518
Біологічна Ритми: Щоденні ритми органів
Всі живі істоти на Землі, від рослин до вищих ссавців, підлягають циркадним ритмам. У людини, в залежності від часу доби, фізіологічного стану, інтелектуальних здібностей і навіть зміни настрою. Вчені довели, що несправність коливань в концентраціях гормонів в крові.
В останні роки багато зроблено в науці біоритмів і хронобіології для встановлення механізму виникнення щоденних гормональних циклів. Вчені виявили в мозку «циркадний центр», а в ньому – так звані «розкриті гени» біологічних ритмів здоров’я.
Хронобіологія: Наука повсякденних ритмів
У 1632 році англійський природознавець John Wren, в його Treatise на травах (Гербал Треаціз), вперше охарактеризував щоденні цикли тканинних рідин в організмі людини, які він, наступне термінологія Aristotle, що називається "гуморами" (Латиновий гумор - рідина). Кожна з «тідів» тканинної рідини, згідно з Vren, тривала шість годин.
Увечері з'явився гуморальний цикл на дев'ятому годину ввечері, шляхом виділення першого гумору жовчі - "жовтий" (грековий хол - жовчний) і тривав до трьох ранку. Тоді прийшла фаза чорної жовчі - «меланхолі» (грек мелас - чорний, хол - жовчний), а потім флегма - «флегма» (грек флегма - сликус, мокрота), і, нарешті, четвертий гумор - кров.
Звичайно, не можна гофрувати гумуси з тепер відомими фізіологічними рідинами і секретами тканин. Сучасна медична наука не розпізнає будь-яке з'єднання між фізіологією та міфічними жартами. А ще візерунки змін настрою, інтелектуальних здібностей і фізичного стану, описаного Вреною, мають повністю наукову основу.
Наука, яка вивчає добові ритми тіла, називається хронобіологія. (Грецький хрон - час). Його основні поняття сформульовані видатними німецькими та американськими науковцями професора Юргена Ашофа та Колліна Пінтенгіл, які на початку 80-х років минулого століття були навіть номіновані на Нобелівську премію. На жаль, вони ніколи не отримали найвищої наукової премії.
Основна концепція хронобіології – щоденні цикли, тривалість яких періодична – про (лат. circa) на добу (лат. dies). Тому послідовні щоденні цикли називаються циркадними ритмами. Ці ритми безпосередньо пов'язані з циклічною зміною освітлення, тобто з обертанням Землі навколо його осі. Вони знаходяться у всіх живих істотах на Землі: рослини, мікроорганізми, безхребетні і хребетні, до вищих ссавців і людей.
Ми всі знаємо циркадський цикл прокидності і сну. У 1959 році Ашоф відкрив шаблон, який Пітендриг запропонував викликати «Право Ашофа». Під такою назвою вона увійшла до хронології та історії науки.
Правило читає: «У ноктурних тварин активний період (виклюваність) довший під постійним світлом, при цьому в діурнальних тваринах прокидається довше під постійним темрям». Дійсно, як Ашоф пізніше встановлений, з тривалою ізоляцією людини або тварин у темряві, цикл «змія-змія» продовжується, збільшуючи тривалість прокидної фази. Правило Ашофа припускає, що світло визначає циркадні коливання тіла.
Гормони і антибіотики
Під час цирккадного дня, наша фізіологія в основному встановлюється на процес накопичення поживних речовин, щоб отримати енергію для активного повсякденного життя. Навпаки, під час циркадської ночі, відбувається накопичення поживних речовин, капітальний ремонт і ремонт тканин. Як виявилося, ці зміни в інтенсивності метаболізму регулюються ендокринною системою, тобто гормонами. Шлях ендокринного механізму контролінгу циркадських циклів працює багато спільного з гуморальною теорією Врен.
Увечері перед нічним падінням кров з так званого верхнього мозкового придатку - епіфізіс звільняється "гормон ночі" - мелатонін. Ця дивовижна речовина виробляється епіфізом тільки в темряві, а час її присутності в крові безпосередньо пропорційна тривалості нічного світла. У деяких випадках безсоння в літніх людей пов'язана з недостатньою секретністю мелатоніна епіфізісу. Препарати мелатонін часто використовуються як таблетки сну.
Мелатонін викликає зниження температури тіла, крім того, регулює тривалість і зміну фази сну. Справа в тому, що сон людини - чергування повільної хвилі і парадоксичної фази.
Повільний сон хвилі характеризується низькою частотою активності кори головного мозку. Це час, коли мозок повністю відпочиває. Під час парадоксального сну частота коливань в електроактивності мозку підвищується, і ми мріємо. Ця фаза знаходиться поруч з пробудженням і служить пружинним щитом. Повільно-хвильові та парадоксичні фази заміщуються однією ще 4-5 разів на ніч, час для зміни концентрації мелатонін.
З настанням світлої ночі супроводжується іншими гормональними змінами: вироблення гормону росту підвищується і виробництво адренакортикотропного гормону (АКХ) знижується ще одним мозковим придатком - гіпофізом. Гормон росту стимулює анаболічні процеси, такі як розмноження клітин і накопичення поживних речовин (глікоген) в печінці.
«Діти ростуть уві сні» ACTH викликає вивільнення адреналіну та інших «стресових гормонів» (глюкокортикоїдів) в кров від кори надниркових залоз, тому зниження його рівня дозволяє знімати денний arousal і спати мирно. На момент западання дупи, гормони опіоїдної дії з наркотичним ефектом виділяються з гіпофіза - ендорфінів і енкефалінів. Саме тому процес занурення в сон супроводжується приємними відчуттями.
Перш ніж прокидати, здорове тіло повинно бути готовим до активного прокидіння, в цей час кора надниркових залоз починає виробляти гормони, які пригнічують нервову систему - глюкокортикоіди.
Найактивніше з них - кортизол, що призводить до підвищеного тиску, підвищеної частоти серцевих скорочень, збільшення тонусу судин і зменшення згортання крові. Саме тому клінічна статистика припускає, що гострі інфаркти та внутрішньочерепні геморагічні інсульти в основному виникають на ранній ранок. В даний час розроблені лікарські засоби, що нижчий артеріальний тиск, які можуть досягати пікової концентрації в крові тільки вранці, запобігаючи смертельним нападам.
