生物节奏的:生理节奏的机构

所有的生物地球上的从工厂到更高的哺乳动物受到的生理节奏的。 在人类,这取决于一天的时间周期性变化的生理状态,知识产权的能力,甚至情绪。 科学家已经证明,所引起的波动的浓度激素的血液。

在最近几年,科学的生物节律,生物钟已经完成,建立该机制的日荷尔蒙的周期。 科学家们发现大脑的"昼夜中心,"以及所谓的"时基因"生物节奏的健康。






生物钟是研究每日的节奏的身体

1632年,英国科学家约翰*雷恩在他的"论草药"("草的论文")是第一个来描述日常周期的组织液在人体内,其他的,以下术语的亚里士多德,叫"戈莫里"(lat。 幽默—液体)。 每个"潮"的组织液,根据雷恩,持续了六个小时。

体液循环的开始,在九点钟在晚上突出了第一个戈莫里胆—"chole"(gr。 chole胆),并一直持续到三个早晨。 后来的阶段的黑色的胆汁—"阴郁"(gr。 梅拉斯—黑色,chole胆),随后通过痰—"phlegma"(gr。 phlegma—粘液,痰),最后,第四humora—血。

当然,与Gomori现在已知身体的液体和组织的秘密是不可能的。 现代医学科学与神秘的生理humorama不承认。 然而毒液中描述的模式改变的情绪,智力和身体状况有一个非常有科学依据。

科学研究的生理节奏的机构,称为chronobiologia (gr。 克罗诺斯—时间)。 其基本思想制定长尊敬的德国和美国的科学家的教授jürgen Ashoff和科林*Pittendrigh,谁在80年代初独立实体提交的最后一世纪的甚至还被提名诺贝尔奖。 但是最高科学奖,他们,不幸的是,从来没有收到。

主要概念的生物钟—天的周期,其持续时间是周期性的关于(lat。 大约)的一天(lat。 死亡). 因此,连续的日常周期被称为生理节奏的。 这些节奏都直接与环照变化,也就是与地球旋转,围绕其轴线。 他们都是活生生的人在地球上:植物、微生物、无脊椎动物和脊椎动物,达到更高的哺乳动物和人。

我们每个人知的生理周期"的睡眠—清醒状态"中。 1959年,Ashoff找到一个模式的Pittendrigh提出所谓的"规则Asifa的"。 在这个名字进入了生物钟和历史的科学。

该条规则如下: "在晚上的动物活跃的时期(醒)的更连续不断的灯光,白天的动物醒再下恒的黑暗。" 事实上,为以后成立的,Ashoff,长期隔离的人或动物在黑暗循环"觉醒"加长通过增加持续时间的阶段的觉醒。 规则Asifa意味着光确定昼夜振荡的身体。

激素和生物节律

在昼夜日(醒)我们的生理是主要构成用于处理所积累的营养物质来获得能源对于一个活跃的日常生活。 相反,在昼夜晚的营养物质积聚,有的是恢复和修复的组织。 事实证明,这些变化的强度的新陈代谢规定的内分泌系统,即荷尔蒙。 内分泌控制机制的生物循环具有很多共同点理论体液雷恩。

在晚上,在夜幕降临时,血液的所谓上的附属物的大脑—松果体的"夜激素"褪黑激素的。 这个惊人的物质生产的松果体只有在黑暗中,及时存在的血液是直接成比例的持续时光的夜晚。 在某些情况下,失眠症的老年人相关联的不足褪黑激素分泌过松果体。 筹备工作的褪黑激素经常被用来作为催眠药.

褪黑激素降低体温,除此之外,它规定持续时间和改变的睡眠阶段。 事实上,人睡觉是一个交替的慢波和自相矛盾的阶段。

非快速动眼睡眠为特征的低频率的活动皮质的半球。 这是"梦想的双腿",当时的大脑是完全的休息。 在自相矛盾的睡眠振荡频率的电力的大脑活动的增加,我们看到的梦想。 这一阶段接近于清醒状态,并作为"跳板"在觉醒。 慢波和自相矛盾的阶段取得成功的一个另一个4-5次在夜间,在时间变化褪黑激素的浓度。

