PATOMORFOLOGIA I PATOFIZJOLOGIA

PATOMORFOLOGIA I PATOFIZJOLOGIA

WYKŁAD III

WYKŁAD III

RYTMY BIOLOGICZNE

RYTMY BIOLOGICZNE

CZŁOWIEKA

CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

• Zmiany parametrów biologicznych

powtarzające się regularnie w czasie pod

względem kształtu czy wielkości

opisujących pojedynczy cykl i

wyznaczonych zgodnie z modelem

matematycznym przyjęto nazywać
rytmem biologicznym.

• Nauka zajmująca się tymi rytmami

to chronobiologia.

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Wyróżniamy trzy podstawowe

Wyróżniamy trzy podstawowe

dyscypliny, które uwzględniają czynnik

dyscypliny, które uwzględniają czynnik

czasu:

czasu:

1.

1.

Chronofizjologia

Chronofizjologia

2.

2.

Chronopatologia

Chronopatologia

3.

3.

Chronofarmakologia

Chronofarmakologia

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

W zależności od długości czasu między

W zależności od długości czasu między

wartościami maksymalnymi rytmu

wartościami maksymalnymi rytmu

przyjęto wyróżniać trzy

przyjęto wyróżniać trzy

kategorie rytmów biologicznych

kategorie rytmów biologicznych

–

rytmy okołodobowe tzw. cirkadialne (cirka –

rytmy okołodobowe tzw. cirkadialne (cirka –

około, dies – doba)

około, dies – doba)

–

rytmy ultradialne mniej niż 20 godzin

rytmy ultradialne mniej niż 20 godzin

–

rytmy infradialne więcej niż 28 godzin

rytmy infradialne więcej niż 28 godzin

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Do lat 70 XX wieku uważano, że rytmy

Do lat 70 XX wieku uważano, że rytmy

biologiczne są skutkiem oscylacji

biologiczne są skutkiem oscylacji

dobowych w natężeniu niektórych

dobowych w natężeniu niektórych

czynników geofizycznych np. naturalnych

czynników geofizycznych np. naturalnych

pól elektromagnetycznych. Obecnie

pól elektromagnetycznych. Obecnie

wiemy, że niezależnie od warunków

wiemy, że niezależnie od warunków

środowiskowych u ludzi jak i zwierząt

środowiskowych u ludzi jak i zwierząt

pojawiają się rytmy swobodnie biegnące

pojawiają się rytmy swobodnie biegnące

(free-running rhytms)

(free-running rhytms)

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Okres rytmu swobodnie biegnącego

Okres rytmu swobodnie biegnącego

jest krótszy lub dłuższy od 24 godzin i

jest krótszy lub dłuższy od 24 godzin i

charakterystyczny dla poszczególnego

charakterystyczny dla poszczególnego

gatunku

gatunku

•

Podstawowymi cechami tych rytmów

Podstawowymi cechami tych rytmów

jest:

jest:

1.

1.

Utrzymywanie się rytmu w stałych

Utrzymywanie się rytmu w stałych

warunkach środowiskowych, tj.

warunkach środowiskowych, tj.

przy braku synchronizatorów

przy braku synchronizatorów

2.

2.

Okres bliski 24 godzin

Okres bliski 24 godzin

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

3. Zdolność wyrównywania wpływu

3. Zdolność wyrównywania wpływu

temperatury zewnętrznej

temperatury zewnętrznej

4. Zdolność synchronizowania rytmu

4. Zdolność synchronizowania rytmu

z

z

fazami środowiskowymi dawców

fazami środowiskowymi dawców

czasu

czasu

(w zakresie 20 – 28 godzin)

(w zakresie 20 – 28 godzin)

5. Przesuwanie fazy rytmu pod wpływem

5. Przesuwanie fazy rytmu pod wpływem

błysków świetlnych

błysków świetlnych

6. Skracanie rytmu swobodnie

6. Skracanie rytmu swobodnie

biegnącego i

biegnącego i

zaniku jego amplitudy

zaniku jego amplitudy

w procesie

w procesie

starzenia się

starzenia się

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

7. Genetyczne uwarunkowania rytmiki

7. Genetyczne uwarunkowania rytmiki

okołodobowej

okołodobowej

8. Dziedziczenie informacji o rytmice

8. Dziedziczenie informacji o rytmice

okołodobowej przez potomstwo zgodnie

okołodobowej przez potomstwo zgodnie

z

z

prawami genetyki

prawami genetyki

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Synchronizatory okołodobowych rytmów

Synchronizatory okołodobowych rytmów

biologicznych u ssaków

biologicznych u ssaków

–

cykl światło – ciemność

cykl światło – ciemność

–

cykl karmienie- głodzenie

cykl karmienie- głodzenie

–

cykl kontakt socjalny – izolacja socjalna

cykl kontakt socjalny – izolacja socjalna

–

cykl hałas – cisza

cykl hałas – cisza

–

cykl pionowa pozycja ciała – leżąca pozycja

cykl pionowa pozycja ciała – leżąca pozycja

ciała

ciała

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Układ generujący rytmy biologiczne u

Układ generujący rytmy biologiczne u

człowieka

człowieka

1.

1.

Ośrodkowy generator rytmiki okołodobowej

Ośrodkowy generator rytmiki okołodobowej

tzw. jądro nadskrzyżowaniowe

tzw. jądro nadskrzyżowaniowe

(SCN, nucleus suprachiasmaticus)

(SCN, nucleus suprachiasmaticus)

2.

2.

