מהם מקצבי יממה וכיצד הם פועלים?
מקצבי היממה אחראיים לשמירה על איזון הגוף והבסיס שלהם הוא אור וחושך. לכל היצורים החיים יש פונקציות תנודה, 24 שעות ביממה. עם זאת, אלה משתנים בהתאם לאור ולעונה של מקום נתון על הפלנטה.
קצב ביולוגי הוא וריאציה קבועה של פונקציה אורגנית הקשורה למהלך הזמן. ישנם סוגים שונים של מקצבים ביולוגיים בהתאם לווריאציות הביולוגיות של הזמן: יממה, אינפרדיאן ואולטרהדיאני.
לפיכך, מקצבים צירקדיים מתייחסים לאלה המתרחשים כל היום. מקצבים אינפרדיאניים הם אלו שהווריאציות הקבועות שלהם מתעדות על פני תקופה ארוכה מ-20,57. בינתיים, הקצב האולטראדיאני מתייחס לשונות שנרשמו במהלך תקופה של פחות מ-24 שעות.
איך פועלים מקצבי יממה?
הראשון שהשתמש במונח קצב צירקדי היה ד"ר פרנץ הלברג. מבחינה אטימולוגית, זה אומר "מחזור קרוב ל-24 שעות". עם זאת, כמה מחברים רואים שמחזור זה למעשה נע בין 24 ל-25. הארגון של המערכת הצירקדית מכיל:
- רכיב חזותי משולב על ידי קולטני אור.
- מבנים של קוצב לב המייצרים את האות הצירקדי.
- מסלולים אפרנטיים מהקוצבים למערכות האפקטורים.
הגרעין העל-כיאסמטי אחראי על קבלת כל המידע על הסביבה. יתר על כן, הוא מקבל מידע ישירות מבהירות הסביבה דרך העצבים.
בלוטת האצטרובל היא מבנה נוסף בעל חשיבות רבה בכל הנוגע למקצבים צירקדיים. הוא מפריש מלטונין, המווסת אותם יחד עם תהליכים פיזיולוגיים אחרים.
מקצבים צירקדיים
לכל חלק שהוזכר לעיל יש פונקציה:
- הגרעין העל-כיאסמטי מקיים אינטראקציה בשלבי שינה או בתהליכים מסוימים כשהוא ער. גרעין זה מקבל מידע על בהירות החיצוני דרך עצבי הרטינו-היפותלמוס ההיפותלמוס. אלה פועלים כשעון יממה שאחראי על מחזור שינה-ערות. האור חייב להילכד מחדש על ידי תאי גנגליון רגישים לאור ברשתית כדי ליצור פעולה זו. לפיכך, הוא הופך לדחפים עצביים המגיעים ל-SCN.
- מיקומה של בלוטת האצטרובל הוא באפיתלמוס בין שתי הפקעות המרובעיות העליונות. בלוטה זו מקבלת מידע על אור מהסביבה באמצעות:
- המסלול החזותי (SCN).
- השלכות אוטונומיות יורדות לעמוד האמצעי הצווארי (גרעינים סימפטיים צוואריים עליונים).
- עצבוב סימפטי של אצטרובל פוסט-גנגליוני.
בלוטה זו מסנתזת מלטונין, אשר משפיע על ויסות המערכת הנוירואנדוקרינית ומווסתת מקצבי יממה ותהליכים פיזיולוגיים אחרים. יתר על כן, השונות של אור וחושך בסינתזה של מלטונין היא העובדה המהותית שמסבירה את מעורבותה של הבלוטה.
לפיכך, הפיזיולוגיה של מקצבים ביולוגיים מלטונין פותחת את שערי השינה במטרה לעכב את הפעילות מקדמת הערות של הגרעין העל-כיאסמטי.
היבטים היסטוריים
מאז ימי קדם, אנשים ניסו לעמוד בלוחות הזמנים שנקבעו על ידי סיבוב כדור הארץ. זו הסיבה שבני אדם מנהלים את פעילותם במהלך היום ושומרים את שעות הלילה למנוחה. זה השתנה הודות למראה של מנורת הליבון, מה שאיפשר חיי לילה.
מקצבי התהליכים הביולוגיים החלו להיות מתוארים במאה ה-18. עם זאת, רק בשנת 1959 החלו חוקרים לתאר מקצבים צירקדיים. לפיכך, דיסציפלינה ביולוגית חדשה בשם כרונוביולוגיה קמה בשנת 1960 וכרונוביולוגיה רפואית הופיעה 11 שנים מאוחר יותר.
מאוחר יותר, בשנת 2007, ארגון הבריאות העולמי (WHO) והסוכנות הבינלאומית לחקר הסרטן (IARC) קבעו שהפרעה בקצב הצירקדי עלולה להיות גורם לסרטן בבני אדם.
נראה ששינויים בקצב הצירקדי קובעים דפוס שדורש תיקון על מנת להימנע משינויים מסוימים בגוף כגון:
- מערכת העיכול
- לב וכלי דם
- לישון
- סינתזת אדרנלין
- התנהגותי
- פעילות הורמונלית
ההשפעה של מלטונין ומקצבים ביולוגיים על הומאוסטזיס זקוקה לחקירה נוספת. יתר על כן, כרונוביולוגיה, כרונופרמקולוגיה וכרונוטוקסיקולוגיה הם חלק מתחומי המדע החוקרים מקצבי יממה ופעילותם בגוף האדם. לעתים קרובות זה שופך אור על מחלות כמו סרטן. זו הסיבה שכל כך חשוב להמשיך לשקול כיצד מקצבים צירקדיים משפיעים על מחזור החיים של האדם.
