Sirkadian ritme

Sirkadian ritme Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas

"Circadian" beralih ke halaman ini. Untuk album oleh band rock Projekt Projekt 5th , 5th , lihat sirkadian lihat sirkadian (album) . Untuk film 2005, lihat Ritme lihat Ritme sirkadian (film) .

Beberapa fitur dari jam biologis manusia sirkadian

Sebuah ritme sirkadian adalah setiap proses biologis yang menampilkan endogen , entrainable osilasi dari sekitar 24 jam. Ritme ini didorong oleh jam oleh jam sirkadian , dan irama telah banyak diamati pada tanaman , hewan , jamur   jamur da dan ncyanobacteria . Para sirkadian Istilah berasal dari bahasa Latin sekitar 

tahun , yang berarti "sekitar" (atau "sekitar"), danuang saku atau mati, yang berarti "hari". Studi formal irama duniawi biologis, seperti harian, pasang surut irama, mingguan, musiman, dan tahunan, disebut Kronobiologi . Meskipun irama sirkadian adalah endogen ("built-in", pendukung), mereka disesuaikan (entrained) dengan lingkungan lokal dengan isyarat eksternal yang disebut zeitgebers , umumnya yang paling penting adalah siang hari . Isi [hide hide]]

1 Sejarah 2 Kriteria 3 Asal 4 Pentingnya pada hewan o

4.1 Dampak siklus terang-gelap

o

4,2 Arktik hewan

o

4,3 Kupu-kupu migrasi

5 Pada tumbuhan 6 jam biologis pada mamalia o

6,1 Manusia

o

6.2 Biologi penanda

o

6,3 Di luar "jam master"

7 Light dan jam biologis 8 lagi siklus Paksa 9 Manusia kesehatan o

9,1 sirkadian ritme dan pilot pesawat

o

9.2 Gangguan

o

9,3 Pengaruh obat

10 Lihat juga 11 Referensi 12 Bacaan lebih lanjut 13 Pranala luar

[ sunting ]Sejarah Kisah paling awal dari tanggal proses sirkadian dari abad ke-4 SM, ketika Androsthenes ketika Androsthenes , seorang kapten kapal yang melayani di bawah Alexander bawah Alexander Agung , dijelaskan diurnal gerakan daun dar iasam pohon.

[1]

Pengamatan tercatat pertama dari sebuah endogen osilasi sirkadian adalah oleh ilmuwan Perancis JeanJacques d'Ortous de Mairan tahun 1729. Dia mencatat bahwa 24-jam pola pergerakan daun tanaman Mimosa pudica terus bahkan ketika tanaman itu disimpan dalam kegelapan konstan, pada percobaan pertama untuk mencoba untuk membedakan jam endogen dari tanggapan terhadap rangsangan sehari-hari.

[2] [ 3]

Pada tahun 1896, Patrick dan Gilbert diamati bahwa selama dalam waktu lama dari kurang tidur, meningkatkan kantuk dan penurunan dengan jangka waktu sekitar 24 jam.

[4]

Pada tahun 1918, JS

Szymanski menunjukkan bahwa hewan mampu mempertahankan 24-jam pola aktivitas dalam tidak adanya isyarat eksternal seperti cahaya dan perubahan suhu.

[5]

Ron Konopka dan danSeymour 

Benzer mengisolasi Benzer  mengisolasi mutan jam pertama pada Drosophila pada awal tahun 1970 dan memetakan " periode "gen, komponen genetik pertama kali ditemukan dari sebuah jam sirkadian.

[ 6]

Yusuf 

Takahashi menemukan mamalia pertama 'gen jam ( CLOCK ) menggunakan tikus pada tahun 1994. Istilah "sirkadian" diciptakan oleh Franz Halberg di akhir 1950-an.

[7] [8]

[9]

[ sunting ]Kriteria Untuk disebut sirkadian, ritme biologis harus memenuhi kriteria umum empat:

1. Ritme ulangi sekali sehari (mereka memiliki periode 24-jam). Untuk melacak waktu hari, jam harus pada titik yang sama pada waktu yang sama setiap hari, yaitu berulang setiap 24 jam.

2. Irama terus berada di dalam tidak adanya isyarat eksternal (endogen). Irama tetap ada dalam kondisi konstan dengan jangka waktu sekitar 24 jam. Dasar pemikiran untuk kriteria ini adalah untuk membedakan irama sirkadian dari respon sederhana terhadap isyarat eksternal seharihari. Irama tidak bisa dikatakan endogen kecuali telah diuji dalam kondisi tanpa input periodik eksternal. 3. Irama dapat disesuaikan agar sesuai dengan waktu setempat (entrainable). Irama dapat mengatur ulang oleh paparan terhadap rangsangan eksternal (seperti cahaya dan panas), proses yang disebut entrainment . Dasar pemikiran untuk kriteria ini adalah untuk membedakan ritme sirkadian ritme lainnya dari endogen dibayangkan 24-jam yang kebal terhadap ulang oleh isyarat eksternal, dan karenanya tidak melayani tujuan memperkirakan waktu setempat. Perjalanan melintasi zona waktu menggambarkan kemampuan dari jam biologis manusia untuk menyesuaikan diri dengan waktu setempat, seseorang biasanya akan mengalami jet mengalami jet lag sebelum entrainment dari jam sirkadian mereka telah membawa ke dalam sinkron dengan waktu setempat. 4. Ritme sirkadian menjaga periodisitas pada rentang suhu fisiologis; mereka menunjukkan

kompensasi suhu Beberapa organisme hidup di berbagai suhu, dan perbedaan dalam energi panas akan mempengaruhi. kinetika dari semua proses molekuler dalam sel mereka (s). Untuk melacak waktu, jam sirkadian organisme harus mempertahankan periodisitas sekitar 24-jam meskipun kinetika berubah, properti yang dikenal sebagai kompensasi suhu.

[ sunting ] Negara Asal Bagian ini memerlukan tambahan citations untuk untu kverifikasi . (Oktober  2007)

Protein fotosensitif dan ritme sirkadian diyakini berasal dari sel awal, dengan tujuan melindungi replikasi DNA dari tinggi ultraviolet radiasi selama siang hari. Akibatnya, replikasi diturunkan ke gelap. Jamur Neurospora , yang ada hari ini, mempertahankan ini mekanisme jam-diatur . jam-diatur . Ritme sirkadian memungkinkan organisme untuk mengantisipasi dan mempersiapkan diri untuk perubahan lingkungan yang tepat dan teratur, mereka memiliki nilai yang besar dalam kaitannya dengan dunia luar. Rhythmicity ini tampaknya penting dalam mengat ur dan mengkoordinasikan proses metabolisme internal, seperti dalam koordinasi dengan lingkungan.

[10]

Hal ini disarankan oleh pemeliharaan

(heritabilitas) dari ritme sirkadian pada lalat buah setelah beberapa ratus generasi dalam kondisi laboratorium konstan,

[ 11]

serta makhluk dalam kegelapan konstan di alam liar, dan dengan penghapusan

eksperimental irama sirkadian perilaku tetapi tidak fisiologis pada puyuh.

[12] [13]

Jam sirkadian paling sederhana dikenal adalah bahwa dari prokariotik cyanobacteria . Penelitian terbaru telah menunjukkan bahwa jam sirkadian Synechococcus elongatus dapat dilarutkan in vitro dengan hanya tiga protein dari osilator pusat mereka. Jam ini telah ditunjukkan untuk mempertahankan irama 22-jam

selama beberapa hari pada penambahan ATP penambahan ATP . Penjelasan sebelumnya dari prokariotik pencatat waktu sirkadian adalah tergantung pada mekanisme transkripsi / translasi DNA umpan balik. Sebuah cacat dalam homolog manusia dari Drosophila " periode gen "diidentifikasi sebagai penyebab dari gangguan tidur FASPS ( Familial tidur sindrom fase maju ), menggarisbawahi sifat kekal dari jam sirkadian molekul melalui evolusi. Komponen genetik lebih banyak dari jam biologis yang sekarang dikenal. Interaksi mereka mengakibatkan loop umpan balik saling terkait produk gen yang mengakibatkan fluktuasi periodik yang sel-sel tubuh menafsirkan sebagai waktu tertentu dalam sehari. Sekarang diketahui bahwa jam sirkadian molekuler dapat berfungsi dalam satu sel, yaitu, itu adalah selotonom.

[14]

Pada saat yang sama, sel-sel yang berbeda dapat berkomunikasi satu sama lain sehingga

menghasilkan output yang disinkronkan dari sinyal listrik. Ini interface mungkin dengan kelenjar endokrin otak untuk menghasilkan melepaskan periodik hormon. Reseptor untuk hormon ini mungkin terletak jauh di seberang tubuh dan sinkronisasi jam perangkat berbagai organ. Dengan demikian, informasi dari waktu hari sebagai disampaikan oleh mata perjalanan ke jam di otak, dan, melalui itu, jam di seluruh tubuh dapat disinkronkan. Ini adalah bagaimana waktu, misalnya, tidur / bangun, suhu tubuh, rasa haus, dan nafsu makan yang terkoordinasi dikendalikan oleh jam biologis.

[ sunting ]Pentingnya

pada hewan

V T E

Etologi dan bagian hari Diurnality · Nocturnality · Cathemeral Kusam ( Matutinal· Vespertine ) Ritme sirkadian· Chronotype

Rhythmicity sirkadian hadir dalam pola tidur dan makan hewan, termasuk manusia. Ada juga pola yang  jelas dari suhu inti tubuh, otak gelombangaktivitas, gelombangaktivitas, hormon produksi, regenerasi sel dan kegiatan biologi lainnya. Selain itu, photoperiodism , reaksi fisiologis organisme dengan panjang siang atau malam, sangat penting untuk tumbuhan maupun hewan, dan sistem sirkadian berperan dalam pengukuran dan interpretasi panjang hari.