Szyszynka

Szyszynka

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Ośrodkowi nadskrzyżowaniowemu SCN

Ośrodkowi nadskrzyżowaniowemu SCN

przypisano umownie rozrusznik X i Y

przypisano umownie rozrusznik X i Y

•

Rozrusznik X odpowiada za rytm:

Rozrusznik X odpowiada za rytm:

–

fazy snu paradoksalnego

fazy snu paradoksalnego

–

temperatury głębokiej ciała

temperatury głębokiej ciała

–

kortyzolu we krwi

kortyzolu we krwi

–

wydalania potasu z moczem

wydalania potasu z moczem

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Rozrusznik Y odpowiada za rytm:

Rozrusznik Y odpowiada za rytm:

–

fazy snu wolnofalowego

fazy snu wolnofalowego

–

temperatury skóry

temperatury skóry

–

somatotropiny we krwi

somatotropiny we krwi

–

wydalania wapnia z moczem

wydalania wapnia z moczem

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Szyszynka jest to nieparzysty gruczoł

Szyszynka jest to nieparzysty gruczoł

dokrewny leżący w nadwzgórzu

dokrewny leżący w nadwzgórzu

•

Wydziela melatoninę tylko w porze

Wydziela melatoninę tylko w porze

nocnej

nocnej

•

Ekspozycja na światło hamuje jej

Ekspozycja na światło hamuje jej

syntezę

syntezę

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Przypisuje się wpływ melatoniny na:

Przypisuje się wpływ melatoniny na:

–

układ dokrewny organizmu

układ dokrewny organizmu

–

regulację przebiegu snu

regulację przebiegu snu

–

proces starzenia się organizmu

proces starzenia się organizmu

–

reakcję odpornościową

reakcję odpornościową

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Stwierdzono dziedziczenie rytmów

Stwierdzono dziedziczenie rytmów

biologicznych

biologicznych

•

teoria chrononu (istniejące geny

teoria chrononu (istniejące geny

przyczyniają się do wytworzenia

przyczyniają się do wytworzenia

białka, które reguluje zdarzenia w

białka, które reguluje zdarzenia w

życiu komórki)

życiu komórki)

•

w 1985 r wyizolowano białko P 230

w 1985 r wyizolowano białko P 230

tzw. białko zegarowe

tzw. białko zegarowe

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Dla potrzeb klinicysty istnieje mapa

Dla potrzeb klinicysty istnieje mapa

akrofaz

akrofaz

–

Elektolity

Elektolity

–

Mocznik

Mocznik

–

Glukoza

Glukoza

–

Trójglicerydy

Trójglicerydy

–

ACTH

ACTH

–

Kortyzol

Kortyzol

–

TSH

TSH

–

Lepkość krwi

Lepkość krwi

–

Inne

Inne

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Zaburzenia rytmów okołodobowych w

Zaburzenia rytmów okołodobowych w

stanach fizjologicznych

stanach fizjologicznych

–

Przelot z Europy do USA dług czasowy około

Przelot z Europy do USA dług czasowy około

6 godzin

6 godzin



jest to desynchronizacja zewnętrzna

jest to desynchronizacja zewnętrzna

–

Praca nocna również zaburza rytm

Praca nocna również zaburza rytm

okołodobowy

okołodobowy



choroby układu krążenia

choroby układu krążenia



choroby układu pokarmowego

choroby układu pokarmowego

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

•

Chronopatologia coraz częściej jest

Chronopatologia coraz częściej jest

stosowana w leczeniu i profilaktyce

stosowana w leczeniu i profilaktyce

chorób

chorób

–

Astma oskrzelowa – atak 70 razy częściej w

Astma oskrzelowa – atak 70 razy częściej w

godzinach 4 – 5

godzinach 4 – 5

–

Nadciśnienie – wzrost i powikłania w

Nadciśnienie – wzrost i powikłania w

godzinach 5 –9

godzinach 5 –9

–

Zawał serca najczęściej około godziny 10

Zawał serca najczęściej około godziny 10

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

–

Kwasota żołądka maksymalna w

Kwasota żołądka maksymalna w

późnych godzinach wieczornych

późnych godzinach wieczornych

–

Inne dobowe manifestacje chorób

Inne dobowe manifestacje chorób

neurologicznych, psychicznych,

neurologicznych, psychicznych,

endokrynologicznych

endokrynologicznych

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

Rytmy okołoroczne

Rytmy okołoroczne


Akrofaza w jednym z miesięcy roku

Akrofaza w jednym z miesięcy roku

•

Sezonowe zaburzenia afektywne (depresje w

Sezonowe zaburzenia afektywne (depresje w

jesieni i zimie u kobiet)

jesieni i zimie u kobiet)

•

Najwięcej zgonów na choroby układu krążenia

Najwięcej zgonów na choroby układu krążenia

styczeń – luty na

styczeń – luty na

półkuli północnej, lipiec – sierpień na półkuli

półkuli północnej, lipiec – sierpień na półkuli

południowej

południowej

•

Stwierdzono u paryskich studentów medycyny

Stwierdzono u paryskich studentów medycyny

najwyższy poziom testosteronu i tyroksyny w

najwyższy poziom testosteronu i tyroksyny w

sierpniu

sierpniu

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA

Chronobiologia i chronomedycyna ma

Chronobiologia i chronomedycyna ma

przyszłość w:

przyszłość w:

•

diagnostyce – np astma oskrzelowa

diagnostyce – np astma oskrzelowa

•

leczeniu – podawanie hormonów

leczeniu – podawanie hormonów

•

profilaktyce – temperatura skóry w

profilaktyce – temperatura skóry w

raku sutka

raku sutka

•

koniec

koniec