发光的夜晚伴随着其它荷尔蒙变化:增加的生长激素和降低产量的肾上腺皮质素(促肾上腺皮质激素)其他大脑垂体腺。 生长激素的刺激同化进程,例如细胞的扩散和累积的营养物(糖)的肝脏。

难怪他们说:"儿童生长在他们的睡眠。" 促肾上腺皮质激素的原因释放进入到血液的肾上腺素和其它"压力荷尔蒙"(皮质激素)从肾上腺皮质,因此降低其级别允许,以删除荧光灯激励和安静地睡觉。 在那一刻的睡着,从垂体腺突出显示阿片类激素、具有麻醉作用,内啡肽和啡. 这就是为什么入睡的过程伴随着愉快的感觉。

以前觉醒的一个健康的身体应该是准备活性觉醒,在这个时候,肾上腺皮质开始产生刺激的神经系统和激素—糖皮质激素。

最活跃的他们是皮质醇,从而导致增加的压力,增加的心率,增加了血管张和降低血液凝固。 这就是为什么临床数据显示,急性心脏病和脑内出血笔画的是大量集中在清晨。 现在我们正在开发药物,降低血压力,这可以达到一个峰值在血液中的浓度只有在早上,防止致命的攻击。

为什么有些人站起来"没有光,没有曙光",和其它关到一觉睡到中午了吗? 事实证明,众所周知的现象的"猫头鹰和云雀"是一个相当科学解释这是基于工程的雅米,Seizer研究中心的睡眠(睡眠研究中心)在加利福尼亚州斯坦福大学的。

它发现的浓度最低皮质醇血液中的通常是在中间的一晚就是睡觉,且其峰值达到前觉醒。 "云雀"最大释放的氢化皮质酮发生早于大多数人在4-5点钟早晨。 因此,"云雀"更加活跃在早上的时间,但是很快厌倦了在晚上。 它们通常早期开始倾向于睡眠,因为睡眠褪黑激素进入血液长的午夜之前。

在"猫头鹰"的情况正好相反:褪黑激素分泌后,接近午夜,以及高峰期的氢化皮质酮释放已被转移到7-8点钟早晨。 指定的时间框架是个人的和可以根据严重程度的早晨("云雀")和晚上("猫头鹰")chronotypes的。






"昼夜中心"是在大脑中

这是什么身体其控制的昼夜波动的激素浓度的血液吗? 在这个问题上,科学家很长一段时间不能找到答案。 但他们没有任何疑问,"生物中心"应当位于大脑。

它的存在是预测的和创始人的生物钟,Pittendrigh和Asoff的。 关注生理学家已经吸引了早已众所周知的解剖学家结构的大脑视交叉上核,位于上述(lat。 超级)的一个交叉(来自希腊语。 chiasmos)的视神经。 它有一个雪茄形状和组成,例如,在啮齿动物的只有10,000元,很少。 另一个密切的位置,-是,paraventrikulyarnoe,包含了成千上万的神经元。 长度视交叉上核也是小不超过一半的一个毫米和体积是0,3毫米3的。

在1972年两个群体的美国研究人员管理,以显示视交叉上核是控制中心的生物钟的身体。 要做到这一点,他们被摧毁的核心在于大脑的小鼠通过显微手术.

罗伯特*摩尔维艾希勒发现,在动物非常运作视交叉上核周期性的消失释放到血压力激素肾上腺素和皮质激素的。

另一个研究小组的领导下弗雷德里克*斯蒂芬和欧文Zucker研究运动活动的啮齿动物有一个遥远的"生理"的。 通常的小啮齿动物醒来后的所有时间都是在运动。

在实验室记录的轮的运动在其中的动物运行在现场,可以由电缆连接。 老鼠和仓鼠在一个车轮直径30厘米运15-20公里每天! 根据该数据图表,这是所谓的hectogramme的。

它原来的破坏视交叉上核导致失踪的昼夜运动活的动物:时间的睡眠和清醒,它们已经变得混乱。 他们不再睡在昼夜晚,那就是,在白天,并且保持清醒时的生理的一天,即在黑暗中。

视交叉上核的结构是独一无二的。 如果你移除它从大脑中的啮齿动物,将它们放在"舒服的"一个温暖的营养培饱和氧气,然后几个月在神经的核心将周期性变化的频率和振幅偏膜和生产的不同的信号分子—神经递质的发射神经冲动从一个细胞到另一个。

