest najbardziej oczywistym rytmem dobowym u ludzi i zwierząt, ale zależy on nie tylko od rytmu dobowego.

Sen jest niezwykle trudnym stanem, który występuje na skutek interakcji różnych obszarów mózgu, hormonów i układu neuroprzekaźników. Ze względu na swoją złożoność cykl snu można bardzo łatwo zaburzyć.

Ostatnie badania wykazały, że zaburzenia snu i rytmu okołodobowego są powszechne zarówno w przypadku zaburzeń neurodegeneracyjnych, jak i neuropsychiatrycznych, w których neuroprzekaźniki nie działają prawidłowo. Na przykład zaburzenie to jest typowe dla ponad 80% pacjentów z depresją i schizofrenią.

Ale niedogodności związane z uczuciem senności w ciągu dnia to drobiazg. Zaburzenia snu i rytmu okołodobowego są również związane z szeregiem patologii, w tym depresją, bezsennością, zaburzeniami uwagi i pamięci, obniżoną motywacją, zaburzeniami metabolicznymi, otyłością i problemami z układem odpornościowym.

Jak wyregulować swój zegar biologiczny

Naukowcy od dawna zastanawiali się, w jaki sposób oko wykrywa światło, aby dostosować rytm dobowy. Ostatnio w siatkówce odkryto specjalne światłoczułe komórki - światłoczułe komórki zwojowe siatkówki. Te komórki różnią się od pręcików i czopków, które naukowcy znają od dawna.

Bodźce wzrokowe, odbierane przez światłoczułe komórki zwojowe, wędrują z oka do mózgu przez nerw wzrokowy. Ale 1-2% tych komórek zwojowych zawiera wizualny pigment, który jest wrażliwy na kolor niebieski. W ten sposób światłoczułe komórki zwojowe rejestrują świt i zmierzch i pomagają regulować zegar biologiczny organizmu.

Ze względu na nowoczesny styl życia często nie dostajemy wystarczającej ilości światła, spędzając większość czasu w pomieszczeniach. Może to być przyczyną nieprawidłowego ustawienia naszego zegara.

Badania wykazały, że jedzenie w tym samym czasie i poranne ćwiczenia mogą pomóc w wypracowaniu prawidłowych wzorców snu.