Чому деякі люди отримають "не світло, ні світиться" і інші хочуть спати перед нооном? Виявляється, що відомий феномен «оунів і ламк» має повністю наукове роз’яснення, яке базується на роботі Джемі Сеіцтера з Науково-дослідного центру сну в штаті Стенфорд в Каліфорнії.
Вона виявила, що мінімальна концентрація кортизолу в крові зазвичай відбувається в середині нічного сну, а її вершина досягається до прокидання. У свиней максимальний випуск кортизолу відбувається раніше, ніж у більшості людей - в 4-5 ранку. Отже, «велики» більш активні вранці, але втома швидше до вечора. Вони зазвичай починають спати рано, тому що гормон сну мелатонін надходить в кровотік до середини дня.
У совах ситуація зворотна: мелатонін виділяється пізніше, ближче до середини дня, а пік виходу кортизолу зміщується до 7-8 ранку. Ці часові рамки чисто індивідуальні і можуть варіюватися в залежності від ступеня тяжкості ранкової («велика») або вечірньої («велика») хронотипів.
р.
Circadian Center знаходиться в мозку
Що таке орган, який контролює циркадні коливання в концентрації гормонів в крові? Вчені не змогли відповісти на це питання надовго. Але жоден з них сумнівав, що циркадський центр повинен бути в мозку.
Його існування було продемонстровано засновницями хронобіології Ашофа та Пінтендрига. До уваги лікарів-фізіологів привертали структуру мозку, що давно відома анатомісти - супречима нуклеус, розташований над перехрестям (Greek chiasmos) оптичних нервів. Має форму сигару і складається, наприклад, в гризунів тільки 10000 нейронів, які дуже мало. Ще один нуклеус близько до нього, параветрикутний ядер, містить сотні тисяч нейронів. Довжина сапрахімічного ядра також невелика - не більше половини міліметра, а об'єм 0,3 мм3.
У 1972 р. дві групи американських дослідників вдалося показати, що супречизматичний ядро є центром контролю біологічного годинника тіла. Для цього вони знищили ядро в мозку мишей мікрохірургічними засобами.
Роберт Мур і Віктор Ейхлер виявили, що у тварин з нефункційним супрахімічним ядром, циклічності виділення гормонів стресу - адреналіну і глюкокортикоїдів - в кров зникне.
Ще одна група під керівництвом Фрідріха Стефана та Ірвіна Зукер навчалася моторної активності гризунів з дистанційним «циркадним центром». Як правило, дрібні гризуни рухаються весь час після прокидання.
У лабораторії кабель підключений до коліс, в якому працює тварина. Мишей і хамстери в колі діаметром 30 см бігти 15-20 км в день! За даними, отримані графи, які називаються актограмами.
Виявилося, що руйнування супрагінатичної нуклеї призводить до зникнення циркадської моторної активності тварин: періоди сну і прокидності стають хаотичними на них. Вони зупиняються на сонці під час циркадської ночі, тобто протягом денних годин, і залишають змії під час циркадійського дня, тобто з настанням темряви.
Sprachiasmatic ядро є унікальною структурою. Якщо це знімається з гризунів мозку і поміщається в "комфортабельні умови" з теплою поживною середовищем, насиченою киснем, потім кілька місяців в нейронах нуклеуса, циклічно змінить частоту і амплітуда поляризації мембрани, а також рівень виробництва різних молекул сигналізації - нейротрансмітери, які передають нервовий імпульс від однієї клітини на інший.
Що допомагає сапрахімічний нуклеус підтримувати такий стабільний цикл? Нейрони в ньому дуже щільно прикріплюються один до одного, утворюючи велику кількість міжклітинних контактів (синопси). У зв'язку з цим змінами електричної активності одного нейрона миттєво передається на всі клітини нуклесу, тобто активність клітинного населення синхронізується.
Крім того, нейрони супрахиматичного ядра з'єднуються спеціальним типом контактів, які називають щілиною. Вони є розділами мембран контактних клітин, в яких вбудовані білкові труби, так звані коннексини. Ці труби з однієї клітинки на інший потік іонів, які також синхронізують «робку» нейронів ядра. У жовтні 2004 року в Сан-Дієго (США).
У всіх способах, супрепаратний нуклеус грає велику роль при захисті тіла від утворення злоякісних новоутворень. Про це було продемонстровано у 2002 році французькими та британськими дослідниками на чолі з професорами Франциска Леви та Михайлами Хакінгами.
Мишей з знищеним супрахиматичним ядром були вакциновані раковими пухлинами кісткової тканини (Глазго остеосаркома) і підшлункової залози (аденокарцинома). Виявилося, що в мишей без «циркадного центру» швидкість розвитку пухлини в 7 разів вище, ніж у звичайних аналогах.
У зв’язку з порушеннями ритму та онкологічних захворювань у людини також зазначено епідеміологічні дослідження. Вони свідчать про те, що захворюваність раку грудей у жінок, які працюють з довгими нічними зсувами, згідно з різними джерелами, до 60% вище, ніж у жінок, які працюють щодня.
Хронічні гени
Унікальність супрачима нуклеуса також полягає в тому, що так звані годинникові гени працюють в клітинах. Ці гени були вперше знайдені в фруктах літати Drosophila в аналогі головного мозку хребетних тварин - голова ганглії, протоцеребр. Часові гени ссавців у їх нуклеотидному послідовності були дуже схожими на гени плодових пластів.
Є дві сім'ї годинникових генів: періодичний (Per1, 2, 3) і криптохромний (Kri1 і 2).
У продуктах діяльності цих генів, Per- і Kri-proteins, є цікава особливість. У цитоплазмі нейронів утворюють молекулярні комплекси, які проникають ядро і пригнічують активацію добових генів і, природно, виробництво відповідних білків.