视交叉上,它可以帮助核对保留这样的稳定的循环吗? 神经元,在这个非常密集地毗邻一起,形成一个大量细胞的联系人(神经突触的)。 由于这个原因,变化中的电活动的一个神经元发送即时的所有单元的核心,那就是,同步活动的细胞群。

此外,神经元的视交叉上核与相关联的一种特殊的联系,这是所谓的环形。 他们代表的区域膜连续的细胞,这是嵌入的蛋白质管,所谓连接蛋白的。 在这些管从一个细胞,另一个移动的流离子,其中也sinhroniziruete"工作"的神经元的核心。 令人信服的证据说明这一机制提出通过美国教授巴里*康纳斯在一年一度的《公约》的神经科学"神经科学-2004年"在十月举行2004年在San Diego(USA)。

在所有的可能性,视交叉上核发挥着重要作用,在保护身体对抗的恶性肿瘤形成。 证明这在2002年表明,法语和英国的研究人员领导下的教授弗朗西斯*列维和迈克尔*黑斯廷斯。

老鼠与销毁视交叉上的一种肿瘤的骨(骨肉瘤格拉斯哥)和胰腺(腺癌时)。 它原来的老鼠没有"昼夜中心"的发展速度的肿瘤在7倍于他们的传统的同行。

之间关系的干扰的生理节奏和癌症的人类点流行病学研究。 他们表明,乳腺癌发病率在妇女中,长工作的夜班,根据各种估计,高达60%高于这一工作的妇女在白天。

时钟的基因

独特的视交叉上核实的事实,他的细胞是所谓的时钟的基因。 这些基因被首先发现了水果飞果对方大脑脊椎动物的头神经节,前脑神经了。 时钟的基因在哺乳动物根据其核苷酸的序列非常相似的水果飞的基因。

有两个家庭的基因: 周期性(Пер1,2,3)和隐(Кри1和2)。

 

的产品的这些基因,每和哭泣的蛋白质,有一个有趣的特征。 在细胞质的神经元它们形成的分子复合物,其渗透到核和抑制激活的时钟的基因,当然,他们的生产相应的蛋白质。

因此,浓度为每和哭蛋白的细胞质的细胞减少,这再次导致"解开"启基因,这开始产生的新的部分蛋白质。 这确保循环操作时的基因。 这是假定的时钟的基因,因为它们设定的生化过程发生在细胞、生理模式,但如何同步发生时,它尚不清楚。

有趣的是,在动物、基因组的遗传工程方法,研究人员中除去的一个时钟的基因每2自发展肿瘤的血淋巴瘤。






白天和生物节律

生理节奏"发明"的性质相适应的生物体的交替光明和黑暗的一天时间,因此不能相关联的认知的光线。 信息有关日光进入视交叉上核的感光膜(视网膜)的眼睛。

光信息感受器的视网膜杆和锥结束时的一节细胞传递视交叉上核。 节细胞不是简单地发送的信息形式的神经冲动,他们合成了一种光敏酶melanopsin的。 因此,即使在条件下棒球是不能正常工作(例如,先天失明),这些细胞都能够感知的光线,但没有视觉信息并发送给视交叉上核。

你可能会认为在黑暗中没有昼夜中的活动视交叉上核应予以遵守。 但它不是这样的:即使在没有光线的信息在每天的周期保持稳定,变化仅是它的持续时间。

在这种情况下,当有关的信息的光在核视交叉上是不可接收的,生理期间在人类相比,天文天加长。 为了证明这一点,1962年,"父亲的生物钟"教授jürgen Ashoff,这是上面所讨论,几天被放置在一个完全黑暗的公寓两个志愿人员--他们的儿子。

它原来的周期"的睡眠—清醒状态"后人们在黑暗中持续了一个半小时。 睡在完全黑暗成为一个fragmentar NYM,面,它主要是通过缓慢波阶段。 人们不再感觉梦想,就像是一个深深的旅行,他似乎是作白日梦。 12年后,法国人米歇尔Siffre重复这些试验对自己和你来到了类似的结果。 有趣的是,在晚上的动物周期中的黑暗的,与此相反,不断减少,是23.4小时。 该含义的这种变化在生理节奏仍然是不明确的。

