Sirkadiaaninen rytmi - Circadian rhythm

Sirkadiaaninen rytmi
Ihmisen vuorokausipäivän biologisen kellon ominaisuudet
Ääntäminen
Taajuus	Toistuu suunnilleen 24 tunnin välein

Vuorokausirytmin ( / s ər k eɪ d i ə n / ), tai vuorokausirytmin sykli , on luonnollinen, sisäinen prosessi, joka säätelee uni-vanavedessä sykli ja toistuu noin 24 tunnin välein. Se voi tarkoittaa mitä tahansa prosessia, joka on peräisin organismin sisältä (eli endogeeninen ) ja reagoi ympäristöön (ympäristön mukana ). Näitä 24 tunnin rytmejä ohjaa vuorokausikello , ja niitä on havaittu laajalti kasveissa , eläimissä , sienissä ja syanobakteereissa .

Termi vuorokausipäivä tulee latinalaisesta circa , joka tarkoittaa "ympärillä" (tai "suunnilleen") ja diēm , joka tarkoittaa "päivä". Prosesseja, joissa on 24 tunnin jaksoja, kutsutaan yleisemmin vuorokausirytmeiksi ; vuorokausirytmejä ei pidä kutsua vuorokausirytmeiksi, ellei niitä voida vahvistaa endogeenisiksi eikä ympäristönä.

Vaikka vuorokausirytmit ovat endogeenisiä, ne sopeutuvat paikalliseen ympäristöön ulkoisilla vihjeillä, joita kutsutaan zeitgebersiksi (saksaksi "ajan antajaksi "), jotka sisältävät valon, lämpötilan ja redoksisyklit . Kliinisissä olosuhteissa ihmisen epänormaali vuorokausirytmi tunnetaan vuorokausirytmin unihäiriönä .

Historia

Vaikka on olemassa useita maininnat "elimistön kierto" Itä- ja intiaani kulttuureista, varhaisin kirjattu Länsi tileille vuorokausirytmin prosessi ovat peräisin 4. vuosisadalta eKr, jolloin Androsthenes , joka on laivan kapteeni toimi kyseisen Aleksanteri Suuri , kuvattu vuorokautinen lehtiä liikkeitä on tamarindin puu. Ihmisten vuorokausiprosessin tai vuorokausiprosessin havaitseminen mainitaan kiinalaisissa lääketieteellisissä teksteissä, jotka on päivätty noin 1200-luvulla, mukaan lukien keskipäivän ja keskiyön käsikirja ja Mnemonic Rhyme to Aid in the Selection of Acu-points For the Diurnal Cycle, the Day kuukauden ja vuoden kauden .

Vuonna 1729 ranskalainen tiedemies Jean-Jacques d'Ortous de Mairan teki ensimmäisen kokeen, jonka tarkoituksena oli erottaa endogeeninen kello vasteista päivittäisiin ärsykkeisiin. Hän totesi, että 24 tunnin mallit Mimosa pudica -kasvien lehtien liikkeessä säilyivät, vaikka kasvit pidettäisiin jatkuvassa pimeydessä.

Vuonna 1896 Patrick ja Gilbert havaitsivat, että pitkäaikaisen univajeen aikana uneliaisuus lisääntyy ja vähenee noin 24 tunnin aikana. Vuonna 1918 JS Szymanski osoitti, että eläimet kykenevät ylläpitämään 24 tunnin toimintakuvioita ilman ulkoisia vihjeitä, kuten valoa ja lämpötilan muutoksia.

1900 -luvun alussa mehiläisten rytmisissä ruokinta -aikoissa havaittiin vuorokausirytmejä. Auguste Forel , Ingeborg Beling ja Oskar Wahl tekivät lukuisia kokeita selvittääkseen, johtuiko tämä rytmi endogeenisestä kellosta. Kaksi saksalaista eläintieteilijää, Hans Kalmus ja Erwin Bünning, havaitsivat vuorokausirytmin olemassaolon itsenäisesti hedelmäkärpässä vuonna 1935 .

Vuonna 1954 merkittävä kokeilu raportoinut Colin Pittendrigh osoittaneet, että eclosion (prosessi kotelo tulossa aikuinen) vuonna Drosophila pseudoobscura oli vuorokausirytmin käyttäytymistä. Hän osoitti, että vaikka lämpötilalla oli tärkeä rooli pimennysrytmissä, sammutusjakso viivästyi, mutta ei pysähtynyt, kun lämpötila laski.

Termin vuorokausijulkaisu keksi Franz Halberg vuonna 1959. Halbergin alkuperäisen määritelmän mukaan:

Termi "vuorokausipäivä" on johdettu noin (noin) ja kuolee (päivä); se voi merkitä sitä, että tietyt fysiologiset jaksot ovat lähellä 24 tuntia, ellei juuri sitä pituutta. Tässä yhteydessä "vuorokausirytmiä" voitaisiin soveltaa kaikkiin "24 tunnin" rytmeihin riippumatta siitä, ovatko niiden jaksot, erikseen tai keskimäärin, eri kuin 24 tuntia, pitempiä tai lyhyempiä, muutamalla minuutilla tai tunnilla.

Vuonna 1977 International Society for Chronobiology -järjestön kansainvälinen komitea hyväksyi virallisesti määritelmän:

Sirkadiaaninen: liittyy biologisiin vaihteluihin tai rytmeihin, joiden taajuus on 1 sykli 24 ± 4 tunnissa; noin (noin, noin) ja kuolee (päivä tai 24 h). Huomautus: termi kuvaa rytmejä, joiden syklin pituus on noin 24 tuntia, riippumatta siitä, ovatko ne taajuussynkronoituja (hyväksyttävä) tai onko ne synkronoitu tai vapaasti kulkevia paikallisen ympäristön aika-asteikon mukaan, ja jaksot eroavat hieman, mutta johdonmukaisesti 24 tunnista.

Ron Konopka ja Seymour Benzer tunnistivat ensimmäisen kellomutaation Drosophilassa vuonna 1971 ja antoivat geenille nimen " period " ( per ) -geeni, joka oli ensimmäinen löydetty geneettinen determinantti käyttäytymisen rytmisyydestä. kaksi tutkijaryhmää eristi vuonna 1984 per geeni. Konopka, Jeffrey Hall Michael Roshbash ja niiden joukkue osoitti, että kohti paikka on keskellä vuorokausirytmin, ja että menetys per pysäyttää vuorokausirytmin toimintaa. Samaan aikaan Michael W. Youngin tiimi raportoi samanlaisista vaikutuksista per : lle ja että geeni kattaa 7,1 kilobaasin (kb) välin X-kromosomissa ja koodaa 4,5 kb: n poly (A)+ RNA: ta. He jatkoivat löytääkseen Drosophila -vuorokausijärjestelmän keskeiset geenit ja neuronit , joista Hall, Rosbash ja Young saivat fysiologian tai lääketieteen Nobel -palkinnon 2017 .

