Ritme circadiari

Diagrama que il·lustra la influència de la llum i la foscor en els ritmes circadiaris i la fisiologia i comportaments relacionats a través del nucli supraquiasmàtic en humans

Un ritme circadiari[1][2] (del llatí circa i die) és un cicle d'aproximadament vint-i-quatre hores amb els inherents processos bioquímics, fisiològics o de comportament. Es troben ritmes circadiaris en animals, plantes, fongs i cianobacteris.[3] La cronobiologia estudia aquest cicle i d'altres de diferent durada.

Els ritmes circadiaris es generen de manera endògena i poden ser activats per estímuls externs, el principal dels quals és la llum.

Història

[modifica]

Al segle iv aC, les tropes d'Alexandre Magne varen observar que les fulles de l'arbre tamarind es movien amb cicles diürns.[4] La primera observació moderna d'oscil·lacions circadiàries, la va fer al segle xvii Jean-Jacques d'Ortous de Mairan, en comprovar que les fulles de la planta Mimosa pudica continuaven movent-se segons el ritme dia/nit si la planta es mantenia en la foscor.[5]

El 1896, G.T.W. Patrick i J.A. Gilbert van observar que, si es priva una persona de dormir durant un temps prolongat, la somnolència que experimenta augmenta i disminueix en períodes d'aproximadament vint-i-quatre hores.[6]

J. S. Szymanski el 1918 observà el ritme circadiari en animals que es mantenia encara que no hi hagués estímuls externs com el de llum o temperatura.[7] Joseph Takahashi descobrí la base genètica d'aquest ritme en animals de laboratori el 1994.[8][9]

Criteris

[modifica]

Perquè un ritme biològic pugui considerar-se circadiaris 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.[cal citació]

Importància en els animals

[modifica]

Els patrons de dormir o d'alimentar-se presenten ritmes circadiaris; 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 circadiari té un paper en el mesurament i interpretació de la llargada del dia.[cal citació]

Impacte del cicle llum/foscor

[modifica]

El ritme circadiari està lligat al cicle llum/foscor. Els animals, incloent-hi els humans, resten en foscor total per llargs períodes. Els estímuls ambientals que cada dia ressituen els seus ritmes i s'anomenen zeitgeber (de l'alemany, Zeitgeber, 'donador de temps').[10] Cal 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.[cal citació]

Rellotge biològic en els mamífers

[modifica]

El principal «rellotge» circadiari en mamífers està ubicat al nucli supraquiasmàtic, un parell de grups diferenciats de cèl·lules ubicades a l'hipotàlem.[11] La destrucció del nucli supraquiasmàtic causa la completa absència d'un cicle regular de son/vigília.[12] L'esmentat nucli rep informació sobre la il·luminació a través dels ulls. La retina dels ulls conté, a més dels fotoreceptors «clàssics» (els cons i els bastons), uns altres amb un pigment anomenat melanopsina, que porten al nucli supraquiasmàtic.[cal citació]

El nucli supraquiasmàtic agafa la informació de la durada 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.[cal citació]

Els ritmes circadiaris 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).[13]

Salut humana

[modifica]

L'administració de fàrmacs en coordinació amb el rellotge biològic en pot augmentar considerablement l'eficàcia i reduir-ne la toxicitat.[cal citació]

Un gran nombre d'estudis mostren que una lleugera migdiada no afecta el ritme circadiari, però pot reduir l'estrès i augmentar la productivitat.[14][15]

Hi ha diverses malalties associades amb molèsties del ritme circadiari; en conjunt s'anomenen trastorns del ritme circadiari de son-vigília.[16] Els ritmes circadiaris són crucials per a mantenir un estat de consciència[17] El trastorn horari o jet lag és degut a un trencament dels ritmes circadiaris. El trastorn bipolar i altres problemes d'insomni estan associats amb el funcionament irregular o patològic dels ritmes circadiaris i, en el cas dels pacients bipolars, l'administració de liti té una influència positiva en el rellotge biològic.[18]

El trencament del ritme circadiari a llarg termini pot provocar o exacerbar malalties coronàries. La supressió de la producció de melatonina associada amb el trencament del ritme circadiari pot augmentar el risc de càncer.[19][20]

