Biologické rytmy

Obsah

• Druhy biologických rytmů
• Příklady biologických rytmů

The biologické rytmy Jsou to pravidelné změny, ke kterým dochází v organismech v pravidelných časových intervalech.

Všechny organismy zažívají biologické rytmy, které mohou být:

• Vnější rytmy: Když jsou změny určovány vnějšími faktory organismu. Spouštěči mohou být světlo, vlhkost, teplota, střídání dne a noci, měsíční fáze, změna ročního období atd.
• Vnitřní rytmy: Když jsou změny způsobeny vnitřními jevy v organismu.

Ačkoli jsou některé rytmy považovány za přirozené, protože byly pozorovány v laboratorních podmínkách (izolace vnějších faktorů), v normálním vývoji organismů je většina biologických rytmů ovlivněna jak vnitřními, tak vnějšími faktory.

Se nazývají synchronizátory faktorům prostředí, které jsou schopné měnit endogenní rytmy.

Druhy biologických rytmů

• Srdeční rytmy: Jsou ty, které se opakují přibližně každých 24 hodin (mezi 20 a 28 hodinami). Jsou spojeny s rotací Země a následnou variací světla. V laboratorních podmínkách bylo pozorováno, že jsou endogenní, avšak intervaly jsou modifikovány vnějšími faktory. Endogenní povaha cirkadiánních rytmů je způsobena genetickými adaptacemi, které se vyvinuly u každého druhu. Jeho původ lze nalézt v potřebě chránit replikaci DNA prvních buněk před ultrafialovým zářením, které během dne trpí. To by byl první cirkadiánní rytmus: noční reprodukce buněk. V současné době mají organismy vnitřní „hodiny“, které regulují jejich vnitřní rytmy. U savců se tyto hodiny nacházejí v suprachiasmatickém jádru, které se nachází v mozku (v hypotalamu nad optickým chiasmatem). Cirkadiánní rytmy však mohou být podmínkami prostředí vážně dezorganizovány. Je to proto, že aktivita suprachiasmatického jádra je modulována vnějšími faktory, jako je světelná variace.
• Měsíční rytmy (nazývané také selenianos nebo multinictemerales): souvisejí s pohyby měsíce. Liší se však v závislosti na tom, zda ke změně dojde v určité fázi Měsíce, nebo v každém lunárním cyklu nebo v každé polovině lunárního cyklu.
• Přílivové rytmy: ty, které jsou ovlivněny přílivem nebo odlivem. Ovlivňují organismy, které žijí v moři nebo v jeho blízkosti. Nepřímo jsou přílivové rytmy ovlivňovány gravitací, kterou Měsíc působí na suchozemská vodní zrcadla, z tohoto důvodu přílivové a měsíční rytmy spolu úzce souvisejí. Mnoho sexuálních cyklů obratlovců (které nejsou sezónní) mají přílivový rytmus kvůli periodickému vylučování hormony sexuální.
• Roční rytmy: Tyto biologické aktivity, které se opakují vždy ve stejnou roční dobu. Považují se za ovlivněné vnitřními (genetickými) a vnějšími faktory (změny teploty, dostupnost potravy atd.) U zvířat se reprodukce obvykle řídí ročními rytmy i sezónními migracemi. Také další biologické rytmy, jako je hibernace nebo letargie, jsou adaptací na období extrémních teplot, a proto jsou roční.
• Ultradiánské rytmy: Mají mnohem kratší periodicitu: mezi 30 minutami a 6 hodinami. Jsou spojeny s motorickým a stravovacím chováním, stejně jako s cykly odpočinku / aktivity. Fáze spánku také vládnou v určitém věku. Například u novorozenců jsou rytmy snů převážně ultradiánní. Jsou hluboce zapojeni do procesů učení, protože ovlivňují úrovně pozornosti. Jsou ovlivněny jinými rytmy. Ovlivňují uvolňování některých hormonů, srdeční frekvenci, pohyb dýchání, termoregulaci a chuť k jídlu (také spojené s uvolňování hormonů).