Joseph Takahashi löysi ensimmäisen nisäkkään vuorokausikellon mutaation ( clockΔ19 ) hiirien avulla vuonna 1994. Viimeaikaiset tutkimukset kuitenkin osoittavat, että kellon poistaminen ei johda käyttäytymiseen liittyvään fenotyyppiin (eläimillä on edelleen normaali vuorokausirytmi), mikä kyseenalaistaa sen merkityksen rytmin luomisessa .

Chris Jones havaitsi ensimmäisen ihmisen kellomutaation laajassa Utah-perheessä, ja Yen-Hui Fu ja Louis Ptacek luonnehtivat sitä geneettisesti. Vaikuttavat yksilöt ovat äärimmäisiä " aamunhaukkoja ", joilla on 4 tunnin edistynyt uni ja muut rytmit. Tämä perinnöllisen pitkälle edenneen univaiheen oireyhtymän muoto johtuu yksittäisestä aminohapon muutoksesta, S662➔G, ihmisen PER2 -proteiinissa.

Kriteeri

Jotta biologista rytmiä voidaan kutsua vuorokausiksi, sen on täytettävä nämä kolme yleistä kriteeriä:

1. Rytmillä on endogeeninen vapaa juoksuaika, joka kestää noin 24 tuntia. Rytmi jatkuu vakio -olosuhteissa (eli jatkuvassa pimeydessä) noin 24 tunnin ajan. Rytmin jaksoa vakio-olosuhteissa kutsutaan vapaakierrosjaksoksi ja sitä merkitään kreikkalaisella τ (tau) -kirjeellä. Tämän kriteerin perusteena on erottaa vuorokausirytmit yksinkertaisista vastauksista päivittäisiin ulkoisiin vihjeisiin. Rytmin ei voida sanoa olevan endogeeninen, ellei sitä ole testattu ja se säilyy olosuhteissa, joissa ei ole ulkoista jaksottaista syöttöä. Päivittäin elävillä eläimillä (aktiivinen päiväsaikaan) τ on yleensä hieman yli 24 tuntia, kun taas yöeläimillä (aktiivinen yöllä) yleensä τ on lyhyempi kuin 24 tuntia.
2. Rytmit ovat mukana. Rytmi voidaan nollata altistuminen ulkoisille ärsykkeille (kuten valoa ja lämpöä), prosessissa, jota kutsutaan sekoittuminen . Rytmin harjoittamiseen käytettyä ulkoista ärsykettä kutsutaan Zeitgeberiksi tai "ajan antajaksi ". Matkustaminen aikavyöhykkeiden poikki kuvaa ihmisen biologisen kellon kykyä sopeutua paikalliseen aikaan; henkilö kokee yleensä jet -viiveen, ennen kuin vuorokausikellon ottaminen mukaan on saattanut sen synkronoitumaan paikallisen ajan kanssa.
3. Rytmit osoittavat lämpötilan kompensointia. Toisin sanoen ne ylläpitävät vuorokauden jaksoittaisuutta fysiologisissa lämpötiloissa. Monet organismit elävät laajalla lämpötila -alueella, ja lämpöenergian erot vaikuttavat kaikkien solujensa molekyyliprosessien kinetiikkaan . Ajan seuraamiseksi organismin vuorokausikellon on säilytettävä suunnilleen 24 tunnin jaksollisuus muuttuvasta kinetiikasta huolimatta, joka tunnetaan nimellä lämpötilan kompensointi. Q ₁₀ lämpötilakerroin on mitta tämän kompensoivan vaikutuksen. Jos Q ₁₀ -kerroin pysyy noin 1 lämpötilan noustessa, rytmin katsotaan olevan lämpötilakompensoitu.

Alkuperä

Sirkadiaaniset rytmit antavat organismille mahdollisuuden ennakoida tarkkoja ja säännöllisiä ympäristön muutoksia ja valmistautua niihin. Niiden ansiosta organismit voivat paremmin hyödyntää ympäristöresursseja (esim. Valoa ja ruokaa) verrattuna niihin, jotka eivät pysty ennustamaan tällaista saatavuutta. Siksi on ehdotettu, että vuorokausirytmit asettavat eliöt evoluution kannalta valikoivaan etuun. Rytmisyys näyttää kuitenkin olevan yhtä tärkeä sisäisten aineenvaihduntaprosessien säätelyssä ja koordinoinnissa kuin ympäristön kanssa . Tätä ehdottaa vuorokausirytmien ylläpito (perinnöllisyys) hedelmäkärpäsissä useiden satojen sukupolvien jälkeen jatkuvissa laboratorio -olosuhteissa sekä luonnossa jatkuvassa pimeydessä olevissa olennoissa ja käyttäytymiseen liittyvien - mutta ei fysiologisten - vuorokausirytmien kokeellinen poistaminen. in viiriäisen .

Mikä sai vuorokausirytmin kehittymään, on ollut arvoituksellinen kysymys. Aiemmissa hypoteeseissa korostettiin, että valoherkät proteiinit ja vuorokausirytmit ovat saattaneet olla peräisin yhdessä varhaisimmista soluista, joiden tarkoituksena on suojella replikoituvaa DNA: ta korkealta vahingolliselta ultraviolettisäteilyltä päiväsaikaan. Tämän seurauksena replikointi siirtyi pimeään. Tästä ei kuitenkaan ole näyttöä, koska yksinkertaisimmat vuorokausirytmillä olevat organismit, sinilevät, toimivat päinvastoin - jakautuvat enemmän päiväsaikaan. Viimeaikaiset tutkimukset korostavat sen sijaan redoksiproteiinien samanaikaisen evoluution merkitystä vuorokausivärähtelyjen kanssa kaikilla kolmella elämänalueella suuren hapetustapahtuman jälkeen noin 2,3 miljardia vuotta sitten. Nykyinen näkemys on, että vuorokausimuutokset ympäristön happitasoissa ja reaktiivisten happilajien (ROS) tuottaminen päivänvalossa ovat todennäköisesti johtaneet tarpeeseen kehittää vuorokausirytmejä estämään ja siten torjumaan vahingollisia redoksireaktioita päivittäin perusta.

Yksinkertaisimmat tunnetut vuorokausikellot ovat bakteerien vuorokausirytmejä , joista esimerkkejä ovat prokaryoottiset syanobakteerit . Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että Synechococcus elongatuksen vuorokausikello voidaan liuottaa in vitro vain niiden keskusoskillaattorin kolmella proteiinilla ( KaiA , KaiB , KaiC ). Tämän kellon on osoitettu ylläpitävän 22 tunnin rytmiä useiden päivien ajan ATP: n lisäämisen jälkeen . Aiemmat selitykset prokaryoottisesta vuorokausiajastimesta olivat riippuvaisia ​​DNA -transkription/translaation palautemekanismista.

Vika ihmisen homologi Drosophilan " aikana " geeni tunnistettiin syynä unihäiriöt FASPS ( familiaalinen aikaistunut unijakso-oireyhtymä ), mikä korostaa konservoitunut molekyyli vuorokausirytmin kellon evoluution. Nykyään tunnetaan monia muita biologisen kellon geneettisiä komponentteja. Niiden vuorovaikutus johtaa lukittuun geenituotteiden palautesilmukkaan, mikä johtaa jaksottaisiin vaihteluihin, joita kehon solut tulkitsevat tiettynä kellonaikana.

Nyt tiedetään, että molekyylin vuorokausikello voi toimia yhdessä solussa. Eli se on solu-itsenäinen. Tämä osoitettiin Gene Block eristetty molluskan pohjapinta verkkokalvon neuronien (BRNs). Samaan aikaan eri solut voivat kommunikoida keskenään, mikä johtaa sähköisen signaloinnin synkronoituun lähtöön. Nämä voivat olla vuorovaikutuksessa aivojen endokriinisten rauhasien kanssa , mikä johtaa hormonien säännölliseen vapautumiseen. Näiden hormonien reseptorit voivat sijaita kaukana kehosta ja synkronoida eri elinten perifeeriset kellot. Siten silmien välittämä kellonajan tieto kulkee aivojen kellolle, ja sen kautta muun kehon kellot voidaan synkronoida. Näin esimerkiksi unen/heräämisen, kehon lämpötilan, janon ja ruokahalun ajoitusta ohjaa biologinen kello.

Merkitys eläimissä

Sirkadiaaninen rytmi on läsnä eläinten, myös ihmisten, nukkumiseen ja ruokintaan. Myös kehon ydinlämpötila, aivoaaltoaktiivisuus , hormonituotanto , solujen uudistuminen ja muut biologiset toiminnot ovat selkeitä . Lisäksi valoperiodismi , eliöiden fysiologinen reaktio päivän tai yön pituuteen, on elintärkeä sekä kasveille että eläimille, ja vuorokausijärjestelmällä on rooli päivän pituuden mittaamisessa ja tulkinnassa. Sääolosuhteiden, elintarvikkeiden saatavuuden tai saalistajien toiminnan ajoittainen ennustaminen kausiluonteisista ajoista on ratkaisevan tärkeää monien lajien selviytymisen kannalta. Vaikka se ei ole ainoa parametri, valoajan muuttuva pituus ('päivänpituus') on eniten ennustava ympäristöviitta fysiologian ja käyttäytymisen kausiluonteiselle ajoitukselle, etenkin muuttamisen, lepotilan ja lisääntymisen ajoitukselle.

Sirkadiaanisen häiriön vaikutus

Kelligeenin mutaatiot tai poistot hiirissä ovat osoittaneet kehon kellojen merkityksen varmistamaan solu-/aineenvaihduntatapahtumien oikea ajoitus; kellomutanttihiiret ovat hyperfaagisia ja lihavia, ja niiden glukoosimetabolia on muuttunut. Hiirillä Rev-ErbA-alfakelligeenin poistaminen helpottaa ruokavalion aiheuttamaa liikalihavuutta ja muuttaa tasapainoa glukoosin ja lipidien käytön välillä, mikä altistaa diabetekselle. Ei kuitenkaan ole selvää, onko ihmisten kellogeenin polymorfismien ja metabolisen oireyhtymän kehittymisalttiuden välillä vahva yhteys.

Vaalean pimeän syklin vaikutus

Rytmi liittyy vaalean ja pimeän kiertoon. Eläimet, mukaan lukien ihmiset, pidettiin täydellisessä pimeydessä pitkiä aikoja ja toimivat lopulta vapaasti juoksevalla rytmillä. Heidän unisykliään työnnetään taaksepäin tai eteenpäin jokaisena "päivänä" sen mukaan, onko heidän "päivä", heidän endogeeninen jaksonsa, lyhyempi vai pidempi kuin 24 tuntia. Ympäristövihjeitä, jotka palauttavat rytmit päivittäin, kutsutaan zeitgebersiksi (saksasta "ajan antajaksi"). Täysin sokeat maanalaiset nisäkkäät (esim. Sokea myyräinen rotta Spalax sp.) Kykenevät säilyttämään endogeenisen kellonsa ilman ulkoisia ärsykkeitä. Vaikka heillä ei ole kuvaa muodostavia silmiä, niiden fotoreceptorit (jotka havaitsevat valon) ovat edelleen toimivia; ne tulevat myös pintaan ajoittain.

Vapaasti juoksevat organismit, joilla on tavallisesti yksi tai kaksi yhdistettyä uni-jaksoa, säilyttävät ne edelleen ympäristössä, joka on suojattu ulkoisilta vihjeiltä, ​​mutta rytmi ei ole mukana 24 tunnin valo-pimeässä syklissä. Unen ja heräämisen rytmi voi näissä olosuhteissa mennä pois vaiheesta muiden vuorokausirytmien tai ultradianien kanssa , kuten aineenvaihdunta-, hormonaaliset, keskushermoston sähköiset tai välittäjäaineiden rytmit.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat vaikuttaneet avaruusalusten ympäristöjen suunnitteluun , koska valoa ja pimeää kiertoa jäljittelevien järjestelmien on havaittu olevan erittäin hyödyllisiä astronauteille. Valohoitoa on kokeiltu unihäiriöiden hoitoon .

Arktiset eläimet

Tromssan yliopiston norjalaiset tutkijat ovat osoittaneet, että jotkut arktiset eläimet (esim. Meritähti , poro ) osoittavat vuorokausirytmiä vain niissä vuoden osissa, joissa on päivittäin auringonlaskua ja auringonlaskua. Eräässä porotutkimuksessa eläimet 70 asteen pohjoisessa osoittivat vuorokausirytmiä syksyllä, talvella ja keväällä, mutta eivät kesällä. Poro Huippuvuorilla on 78 astetta pohjoista leveyttä osoitti kuten rytmit vain syksyllä ja keväällä. Tutkijat epäilevät, että myös muut arktiset eläimet eivät ehkä näytä vuorokausirytmiä kesän jatkuvassa valossa ja talven pimeässä.

Vuonna 2006 Pohjois-Alaskassa tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että päivällä elävät maa-oravat ja öiset piikkisiannaiset säilyttävät tiukasti vuorokausirytminsä 82 päivän ja yön auringonpaisteessa. Tutkijat spekuloivat, että nämä kaksi jyrsijää huomaavat, että auringon ja horisontin välinen näennäinen etäisyys on lyhyin kerran päivässä, ja siten heillä on riittävä signaali harjoittaa (säätää).

Perhonen ja koi

Itä-Pohjois-Amerikan hallitsijaperhonen ( Danaus plexippus ) syksyisen muuttoliikkeen navigointi niiden talvialueille Keski-Meksikossa käyttää aikakompensoitua aurinkokompassia, joka riippuu antennien vuorokausikellosta. Sirkadiaanisen rytmin tiedetään myös hallitsevan parittelukäyttäytymistä tietyissä koilajeissa, kuten Spodoptera littoralis , jossa naaraat tuottavat spesifisiä feromoneja, jotka houkuttelevat ja palauttavat uroksen vuorokausirytmin ja aiheuttavat parittelun yöllä.

Kasveissa

Nukkuva puu päivällä ja yöllä

Kasvien vuorokausirytmit kertovat laitokselle, mikä kausi on ja milloin kukkia, jotta saat parhaat mahdollisuudet houkutella pölyttäjiä. Rytmejä osoittavia käyttäytymistapoja ovat muun muassa lehtien liike, kasvu, itävyys, stomatal/kaasunvaihto, entsyymiaktiivisuus, fotosynteettinen aktiivisuus ja hajusteiden emissio. Sirkadiaanisia rytmejä esiintyy, kun kasvi sitoutuu synkronoitumaan ympäröivän ympäristön valosyklin kanssa. Nämä rytmit syntyvät endogeenisesti, ylläpitävät itseään ja ovat suhteellisen vakioita eri ympäristölämpötiloissa. Tärkeitä ominaisuuksia ovat kaksi vuorovaikutuksessa olevaa transkription ja translaation palautesilmukkaa: proteiinit, jotka sisältävät PAS-domeeneja, jotka helpottavat proteiini-proteiini-vuorovaikutusta; ja useita valoreseptoreita, jotka hienosäätävät kelloa eri valo-olosuhteisiin. Ympäristön muutosten ennakointi mahdollistaa asianmukaiset muutokset laitoksen fysiologisessa tilassa ja antaa mukautuvaa etua. Kasvien vuorokausirytmien ymmärtämisellä on sovelluksia maataloudessa, kuten viljelijöiden auttaminen porrastamaan satoa lisäämään viljelykasvien saatavuutta ja varmistamaan säästä aiheutuvat valtavat menetykset.

Valo on signaali, jonka avulla kasvit synkronoivat sisäiset kellonsa ympäristöönsä, ja monet erilaiset reseptorit havaitsevat sen. Punainen ja sininen valo absorboituvat useiden fytokromien ja kryptokromien kautta . Yksi kasvikromi, phyA, on tärkein kasvikromi pimeässä kasvatetuissa taimissa, mutta hajoaa nopeasti valossa Cry1: n tuottamiseksi. Fytokromit B - E ovat vakaampia valossa kasvatettujen taimien phyB: n kanssa. Kryptokromi (itku) -geeni on myös valoherkkä komponentti vuorokausikellossa ja sen uskotaan olevan mukana sekä fotoretseptorina että osana kellon endogeenistä sydämentahdistinmekanismia. Krytokromit 1–2 (mukana sinisessä UVA: ssa) auttavat ylläpitämään ajanjaksoa kellossa eri valo -olosuhteissa.

Keskusoskillaattori luo itseään ylläpitävän rytmin, ja sitä ohjaavat kaksi vuorovaikutteista palautesilmukkaa, jotka ovat aktiivisia eri vuorokaudenaikoina. Aamulenkki koostuu CCA1: stä (Circadian and Clock-Associated 1) ja LHY: stä (Late Elongated Hypocotyl), jotka koodaavat läheisesti liittyviä MYB-transkriptiotekijöitä, jotka säätelevät vuorokausirytmiä Arabidopsiksessa , sekä PRR 7 ja 9 (Pseudo-Response Regulators). Iltalenkki koostuu GI: stä (Gigantea) ja ELF4: stä, jotka molemmat osallistuvat kukinta -ajan geenien säätelyyn. Kun CCA1 ja LHY ilmentyvät liikaa (jatkuvassa valossa tai pimeässä), kasvit muuttuvat rytmihäiriöisiksi ja mRNA -signaalit vähenevät, mikä edistää negatiivista takaisinkytkentäsilmukkaa. CCA1: n ja LHY: n geeniekspressio värähtelee ja saavuttaa huippunsa varhain aamulla, kun taas TOC1 -geeniekspressio värähtelee ja saavuttaa huippunsa varhain illalla. Vaikka aiemmin oletettiin, että nämä kolme geeniä mallinnavat negatiivisen takaisinkytkentäsilmukan, jossa yli-ilmentynyt CCA1 ja LHY tukahduttavat TOC1: n ja yli-ilmentynyt TOC1 on CCA1: n ja LHY: n positiivinen säätelijä, Andrew Millar ja muut osoittivat vuonna 2012, että TOC1 Itse asiassa se toimii CCA1: n, LHY: n ja PRR7: n ja 9: n repressorina aamusilmukassa, mutta myös GI: n ja ELF4: n ilmasilmukassa. Tämä havainto ja TOC1-geenitoimintojen ja vuorovaikutusten laskennallinen mallintaminen viittaavat kasvien vuorokausikellon uudelleen muotoiluun kolminkertaisena negatiivisen komponentin repressilaattorimallina pikemminkin kuin nisäkkäiden kelloa luonnehtiva positiivinen/negatiivinen elementti.

