Na sen

Na sen

Mechanizm około dobowego zegara biologicznego mieszczącego się w mózgu został rozszyfrowany. W 2017 roku trzej naukowcy z USA Michael Rosbash i Jeff Hall z Brandeis University i Michel Young z Rockefeller University otrzymali nagrodę Nobla za to odkrycie.
W procesie ewolucji prawie wszystkie organizmy żyjące wytworzyły rytmy biologiczne zachodzące pod wpływem zmian w środowisku. Organizmy podlegają rytmom około dobowym i około rocznym. Są wynikiem adaptacji do zmian w środowisku, odpowiedzią na zmieniające się warunki temperatury, światła, ilości opadów. Obserwowane u zwierząt zmiana koloru sierści, rodzaju przyjmowanego pokarmu, poziom metabolizmu, aktywności rozrodczej stanowią ważny element przystosowania, zapewniający przetrwanie. Pod wpływem zmiany rytmu dobowego następuje także przystosowanie organizmu. W ciągu doby następuje zmiana temperatury w ciała, zmiana ciśnienia krwi, zmiana stężenia hormonów, ekspresja genów, szybkość bicia serca, aktywność enzymów, synteza białek. Zmienia się także wrażliwość na bodźce świetlne.
Jest w podwzgórzu mała struktura zbudowana z komórek nerwowych, u człowieka ma zaledwie kilka dziesiątych milimetra sześciennego pełniąca funkcję zegara centralnego. Centralny zegar otrzymuje sygnały świetlne z komórek zwojowych siatkówki zawierających barwnik melanopsynę i koordynuje system biologiczny całego organizmu. Neuroprzekaźnikiem w tym szlaku jest kwas glutaminowy.
Obecność rytmiki około dobowej w procesach komórkowych ma znaczenie w utrzymaniu koordynacji organizmu. Zegar wyznacza rytm pracy poszczególnych narządów. Rano organizm jest przygotowany do dziennej aktywności. Wieczorem zaś procesy zachodzące w organach takich jak wątroba czy nerki ulegają hamowaniu, aktywowane zaś procesy związane ze snem jak obniżenie temperatury ciała, produkcja melatoniny. Badania prowadzone na muszce Drosophila w Zakladzie Biologii i Obrazowania Komórki Instytutu Zoologii i Badań Biomedycznych wykazały, że w wyniku zmiany rytmu dobowego zmienia się także struktura komórek nerwowych, liczba połączeń pomiędzy synapsami w mózgu.
W nocy następuje synteza melatoniny w szyszynce i siatkówce. Melatonina wydzielana jest do krwioobiegu i płynu mózgowo- rdzeniowego, a następnie transportowana do wszystkich narządów w organiźmie. Najwyższy poziom wydzielania melatoniny jest w nocy pomiędzy godzina 2, a 4. Wydłużający się dzień wiąże się ze zmniejszeniem ilości wydzielanej melatoniny. Produkcja melatoniny hamowana jest przez światło.
Innym hormonem mający wpływ na sen jest kortyzol. Osoby zdrowe najwyższy poziom kortyzolu maja rano, w ciągu dnia ilość kortyzolu powinna spadać i wieczorem osiągać minimalny poziom. Natomiast osoby chore lub osoby w stresie mają wysoki poziom kortyzolu przez cały dzień. U osób pracujących na zmiany, podróżujących po różnych kontynentach może pojawiać się nie tylko problem z usypianiem, ale także skłonność do wielu schorzeń żołądkowo- jelitowych, zaburzeń snu, a nawet skłonność do nowotworów. U osób chorujących na choroby neurodegeneracyjne występuje także zaburzenie rytmów około dobowych i zaburzona jest produkcja melatoniny i mogą wystąpić zaburzenia snu. Osoby chore na Altzheimera, Parkinsona mają zaburzony centralny zegar dobowy i mają problemy ze snem w nocy, śpią natomiast w ciągu dnia. Dodatkowo leki nasenne w dłuższym okresie czasu powodują wzrost procesów otępienia. Praca zmianowa, czy nieregularny sen zaburzają porę wydzielania hormonów melatoniny i kortyzolu, a także katecholamin i istotnych dla układu krążenia hormonów endokrynnych. Zaburzone zostają także procesy naprawcze i różnicowania komórek. Przy zahamowaniu działania zegara biologicznego komórki ulegają częstszej transformacji w komórki nowotworowe.
Obecny styl życia, powszechne niebieskie światło komórek i telewizorów, nieregularny tryb życia mogą poważne zaburzyć nasz wewnętrzny zegar biologiczny, a tym samym wpłynąć na zwiększyć ryzyko wystąpienia wielu chorób.