Ritme circadiari

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Diagrama que il·lustra la influència de la llum i la foscor en els ritmes circadians i la fisiologia i comportaments relacionats a través del nucli supraquiasmàtic en humans.

Un ritme circadià (del llatí circa i die) és un cicle d'aproximadament 24 hores amb els inherents processos bioquímics, fisiològics o de comportament. Es troben ritmes circadians tant de plantes (incloent-hi fongs i cianobacteris) com en animals.[1]La cronobiologia estudia aquest cicle i altres de diferent durada.

Els ritmes circadians es generen endogènicament i poden ser activats per pistes externes la principal d'elles és la llum.

Història[modifica | modifica el codi]

Al segle IV a. C. les tropes d'Alexandre Magne observaren que les fulles de l'arbre tamarind es movien amb cicles diürns.[2] La primera observació moderna d'oscil·lacions circadiàries la va fer al segle XVII Jean-Jacques d'Ortous de Mairan que les va fer quan va veure que les fulles de la planta Mimosa pudica continuaven movent-se sense estímuls externs.

J. S. Szymanski el 1918 observà el ritme circadià en animals que es mantenia encara que no hi hagués estímuls externs com el de llum o temperatura.[3] Joseph Takahashi descobrí la base genètica d'aquest ritme en animals de laboratori el 1994.[4][5]

Criteris[modifica | modifica el codi]

Per diferenciar els ritmes circadians genuïns d'altres coincidents o aparents es fan servir tres criteris: 1) El ritme persisteix en absència d'estímuls exteriors, 2) persisteixen amb la mateixa precisió en un marge de temperatures, i 3) els ritmes poden ser ajustats al temps local.

Importància en els animals[modifica | modifica el codi]

Els patrons de dormir o d'alimentar-se presenten ritmes circadians, també influeixen en la temperatura del cos, l'activitat del cervell, la producció d'hormones, la regeneració cel·lular i altres activitats biològiques. A més el fotoperiodisme, la reacció fisiològica dels organismes a la llargada del dia o la nit, és vital per a plantes i animals i el sistema circadià juga un paper en el mesurament i interpretació de la llargada del dia.

Impacte del cicle llum/foscor[modifica | modifica el codi]

El ritme circadià està lligat al cicle llum/foscor. Els animals, incloent-hi els humans, resten en foscor total per llargs períodes. Les pistes medioambientals que cada dia resituen els seus ritmes i s'anomenen Zeitgebers (de l'alemany donadors de temps).[6] És interessant tenir en compte que mamífers totalment cecs i subterranis com els del gènere Spalax són capaços de mantenir el seu rellotge biològic sense estímuls aparents.

Rellotge biològic en els mamífers[modifica | modifica el codi]

El principal "rellotge" circadià en mamífers està ubicat al nucli supraquiasmàtic (o nucli SNC), un parell de diferents grups de cèl·lules ubicades a l'hipotàlem. La destrucció del SNC provoca en la completa absència d'un cicle regular de son/despertar. El SNC rep informació de la il·luminació a través dels ulls . La retina dels ulls conté a més dels fotoreceptors habituals uns altres amb un pigment anomenat melanopsina, que porten al SNC.

Sembla, doncs, que el SNC agafa la informació de la llargada del dia de la retina, la interpreta i la passa a la glàndula pineal ubicada al cervell. En resposta la glàndula pineal secreta l'hormona melatonina. Això informa sobre la durada de la nit.

Els ritmes circadians humans poden ser lleugerament més llargs o més curts que les 24 hores terrestres. Investigadors de la Universitat Harvard recentment han mostrat que les persones poden tenir un cicle entre de 23,5 hores a 24,65 hores (aquests darrers tindrien el dia natural del planeta Mart).[7]

Salut humana[modifica | modifica el codi]

L'administració de fàrmacs en coordinació amb el rellotge biològic en pot augmentar considerablement l'eficàcia i reduir la toxicitat.

Un gran nombre d'estudis mostren que una lleugera migdiada no afecta el ritme circadià però pot reduir l'estrès i augmentar la productivitat.[8][9]

Hi ha diverses malalties associades amb molèsties del ritme circadià.[10] Els ritmes circadians són crucials per a mantenir un estat de consciència[11] El jet lag és degut a un trencament dels ritmes circadians. El trastorn bipolar i altres problemes d'insomni estan associats amb el funcionament irregular o patològic dels ritmes circadians i en el cas dels pacients bipolars l'administració de liti té una positiva influència en el rellotge biològic.[12]

El trencament del ritme circadià a llarg termini pot provocar o exarcerbar malalties coronàries.[2] La supressió de la producció de melatonina associada amb el trencament del ritme circadià pot augmentar el risc de càncer.[13][14]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Halberg Chronobiology Centre». University of Minnesota. [Consulta: 22 maig 2013].
  2. Bretzl H. Botaniche Forchungen des Alexanderzuges. Leipzig: Teubner, 1903.
  3. Danchin, Antoine. «Important dates 1900-1919». HKU-Pasteur Research Centre [Paris] [Consulta: 12 gener 2008].
  4. «Gene Discovered in Mice that Regulates Biological Clock». Chicago Tribune, April 29, 1994.
  5. Vitaterna, M.H.; King, D.P.; Chang, A.M.; Kornhauser, J.M.. «Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior.». Science, vol. 264, 264, 1994, pàg. 719–725. DOI: 10.1126/science.8171325.
  6. «Circadian rhythms». Rapid eye movement (REM) sleep. Armenian Medical Network, 2007. [Consulta: 2007-09-19].
  7. Scheer, Frank A. J. L.. «Plasticity of the Intrinsic Period of the Human Circadian Timing System». PLoS ONE, vol. 2, 1, 2007-08-08, pàg. e721. DOI: 10.1371/journal.pone.0000721. PMC: 1934931. PMID: 17684566 [Consulta: 31 desembre 2007].
  8. «The prevalence of daytime napping and its relationship to nighttime sleep». The prevalence of daytime napping and its relationship to nighttime sleep. Behavioral medicine, 2001. [Consulta: 2008-11-11].
  9. «Power-Napping: Effects on Cognitive Ability and Stress Levels Among College Students». Power-Napping: Effects on Cognitive Ability and Stress Levels Among College Students. Liberty University, 2007. [Consulta: 2008-11-11].
  10. «Circadian Rhythms and Sleep». Circadian Rhythms and Sleep. Serendip, 2007. [Consulta: 2007-09-19].
  11. Sinert, Richard; Peter R Peacock, Jr. «Renal Failure, Acute». eMedicine from WebMD, May 10, 2006. [Consulta: 2008-08-03].
  12. NIMH · Science News from 2006 · Lithium Blocks Enzyme To Help Cells' Clocks Keep On Tickin'
  13. Straif K, Baan R, Grosse Y, Secretan B, El Ghissassi F, Bouvard V, Altieri A, Benbrahim-Tallaa L, Cogliano V, WHO International Agency for Research on Cancer Monograph Working Group. Carcinogenicity of shift-work, painting, and fire-fighting. [1] Lancet Oncol. 2007; 12(8):1065-1066.
  14. WebMD: Night Shift Work May Cause Cancer

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]