Co to są rytmy okołodobowe?

Rytmy okołodobowe to cykliczne i trwałe wzorce zachowań, zmian fizycznych i cech umysłowych wykazywanych przez większość życia na Ziemi, od najmniejszych bakterii po największe drzewa sekwojowe. Rytmy te z grubsza następują po 24-godzinnych okresach, odzwierciedlając czas potrzebny Ziemi do ukończenia obrotu. Badanie rytmów okołodobowych i wewnętrznych zegarów, które wydają się mieć większość stworzeń, znane jest jako chronobiologia. Naukowcy badają je, aby dowiedzieć się więcej o życiu na Ziemi i jak leczyć różne stany, takie jak zaburzenia snu.

Kilka cech odróżnia te rytmy. Po pierwsze, zmiany zostaną zachowane dzięki dramatycznym zmianom warunków środowiskowych. Na przykład zwierzę w ciemności nadal będzie miało okresy zwiększonej i zmniejszonej aktywności, które odpowiadają cyklowi 24-godzinnemu. Powtarzane dane wejściowe z bodźców zewnętrznych mogą również resetować zegar wewnętrzny, o czym zapewne wie każdy, kto zmienił strefy czasowe. Ponadto wydaje się, że wahania temperatury nie wpływają na rytmy okołodobowe.

Termin został wymyślony przez Franza Halberga, badacza z University of Minnesota. Halberg był zafascynowany cyklicznymi wzorami zachowań, które można zaobserwować w takich rzeczach jak rośliny, które faktycznie powoli poruszają się w ciągu dnia, aby wykorzystać zmieniające się warunki świetlne. Słowo pochodzi od łacińskich słów circa , co oznacza „około”, i umiera na „dzień”. Badanie tych wzorów łączy wiele dyscyplin, w tym chemię, biologię ogólną, genetykę, fizjologię, a nawet psychologię. Halberg jest powszechnie uważany za ojca chronobiologii, chociaż rytmy okołodobowe obserwowano i opisano od XVIII wieku.

Ludzie są najbardziej zainteresowani tymi wzorcami pod względem ich wpływu na sen. Gdy ludzie doświadczają zaburzeń snu, takich jak bezsenność, problemy te mogą czasem być powiązane z zakłóceniem działania wewnętrznych zegarów, które potencjalnie można naprawić. Wyjaśnia również, dlaczego ludzie doświadczają okresów większej czujności w określonych porach dnia, a także kiedy ludzie czują się senni lub głodni.

Naukowcy ustalili wyraźny związek genetyczny z rytmami okołodobowymi, którzy sugerują, że te bardzo podstawowe wzorce istniały prawdopodobnie na Ziemi prawie tak długo, jak żywe organizmy. Bakterie prymitywne wykazują na przykład wzorce okołodobowe. Zwierzęta z mózgami mają również wyraźnie wewnętrzny zegar biologiczny.