В результаті концентрація пер- і кри-протеїнів в цитоплазмі клітини знижується, що знову призводить до «розблокування» і активації генів, які починають виробляти нові порції білків. Це забезпечує циклічність добових генів. Часові гени повинні налаштовувати біохімічні процеси, що відбуваються в клітині, щоб працювати в циркадному режимі, але як відбувається синхронізація.
Цікаво, в тваринах з гениму яких генетично опрацьовані методи, дослідники знімали один з годинникових генів Per 2, пухлини крові спонтанно розвиваються - лімфоми.
р.
Яскравий день та біорізми
Циркадідні ритми «вражені» природою адаптувати тіло до чергування світла і темного часу добиВони не пов'язані з сприйняттям світла. Відомості про світлий день надходить на супрагінатичний ядер від світлочутливої мембрани (ретина) очей.
Легка інформація від retinal фоторецептори, штанги і конусів на кінцях гангліонарних клітин передається на suprachiasmatic ядро. Гангліонові клітини не просто передають інформацію у вигляді нервового імпульсу, вони синтезують світлочутливий фермент – меланопензин. Таким чином, навіть в умовах, де штанги і конуси не функціонують (наприклад, при вродженій сліпості), ці клітини здатні сприймати світло, але не візуальну інформацію і передавати її до супрачясматичному ядрі.
Ви можете подумати, що в загальній темряві, не слід дотримуватись циркадської активності в супрачичному ядрі. Але це не так: навіть при відсутності легкої інформації, щоденний цикл залишається стабільним - тільки його зміни тривалості.
У випадку, коли інформація про світло не входить до супрахиматичного ядра, циркадійський період у людини продовжено порівняно з астрономічними днями. Довести це, в 1962 році, професор Юрген Ашоф, згадував вище, помістили два волонтери – сини – в абсолютно темній квартирі кілька днів.
Після розміщення людей в темряві тривали півгодини. Сонце в повній темряві стає фрагментарним, поверхневим, домінованою повільною хвилею фази. Людина перестає відчувати мрії як глибоке відключення, він, здається, мріяти в реальності. Після 12 років французький Мішель Сірий повторив ці експерименти на себе і прийшов на аналогічні результати. Цікаво, що в ноктурних тварин цикл в темряві, навпаки, скорочує і становить 23.4 години. Значення таких зрушень в циркадних ритмах ще не зовсім зрозуміло.
Зміна тривалості денного світла впливає на активність супрачами. Якщо тварини, які зберігалися в стабільному режимі протягом декількох тижнів (12 годин в світлі і 12 годин в темряві) були розміщені в інших легких циклах (наприклад, 18 годин в світлі і 6 годин в темряві), вони пережили порушення частоти активного прокидіння і сну. Те ж саме буває люди при зміні освітлення.
Сніжний цикл в диких тварин повністю збігається з періодами денного світла. У сучасному людському суспільстві «24/7» (24 години в день, 7 днів на тиждень), невідповідність біологічних ритмів з реальним щоденним циклом призводить до «крикої напруги», що, в свою чергу, може викликати розвиток багатьох захворювань, в тому числі депресії, безсоння, патології серцево-судинної системи і раку.
Є навіть така річ, як сезонне ураження - сезонна депресія, пов'язана з зменшенням довжини денного світла взимку. Відомий, що в північних країнах, наприклад, в Скандинавії, де розбіжність між тривалістю денного світла і активним періодом особливо помітна, частота депресії і самогубства дуже висока серед населення.
При сезонній депресії рівень головного надниркового гормону - кортизол - підвищується в крові пацієнта, що значно гальмує імунітет. І знижений імунітет неминуче призводить до підвищення схильності до інфекційних захворювань. Отже, можливо, що короткий денний світло є однією з причин перебігу при зимівлі вірусних інфекцій.
Щоденні ритми органів і тканин
На сьогоднішній день було встановлено, що це супрагінатичний нуклеус, який передає сигнали в центри мозку, відповідальних за циклічне виробництво гормонових регуляторів щоденної активності організму.
Однією з цих нормативних центрів є паравентикулярний нуклеус гіпоталаму, звідки сигнал «старт» синтез гормону росту або АКТ передається до гіпофіза. Таким чином, супрагіном можна назвати «провідник» циркадської активності тіла. Але інші клітини теж обіймають свої циркаські ритми. Відомий, що в клітинах серця, печінки, легенів, підшлункової залози, нирок, м'язових і сполучних тканинах, роботах годинникових генів.
Діяльність цих периферичних систем піддається власним добовим ритмам, які, як правило, збігаються з циклічною нуклеєю, але зміщуються вчасно. Питання про те, як «провідник циркадного оркестру» керує функціонуванням «ортів» залишається ключовою проблемою в сучасному хронобіології.
Циклічно функціонують органи досить легко виходити з контролю за супрахиазом. У 2000-2004 рр. було опубліковано серію сенсаційних робіт швейцарських та американських дослідницьких груп на чолі з Юлі Шублером та Майклом Менакером.
У експериментах, проведених науковцями, ноктурні гризуни були витіснені тільки в день. Це як неприродний для мишей, оскільки це для людини, які можуть бути використані тільки вночі. В результаті циркадіальна активність годинникових генів в внутрішніх органах тварин поступово перебудована повністю і перестала збігатися з циркадним ритмом супрагінатичного ядра.
Повернення до нормальних синхронних біоритмів відбувався відразу після початку годування на звичному часі прокидання, тобто вночі. Невідомі механізми цього явища. Але одна річ зрозуміло: щоб вивести весь організм від контролю над супрахиасоматичним ядром просто - вам просто потрібно радикально змінити свій раціон, починаючи з їжі вночі. Тому строгий режим їжі не є порожнім звуком. Особливо важливо стежити за ним в дитинстві, так як біологічний годинник починається в дуже ранньому віці.
Серце, як і всі внутрішні органи, має власну циркадну активність. При штучних умовах вона виявляє суттєві циркадні коливання, які виражають в циклічній зміні її скорочувальних функцій і рівень споживання кисню. Серцеві біоритми збігаються з активністю «кардіаку».
