Реферати » Реферати з біології » Біоритми людини

Біоритми людини

світла, більше, ніж буває в приміщенні: для епіфіза у людини кімнатний (електричний) світло - все одно, що ніч. Однак навіть розсіяне світло з вулиці відразу пригнічує секрецію мелтоніна. Цей гормон головного мозку має пряме відношення до сну і до ціркадіанним годинах.
Наприклад, у гризунів щодня ін'єкції мелатоніну можуть захопити і синхронізувати годинник. Якщо виявиться, що у людини мелатонін опосередковує зсув фази ціркадіанних годин, то дані Льюї представлятимуть інтерес для антропологів, фахівців з дизайну, для тих, хто працює в різні зміни і здійснює трансмерідіанние перельоти. Поки ліки для зсуву фази буде створено і отримає схвалення мінохоронздоров'я, для мандрівників приємним засобом може бути перебування на сонці. Зрозуміло, сонячне світло не менш важливий і для тих, хто нікуди не їздить, але потребує щоденної синхронізації своїх внутрішніх ритмів. Невдача такої синхронізації може призвести до сонливості в денний час і безсонні ночі - досить поширеним розладом сну. У цьому зв'язку можуть становити інтерес дані Даніеля Крипке з співавторами, які досліджували кількість, і розподіл у часі світла, що падає на середнього нормальної людини протягом середнього дня. Виявилося, що навіть на півдні сонячної Каліфорнії кількість світла настільки мало і розподіл настільки нерегулярно, що залишається лише дивуватися, яким чином сучасній людині вдається (і чи вдається?) Підтримувати свої ціркадіанние ритми підтримувати в належному порядку.

Спонтанні ціркадіанние ритми виявлені чи не у кожного виду живих істот. Можливо, виняток становлять мешканці морських глибин і підземних печер, а також прокаріоти (бактерії і синьо-зелені водорості, клітини яких не мають ядра і мітохондрій). Ціркадіанние коливання зазвичай спостерігаються у більш високоорганізованих одноклітинних організмів і в ізольованих тканинах багатоклітинних організмів. Тим не менше, і у хребетних, і у безхребетних тварин частина нервової системи зазвичай грає роль циркадианного рітмоводітеля для всього організму. Мішель Менакер з співробітниками показав, що у деяких птахів (не у всіх) цю функцію виконує епіфіз, ритмічно виділяє в мозку гормон мелатонін.
Діяльність епіфіза регулюється світлом, проникаючим крізь темну частину черепа. У горобця навіть вдається зрушити фазу циркадианного ритму, пересадивши йому епіфіз птиці, що живе в іншій часовій зоні.

У гризунів епіфіз виділяє мелатонін теж ритмічно, але під контролем скупчення нейросекреторну клітин - супрахіазменних ядер, розташованих зліва і справа в гіпоталамусі, над перехрестям зорового нерва. Ці парні годинник отримують інформацію про світі і темряві від очей. Щоденні порції мелатоніну в свою чергу синхронізують ціркадіанние коливання. У мавп подібну роль грають супрахіазменние ядра. Люди - пацієнти з травмами в цій області гіпоталамуса - страждають розладів ритму, що дозволяє предпологатьсходную роль

17 супрахіазменних ядер і в людини. Фазу ритмів цих ядер можна зрушити світлом через зір, електричним подразником, ін'єкцією в мозок аналога нейромедіаторів, що викликають нормальні розряди нейронів, а також мелатонином. Крайнього заходу у гризунів видалення епіфіза дозволяє дозволяє супрахіазменние ядрам швидше пристосовуватися до нових часових зонах.
Бути може, панацеєю від десинхроноза, що викликається трансмерідіанним перельотом, виявиться який-небудь препарат, що пригнічує функцію епіфіза на той час, поки ми пристосовуємося до чужого розпорядку дня.

Секреція епіфізом мелатоніну стимулюється психоміметиками - такими препаратами, як ЛСД, мескалін і кокаїн, - і подивляться препаратами, використовуваними для лікування психозів. Нещодавно з'ясувалося, що бензодіазепін, широко застосовуваний антидепресант, підлаштовує фазу ціркадіанних годин у гризунів, можливо, діючи на нейромедіатори в супрахіазменних ядрах гіпоталамуса. Це вказує на деяку зв'язок між психічними захворюваннями та розладами ціркадіанних ритмів, особливо між депресією і порушенням сну.

Цікаво, що людині для придушення секреції мелатоніну Необхідні набагато більше світла, ніж іншим ссавцям. Цікаво, чи поділяють домашні собаки зі своїми господарями цю країну не чутливість до світла? Бути може, це наслідок кімнатного освітлення в нічний час протягом життя тисячі поколінь? Якби ціркадіанние ритми людини реагували на тьмяне освітлення (що, до речі, спостерігається у лабораторних гризунів), вони повинні були б бути в постійному розладі, і люди, крім інших проблем, постійно відчували б додатковий стрес. Індивідууми, менш чутливі до світла, могли страждати від цього, їх репродуктивна система меншою мірою була б схильна стресу, став бути, вони мали б великий успіх при розмноження. Що, якщо людина і його домашні тварини відчували тиск природного відборів на нечутливість до тьмяного світла? І якщо так, то значно більша чутливість могла зберегтися і у людей, що живуть в донині в кам'яному столітті: у тасадеев з філіппінських островів Мінаданно, у маорі і у жителів Вогненної Землі, предки яких менше піддавалися дії нічного освітлення - гіпотіческого порушника ціркадіанних ритмів. Чи буде ця вроджена, генетично успадковується чутливість безповоротно втрачена ще до кінця нашого століття?

