FIZJOLOGIA - WYKŁAD RYTMY BIOLOGICZNE CZŁOWIEKA 24.04.2009

Rytmy biologiczne są to:

• okresowe zmiany natężenia procesów fizjologicznych istot żywych, uzależnione od czynników zewnętrznych (pora roku) oraz od czynników wewnątrzustrojowych.

• Mechanizmy stabilizujące środowisko wewnętrzne organizmu, realizowane w przewidywaniu zmian w środowisku zewnętrznym

Wytworzone drogą ewolucji ułatwiają adaptację do cyklicznych zmian w naturalnym środowisku.

Właściwości fizyczne rytmów biologicznych:

• Oscylacja - zmiana natężenia przebiegu określonego procesu w czasie

• Faza rytmu - odpowiedni stan oscylacji w czasie

• Okres - przedział czasu, po którym następuje powtórzenie się określonego stanu danego procesu

• Częstotliwość - ilość cykli w czasie

• Amplituda - stopień odchylenia danego procesu od stanu średniego = zakres oscylacji - zakres między min i max

Podział Halberga - wg długości okresu cyklu

Wysoka częstotliwość: długość okresu do 30 minut

Średnia częstotliwość: długość okresu od 30 minut do 6 dni

Niska częstotliwość: okres dłuższy niż 6 dni

Klasyfikacja rytmów biologicznych

Rytmy egzogenne (zewnątrzpochodne) - sterowane przez czynniki zewnętrzne (warunku oświetlenia, temperatura otoczenia), zanikają po wyeliminowaniu specyficznych czynników środowiskowych

• Spożywanie posiłków w określonych odstępach czasu

• Sezonowe zmiany składu diety

• Regularna aktywność ruchowa

Rytmy endogenne (wewnątrzpochodne) - sterowane wewnętrznym „zegarem biologicznym”, powstają pod wpływem bodźców płynących z samego organizmu, ich charakterystyka jest cechą przekazywaną genetycznie

• Aktywność elektryczna neuronów

• Rytm pracy serca

• Oddychanie

• Cykl miesiączkowy (jedyny z tych wszystkich ma niską częstotliwość)

Rytm okołodobowy

• Zsynchronizowany ze zmianami czynników środowiskowych

• Nie zanika po odizolowaniu organizmu od periodycznych zmian w środowisku (synchronizatorów) → endogenny

• W przybliżeniu 24 godziny

• Dotyczy większości procesów w organizmie:

• Stężenia hormonów

• Diurezy

• Temperatura ciała

• Ciśnienie tętnicze

„Zegar biologiczny”

• Wewnętrzny mechanizm kierujący okołodobową rytmiką procesów biologicznych przez bezpośredni wpływ na:

• Szyszynkę

• Jądra przykomorowe

• Podstawę kresomózgowia

• Dostosowany do cyklu światła - droga podwzgórzowo - siatkówkowa

• Położony nad skrzyżowaniem nerwów wzrokowych

Jądro nadskrzyżowaniowe (struktura parzysta) - anatomiczna struktura określana jako „zegar biologiczny”

JĄDRA

NADSKRZYŻOWANIOWE ?

PODWZGÓRZA

SZYSZYNKA MELATONINA

Melatonina

Sen - czuwanie

Największe stężenie melatoniny jest w nocy: 80 - 120 pg/ml

W dzień: 5 - 20 pg/ml

Im jesteśmy młodsi, tym więcej wydziela się melatoniny.

Przez pierwsze 3 miesiące życia dziecko nie ma wykształconych rytmów okołodobowych, budzi się nieregularnie.

6 - 9 tydzień: rozpoczyna się wydzielanie melatoniny. Rytm wydzielania melatoniny jest w pełni rozwinięty 21 -27 tygodnia życia.

Człowiek jest istotą dzienną.

W nocy:

Sprawność fizyczna i psychiczna

Wydzielanie kwasu solnego

Objętość minutowa serca

Czynność wątroby

Temperatura ciała

Wentylacja płuc

Diureza

Rytmy wewnątrzwydzielnicze

Hormon	MAX	MIN
ACTH Glikokortykosteroidy	Rano	Popołudnie
FSH	Rano	Popołudnie
Kortyzol	Rano	Noc
Aldosteron	Dzień	Noc
Adrenalina	Popołudnie	Noc
T3 i T4	Rano	Popołudnie
Parathormon	Noc	Dzień
Insulina	Rano	Południe

Desynchronizacja rytmów biologicznych

N Pojawia się przy różnicy czasu więcej niż 2h.

Lepsza tolerancja jet - lag: rozdrażnienie, zmieszanie, obniżenie siły mięśniowej

i koordynacji wzrokowo-słuchowej, zaburzenia perystaltyki

W E jelitowej, upływu czasu i poczucia odległości.

Przemija po kilku dniach.

Gorsza tolerancja

S

Przyjmowanie melatoniny na kilka dni przed podróżą lub po przylocie wg tamtego czasu łagodzi objawy.

Desynchronizację rytmów biologicznych powoduje także praca zmianowa

↓

Schorzenie przewodu pokarmowego, układu krążenia

Zaburzenia snu i neuropsychiatryczne

Rytmy biologiczne o małej częstotliwości

• Najlepiej poznany jest cykl miesiączkowy

• Prawdopodobnie mają naturę egzogenną

Cykl wzrastania u dzieci:

↑ marzec, październik

↑ wydzielania hormonu wzrostu - luty, wrzesień

Zaostrzenia choroby:

• Grypa (jesień, zima)

• Alergia (wiosna, lato)

• Nagła śmierć sercowa (poniedziałek)

• Dusznica bolesna (rano)

• Dychawica oskrzelowa (noc)

• Zaostrzenia choroby wrzodowej (wiosna, jesień)

---