改变光周期影响的活动视交叉上核。 如果动物,这几个星期保持在稳定的条件(12小时光和12小时黑暗的),然后把其他的光周期(例如,18小时光和6小时黑暗),他们已违反周期性的活动清醒和睡眠。 类似的情况与一个人的时候你改变的照明。

循环"睡眠"在野生动物的重合时期的光线。 在现代人类社会"24/7"(每天24小时,每周7天)的不匹配的生物节奏的实际日期导致的"昼夜压力",这反过来可能导致发展的许多疾病,包括抑郁症、失眠、心血管系统疾病和癌症。

甚至有这样的事情的季节性情感性精神病的季节性抑郁症相关联的减少天长的冬天。 它是已知的,即在北方国家,例如斯堪的纳维亚,在那里的不匹配,在时间的白天活跃的时期是特别明显的人口中很大,频率的抑郁症和自杀。

如果你有季节性抑郁症患者的血液增加各级的主要肾上腺激素皮质醇,它强烈抑制免疫系统。 和免疫力下降将不可避免地导致增加了易感染性传染疾病。 所以这可能是一个短每天的原因之一是,对激增的发病病毒感染的冬天。

生理节奏的器官和组织

今天发现,视交叉上核发信号给大脑中心负责周期性生产的荷尔蒙控制的日常活动的生物体。

这些中的一个监管中心室旁核的下丘脑里的信号"开始"合成生长激素或促肾上腺皮质激素转移到脑垂体。 所以视交叉上核可称为"导体"的生物活性的生物体。 但是其他的细胞中受到他们自己的生理节奏的。 它是已知的细胞的心脏、肝脏、肺癌、胰腺、肾脏、肌肉和结缔组织工作的钟的基因。

这些活动外围系统受到其自身的生理节奏,这通常与周期的视交叉上核,但移入的时间。 该问题如何"导体的生理节奏的乐团"控制的运作"的音乐家"仍然是一个关键问题,现代生物钟.

周期性部分的我们的身体很容易取从控制的视交叉上核。 在2000-2004年,一系列耸人听闻的工作的瑞士和美国的研究组,由朱拉隆和迈克尔*孩.

在实验科学家进行的,晚啮齿动物喂养只在白天。 对于小鼠,它是作为非自然人,这将提供机会只吃晚上。 其结果的活动的生物钟的基因在内脏的动物逐渐重建完全停止了与生物节奏的视交叉上核。

回到正常的同步的节律发生后立即开始饲养他们在正常的清醒时间,即晚上的时间。 该机制这一现象仍然是未知数。 但一件事是肯定的:把全体控制下的视交叉上核只是—我们只需要彻底改变饮食,开始吃饭的夜晚。 因此,一个严格的制度的吃的没有空洞的声音。 这是特别重要的是按照它在儿童期,因为生物钟"开始"在一个很早期的年龄。

心,像所有的内部机构,也有其自身的生理活动。 在体外表现出一种明显的昼夜的波动,产生循环变化的收缩功能和氧的消耗。 该节律的心与活动的"核心"钟的基因。

在肥大的心(这是肌肉大量增加是由于细胞生长)的波动,在活动的中心,和"核心"钟的基因消失。 因此,它是可能的,否则无法在日常活动的心脏的细胞可能引起其肥大和随后发展的心脏衰竭。 所以违反了日方案和营养都可能是致心脏疾病。

生理节奏受到的不仅对内分泌系统和内部器官、细胞活动在外围组织还是具体的生理程序。 这一领域的研究仅仅是开始发展起来的,但已经积累了有趣的数据。 因此,在该单元的内部器官的啮齿动物、合成新的DNA分子的主要发生在开始的昼夜晚,那么有天早晨和细胞分裂,开始积极开始时的昼夜白天或夜晚。

周期性变化的速度增长细胞的口腔粘膜的人。 这是特别重要的是,根据生理节奏和改变活动的蛋白质负责细胞扩散,如α异构酶II蛋白质,它往往作为一个"目标"的行动的化疗药品。