У гіпертрофідному серці (в якому м'язова маса посилюється через розмноження клітин), зникають коливання в роботі серця і зникають «кардіальні» часові гени. Таким чином, протилежна можлива: недостатність у щоденній діяльності клітин серця може викликати її гіпертрофію з подальшим розвитком серцевої недостатності. Тому порушення режиму дня і харчування, ймовірно, викликають захворювання серця.
Не тільки ендокринна система і внутрішні органи підпорядковані добовим ритмам, життєдіяльності клітин в периферичних тканинах також слідувати певній циркадієвій програмі. Ця область досліджень є лише початком розробки, але цікаві дані вже накопичуються. Отже, в клітинах внутрішніх органів гризунів синтез нових молекул ДНК в основному відбувається на початку циркадської ночі, тобто вранці, а поділ клітин активно починається на початку циркадного дня, тобто ввечері.
Циклічно змінює інтенсивність росту клітин слизової оболонки рота людини. Що особливо важливо, відповідно до щоденних ритмів, активність білків, відповідальних за відтворення клітин, наприклад, топографічна II α, протеїн, який часто служить «забутком» дії хіміотерапевтичних препаратів, також змін.
Цей факт має виняткове значення для лікування злоякісних новоутворень. Клінічні спостереження показують, що хіміотерапия в циркадному періоді, що відповідає піку виробництва топоізойної раси, набагато ефективніше, ніж одно- або безперервне введення хіміотерапії в будь-який час.
Без сумнівів, що циркадські ритми є одним з фундаментальних біологічних механізмів.Через мільйони років еволюції всі жителі Землі пристосовані до легкого щоденного циклу. Хоча людина є дуже адаптованою істотою, яка дозволила йому стати найрізноманітніших видів серед ссавців, цивілізації неминуче знищує його біологічний ритм.
І в той час як рослини і тварини слідують природному циркадієвому ритмі, люди мають набагато важче часу. Циркадський стрес є невід'ємною рисою нашого часу, дуже важко протистояти їм. Однак ми можемо подбати про «біологічний годинник» здоров’я, чітко слідуючи режиму сну, пробудливості і харчування.
Ілюстрація «Життя рослин біологічним годинником»
Не тільки тварини, але і рослини живуть на біологічному годиннику. Денні квіти закриті і відкриті пелюстки в залежності від освітлення - це відомий всім. Однак не всім відомо, що утворення нектара також піддається циркадним ритмам. Крім того, бджолині запилюють квіти тільки за певними годинами - в момент виготовлення найбільшої кількості нектара. На початку ХХ ст. німецькі вчені Карл фон Фріш і Інжборг Белінг.
Ілюстрація «Схема «ідеальних» добових ритмів синтезу «змійного гормону» - кортизолу і «глибокого гормону» - мелатонін. ?
У більшості людей кортизол рівні в крові починають підніматися з середини дня і піку на 6-8 ранку. За цей час виробництво мелатонину практично припинено. Після 12 годин концентрація кортизолу починає зменшуватися, а через 2 години починається синтез мелатонину. Але цей час кадр дуже довільний. У «великах», наприклад, кортизол досягає максимального рівня раніше – на 4-5 ранку, в «овалах» пізніше – за 9-11 годин. Залежно від хронотипу також зрушують піки релізу мелатонін.
Ілюстрація «Граф залежності кількості жирових нападів серця». ?
На графіку показано залежність кількості жирових нападів серця серед пацієнтів, прийнятих до клініки Медичного коледжу Університету Кентукі (США) в 1983 році, на час доби. Як видно з графіка, пік кількість інфарктів падає на інтервал часу від 6 до 9 ранку. Це пов'язано з циркадією активації серцево-судинної системи перед відмовою.
Ілюстрація «Супрачіматичний нуклеус».
Якщо суприйматична нуклея розміщена в "комфортабельних" фізіологічних умовах (лівий образ) і записана електрична активність її нейронів протягом дня, вона буде виглядати як періодично зростає в амплітуді розрядів (потужність дії) з максимальною кількістю кожні 24 години (права схема).
Ноктурні тварини - хамстери під час прокидного періоду знаходяться в постійному русі. ?
У лабораторних умовах кабель підключений до колеса, в якому тварина працює на місці, щоб записувати моторну активність гризунів. За даними, отримані графи, які називаються актограмами.
Головний «провідник» біологічних ритмів – супречим нуклеусом (СН) знаходиться в гіпоталамусі, еволюційно старовинної частини мозку.
Гіпоталамус виділяється каркасом у верхньому малюнку, виготовленому з поздовжнього розрізу мозку людини. Над перехрестям оптичних нервів, через які вона отримує світло інформації від сітківки очей. Дно правий - скибочка мишки гіпоталамус, пофарбована синя. У нижній лівій фігурі зображено однакове зображення. Утворені сферичні утворення є кластером нейронів, які утворюють супрачами.
Схема синтезу «гормонів ночі» – мелатонін. ?
Мелатонін викликає сон, і його коливання вночі призводять до зміни фази сну. Секретар мелатонін обіймає циркадський ритм і залежить від світла: темрява стимулює її, і світло, навпаки, пригнічує її. Відомості про світло в ссавці надходить до епіфізу в комплексному режимі: від сітківки очей до сапрахімічної нуклеї (ретино-гіпоталамічні тракти), потім з suprachiasmatic нуклеуса до верхнього шийного вузла і з верхнього шийного вузла до епіфізісу. У рибі амфібій, рептилій і птахів, освітлення може контролювати виробництво мелатонину через епіфізис безпосередньо, так як світло легко проходить через тонкий череп цих тварин. А ще одне ім'я для епіфізісу - "третя око". Як мелатонін контролює зміни фази сну і сну все ще не зрозуміло.
Ілюстрація «Супрачіматичний нуклеус - контролер ритмів циркадних органів різних органів і тканин. ?
Він виконує свої функції шляхом регулювання виробництва гормонів гіпофізом і надниркових залоз, а також шляхом прямого передачі сигналу через процеси нейронів. Циркадіальна активність периферичних органів може бути виведена з контролю супрагінатичної нуклеї шляхом порушення дієти - харчування вночі.