Vuonna 2018 tutkijat havaitsivat, että PRR5- ja TOC1 -hnRNA -syntyneiden transkriptien ilmentyminen noudattaa samaa värähtelevää mallia kuin prosessoidut mRNA -transkriptit rytmisesti A.thaliana -tutkimuksessa. . Lisäksi RVE8-LNK-vuorovaikutus mahdollistaa sallitun histoni-metylaatiokuvion (H3K4me3) muokkaamisen ja itse histonimodifikaatio rinnastaa kellogeenin ilmentymisen värähtelyyn.

Aiemmin on havaittu, että kasvien vuorokausirytmin sovittaminen ulkoisen ympäristön valo- ja pimeäkiertoon voi vaikuttaa positiivisesti kasveihin. Tutkijat tulivat tähän johtopäätökseen suorittamalla kokeita kolmella eri Arabidopsis thaliana -lajikkeella . Yhdellä näistä lajikkeista oli normaali 24 tunnin vuorokausivaihe. Kaksi muuta lajiketta mutatoitiin, toisella vuorokausikierros oli yli 27 tuntia ja toisella normaalia lyhyempi 20 tunnin jakso.

Arabidopsis kanssa 24 tunnin vuorokausirytmiä syklin kasvatettiin kolmessa eri ympäristöissä. Yhdessä näistä ympäristöistä oli 20 tunnin valo- ja pimeyskierto (10 tuntia valoa ja 10 tuntia pimeää), toisessa 24 tunnin valo- ja pimeysjakso (12 tuntia valoa ja 12 tuntia pimeää), ja lopullisessa ympäristössä oli 28 tunnin valo- ja pimeysjakso (14 tuntia valoa ja 14 tuntia pimeää). Kaksi mutatoitua kasveja kasvatettiin sekä ympäristössä, jossa oli 20 tunnin valo- ja pimeysykli, että ympäristössä, jossa oli 28 tunnin valo- ja pimeyskierto. Todettiin, että Arabidopsis- lajike, jolla on 24 tunnin vuorokausirytmikierto, kasvoi parhaiten ympäristössä, jossa oli myös 24 tunnin valo- ja pimeyskierto. Kaiken kaikkiaan havaittiin, että kaikilla Arabidopsis thaliana -lajikkeilla oli suurempi klorofyllipitoisuus ja lisääntynyt kasvu ympäristöissä, joiden valo- ja pimeysjaksot vastasivat vuorokausirytmiä.

Tutkijat ehdottivat, että syy tähän voisi olla se, että Arabidopsiksen vuorokausirytmin sovittaminen ympäristöön voisi antaa kasville mahdollisuuden valmistautua paremmin aamunkoittoon ja hämärään ja siten synkronoida prosessinsa paremmin. Tässä tutkimuksessa havaittiin myös, että geenit, jotka auttavat hallitsemaan klorofylliä, saavuttivat huippunsa muutama tunti aamunkoiton jälkeen. Tämä näyttää sopivan yhteen ehdotetun ilmiön kanssa, joka tunnetaan nimellä metabolinen aamunkoitto.

Metabolisen aamunkoiton hypoteesin mukaan fotosynteesin tuottamat sokerit voivat auttaa säätelemään vuorokausirytmiä ja tiettyjä fotosynteesi- ja metaboliareittejä. Kun aurinko nousee, valoa on enemmän saatavilla, mikä yleensä sallii enemmän fotosynteesiä. Fotosynteesin tuottamat sokerit tukahduttavat PRR7: n. Tämä PRR7: n tukahduttaminen johtaa sitten lisääntyneeseen CCA1: n ilmentymiseen. Toisaalta vähentynyt fotosynteettinen sokeripitoisuus lisää PRR7 -ilmentymistä ja vähentää CCA1 -ilmentymistä. Tämän takaisinkytkentäsilmukan CCA1 ja PRR7 välillä ehdotetaan aiheuttavan aineenvaihduntaa.

in Drosophila

Nisäkkään ja Drosophila -aivojen (A) ja vuorokausijärjestelmän keskeiset keskukset Drosophilassa (B).

Drosophila ymmärtää parhaiten vuorokausirytmin ja valon havaitsemisen molekyylimekanismin . Kellogeenit löydetään Drosophilasta , ja ne toimivat yhdessä kellon neuronien kanssa. On olemassa kaksi ainutlaatuista rytmiä, joista toinen on kuopan kuoriutumisprosessin (nimeltään eclosion ) ja toinen parittelun aikana. Kelloneuronit sijaitsevat erillisissä klustereissa aivojen keskiosassa. Parhaiten ymmärretyt kellon neuronit ovat optisen lohkon suuret ja pienet lateraaliset ventraaliset neuronit (l-LNvs ja s-LNvs) . Nämä neuronit tuottavat pigmenttiä hajottavaa tekijää (PDF), joka on neuropeptidi, joka toimii vuorokauden neuromodulaattorina eri kelloneuronien välillä.

Kellogeenien ja proteiinien molekulaariset vuorovaikutukset Drosophila -vuorokausirytmin aikana .

Drosophila- vuorokausirytmi tapahtuu transkription ja käännöksen palautesilmukan kautta. Ydin kellomekanismi koostuu kahdesta toisistaan ​​riippuvasta takaisinkytkentäsilmukasta, nimittäin PER/TIM -silmukasta ja CLK/CYC -silmukasta. CLK / CYC silmukka esiintyy päivän aikana ja aloittaa transkription kohti ja tim geenejä. Mutta niiden proteiinien tasot pysyvät alhaisina iltaan, koska päivänvalossa myös aktivoi DoubleTime ( DBT ) geeni. DBT -proteiini aiheuttaa fosforylaatiota ja monomeeristen PER -proteiinien kiertoa. TIM fosforyloituu myös takkuisella auringonlaskuun asti. Auringonlaskun jälkeen DBT katoaa, joten PER -molekyylit sitoutuvat vakaasti TIM: ään. PER/TIM -dimeeri tulee ytimeen useita öisin ja sitoutuu CLK/CYC -dimeereihin. Sidottu PER pysäyttää kokonaan CLK: n ja CYC: n transkription.

Varhain aamulla valo aktivoi itkugeenin ja sen proteiini CRY aiheuttaa TIM: n hajoamisen. Siten PER/TIM -dimeeri hajoaa ja sitoutumaton PER muuttuu epävakaaksi. PER fosforyloituu asteittain ja lopulta hajoaa. Puuttuminen PER ja TIM mahdollistaa aktivoinnin CLK ja cyc geenejä. Siten kello nollataan seuraavan vuorokausivaiheen aloittamiseksi.

PER-TIM-malli

Tämä proteiinimalli kehitettiin perustuen PER- ja TIM -proteiinien värähtelyihin Drosophilassa . Se perustuu edeltäjäänsä, PER -malliin, jossa selitettiin, kuinka geeni ja sen proteiini vaikuttavat biologiseen kelloon. Malli sisältää ydin-PER-TIM-kompleksin muodostamisen, joka vaikuttaa per- ja tim-geenien transkriptioon (tarjoamalla negatiivista palautetta) ja näiden kahden proteiinin moninkertaiseen fosforylaatioon. Näiden kahden proteiinin vuorokausivärähtelyt näyttävät synkronoituvan vaalean ja pimeän kierton kanssa, vaikka ne eivät välttämättä ole riippuvaisia ​​siitä. Sekä PER- että TIM-proteiinit fosforyloituvat ja muodostettuaan PER-TIM-ydinkompleksin ne palaavat ytimen sisään pysäyttääkseen per- ja tim-mRNA: n ilmentymisen. Tämä esto kestää niin kauan kuin proteiini tai mRNA ei ole hajonnut. Kun näin tapahtuu, kompleksi vapauttaa esteen. Tässä voidaan myös mainita, että TIM -proteiinin hajoamista nopeuttaa valo.

Nisäkkäissä

Muunnelma eskinogrammista, joka kuvaa valon ja pimeyden vaikutusta vuorokausirytmeihin ja niihin liittyvään fysiologiaan ja käyttäytymiseen suprakiasmaattisen ytimen kautta ihmisissä

Ensisijainen vuorokausirytmin kellon sisään nisäkkäillä sijaitsee suprakiasmaattisessa ydin (tai ytimet) (SCN), parin eri ryhmien solut sijaitsevat hypotalamuksen . SCN: n tuhoaminen johtaa siihen, että säännöllinen unen ja heräämisen rytmi puuttuu kokonaan. SCN vastaanottaa tietoa valaistuksesta silmien kautta. Verkkokalvo silmän sisältää "klassisia" fotoreseptoreiden ( " tangot 'ja' kartioiden "), joita käytetään tavanomaisten vision. Mutta verkkokalvo sisältää myös erikoistuneita ganglionisoluja, jotka ovat suoraan valoherkkiä ja jotka heijastavat suoraan SCN: ään, missä ne auttavat tämän pääpäivän vuorokausikellon ottamisessa (synkronoinnissa). SCN -kelloon osallistuvat proteiinit ovat homologisia hedelmäkärpäsen proteiineihin nähden.

Nämä solut sisältävät valopigmentin melanopsiinin ja niiden signaalit kulkevat retinohypothalamic traktiksi kutsuttua reittiä , joka johtaa SCN: ään. Jos SCN -solut poistetaan ja viljellään, ne ylläpitävät omaa rytmiään ilman ulkoisia vihjeitä.

SCN ottaa päivän ja yön pituuden tiedot verkkokalvosta, tulkitsee ne ja välittää ne käpyrauhaselle , pienelle männynkäpän muotoiselle rakenteelle, joka sijaitsee epiteelissä . Vastauksena käpylisä erittää melatoniinihormonin . Melatoniinin eritys huipussaan yöllä ja laskee päivällä ja sen läsnäolo antaa tietoa yön pituudesta.

Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että käpykäytön melatoniini ruokkii SCN: n rytmisyyttä modifioidakseen vuorokausiaktiivisia toimintamalleja ja muita prosesseja. Tämän palautteen luonne ja järjestelmätason merkitys ovat kuitenkin tuntemattomia.

Ihmisten vuorokausirytmit voivat olla hieman lyhyempiä ja pidempiä kuin maapallon 24 tuntia. Harvardin tutkijat ovat osoittaneet, että ihmiskohteet voidaan ainakin houkutella 23,5 tunnin ja 24,65 tunnin sykliin (jälkimmäinen on luonnollinen aurinko-yö-sykli Mars- planeetalla ).

Ihmiset

Kun silmät saavat valoa auringosta, käpyrauhasen melatoniinin tuotanto estyy ja tuotetut hormonit pitävät ihmisen hereillä. Kun silmät eivät saa valoa, käpyrauhasessa muodostuu melatoniinia ja ihminen väsyy.

Varhainen tutkimus vuorokausirytmeistä viittasi siihen, että useimmat ihmiset pitivät parempana päivää, joka oli lähempänä kuin 25 tuntia eristettynä ulkoisista ärsykkeistä, kuten päivänvalosta ja kellonajasta. Tämä tutkimus oli kuitenkin virheellinen, koska se ei suojannut osallistujia keinotekoiselta valolta. Vaikka koehenkilöt olivat suojattuina ajan vihjeiltä (kuten kelloilta) ja päivänvalolta, tutkijat eivät olleet tietoisia sisätilojen sähkövalojen vaiheviivästysvaikutuksista. Koehenkilöt saivat sytyttää valon hereillä ollessaan ja sammuttaa sen, kun he halusivat nukkua. Sähkövalo viivästytti niiden vuorokausivaihetta. Harvardin yliopiston vuonna 1999 tekemässä tiukemmassa tutkimuksessa ihmisen luonnollinen rytmi arvioitiin lähemmäksi 24 tuntia ja 11 minuuttia: paljon lähempänä aurinkoista päivää . Tämän tutkimuksen kanssa sopusoinnussa oli uudempi tutkimus vuodelta 2010, jossa myös sukupuolieroja vuorokausiajan kanssa havaittiin naisilla hieman lyhyemmiksi (24,09 tuntia) kuin miehille (24,19 tuntia). Tässä tutkimuksessa naisilla oli tapana herätä aikaisemmin kuin miehet ja he mieluummin suosivat aamutoimintaa kuin miehet, vaikka näiden erojen taustalla olevat biologiset mekanismit ovat tuntemattomia.

Biologiset merkit ja vaikutukset

Klassiset vaihemerkit nisäkkään vuorokausirytmin ajoituksen mittaamiseen ovat:

• melatoniinin eritys käpyrauhasessa ,
• kehon ydinlämpötila vähintään, ja
• kortisolin pitoisuus plasmassa .

