A circadian ritmusok.

Az előadások a következő témára: "A circadian ritmusok."— Előadás másolata:

1 A circadian ritmusok

2 A napi ritmusok jellemzői
a napi ritmusok, közel 24 órás periódusidővel hetekig, hónapokig, évekig fennmaradnak állandó körülmények között  a periódusidő minimális hőmérsékletfüggést mutat – biológiai rendszerekben 2-3 a Q10, a Drosophila kikelési ritmusára 1,01  ez volt a legfőbb érv az óra, és az állandó körülmények létezésének tagadására a ritmus le is állhat – alacsony hőmérséklet, állandó éles fény (madarak), patkányban perzisztens ösztrusz állandó fényben újraindítható egyszeri, nem ciklusos ingerrel is a ritmus szinkronizálható 24 órától eltérő ciklusidőhöz is – faj, fényintenzitás, stb. függő a szinkronizációhoz folyamatosan változó intenzitású fény is jó, nem kell éles változás

3 A fény hatása a napi ritmusokra
a napi ritmusok periódusideje igen ellenálló nemcsak a hőmérséklettel, de kémiai anyagokkal szemben is érdekes kivétel a nehézvíz, amely növeli a periódusidőt a megvilágítás erőssége, és a fény impulzusok ugyanakkor jelentős hatással vannak a ritmusra Aschoff-szabály: LL-ben tartott nappali állatokban a fényintenzitás növelése rövidíti a periódusidőt éjszakai állatokban megnyújtja  cirkadian szabály: LL-ben tartott nappali állatokban a fényintenzitás fokozása növeli az ébrenlét/alvás arányt éjszakai állatokban csökkenti

4 A fázis-válasz görbe sötétben (DD), vagy félhomályban (LL) tartott élőlényekben a rövid fényimpulzusok fázissietést, vagy fáziskésést  idéznek elő az impulzus fázishelyzetének függvényében (fázisállító ritmus) a hatást a tranziensek lezajlása után mérik a szubjektív éjszaka elején adott impulzus késleltetést, a végén adott sietést idéz elő  a szubjektív nappal során az impulzusok gyakorlatilag hatástalanok nappali és éjszakai állatokban a hatás nem különbözik, de nappaliakban a fáziseltolódás nagyobb mérvű (8 vs. 2-3 óra)  a fázisállító ritmus is cirkadian, ennek fázisa is eltolódik, méghozzá azonnal – kettős fényimpulzus hatása összegző gondolatkísérlet 

5 Az ember napi ritmusai I.
a szabadonfutó ritmus hossza emberben 24 óránál hosszabb – 25,1 óra (n=100) a legfontosabb szinkronizáló tényező a fény a vakok többségében szabadonfutó ritmusok karóra a barlang kísérletben nem volt elég a 24 órás periódusidő tartásához egy kísérlet szerint a szociális kölcsönhatások sem elegendőek a szinkronizálódáshoz (három összezárt ember), de: az emberkísérletek buktatói (érv az állatkísérletek mellett!) szinten minden fiziológiai változónk napi ritmust mutat – nehéz megállapítani, melyik irányítja a másikat  testhőmérséklet közel 1 fokos változást mutat, minimum hajnalban, maximum délután (lásd láz) független az aktivitástól (null-diéta)

6 Az ember napi ritmusai II.
testhőmérséklet és teljesítőképesség szorosan együtt fut  katonákon végzett kísérlet – 3 napos alvásdepriváció alatt folyamatos testhőmérséklet csökkenés, megőrzött ritmussal szubjektív fáradtságérzet párhuzamosan mozgott az alvás és a testhőmérséklet ritmusa elválhat állandó körülmények között  szívműködés napi ritmust mutat – izolált hörcsögszívben fennmarad, beültetett és megtartott szinusz csomó ritmusa eltérhet emberben veseműködés mutatói ritmikusak, és deszinkronizálódhatnak egymástól burokrepedés és szülés beindulásának maximuma kora hajnalban