Автор: Володимир Грінович
Ця проста процедура допоможе швидко очистити лімфатичну систему Fascia є секретним органом вашого тіла
Джерело: www.facebook.com/metavitonica/posts/ 18283710663547
В останні роки багато зроблено в науці біоритмів і хронобіології для встановлення механізму виникнення щоденних гормональних циклів. Вчені виявили в мозку «циркадний центр», а в ньому – так звані «розкриті гени» біологічних ритмів здоров’я.
Хронобіологія: Наука повсякденних ритмів
У 1632 році англійський природознавець John Wren, в його Treatise на травах (Гербал Треаціз), вперше охарактеризував щоденні цикли тканинних рідин в організмі людини, які він, наступне термінологія Aristotle, що називається "гуморами" (Латиновий гумор - рідина). Кожна з «тідів» тканинної рідини, згідно з Vren, тривала шість годин.
Увечері з'явився гуморальний цикл на дев'ятому годину ввечері, шляхом виділення першого гумору жовчі - "жовтий" (грековий хол - жовчний) і тривав до трьох ранку. Тоді прийшла фаза чорної жовчі - «меланхолі» (грек мелас - чорний, хол - жовчний), а потім флегма - «флегма» (грек флегма - сликус, мокрота), і, нарешті, четвертий гумор - кров.
Звичайно, не можна гофрувати гумуси з тепер відомими фізіологічними рідинами і секретами тканин. Сучасна медична наука не розпізнає будь-яке з'єднання між фізіологією та міфічними жартами. А ще візерунки змін настрою, інтелектуальних здібностей і фізичного стану, описаного Вреною, мають повністю наукову основу.
Наука, яка вивчає добові ритми тіла, називається хронобіологія. (Грецький хрон - час). Його основні поняття сформульовані видатними німецькими та американськими науковцями професора Юргена Ашофа та Колліна Пінтенгіл, які на початку 80-х років минулого століття були навіть номіновані на Нобелівську премію. На жаль, вони ніколи не отримали найвищої наукової премії.
Основна концепція хронобіології – щоденні цикли, тривалість яких періодична – про (лат. circa) на добу (лат. dies). Тому послідовні щоденні цикли називаються циркадними ритмами. Ці ритми безпосередньо пов'язані з циклічною зміною освітлення, тобто з обертанням Землі навколо його осі. Вони знаходяться у всіх живих істотах на Землі: рослини, мікроорганізми, безхребетні і хребетні, до вищих ссавців і людей.
Ми всі знаємо циркадський цикл прокидності і сну. У 1959 році Ашоф відкрив шаблон, який Пітендриг запропонував викликати «Право Ашофа». Під такою назвою вона увійшла до хронології та історії науки.
Правило читає: «У ноктурних тварин активний період (виклюваність) довший під постійним світлом, при цьому в діурнальних тваринах прокидається довше під постійним темрям». Дійсно, як Ашоф пізніше встановлений, з тривалою ізоляцією людини або тварин у темряві, цикл «змія-змія» продовжується, збільшуючи тривалість прокидної фази. Правило Ашофа припускає, що світло визначає циркадні коливання тіла.
Гормони і антибіотики
Під час цирккадного дня, наша фізіологія в основному встановлюється на процес накопичення поживних речовин, щоб отримати енергію для активного повсякденного життя. Навпаки, під час циркадської ночі, відбувається накопичення поживних речовин, капітальний ремонт і ремонт тканин. Як виявилося, ці зміни в інтенсивності метаболізму регулюються ендокринною системою, тобто гормонами. Шлях ендокринного механізму контролінгу циркадських циклів працює багато спільного з гуморальною теорією Врен.
Увечері перед нічним падінням кров з так званого верхнього мозкового придатку - епіфізіс звільняється "гормон ночі" - мелатонін. Ця дивовижна речовина виробляється епіфізом тільки в темряві, а час її присутності в крові безпосередньо пропорційна тривалості нічного світла. У деяких випадках безсоння в літніх людей пов'язана з недостатньою секретністю мелатоніна епіфізісу. Препарати мелатонін часто використовуються як таблетки сну.
Мелатонін викликає зниження температури тіла, крім того, регулює тривалість і зміну фази сну. Справа в тому, що сон людини - чергування повільної хвилі і парадоксичної фази.
Повільний сон хвилі характеризується низькою частотою активності кори головного мозку. Це час, коли мозок повністю відпочиває. Під час парадоксального сну частота коливань в електроактивності мозку підвищується, і ми мріємо. Ця фаза знаходиться поруч з пробудженням і служить пружинним щитом. Повільно-хвильові та парадоксичні фази заміщуються однією ще 4-5 разів на ніч, час для зміни концентрації мелатонін.
З настанням світлої ночі супроводжується іншими гормональними змінами: вироблення гормону росту підвищується і виробництво адренакортикотропного гормону (АКХ) знижується ще одним мозковим придатком - гіпофізом. Гормон росту стимулює анаболічні процеси, такі як розмноження клітин і накопичення поживних речовин (глікоген) в печінці.
«Діти ростуть уві сні» ACTH викликає вивільнення адреналіну та інших «стресових гормонів» (глюкокортикоїдів) в кров від кори надниркових залоз, тому зниження його рівня дозволяє знімати денний arousal і спати мирно. На момент западання дупи, гормони опіоїдної дії з наркотичним ефектом виділяються з гіпофіза - ендорфінів і енкефалінів. Саме тому процес занурення в сон супроводжується приємними відчуттями.
Перш ніж прокидати, здорове тіло повинно бути готовим до активного прокидіння, в цей час кора надниркових залоз починає виробляти гормони, які пригнічують нервову систему - глюкокортикоіди.
Найактивніше з них - кортизол, що призводить до підвищеного тиску, підвищеної частоти серцевих скорочень, збільшення тонусу судин і зменшення згортання крові. Саме тому клінічна статистика припускає, що гострі інфаркти та внутрішньочерепні геморагічні інсульти в основному виникають на ранній ранок. В даний час розроблені лікарські засоби, що нижчий артеріальний тиск, які можуть досягати пікової концентрації в крові тільки вранці, запобігаючи смертельним нападам.