Lämpötilatutkimuksia varten tutkittavien on pysyttävä hereillä, mutta rauhallisina ja puolitilassa lähes pimeässä, kun niiden peräsuolen lämpötilaa mitataan jatkuvasti. Vaikka vaihtelu on suurta normaalien kronotyyppien keskuudessa , aikuisen keskilämpötila saavuttaa miniminsä noin klo 5.00, noin kaksi tuntia ennen tavanomaista heräämisaikaa. Baehr et ai. havaitsi, että nuorilla aikuisilla päivittäinen kehon lämpötilan minimi tapahtui noin klo 04:00 (4 am) aamutyypeille ja noin 06:00 (6:00) iltatyypeille. Tämä minimi tapahtui noin kahdeksan tunnin unen keskellä aamutyypeille, mutta lähempänä heräämistä illalla.

Melatoniini puuttuu järjestelmästä tai on havaittavan alhainen päiväsaikaan. Sen alkaminen hämärässä, heikon valon melatoniinin puhkeaminen (DLMO), noin klo 21.00 (21.00), voidaan mitata verestä tai syljestä. Sen tärkein metaboliitti voidaan mitata myös aamuvirtsasta. Sekä DLMO: ta että hormonin veren tai syljen keskipistettä (ajassa) on käytetty vuorokausimarkkereina. Kuitenkin uudempi tutkimus osoittaa, että melatoniini siirtymä voi olla luotettavampi merkki. Benloucif et ai. havaitsi, että melatoniinifaasimarkkerit olivat vakaampia ja korreloivat enemmän unen ajoituksen kanssa kuin ydinlämpötilan minimi. He havaitsivat, että sekä unen siirtymä että melatoniinipoikkeama korreloivat voimakkaammin vaiheiden merkkien kanssa kuin unen alkaminen. Lisäksi melatoniinitasojen laskuvaihe on luotettavampi ja vakaampi kuin melatoniinisynteesin lopettaminen.

Muita vuorokausirytmin mukaan tapahtuvia fysiologisia muutoksia ovat syke ja monet soluprosessit ", mukaan lukien oksidatiivinen stressi , solujen aineenvaihdunta , immuuni- ja tulehdusreaktiot, epigeneettinen modifikaatio, hypoksia / hyperoksia -vastepolut , endoplasminen retikulaarinen stressi , autofagia ja varren säätely soluympäristö . " Nuorilla miehillä tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että syke saavuttaa alimman keskiarvonsa nukkumisen aikana ja korkeimman keskiarvon pian heräämisen jälkeen.

Päinvastoin kuin aiemmat tutkimukset, on havaittu, että kehon lämpötilalla ei ole vaikutusta psykologisiin testeihin. Tämä johtuu todennäköisesti kehityspaineista korkeammalle kognitiiviselle toiminnalle verrattuna muihin aiemmissa tutkimuksissa tutkittuihin toiminta -alueisiin.

"Pääkellon" ulkopuolella

Enemmän tai vähemmän riippumattomia vuorokausirytmejä löytyy monista kehon elimistä ja soluista suprakiasmaattisten ytimien (SCN), "pääkellon", ulkopuolella. Neurotieteilijä Joseph Takahashi ja hänen kollegansa totesivat vuoden 2013 artikkelissa, että "melkein jokainen kehon solu sisältää vuorokausikellon". Esimerkiksi näitä kelloja, joita kutsutaan perifeerisiksi oskillaattoreiksi, on löydetty lisämunuaisesta, ruokatorvesta , keuhkoista , maksasta , haimasta , pernasta , kateenkorvasta ja ihosta. On myös joitakin todisteita siitä, että hajulamppu ja eturauhanen voivat kokea värähtelyjä ainakin viljeltäessä.

Vaikka ihon oskillaattorit reagoivat valoon, systeemistä vaikutusta ei ole osoitettu. Lisäksi monien oskillaattoreiden, kuten esimerkiksi maksasolujen , on osoitettu reagoivan muihin tuloihin kuin valoon, kuten ruokintaan.

Valo ja biologinen kello

Valo nollaa biologisen kellon vaihevastekäyrän (PRC) mukaisesti. Ajoituksesta riippuen valo voi edistää tai hidastaa vuorokausirytmiä. Sekä Kiina että vaadittu valaistusvoimakkuus vaihtelevat lajeittain, ja yöllisten jyrsijöiden kellojen nollaamiseen vaaditaan alhaisempaa valotasoa kuin ihmisillä.

Pakotetut pidemmät tai lyhyemmät jaksot

Eri ihmisiin tehdyt tutkimukset ovat käyttäneet pakotettuja nukkumis- ja herätyssyklejä, jotka eroavat voimakkaasti 24 tunnista, kuten Nathaniel Kleitmanin vuonna 1938 (28 tuntia) ja Derk-Jan Dijkin ja Charles Czeislerin (20 tuntia) tekemät tutkimukset . Koska ihmiset, joilla on normaali (tyypillinen) vuorokausikello, eivät voi sitoutua tällaisiin epänormaaleihin päivä- ja yörytmeihin, tätä kutsutaan pakotetuksi desynchrony -protokollaksi. Tällaisen protokollan mukaan unen ja heräämisen jaksot irrotetaan kehon endogeenisesta vuorokausivaiheesta, minkä ansiosta tutkijat voivat arvioida vuorokausivaiheen (ts. Vuorokausikierron suhteellisen ajoituksen) vaikutuksia unen ja herätyksen näkökohtiin, mukaan lukien unen latenssi ja muut toiminnot - sekä fysiologiset, käyttäytymis- että kognitiiviset.

Tutkimukset osoittavat myös, että Cyclosa turbinata on ainutlaatuinen siinä, että sen liikkumis- ja verkkorakentamisaktiivisuus aiheuttaa sille poikkeuksellisen lyhyen jakson vuorokausikellon, noin 19 tuntia. Kun C. turbinata -hämähäkit asetetaan kammioihin, joissa on 19, 24 tai 29 tuntia tasaisesti jakautunutta valoa ja pimeyttä, yksikään hämähäkeistä ei osoittanut lyhenevää ikää omassa vuorokausikellossaan. Nämä havainnot viittaavat siihen, että C. turbinatalle ei aiheudu samoja kustannuksia äärimmäisestä synkronoinnista kuin muille eläinlajeille.

Ihmis terveys

Lyhyt päiväunet eivät vaikuta vuorokausirytmeihin.

Lääketieteellisen hoidon ajoitus yhdessä kehon kellon ja kronoterapian kanssa voi lisätä merkittävästi tehoa ja vähentää lääkkeiden toksisuutta tai haittavaikutuksia.