Příklady biologických rytmů

Tlukot srdce: Dvoufázová čerpací akce prováděná srdcem.

1. První fází je diastola: jakmile se krev hromadí v horních komorách srdce (atria), stahují se, což způsobuje, že krev přechází do dolních komor (komor).
2. Druhou fází je systola: když jsou komory naplněny krví, stáhnou se a krev vyjde. Pravá komora posílá krev do plic, aby ji okysličovala, zatímco levá komora zasílá krev do těla, aby distribuovala kyslík.

Tep se může lišit v rytmu v závislosti na provozních podmínkách těla (fyzická aktivita, odpočinek) a kontextu (stresové situace, změny teploty). Jinými slovy, jedná se pouze o relativně stálý biologický rytmus.

Dýchací pohyb: Dýchání je spojeno se srdeční frekvencí, protože jde o biologický rytmus, který umožňuje krvi okysličovat. Existují dva typy dýchacích pohybů.

1. Vdechnutí: Vzduch vstupuje do těla. Svaly bránice se stahují a zakřivují dolů. Tím se vytvoří vakuum, které způsobí bobtnání plic a umožní vstup vzduchu.
2. Výdech: Vzduch opouští tělo. Svaly bránice se uvolní, což způsobí zmenšení objemu plic, a proto vzduch, který obsahují, opouští tělo.

Zatímco vzduch je v plicích, výměna plyny který umožňuje okysličovat krev a eliminovat škodlivé plyny pro tělo.

Stejným způsobem, jako k němu dochází při srdečním rytmu, je respirační pohyb upravován potřebami organismu, takže jeho rytmus je obvykle konstantní, ale neměnný.

Mozkové vlny: Elektrické aktivity produkované mozkem. Jejich rychlost se měří v cyklech za sekundu (Hz). Podle každého duševního stavu se vytvářejí různé typy vln:

1. Spektrum (více než 40 Hz): Byly objeveny nedávno díky vývoji digitální elektroencefalografie. Funkce této rychlejší mozkové aktivity ještě není známa.
2. Beta (14 až 40 Hz): Vyskytují se při normálním bdělém vědomí. Umožňuje bdělost, kritické uvažování a logické myšlení.
3. Alfa (7,5 až 14 Hz): Vyskytují se ve stavech relaxace se zavřenýma očima. Tyto typy vln upřednostňují představivost, paměť, učení a koncentraci.
4. Theta (4 až 7,5 Hz): Vyskytují se během hluboké meditace nebo během lehkého spánku (REM). Podvědomí se vyjadřuje těmito vlnami, je to frekvence, ve které se vyskytují sny.
5. Delta (0,5 až 4 Hz): Toto je nejpomalejší frekvence. Vyskytuje se během hlubokého spánku, když nejsou žádné sny. Je to nezbytné pro jakýkoli proces hojení.

Spánek - bdělost: Souvisí s nitamerálním rytmem (den-noc). Závisí to na vnějších vlivech světla, hluku a pohybu, které obvykle během dne zažíváme. Bylo pozorováno, že bez vnějších vlivů tento rytmus přesahuje dobu jednoho dne (25 až 29 hodin). Z tohoto důvodu dochází k fenoménu „jet lag“, což je změna rytmu spánku při cestování na území se střídáním světla a tmy, které se velmi liší od původního. Jinými slovy, synchronizátory tohoto biologického rytmu jsou střídáním světla a tmy a faktorů prostředí (pracovní povinnosti, činnosti atd.).

Menstruační cyklus: Proces, který připravuje dělohu žen a samic na těhotenství. U žen trvá menstruační cyklus v průměru 28 dní (některé ženy mají kratší cykly a jiné delší).

Sezónní afektivní porucha: Jedná se o poruchu nálady, která se objevuje v určitém ročním období. Nejběžnější je, že se vyskytuje v zimě nebo na konci podzimu. Je spojena s velkou depresivní poruchou. Existují hypotézy, že je to způsobeno mozkovou odpovědí na pokles přirozeného světla, který snižuje hladinu serotoninu a melatoninu (látky regulující náladu).

