Cirkadiánní rytmus je schopnost orientovat se na čas v relativní nezávislosti na vnějších ovlivňujících faktorech. Tato schopnost je zásadní pro tělesné funkce, jako je sekrece hormonů nebo krev tlak. Náhlé změny časového pásma vyhodí hodiny vyvážit a projeví se v jet-lag.
Co je cirkadiánní rytmus?
Cirkadiánní rytmus je schopnost orientovat se na čas v relativní nezávislosti na vnějších faktorech. Stejně jako většina ostatních organismů i lidé mají vnitřní hodiny, které jim umožňují orientovat se v čase bez pohledu na skutečné hodiny. Cirkadiánní rytmus se také nazývá cirkadiánní hodiny a odpovídá těmto vnitřním hodinám. Dává lidem schopnost utvářet si obraz času nezávisle na vnějších faktorech. Cirkadiánní hodiny primárně s určitou pravidelností řídí periodicky se opakující činnosti, jako je spánek, reprodukce nebo příjem potravy. Tato opatření k udržení života a druhů tak probíhají ve srovnatelně konstantním rytmu, relativně nezávislém na vnějších faktorech a aktuálním vědomí času. Vnitřní hodiny se přizpůsobují měnícím se délkám dnů po změně ročních období resynchronizací. Vzhledem k tomu, že vnitřní hodiny musí být příliš rychle synchronizovány, když cestujete do jiných časových pásem, na začátku chybí shoda. Tento nedostatek shody mezi interním a skutečným časem hodin je v kontextu cestování na dlouhé vzdálenosti také známý jako jet-lag.
Funkce a úkol
Mnoho životně důležitých funkcí těla vyžaduje pravidelné koordinace. Takto musí být například koordinována teplota lidského těla. Totéž platí pro krev tlak, srdce rychlost a produkce moči. Sekrece hormonů je také závislá na periodické koordinace. Nejen sex hormonů musí být pravidelně koordinovány. Mnoho absolutně životně důležitých tělesných funkcí je také řízeno hormonálně a od hormonu vyvážit je úzce interagující systém, nesprávná koordinace jediného hormonu narušuje celé tělo a může mít dokonce život ohrožující následky. Jelikož výše uvedené tělesné funkce nepodléhají vědomé kontrole, musí být nezávislé na skutečném vědomém poznání času. Proto je za jejich kontrolu zodpovědný cirkadiánní rytmus. Lidské vnitřní hodiny přijímají informace od specializovaných fotoreceptorů v zrnité vrstvě sítnice. Odpovědné senzorické buňky se také nazývají fotocitlivé ganglion buňky a jsou vybaveny fotopigmentem melanopsinem. Nacházejí se mezi ganglion vrstva a vrstva amakrinních buněk sítnice, kde jsou spojeny s traktus retinohypothalamicus, který promítá shromážděné informace z buněk až do jádra suprachiasmaticus v Hypotalamus. Nucleus suprachiasmaticus je tedy považován za řídící centrum pro vnitřní hodiny. Zde jsou periodicky se měnící tělesné funkce koordinovány v čase. Na molekulární úrovni je několik genů zapojeno do cirkadiánních rytmů, které takříkajíc geneticky kódují vnitřní hodiny. Kromě kryptochromů také HODINY gen je v této souvislosti považován za jeden z nejdůležitějších genů. BMAL 1 gen, geny PER 1 až 3 a vazopresin nebo prepressofyzin jsou nyní také známy jako důležité molekulární složky vnitřních hodin. Ve složité interakci řídí transkripci i translaci samoregulačních smyček ve zpětné vazbě, ke kterým dochází během relativně přesného 24hodinového období. Geny PER 2 a BMAL 1 jsou závislé na světle a teplotě a jsou přepisovány například na začátku dne. Poté se vážou jako dimer na regulační sekvenci DNA a iniciují transkripci ostatních genů.
Nemoci a poruchy
Někteří poruchy spánku souvisí s funkčními stížnostmi na cirkadiánní hodiny. Skupina těchto poruchy spánku se často označuje jako cirkadiánní poruchy spánku a bdění. Cirkadiánní rytmus má lidem poskytnout ideální množství spánku, a tím i odpočinek během temných fází. Ve světelných fázích je tak dosaženo vysoké úrovně výkonu. Vnější podněty upravují cirkadiánní hodiny na 24hodinový cyklus. Náhlé odchylky od obvyklých změn světla a tmy matou organismus, protože se vyskytují v neočekávaném časovém období. Protože lety na dlouhé vzdálenosti a zejména změny v časových pásmech jsou doprovázeny neočekávanými změnami světla a tmy pro organismus, lidé ovlivnění cirkadiánním spánkem - poruchy rytmu probuzení jsou často pravidelnými cestujícími na dlouhé vzdálenosti. Slepí lidé také často trpí poruchami, protože jim chybí vnější faktory, které by je synchronizovaly. Totéž platí pro směnné pracovníky, u nichž porucha spánku se projevuje především spánkem nebo únava ve „špatnou dobu“. U směnných pracovníků rytmus prostředí neodpovídá rytmu změn světlo-tma, což vede k problémům při synchronizaci vnitřních hodin. Chronické cirkadiánní poruchy spánku se často vyvinou deprese nebo jiné duševní nemoci. Narušené vnitřní hodiny mohou také kauzálně souviset s mutací cirkadiánních genů. Výsledkem takových mutací je delší nebo kratší období aktivity jednotlivce, které se ve větší či menší míře může odchýlit od obvyklého 24hodinového rytmu. Nemoci související s cirkadiánními hodinami ještě nebyly dostatečně studovány, protože i související geny jsou poměrně nedávným objevem. Vztah cirkadiánních rytmů k výše uvedenému poruchy spánku také vyžaduje další výzkum. Studií, které se údajně zabývají cirkadiánním problémem, bylo málo.