Чому деякі люди отримають "не світло, ні світиться" і інші хочуть спати перед нооном? Виявляється, що відомий феномен «оунів і ламк» має повністю наукове роз’яснення, яке базується на роботі Джемі Сеіцтера з Науково-дослідного центру сну в штаті Стенфорд в Каліфорнії.
Вона виявила, що мінімальна концентрація кортизолу в крові зазвичай відбувається в середині нічного сну, а її вершина досягається до прокидання. У свиней максимальний випуск кортизолу відбувається раніше, ніж у більшості людей - в 4-5 ранку. Отже, «велики» більш активні вранці, але втома швидше до вечора. Вони зазвичай починають спати рано, тому що гормон сну мелатонін надходить в кровотік до середини дня.
У совах ситуація зворотна: мелатонін виділяється пізніше, ближче до середини дня, а пік виходу кортизолу зміщується до 7-8 ранку. Ці часові рамки чисто індивідуальні і можуть варіюватися в залежності від ступеня тяжкості ранкової («велика») або вечірньої («велика») хронотипів.
р.Circadian Center знаходиться в мозку
Що таке орган, який контролює циркадні коливання в концентрації гормонів в крові? Вчені не змогли відповісти на це питання надовго. Але жоден з них сумнівав, що циркадський центр повинен бути в мозку.
Його існування було продемонстровано засновницями хронобіології Ашофа та Пінтендрига. До уваги лікарів-фізіологів привертали структуру мозку, що давно відома анатомісти - супречима нуклеус, розташований над перехрестям (Greek chiasmos) оптичних нервів. Має форму сигару і складається, наприклад, в гризунів тільки 10000 нейронів, які дуже мало. Ще один нуклеус близько до нього, параветрикутний ядер, містить сотні тисяч нейронів. Довжина сапрахімічного ядра також невелика - не більше половини міліметра, а об'єм 0,3 мм3.
У 1972 р. дві групи американських дослідників вдалося показати, що супречизматичний ядро є центром контролю біологічного годинника тіла. Для цього вони знищили ядро в мозку мишей мікрохірургічними засобами.
Роберт Мур і Віктор Ейхлер виявили, що у тварин з нефункційним супрахімічним ядром, циклічності виділення гормонів стресу - адреналіну і глюкокортикоїдів - в кров зникне.
Ще одна група під керівництвом Фрідріха Стефана та Ірвіна Зукер навчалася моторної активності гризунів з дистанційним «циркадним центром». Як правило, дрібні гризуни рухаються весь час після прокидання.
У лабораторії кабель підключений до коліс, в якому працює тварина. Мишей і хамстери в колі діаметром 30 см бігти 15-20 км в день! За даними, отримані графи, які називаються актограмами.
Виявилося, що руйнування супрагінатичної нуклеї призводить до зникнення циркадської моторної активності тварин: періоди сну і прокидності стають хаотичними на них. Вони зупиняються на сонці під час циркадської ночі, тобто протягом денних годин, і залишають змії під час циркадійського дня, тобто з настанням темряви.
Sprachiasmatic ядро є унікальною структурою. Якщо це знімається з гризунів мозку і поміщається в "комфортабельні умови" з теплою поживною середовищем, насиченою киснем, потім кілька місяців в нейронах нуклеуса, циклічно змінить частоту і амплітуда поляризації мембрани, а також рівень виробництва різних молекул сигналізації - нейротрансмітери, які передають нервовий імпульс від однієї клітини на інший.
Що допомагає сапрахімічний нуклеус підтримувати такий стабільний цикл? Нейрони в ньому дуже щільно прикріплюються один до одного, утворюючи велику кількість міжклітинних контактів (синопси). У зв'язку з цим змінами електричної активності одного нейрона миттєво передається на всі клітини нуклесу, тобто активність клітинного населення синхронізується.
Крім того, нейрони супрахиматичного ядра з'єднуються спеціальним типом контактів, які називають щілиною. Вони є розділами мембран контактних клітин, в яких вбудовані білкові труби, так звані коннексини. Ці труби з однієї клітинки на інший потік іонів, які також синхронізують «робку» нейронів ядра. У жовтні 2004 року в Сан-Дієго (США).
У всіх способах, супрепаратний нуклеус грає велику роль при захисті тіла від утворення злоякісних новоутворень. Про це було продемонстровано у 2002 році французькими та британськими дослідниками на чолі з професорами Франциска Леви та Михайлами Хакінгами.
Мишей з знищеним супрахиматичним ядром були вакциновані раковими пухлинами кісткової тканини (Глазго остеосаркома) і підшлункової залози (аденокарцинома). Виявилося, що в мишей без «циркадного центру» швидкість розвитку пухлини в 7 разів вище, ніж у звичайних аналогах.
У зв’язку з порушеннями ритму та онкологічних захворювань у людини також зазначено епідеміологічні дослідження. Вони свідчать про те, що захворюваність раку грудей у жінок, які працюють з довгими нічними зсувами, згідно з різними джерелами, до 60% вище, ніж у жінок, які працюють щодня.
Хронічні гени
Унікальність супрачима нуклеуса також полягає в тому, що так звані годинникові гени працюють в клітинах. Ці гени були вперше знайдені в фруктах літати Drosophila в аналогі головного мозку хребетних тварин - голова ганглії, протоцеребр. Часові гени ссавців у їх нуклеотидному послідовності були дуже схожими на гени плодових пластів.
Є дві сім'ї годинникових генів: періодичний (Per1, 2, 3) і криптохромний (Kri1 і 2).
У продуктах діяльності цих генів, Per- і Kri-proteins, є цікава особливість. У цитоплазмі нейронів утворюють молекулярні комплекси, які проникають ядро і пригнічують активацію добових генів і, природно, виробництво відповідних білків.
В результаті концентрація пер- і кри-протеїнів в цитоплазмі клітини знижується, що знову призводить до «розблокування» і активації генів, які починають виробляти нові порції білків. Це забезпечує циклічність добових генів. Часові гени повинні налаштовувати біохімічні процеси, що відбуваються в клітині, щоб працювати в циркадному режимі, але як відбувається синхронізація.