Якщо синхронність ціркадіанних ритмів дійсно підтримується шляхом щоденної експозиції при денному освітлення, то цікаво, яким чином це досягається? І що дасть дослідження цього процесу для розуміння природи внутрішнього годинника?

Модно поставити нескладний досвід з фоточутливим організмом, ціркадіанний ритм якого залишається чітким і стійким, якщо немає ніяких сигналів часу. Зручний біологічний об'єкт для цього - комар. Як і більшість інших тварин, комарі мають виражену ціркадіанним ритмом активності-спокою, сохраняющемся навіть в замкнутому приміщення при постійній темряві і незмінній температурі - в цьому випадку його період становить близько 23 годин. У таких умовах активність комара реєструється по звуку його польоту. Спеціальні прилади дозволяють підраховувати за кожну годину число хвилинних інтервалів, коли чується занудний писк. У камері з комарами цей писк поступово наростає і перед світанком досягає крещендо, переходячи в тонкий протяжне виття, потім змовкає - і знову посилюється перед заходом
(або, точніше кажучи, коли комарі відчувають наближення ранкових або вечірніх сутінків). У незайманих самок кровоссального комара Cuiex pipiens quinquefasciatus, якими займалися Ерік Петерсон, більш чітко виражений вечірній пік літньої активності, і саме він обраний за нуль фази в ціркадіанний циклі комахи.

Що може бути сигналом часу для комара? Щоб не заплутувати експеримент, сигнал слід давати один раз протягом певного періоду часу. Петерсон використовував білий світ, за інтенсивністю сумірний з природним денним. Комарі перебували в постійній темряві, і тільки один раз за весь експеримент був даний яскраве світло. У різних камерах цей світловий

18 імпульс припадав на різну фазу циркадианного циклу, і в кожній камері спостерігали, що ритм активності комарів поновлювався, але з підлаштований фазою. У справжньому досвіді ритм після впливу стимулу деякий час може бути спотвореним навіть пригніченим, але, врешті-решт, повертається до норми.

Підстроювання фази можна вважати зрушенням в бік випередження або затримки. Досвід не дозволяє зробити вибір на користь одного з цих двох варіантів ітерпрітаціі процесу, що відбувається всередині годин. Можливо, цей процес зовсім не піддається опису в термінах випередження або затримки. Щоб уникнути допущення про не спостерігаються, прийнято говорити про підстроюванні фази як про перехід від старої фази - фази ритму, на яку довелося початок стимулу, - до нової фази - фазі зрушеного ритму, екстраполювати назад, до моменту закінчення стимулу. (В цьому випадку, якщо стимул поступово слабшає і сходить нанівець, за його кінець приймають точку, що відноситься від початку на один період циклу.)

Оскільки відомо, що ціркадіанние годинник піддаються загарбання, слід очікувати, що величена зсуву фази при підстроюванні залежить від старої фази: адже стимул, що викликає один і той же ефект в будь-який час, не може бути корисним сигналом часу. Яка ж залежність нової фази від старої?
Якби стимул не викликав ніякого ефекту нова фаза була б дорівнює старої
(плюс позитивного стимулу - але вона постійна). Тим часом, даний стимул чинив певний сигнальне вплив на біологічний годинник, тобто хід годинника був уповільнений (або, можливо, прискорений).

Яким чином відбувається підстроювання фази? Результат підстроювання, не вдаючись у сам процес, можна описати - на щастя, бо досі ніхто не знає механізм ні одних ціркадіанних годин. Сутність принципу підстроювання полягає в тому, що будь-який сигнал часу (наприклад, 14 годин денного світла) по-різному діє на хід внутрішнього годинника, залежно від того, коли саме в циклі годин цей сигнал почався. У першому наближенні кінцевий результат дії сигнал часу можна розглядати просто як зрушення фази внутрішнього годинника: якби ефект не був по пригода періоду після початку сигналу, годинник повернулися б до початкової, «старої» фазі, однак на ділі вони виявляються в іншій, «нової фазі » . У даному випадку годинник підстроювання нічим не відрізняються від незбурених (інтактних) годин, які ще період назад, в момент закінчення сигналу, вже знаходилися в новій фазі. Тому кінцевий результат підстроювання для обурених годин такий, наче сигнал миттєво зрушив фазу годин зі старого положення в нове. У характері залежності нової фази від старої таїться багато чого. Криві такої залежності були неодноразово описані в спеціальній літературі, але під різними назвами. У рефераті буде

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар