A circadian ritmusok

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. egér mókuskerék (running wheel) aktivitása Szabadonfutó ritmus

13. Hőmérséklet és periódusidő

14. A periódusidő fényfüggése

15. Fáziseltolódások

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

17. 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 Fázis-válasz görbék

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. testhőmérséklet alvás-ébrenlét Deszinkronizáció emberben

22. Az érzékenység ritmusa