Činnost korýšů na mořských plážích: Většina korýšů má chování, které reaguje na slapový cyklus. Například housenci se při odlivu shromažďují na bahenních březích a vykopávají díru, kde zůstanou, když příliv stoupne.

Krmení: Rytmus spánku a bdění ovlivňuje všechny ostatní tělesné funkce, protože mění tělesnou teplotu, krevní tlak a sekreci hormonů, jako je melatonin. Proto jsou také ovlivněny všechny orgány trávicího systému. Například střevo je během dne aktivnější. Hormony odpovědné za regulaci příjmu (leptin a adiponektin) se liší v závislosti na denní době. Jak jsme však již pozorovali, biologické rytmy jsou ovlivňovány vnějšími faktory organismu, které souvisejí se sociálními, pracovními a kulturními aktivitami. Z tohoto důvodu denní návyky každého člověka aktivují trávicí mechanismy v době, kdy pravidelně jedí.

Reprodukční rytmy: Reprodukční rytmy se u každého druhu liší. Například většina zvířat v mírném pásmu má reprodukční období pouze v určitých obdobích roku. Tato zvířata mají sezónní reprodukci. Je to způsobeno přirozeným přizpůsobením se době, kdy je prostředí příznivější pro narození mladých.

Sezónní migrace: Sezónní migrace jsou periodické pohyby z jednoho stanoviště do druhého. Různé druhy zvířat provádějí sezónní migrace: ptáci, ryby, humři, obojživelníci a savci. Cílem migrace může být odklon od extrémního podnebí (proto se vždy provádí ve stejnou roční dobu) nebo dosažení místa podporujícího reprodukci (jak je tomu obvykle u ryb). Migrační pohyby mají tendenci překonávat větší vzdálenosti u ptáků, které se dokonce mění z jednoho na druhý (například vlaštovky migrující z Evropy do Afriky).

Hibernace: Jedná se o stav letargie, který umožňuje zvířatům přizpůsobit se extrémnímu chladu. Může trvat dny, týdny nebo měsíce. Umožňuje jim šetřit energii v době, kdy je jídlo málo, a výrazně zpomaluje metabolismus. Během hibernace se také snižují další biologické rytmy, jako je dýchání, srdeční frekvence a mozkové vlny. Mezi savci, kteří přezimují, patří svišť, plch, ježek, sysel, křeček a netopýr.

Zimní struna plazů a obojživelníků: Plazi jsou chladnokrevní (heterotermní) zvířata, takže obvykle neprocházejí obdobím hibernace. Někteří plazi a obojživelníci však procházejí procesem podobným hibernaci, během níž zůstávají chráněni v norách ve stavu strnulosti.

Letní letargie pouštních savcůZatímco nejznámějšími obdobími strnulosti jsou hibernace, která se vyskytuje v zimě, ostatní savci se mohou bránit před extrémně vysokými teplotami v poušť během období letargie, ke kterému dochází během léta (léta). Například pískomil přechází v době vyšších teplot do letargie.

Kvetoucí v rostlinách: U většiny kvetoucích rostlin začnou růst brzy na jaře.Je to způsobeno přirozenou adaptací, díky níž jsou rostliny geneticky připraveny ke květu, když teploty začnou stoupat. Dosud není známo, jak rostliny tyto změny teploty vnímají.

Hadičky v rostlinách: Tuberizace je proces, při kterém se kořeny nebo spodní části stonku rostliny změní na hlízy, jako jsou brambory (brambory) nebo sladké brambory (sladké brambory). Hlíza závisí na určitých hormonech rostliny. Začátek jeho růstu nastává mezi 15 a 28 dny po setí a trvá mezi 10 a 14 dny, obvykle dny před kvetením rostliny. I když se jedná o relativně stabilní biologický rytmus, ovlivňují jej jak vnitřní faktory (například to, zda rostlina pochází z nového nebo starého semene), tak vnější faktory (světlo, dostupné živiny, vlhkost, teplota).