“Blaski i cienie posiadania zegara biologicznego w mózgu”  -   dr hab. Elżbieta Pyza

(Zakład Cytologii i Histologii Instytutu Zoologii UJ)

Człowiek, podobnie jak inne organizmy żyjące na Ziemi, poddawany jest zmianom wynikającym z ruchu obrotowego Ziemi – zmiany dnia i nocy, i obiegu Ziemi wokół Słońca – zmiany pór roku. Zmiany te synchronizują nasze życie wyznaczając mi. in. naturalny okres spoczynku i aktywności, a także wpływając na większość procesów życiowych. Rytm snu i czuwania jest najbardziej widocznym przykładem procesu zsynchronizowanego z dobowymi zmianami dnia i nocy, i odbywa się w tzw. rytmie dobowym. Badania tego rytmu u człowieka i zwierząt wykazały, że rytm snu i czuwania utrzymuje się nawet, gdy nie znamy godziny doby i nie mamy kontaktu z czynnikami wskazującymi porę dnia, a więc w tzw. stałych warunkach środowiska. Fakt ten doprowadził chronobiologów do odkrycia wewnętrznego zegara, zwanego ogólnie zegarem biologicznym w organizmie ludzi i zwierząt, a także u roślin, a nawet u prostych organizmów jednokomórkowych jak sinice. Ten wewnętrzny zegar nie jest jednak bardzo precyzyjny i generuje rytmy o okresie nieco dłuższym lub nieco krótszym od 24 godz., czyli tzw. rytmy okołodobowe. Dopiero możliwość odbierania przez ten zegar informacji o porze doby, głównie poprzez rejestrację zmian natężenia światła w środowisku, synchronizuje wewnętrzny (endogenny) zegar biologiczny - “ustawia jego wskazówki”. Główną funkcją tego endogennego zegara jest przewidywanie zmian zachodzących cyklicznie w środowisku zewnętrznym i stopniowe przygotowywanie organizmu do mającego nastąpić okresu aktywności albo spoczynku. Ponadto, zegar biologiczny zapewnia wzajemną synchronizację wielu rytmicznych procesów fizjologicznych, biochemicznych itp. zachodzących w organizmie. Zarówno u człowieka jak i u zwierząt nadrzędny zegar biologiczny zlokalizowany jest w mózgu, a cechy zegara wyznaczane są genetycznie. Badanie ostatnich lat wykazały, że geny odpowiedzialne za funkcjonowanie zegara biologicznego u różnych zwierząt i u człowieka wykazują duże podobieństwo i kodują podobne białka.

Życie współczesnego człowieka znacznie różni się od życia naszych przodków i od warunków naturalnych w jakich żyją zwierzęta. Jak więc funkcjonuje zegar biologiczny u współczesnego człowieka, czy uniezależniliśmy się od chodu wewnętrznego zegara? Najnowsze badania wykazują, że zaburzenia związane z funkcjonowanie zegara biologicznego mogą być związane występowaniem w coraz większym zakresie w współczesnym społeczeństwie chorób psychicznych, depresji. Do leczenia niektórych z tych schorzeń, np. depresji sezonowej, stosuje się terapię świetlną – silne światło działające synchronizująco na zegar biologiczny. Zaburzenia zegara biologicznego pojawiają się także u zdrowych ludzi w wyniku szybkich zmian stref czasowych przy podróżowaniu samolotem (tzw. jet lag) oraz pracy zmianowej, co objawia się złym samopoczuciem i może prowadzić do rozwoju chorób, zwłaszcza naczyniowo-sercowych.