Cirkadiánna rytmicita je schopnosť orientovať sa na čas v relatívnej nezávislosti od vonkajších ovplyvňujúcich faktorov. Táto schopnosť je rozhodujúca pre telesné funkcie, ako je vylučovanie hormónov alebo krv tlak. Náhle zmeny časového pásma vyhodia hodiny mimo vyvážiť a prejaví sa oneskorením.
Čo je cirkadiánna rytmus?
Cirkadiánna rytmicita je schopnosť orientovať sa na čas v relatívnej nezávislosti od vonkajších faktorov. Rovnako ako väčšina ostatných organizmov, aj ľudia majú vnútorné hodiny, ktoré im umožňujú orientovať sa na čas bez toho, aby sa pozreli na skutočné hodiny. Cirkadiánny rytmus sa tiež nazýva cirkadiánne hodiny a zodpovedá týmto vnútorným hodinám. Dáva ľuďom schopnosť vytvárať si obraz času nezávisle od vonkajších faktorov. Denné hodiny riadia predovšetkým pravidelne sa opakujúce činnosti, ako je spánok, reprodukcia alebo príjem potravy, s určitou pravidelnosťou. Tieto činnosti na zachovanie života a druhov sa teda uskutočňujú v pomerne konštantnom rytme, relatívne nezávisle od vonkajších faktorov a uvedomenia si skutočného času. Vnútorné hodiny sa prispôsobujú meniacim sa dĺžkam dní po zmene ročných období resynchronizáciou. Pretože vnútorné hodiny musia byť príliš rýchlo synchronizované, keď cestujete do iných časových pásiem, na začiatku chýba dohoda. Tento nedostatok zhody medzi vnútornými a skutočnými hodinovými časmi sa v súvislosti s cestovaním na dlhé vzdialenosti nazýva aj jet-lag.
Funkcia a úloha
Mnoho životne dôležitých funkcií tela vyžaduje pravidelné koordinácie. Takto musí byť napríklad koordinovaná teplota ľudského tela. To isté platí pre krv tlak, srdce rýchlosť a tvorba moču. Sekrécia hormónov je tiež závislá na periodické koordinácie. Nielen sex hormóny musia byť pravidelne koordinované. Mnoho absolútne životne dôležitých telesných funkcií je riadených aj hormonálne a od hormónu vyvážiť je úzko interagujúci systém, nesprávna koordinácia jedného hormónu narušuje celé telo a môže mať dokonca život ohrozujúce následky. Pretože vyššie uvedené telesné funkcie nepodliehajú vedomej kontrole, musia byť nezávislé od skutočných vedomých znalostí času. Preto je za ich kontrolu zodpovedný cirkadiánny rytmus. Ľudské vnútorné hodiny prijímajú informácie od špecializovaných fotoreceptorov v zrnitej vrstve sietnice. Zodpovedné senzorické bunky sa tiež nazývajú fotocitlivé zhluk nervových buniek bunky a sú vybavené fotopigmentom melanopsínom. Nachádzajú sa medzi zhluk nervových buniek vrstvy a sietnicovej bunkovej vrstvy sietnice, kde sú spojené s traktus retinohypothalamicus, ktorý premieta zhromaždené informácie z buniek až do jadra suprachiasmaticus v hypotalamus. Nucleus suprachiasmaticus sa teda považuje za riadiace centrum pre vnútorné hodiny. Tu sú periodicky sa meniace funkcie tela koordinované v čase. Na molekulárnej úrovni je niekoľko génov zapojených do cirkadiánnych rytmov, ktoré takpovediac geneticky kódujú vnútorné hodiny. Okrem kryptochrómov aj HODINY gen je považovaný za jeden z najdôležitejších génov v tejto súvislosti. BMAL 1 gen, gény PER 1 až 3 a vazopresín alebo prepressofyzín sú teraz tiež známe ako dôležité molekulárne zložky vnútorných hodín. V komplexnej interakcii riadia transkripciu aj transláciu samoregulačných slučiek vo spätnej väzbe, ktoré sa vyskytujú počas relatívne presného 24-hodinového obdobia. Gény PER 2 a BMAL 1 sú závislé od svetla a teploty a sú transkribované napríklad na začiatku dňa. Potom sa viažu ako dimér na regulačnú sekvenciu DNA a iniciujú transkripciu ďalších génov.
Choroby a poruchy
Niečo poruchy spánku súvisia s reklamáciami funkčných denných hodín. Skupina týchto poruchy spánku sa často označuje ako cirkadiánne poruchy spánkového rytmu. Cirkadiánny rytmus má poskytnúť ľuďom ideálne množstvo spánku, a tým odpočívať počas temných fáz. Vo svetelných fázach sa tak dosahuje vysoká úroveň výkonu. Vonkajšie podnety upravujú cirkadiánne hodiny na 24-hodinový cyklus. Náhle odchýlky od obvyklej zmeny svetla a tmy zmätú organizmus, pretože sa vyskytujú v neočakávanom časovom období. Pretože lety na dlhé vzdialenosti a zmeny časového pásma sú obzvlášť sprevádzané neočakávanými zmenami svetla a tmy pre organizmus, ľudia ovplyvnení cirkadiánnym spánkom - poruchy rytmu bdenia sú často pravidelnými cestovateľmi na dlhé vzdialenosti. Poruchami často trpia aj nevidiaci, pretože im chýbajú vonkajšie faktory na synchronizáciu. To isté platí pre pracovníkov na zmeny, u ktorých porucha spánku sa prejavuje predovšetkým spánkom resp únava v „nesprávnom čase“. U pracovníkov na smeny rytmus prostredia nezodpovedá rytmu zmien svetlo-tma, čo vedie k problémom pri synchronizácii vnútorných hodín. Chronické cirkadiánne poruchy spánku sa často vyvinú do depresia alebo iné duševné choroby. Narušené vnútorné hodiny môžu tiež súvisieť s mutáciou cirkadiánnych génov. Takéto mutácie vedú k dlhšej alebo kratšej perióde aktivity jednotlivca, ktorá sa môže vo väčšej alebo menšej miere odchyľovať od obvyklého 24-hodinového rytmu. Choroby spojené s cirkadiánnymi hodinami ešte neboli dostatočne študované, pretože aj súvisiace gény sú celkom nedávnym objavom. Vzťah cirkadiánnych rytmov k vyššie uvedenému poruchy spánku vyžaduje tiež ďalší výskum. Štúdií, ktoré sa zdanlivo zaoberajú cirkadiánnym problémom, bolo len zďaleka málo.