这一事实的特殊重要性的治疗恶性肿瘤。 如图所示,通过临床观察,在化疗的生理周期相对应的高峰产生异构酶,有效得多的一次或连续输液化疗药品在任意时间。

没有一个科学家不是在怀疑,生理节奏中的一个基本生物机制,通过该超过数百万年的进化的所有居民的土地适合于日常光循环。 虽然男子是vysokoprepodobny生物,使他成为人数最多的物种之一的哺乳动物、文明不可避免地破坏其生物节奏。

虽然植物和动物跟一个自然的生理节奏,一个人复杂得多。 生物压力是一个特点我们的时间,以抗拒他们是非常困难的。 然而,在我们的力量相对于"生物钟"的健康,清楚地下睡眠、清醒和饮食。

插图的"生命的植物和生物钟"




不只动物,但也是植物生活的"生物钟"。 天花接近并打开花瓣取决于照明—这是众所周知的。 然而,不是每个人都知道,教育的花蜜也受到的生理节奏的。 和蜜蜂授粉的鲜花只能在特定时间—时代的最大数量的花蜜。 这个观察是在刚开始的生物钟在二十世纪初通过的德国科学家卡尔*冯*弗里施和英格的贝林加的。

图"的图的"理想的"昼夜节奏的合成的"清醒的激素"皮质醇和"睡觉的激素"褪黑激素。"






大多数人都有一个皮质醇水平中的血液开始增加,从午夜到达最多6-8点钟早晨。 通过这个时间几乎停止生产褪黑素。 在大约12个小时的氢化皮质酮浓度开始下降,并在2小时后开始的合成褪黑素。 但这个时间框架是非常有条件的。 "云雀"例如,皮质醇达到的最高水平较早到4-5点钟早晨,"猫头鹰"后—9至11小时。 根据时型和移峰的排放褪黑素。

图"的图表中的数量的心攻击具有致命结果。"





图表显示了一些核心的攻击具有致命结果,患者接纳到该诊所的医学院的肯塔基大学(美国)在1983年,当天的时间。 可以看出从图表中,高峰人数的心脏病发作落在时间间隔6到9点钟早晨。 这是由于昼夜激活的心血管系统之前的觉醒。

图示的"视交叉上核。"




如果核视交叉上放置在一个"舒服的"生理条件(左)和记录的电子活动的其神经过一天,它看起来喜欢的周期性增加的幅度的排放(作的潜力),与高峰,每24小时(右图)。

图"晚动物—仓鼠清醒时都在不断运动。"



在实验室进行登记的运动活动的啮齿动物的轮,在其中的动物运行在现场,可以由电缆连接。 根据该数据图表,这是所谓的hectogramme的。

图示的"主要"指挥"的生物节奏被视交叉上核(沙),位于下丘脑、进化古老的一部分大脑"。



下丘脑是在顶部的绘图,由与纵向的部分人类的大脑。 视交叉上核位于上述视交叉,通过它接收光的信息的视网膜。 右下方画的是一个横截面鼠的下丘脑,漆成蓝色的。 在左边低的图像相同的图像呈现的是示意性的。 配对的球形成的,一群神经元形成的视交叉上核。

图"的图合成的"夜激素"褪黑激素。"



褪黑激素诱发的睡眠,及其日期间的波动导致变化的睡眠阶段。 褪黑激素分泌都受到的生理节奏和轻依赖性:它刺激黑暗与光,相反,禁止的。 有关信息的光在哺乳动物是提供给骺在一个复杂的方式:从电视网膜视交叉上核(和下丘脑道),那么自视交叉上核以上的宫颈节点,从上颈节点在松果体。 在鱼类、两栖动物、爬行动物和鸟类的照明可以管理的生产褪黑激素的通过松果体直接因为光线很容易穿过的薄头骨的这些动物。 因此,另一个名称松果体--"第三只眼"。 作为褪黑激素的控制睡眠和变化的睡眠阶段,尚不清楚。

图"视交叉上核控制器的生理节奏的各机构和组织。"



它携带了它的功能,激素调节生产的垂体和肾上腺,并且也通过直接传送的信号通过的尖的神经元。 昼夜活动的外围机构可以撤销控制下的视交叉上核,违反了饮食吃晚上。出版

 

作者:弗拉基米尔*格利纳维奇

 

 

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资料来源:www.facebook.com/metavitonica/posts/1828813710663547

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