Цікаво, в тваринах з гениму яких генетично опрацьовані методи, дослідники знімали один з годинникових генів Per 2, пухлини крові спонтанно розвиваються - лімфоми.
р.Яскравий день та біорізми
Циркадідні ритми «вражені» природою адаптувати тіло до чергування світла і темного часу добиВони не пов'язані з сприйняттям світла. Відомості про світлий день надходить на супрагінатичний ядер від світлочутливої мембрани (ретина) очей.
Легка інформація від retinal фоторецептори, штанги і конусів на кінцях гангліонарних клітин передається на suprachiasmatic ядро. Гангліонові клітини не просто передають інформацію у вигляді нервового імпульсу, вони синтезують світлочутливий фермент – меланопензин. Таким чином, навіть в умовах, де штанги і конуси не функціонують (наприклад, при вродженій сліпості), ці клітини здатні сприймати світло, але не візуальну інформацію і передавати її до супрачясматичному ядрі.
Ви можете подумати, що в загальній темряві, не слід дотримуватись циркадської активності в супрачичному ядрі. Але це не так: навіть при відсутності легкої інформації, щоденний цикл залишається стабільним - тільки його зміни тривалості.
У випадку, коли інформація про світло не входить до супрахиматичного ядра, циркадійський період у людини продовжено порівняно з астрономічними днями. Довести це, в 1962 році, професор Юрген Ашоф, згадував вище, помістили два волонтери – сини – в абсолютно темній квартирі кілька днів.
Після розміщення людей в темряві тривали півгодини. Сонце в повній темряві стає фрагментарним, поверхневим, домінованою повільною хвилею фази. Людина перестає відчувати мрії як глибоке відключення, він, здається, мріяти в реальності. Після 12 років французький Мішель Сірий повторив ці експерименти на себе і прийшов на аналогічні результати. Цікаво, що в ноктурних тварин цикл в темряві, навпаки, скорочує і становить 23.4 години. Значення таких зрушень в циркадних ритмах ще не зовсім зрозуміло.
Зміна тривалості денного світла впливає на активність супрачами. Якщо тварини, які зберігалися в стабільному режимі протягом декількох тижнів (12 годин в світлі і 12 годин в темряві) були розміщені в інших легких циклах (наприклад, 18 годин в світлі і 6 годин в темряві), вони пережили порушення частоти активного прокидіння і сну. Те ж саме буває люди при зміні освітлення.
Сніжний цикл в диких тварин повністю збігається з періодами денного світла. У сучасному людському суспільстві «24/7» (24 години в день, 7 днів на тиждень), невідповідність біологічних ритмів з реальним щоденним циклом призводить до «крикої напруги», що, в свою чергу, може викликати розвиток багатьох захворювань, в тому числі депресії, безсоння, патології серцево-судинної системи і раку.
Є навіть така річ, як сезонне ураження - сезонна депресія, пов'язана з зменшенням довжини денного світла взимку. Відомий, що в північних країнах, наприклад, в Скандинавії, де розбіжність між тривалістю денного світла і активним періодом особливо помітна, частота депресії і самогубства дуже висока серед населення.
При сезонній депресії рівень головного надниркового гормону - кортизол - підвищується в крові пацієнта, що значно гальмує імунітет. І знижений імунітет неминуче призводить до підвищення схильності до інфекційних захворювань. Отже, можливо, що короткий денний світло є однією з причин перебігу при зимівлі вірусних інфекцій.
Щоденні ритми органів і тканин
На сьогоднішній день було встановлено, що це супрагінатичний нуклеус, який передає сигнали в центри мозку, відповідальних за циклічне виробництво гормонових регуляторів щоденної активності організму.
Однією з цих нормативних центрів є паравентикулярний нуклеус гіпоталаму, звідки сигнал «старт» синтез гормону росту або АКТ передається до гіпофіза. Таким чином, супрагіном можна назвати «провідник» циркадської активності тіла. Але інші клітини теж обіймають свої циркаські ритми. Відомий, що в клітинах серця, печінки, легенів, підшлункової залози, нирок, м'язових і сполучних тканинах, роботах годинникових генів.
Діяльність цих периферичних систем піддається власним добовим ритмам, які, як правило, збігаються з циклічною нуклеєю, але зміщуються вчасно. Питання про те, як «провідник циркадного оркестру» керує функціонуванням «ортів» залишається ключовою проблемою в сучасному хронобіології.
Циклічно функціонують органи досить легко виходити з контролю за супрахиазом. У 2000-2004 рр. було опубліковано серію сенсаційних робіт швейцарських та американських дослідницьких груп на чолі з Юлі Шублером та Майклом Менакером.
У експериментах, проведених науковцями, ноктурні гризуни були витіснені тільки в день. Це як неприродний для мишей, оскільки це для людини, які можуть бути використані тільки вночі. В результаті циркадіальна активність годинникових генів в внутрішніх органах тварин поступово перебудована повністю і перестала збігатися з циркадним ритмом супрагінатичного ядра.
Повернення до нормальних синхронних біоритмів відбувався відразу після початку годування на звичному часі прокидання, тобто вночі. Невідомі механізми цього явища. Але одна річ зрозуміло: щоб вивести весь організм від контролю над супрахиасоматичним ядром просто - вам просто потрібно радикально змінити свій раціон, починаючи з їжі вночі. Тому строгий режим їжі не є порожнім звуком. Особливо важливо стежити за ним в дитинстві, так як біологічний годинник починається в дуже ранньому віці.
Серце, як і всі внутрішні органи, має власну циркадну активність. При штучних умовах вона виявляє суттєві циркадні коливання, які виражають в циклічній зміні її скорочувальних функцій і рівень споживання кисню. Серцеві біоритми збігаються з активністю «кардіаку».
У гіпертрофідному серці (в якому м'язова маса посилюється через розмноження клітин), зникають коливання в роботі серця і зникають «кардіальні» часові гени. Таким чином, протилежна можлива: недостатність у щоденній діяльності клітин серця може викликати її гіпертрофію з подальшим розвитком серцевої недостатності. Тому порушення режиму дня і харчування, ймовірно, викликають захворювання серця.