7 Az ember napi ritmusai III.
érzékenység külső behatásokkal szemben hajnalban a legnagyobb – alkohol, mérgek (reggeli pálinka lassan bomlik)  citosztatikumok, besugárzás mellékhatásai reggel nagyobbak – nem egyenletesen elosztva kellene adni halálesetek maximuma reggel 6-kor, kisebb csúcs délután 4-kor fájdalomérzékenység éjféltől délután 6-ig nő, utána erősen csökken – este kell fogorvoshoz menni váltott műszak, tengerentúli utazás – deszinkronizáció, rossz közérzet legyekben és egerekben heti fáziseltolás – rövidebb élet a ritmusok két csoportban együtt maradnak: kortizol, maghőmérséklet, K+ kiválasztás, REM alvás aktivitás-nyugalom, GH, bőrhőmérséklet, Ca++ kiválasztás, NREM alvás

8 Az úgynevezett „bioritmusokról”
a „bioritmus” elmélet kialakulása a XX. század elején Wilhelm Fliess német orvos betegei adatai alapján egy 23 napos fizikai és egy 28 napos érzékenységi ritmust írt le, amelyek a születés napján indultak ugyan ebben az időben Hermann Swoboda bécsi pszichológus 23 napos férfi- (bátorság, kitartás, erő, állóképesség), és 28 napos női ritmust (érzékenység, érzelem, intuíció) definiált a 20-as években Friedrich Teltscher innsbrucki mérnök főiskolai hallgatói vizsgaeredményei alapján egy további, 33 napos értelmi ritmust azonosított az elmélet a 70-es években vált világőrületté mindhárom ritmusnak van pozitív és negatív szakasza, de az igazi probléma az előjelváltás napja, a „kritikus nap”, különösen, ha több ritmusé is egybeesik – a lényeg, hogy a sorsunk kiszámítható, az élet kockázatai csökkenthetők

9 Problémák a „bioritmusokkal” I.
az elméletet tudományos alapossággal sohasem tesztelték, bár pl. közlekedési vállalatok jó eredménnyel alkalmazták Bulgáriában, a Szovjetúnióban és Magyarországon (placebó hatás?) önkényesen válogatott csoportokon végzett hiányos statisztikákkal, illetve híres emberek egyedi eseteivel próbálták igazolni Edit Piaf fizikai ritmusa kritikus napot mutatott, amikor gyomorvérzést kapott a színpadon Hitler öngyilkossága napján fizikai és érzelmi ciklusa negatív szakaszban volt (lám, nemcsak a kritikus nap számít, az egyéb körülményektől pedig eltekinthetünk) nagy üzletté vált (Commodore, zsebszámológép) igazi, tudományos módszerekkel végzett cáfoló vizsgálat se nagyon készült – méltatlan lenne (?)

10 Problémák a „bioritmusokkal” II.
eddigi ismerteink alapján hozhatunk fel ellenérveket: a bioritmusoknak nincs ismert szinkronizáló tényezője, hogyan és miért alakult volna ki ha lenne ilyen Zeitgeber, akkor szinkronizálódna mindenki, és nem a születés időpontja számítana a belső ritmusaink nem ennyire pontosak, lehetetlen, hogy csecsemőkortól a felnőttkorig ne legyen 1-2 napos csúszás – kritikus napok! tisztázatlan az érzelmi ritmus kapcsolata a menstruációs ciklussal – az befolyásolja az érzelmi állapotot, de futásának más sajátságai vannak (pl. akár egy meghűléses betegség eltolhatja a fázisát) felesleges luxus lenne egy ilyen pontos mechanizmus fenntartása, aminek nincs jelentősége a túlélésben

11

12 Szabadonfutó ritmus egér mókuskerék (running wheel) aktivitása

13 Hőmérséklet és periódusidő

14 A periódusidő fényfüggése

15 Fáziseltolódások

16 Fényimpulzusok hatása a fázisra
Hannibal, Cell & Tissue Res. 309:73,2002

17 Fázis-válasz görbék 1-húslégy 5-páncélos ostoros 9-őzegér
2-Coleus 6-szúnyog 10-egér 3-csótány 7-aranyhörcsög 11-denevér 4-z.szemes ostoros 8-őzegér 12-ecetmuslica

18 Gondolatkísérlet nappali állatban
szabadonfutó ritmus félhomályban szabadonfutó ritmus erős (level I), illetve alacsonyabb (level II) megvilágításban fáziseltolódás fényimpulzus hatására

19 Emberi hormonális ritmusok

20 A teljesítmény ritmusa

21 Deszinkronizáció emberben
testhőmérséklet alvás-ébrenlét

22 Az érzékenység ritmusa

23