Referències

[modifica]
  1. ↑ «#termedelasetmana: ritme circadiari». #termedelasetmana. TERMCAT. [Consulta: 1r novembre 2015].
  2. ↑ Reig Vilallonga, Josep; Navarro Acebes, Xavier (coord.); Valero-Cabré, Antoni [et al.]. «Circadiari». Diccionari de neurociència | TERMCAT. [Consulta: 8 gener 2022].
  3. ↑ «Halberg Chronobiology Centre». University of Minnesota. Arxivat de l'original el 9 de desembre 2006. [Consulta: 22 maig 2013].
  4. ↑ Bretzl, Hugo. Botanische Forschungen des Alexanderzuges (en alemany). Leippzig: B.G. Teubner, 1903. 
  5. ↑ Sobel, Jonathan. «The birth of chronobiology: a botanical observation» (en anglès). SRBR: Society for Research on Biological Rhythms, 23-09-2019. [Consulta: 8 gener 2022].
  6. ↑ Dijk, Derk-Jan; von Schantz, Malcolm «Timing and Consolidation of Human Sleep, Wakefulness, and Performance by a Symphony of Oscillators» (en anglès). Journal of Biological Rhythms, 20, 4, 8-2005, pàg. 279–290. DOI: 10.1177/0748730405278292. ISSN: 0748-7304 [Consulta: 8 gener 2022].
  7. ↑ Danchin, Antoine «Important dates 1900-1919». HKU-Pasteur Research Centre [París]. Arxivat de l'original el 2003-10-20 [Consulta: 12 gener 2008].
  8. ↑ «Gene Discovered in Mice that Regulates Biological Clock». Chicago Tribune, 29-04-1994.
  9. ↑ Vitaterna, M.H.; King, D.P.; Chang, A.M.; Kornhauser, J.M.; Lowrey, P.L.; McDonald, J.D.; Dove, W.F.; Pinto, L.H.; Turek, F.W. «Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior.». Science, 264, 264, 1994, pàg. 719–725. DOI: 10.1126/science.8171325.
  10. ↑ «Circadian rhythms». Rapid eye movement (REM) sleep. Armenian Medical Network, 2007. [Consulta: 19 setembre 2007].
  11. ↑ Yi, Chun-Xia «Ventromedial arcuate nucleus communicates peripheral metabolic information to the suprachiasmatic nucleus». Endocrinology, 147, 2006, pàg. 283–94. DOI: 10.1210/en.2005-1051. PMID: 16195398 [Consulta: 23 juliol 2024].
  12. ↑ CB Saper, J Lu, TC Chou, J Gooley «The hypothalamic integrator for circadian rhythms». Trends Neurosci, 28, 3, 2005, pàg. 152-7. DOI: 10.1016/j.tins.2004.12.009. PMID: 15749169.
  13. ↑ Scheer, Frank A. J. L.; Kenneth P. Wright, Jr., Richard E. Kronauer, Charles A. Czeisler «Plasticity of the Intrinsic Period of the Human Circadian Timing System». PLoS ONE, 2, 1, 08-08-2007, pàg. e721. DOI: 10.1371/journal.pone.0000721. PMC: 1934931. PMID: 17684566 [Consulta: 31 desembre 2007].
  14. ↑ «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. Arxivat de l'original el 2009-01-13. [Consulta: 11 novembre 2008].
  15. ↑ «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: 11 novembre 2008].
  16. ↑ «Circadian Rhythms and Sleep». Circadian Rhythms and Sleep. Serendip, 2007. Arxivat de l'original el 2007-11-05. [Consulta: 19 setembre 2007].
  17. ↑ Sinert, Richard; Peter R Peacock, Jr. «Renal Failure, Acute». eMedicine from WebMD, 10-05-2006. [Consulta: 3 agost 2008].
  18. ↑ «NIMH · Science News from 2006 · Lithium Blocks Enzyme To Help Cells' Clocks Keep On Tickin'». Arxivat de l'original el 2007-08-12. [Consulta: 29 desembre 2009].
  19. ↑ 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] Arxivat 2008-10-24 a Wayback Machine. Lancet Oncol. 2007; 12(8):1065-1066.
  20. ↑ WebMD: Night Shift Work May Cause Cancer

Enllaços externs

[modifica]
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Ritme circadiari
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Ritme_circadiari&oldid=33713488»