Useat tutkimukset ovat tehneet sen johtopäätöksen, että tehounet , lyhyt nukkuminen päiväsaikaan, voivat vähentää stressiä ja parantaa tuottavuutta ilman mitattavaa vaikutusta normaaleihin vuorokausirytmeihin.

Terveysongelmat voivat johtua vuorokausirytmin häiriöstä. Sirkadiaanisilla rytmeillä on myös osuutensa verkkokalvon aktivoivassa järjestelmässä , mikä on ratkaisevaa tietoisuuden tilan ylläpitämisessä. Unen ja heräämisen syklin kääntyminen voi olla merkki tai komplikaatio uremiasta , atsotemiasta tai akuutista munuaisvauriosta .

Tutkimukset ovat myös osoittaneet, että valolla on suora vaikutus ihmisten terveyteen, koska se vaikuttaa vuorokausirytmeihin.

Sisävalaistus

Valaistusvaatimukset vuorokausisääntelylle eivät ole yksinkertaisesti samat kuin näkökyvylle; toimistojen ja laitosten sisävalaistuksen suunnittelu on alkanut ottaa tämän huomioon. Eläintutkimuksissa valon vaikutuksista laboratorio -olosuhteissa on viime aikoihin asti otettu huomioon valon voimakkuus ( säteily ), mutta ei väriä, jonka voidaan osoittaa toimivan "biologisen ajoituksen olennaisena säätelijänä luonnollisemmissa olosuhteissa".

Lihavuus ja diabetes

Lihavuus ja diabetes liittyvät elämäntapoihin ja geneettisiin tekijöihin. Näistä tekijöistä vuorokauden kellokoneiston häiriöillä ja/tai vuorokausijärjestelmän virheellisellä kohdistumisella ulkoiseen ympäristöön (esim. Valo -pimeä kierto) voi olla merkitystä aineenvaihduntahäiriöiden kehittymisessä.

Vuorotyöllä tai kroonisella suihkuvirheellä on syviä seurauksia kehon vuorokausi- ja aineenvaihduntatapahtumiin. Eläimillä, jotka joutuvat syömään lepoaikanaan, on lisääntynyt kehon massa ja muuttunut kellon ja aineenvaihduntageenien ilmentyminen. Ihmisillä vuorotyö, joka suosii epäsäännöllisiä ruokailuaikoja, liittyy muuttuneeseen insuliiniherkkyyteen ja suurempaan kehon painoon. Vuorotyö lisää myös sydän-metabolisen oireyhtymän, verenpaineen ja tulehdusten metabolisia riskejä .

Lentäjät ja matkustamomiehistö

Lentolentäjien työluonteen vuoksi, jotka usein ylittävät useita aikavyöhykkeitä ja auringonvalon ja pimeyden alueita yhdessä päivässä ja viettävät monta tuntia valveilla sekä päivällä että yöllä, he eivät usein pysty ylläpitämään ihmisen luonnollista vuorokausivuorokautta vastaavia nukkumismalleja rytmi; tämä tilanne voi helposti johtaa väsymykseen . NTSB mainitsee tämän edistävän monta onnettomuutta, ja on tehnyt useita tutkimuksia, jotta löydettäisiin keinoja syrjinnän torjumiseksi väsymys lentäjät.

Häiriö

Rytmien häiriöllä on yleensä kielteinen vaikutus. Monet matkustajat ovat kokeneet jet lag -tilan , johon liittyy väsymyksen , sekavuuden ja unettomuuden oireita .

Useat muut häiriöt, kuten kaksisuuntainen mielialahäiriö ja jotkin unihäiriöt , kuten viivästynyt univaihehäiriö (DSPD), liittyvät vuorokausirytmin epäsäännölliseen tai patologiseen toimintaan.

Rytmien häiriöllä pidemmällä aikavälillä uskotaan olevan merkittäviä haitallisia terveysvaikutuksia aivojen ulkopuolisille perifeerisille elimille, erityisesti sydän- ja verisuonitautien kehittymisessä tai pahenemisessa. Sininen LED-valaistus estää melatoniinin tuotantoa viisi kertaa enemmän kuin oranssinkeltainen korkeapaineinen natriumvalo (HPS) ; monimetallilamppua , joka on valkoista valoa, vaimentaa melatoniinin nopeudella yli kolme kertaa suurempi kuin HPS. Pitkäaikaisesta yövalon altistumisesta johtuvat masennusoireet voidaan kumota palaamalla normaaliin sykliin.

Lääkkeiden vaikutus

Sekä eläimillä että ihmisillä tehdyt tutkimukset osoittavat suuria kaksisuuntaisia ​​suhteita vuorokausijärjestelmän ja väärinkäytön välillä. On osoitettu, että nämä väärinkäytökset vaikuttavat sydämen sydämentahdistimeen. Päihteiden käytöstä kärsivät henkilöt näyttävät häiriintyneitä rytmejä. Nämä rytmihäiriöt voivat lisätä päihteiden käytön ja uusiutumisen riskiä. On mahdollista, että geneettiset ja/tai ympäristöhäiriöt normaaliin uni- ja herätyskiertoon voivat lisätä alttiutta riippuvuudelle.

On vaikea määrittää, johtuuko vuorokausirytmin häiriö päihteiden käytön lisääntymisestä - vai ovatko muut ympäristötekijät, kuten stressi, syyllisiä. Muutokset vuorokausirytmiin ja uneen tapahtuvat, kun henkilö alkaa käyttää huumeita ja alkoholia. Kun henkilö päättää lopettaa huumeiden ja alkoholin käytön, vuorokausirytmi häiriintyy edelleen.

Unen vakautuminen ja vuorokausirytmi voivat mahdollisesti auttaa vähentämään riippuvuuden haavoittuvuutta ja vähentämään uusiutumisen mahdollisuuksia.

Yliaktiiviset rytmit ja kelligeenit, jotka ilmaistaan ​​aivojen alueilla suprakiasmaattisen ytimen ulkopuolella, voivat merkittävästi vaikuttaa huumeiden, kuten kokaiinin, aiheuttamiin vaikutuksiin . Lisäksi kelligeenien geneettiset manipulaatiot vaikuttavat syvästi kokaiinin toimintaan.

Yhteiskunta ja kulttuuri

Vuonna 2017 Jeffrey C. Hall , Michael W. Young ja Michael Rosbash saivat fysiologian tai lääketieteen Nobel -palkinnon "löydöstään vuorokausirytmiä hallitsevista molekyylimekanismeista".

Katso myös

Viitteet

Lue lisää

Ulkoiset linkit

• Vuorokausirytmin kello Curlie