Не тільки ендокринна система і внутрішні органи підпорядковані добовим ритмам, життєдіяльності клітин в периферичних тканинах також слідувати певній циркадієвій програмі. Ця область досліджень є лише початком розробки, але цікаві дані вже накопичуються. Отже, в клітинах внутрішніх органів гризунів синтез нових молекул ДНК в основному відбувається на початку циркадської ночі, тобто вранці, а поділ клітин активно починається на початку циркадного дня, тобто ввечері.
Циклічно змінює інтенсивність росту клітин слизової оболонки рота людини. Що особливо важливо, відповідно до щоденних ритмів, активність білків, відповідальних за відтворення клітин, наприклад, топографічна II α, протеїн, який часто служить «забутком» дії хіміотерапевтичних препаратів, також змін.
Цей факт має виняткове значення для лікування злоякісних новоутворень. Клінічні спостереження показують, що хіміотерапия в циркадному періоді, що відповідає піку виробництва топоізойної раси, набагато ефективніше, ніж одно- або безперервне введення хіміотерапії в будь-який час.
Без сумнівів, що циркадські ритми є одним з фундаментальних біологічних механізмів.Через мільйони років еволюції всі жителі Землі пристосовані до легкого щоденного циклу. Хоча людина є дуже адаптованою істотою, яка дозволила йому стати найрізноманітніших видів серед ссавців, цивілізації неминуче знищує його біологічний ритм.
І в той час як рослини і тварини слідують природному циркадієвому ритмі, люди мають набагато важче часу. Циркадський стрес є невід'ємною рисою нашого часу, дуже важко протистояти їм. Однак ми можемо подбати про «біологічний годинник» здоров’я, чітко слідуючи режиму сну, пробудливості і харчування.
Ілюстрація «Життя рослин біологічним годинником»
Не тільки тварини, але і рослини живуть на біологічному годиннику. Денні квіти закриті і відкриті пелюстки в залежності від освітлення - це відомий всім. Однак не всім відомо, що утворення нектара також піддається циркадним ритмам. Крім того, бджолині запилюють квіти тільки за певними годинами - в момент виготовлення найбільшої кількості нектара. На початку ХХ ст. німецькі вчені Карл фон Фріш і Інжборг Белінг.
Ілюстрація «Схема «ідеальних» добових ритмів синтезу «змійного гормону» - кортизолу і «глибокого гормону» - мелатонін. ?
У більшості людей кортизол рівні в крові починають підніматися з середини дня і піку на 6-8 ранку. За цей час виробництво мелатонину практично припинено. Після 12 годин концентрація кортизолу починає зменшуватися, а через 2 години починається синтез мелатонину. Але цей час кадр дуже довільний. У «великах», наприклад, кортизол досягає максимального рівня раніше – на 4-5 ранку, в «овалах» пізніше – за 9-11 годин. Залежно від хронотипу також зрушують піки релізу мелатонін.
Ілюстрація «Граф залежності кількості жирових нападів серця». ?
На графіку показано залежність кількості жирових нападів серця серед пацієнтів, прийнятих до клініки Медичного коледжу Університету Кентукі (США) в 1983 році, на час доби. Як видно з графіка, пік кількість інфарктів падає на інтервал часу від 6 до 9 ранку. Це пов'язано з циркадією активації серцево-судинної системи перед відмовою.
Ілюстрація «Супрачіматичний нуклеус».
Якщо суприйматична нуклея розміщена в "комфортабельних" фізіологічних умовах (лівий образ) і записана електрична активність її нейронів протягом дня, вона буде виглядати як періодично зростає в амплітуді розрядів (потужність дії) з максимальною кількістю кожні 24 години (права схема).
Ноктурні тварини - хамстери під час прокидного періоду знаходяться в постійному русі. ?
У лабораторних умовах кабель підключений до колеса, в якому тварина працює на місці, щоб записувати моторну активність гризунів. За даними, отримані графи, які називаються актограмами.
Головний «провідник» біологічних ритмів – супречим нуклеусом (СН) знаходиться в гіпоталамусі, еволюційно старовинної частини мозку.
Гіпоталамус виділяється каркасом у верхньому малюнку, виготовленому з поздовжнього розрізу мозку людини. Над перехрестям оптичних нервів, через які вона отримує світло інформації від сітківки очей. Дно правий - скибочка мишки гіпоталамус, пофарбована синя. У нижній лівій фігурі зображено однакове зображення. Утворені сферичні утворення є кластером нейронів, які утворюють супрачами.
Схема синтезу «гормонів ночі» – мелатонін. ?
Мелатонін викликає сон, і його коливання вночі призводять до зміни фази сну. Секретар мелатонін обіймає циркадський ритм і залежить від світла: темрява стимулює її, і світло, навпаки, пригнічує її. Відомості про світло в ссавці надходить до епіфізу в комплексному режимі: від сітківки очей до сапрахімічної нуклеї (ретино-гіпоталамічні тракти), потім з suprachiasmatic нуклеуса до верхнього шийного вузла і з верхнього шийного вузла до епіфізісу. У рибі амфібій, рептилій і птахів, освітлення може контролювати виробництво мелатонину через епіфізис безпосередньо, так як світло легко проходить через тонкий череп цих тварин. А ще одне ім'я для епіфізісу - "третя око". Як мелатонін контролює зміни фази сну і сну все ще не зрозуміло.
Ілюстрація «Супрачіматичний нуклеус - контролер ритмів циркадних органів різних органів і тканин. ?
Він виконує свої функції шляхом регулювання виробництва гормонів гіпофізом і надниркових залоз, а також шляхом прямого передачі сигналу через процеси нейронів. Циркадіальна активність периферичних органів може бути виведена з контролю супрагінатичної нуклеї шляхом порушення дієти - харчування вночі.
Автор: Володимир Грінович
Ця проста процедура допоможе швидко очистити лімфатичну систему Fascia є секретним органом вашого тіла
Джерело: www.facebook.com/metavitonica/posts/ 18283710663547