"

Prediksi tepat waktu periode musiman kondisi cuaca, ketersediaan makanan atau aktivitas predator sangat penting untuk kelangsungan hidup banyak spesies. Meskipun tidak satu-satunya parameter, panjang perubahan dari penyinaran ('daylength') adalah isyarat lingkungan yang paling prediktif untuk waktu musiman fisiologi dan perilaku, terutama untuk waktu migrasi, [15] hibernasi dan reproduksi.

[ sunting ]Dampak

"

siklus terang-gelap

Ritme ini terkait dengan siklus terang-gelap. Hewan, termasuk manusia, tetap dalam kegelapan total untuk waktu yang lama akhirnya berfungsi dengan freerunning irama. Siklus tidur mereka didorong mundur atau maju setiap "hari", tergantung pada apakah "hari" mereka, mereka endogen periode, lebih pendek atau

lebih lama dari 24 jam. Isyarat lingkungan yang mengatur ulang irama setiap hari disebut zeitgebers (dari Jerman, "waktu-pemberi").

[16]

Menarik untuk dicatat bahwa mamalia bawah tanah benar-benar buta

(misalnya, tahi lalat tikus buta Spalax sp.) dapat untuk menjaga jam endogen mereka dalam ketiadaan tampak dari rangsangan eksternal. Meskipun mereka tidak memiliki gambar pembentuk mata, fotoreseptor  mereka (yang mendeteksi cahaya) masih fungsional; mereka lakukan permukaan berkala juga.

[17]

Organisme freerunning yang biasanya memiliki satu atau dua episode tidur konsolidasi masih akan memiliki mereka ketika di lingkungan terlindung dari isyarat eksternal, tetapi irama adalah, tentu saja, tidak entrained dengan siklus 24-jam terang-gelap di alam. Ritme tidur-bangun dapat, dalam keadaan ini, menjadi luar fase sirkadian atau ultradian irama seperti metabolisme, hormon, SSP listrik, atau irama neurotransmitter.

[18]

Penelitian terbaru telah mempengaruhi desain pesawat ruang angkasa lingkungan, karena sistem yang meniru siklus terang-gelap telah ditemukan sangat bermanfaat bagi astronot.

[ sunting ]Arktik

[ rujukan? ]

hewan

Peneliti Norwegia di Universitas Tromsø telah menunjukkan bahwa beberapa hewan Kutub Utara ( Ptarmigan , rusa ) menunjukkan ritme sirkadian hanya dalam bagian tahun yang terbit setiap hari dan matahari terbenam. Dalam salah satu penelitian terhadap rusa, hewan di 70 derajat Utara menunjukkan ritme sirkadian pada musim gugur, musim dingin, dan musim semi, tapi tidak di musim panas. Reindeer di 78 derajat Utara menunjukkan ritme tersebut hanya musim gugur dan musim semi. Para peneliti menduga bahwa hewan lai nnya Arktik juga mungkin tidak menunjukkan i rama sirkadian dalam terang konstan musim panas dan gelap konstan musim dingin.

[19] [20]

Namun, studi lain di utara Alaska menemukan bahwa tanah tupai dan landak sangat dijaga ritme sirkadian mereka melalui 82 hari dan malam sinar matahari. Para peneliti berspekulasi bahwa kedua mamalia kecil melihat bahwa jarak yang jelas antara matahari dan cakrawala adalah terpendek sekali sehari, dan, dengan demikian, sinyal cukup untuk menyesuaikan dengan.

[ sunting ]Kupu-kupu

[21]

migrasi

Navigasi dari migrasi jatuhnya Timur Amerika Utara kupu-kupu raja (Danaus plexippus) ke tempat mereka di Meksiko tengah musim dingin, tungau menggunakan kompas waktu kompensasi matahari yang tergantung pada sebuah jam sirkadian pada antena mereka.

[ sunting ]Pada

tumbuhan

[22] [23]

Diagram yang menunjukkan sebagian kecil dari loop umpan balik transkripsi dalamArabidopsis. LHY dan CCA1 dianggap unsur negatif akibat represi terhadap TOC1 di pagi hari sementara TOC1 dianggap sebagai elemen positif  karena menghasilkan transkripsi peningkatan LHY dan CCA1 s elama malam karena dari akumulasi.

Tanaman ritme sirkadian memberitahu tanaman apa musi m itu masuk dan kapan harus bunga untuk kesempatan terbaik untuk menarik serangga untuk penyerbukan mereka dan dapat termasuk gerakan daun, pertumbuhan, perkecambahan, stomata / pertukaran gas, aktivitas enzim, aktivitas fotosintesis, dan emisi wewangian.

[24]

ritme sirkadian terjadi sebagai ritme biologis dengan c ahaya, yang endogen

dihasilkan dan menopang diri, dan relatif konstan pada rentang suhu kamar. Ritme sirkadian fitur umpan balik transkripsi, kehadiran protein PAS, dan f otoreseptor beberapa yang menyempurnakan jam untuk kondisi cahaya berbeda. Antisipasi perubahan l ingkungan mengubah kondisi fisiologis yang menyediakan tanaman dengan keuntungan adaptif.

[25]

Pemahaman yang lebih baik dari irama si rkadian tanaman

memiliki aplikasi di bidang pertanian seperti membantu petani terhuyung panen tanaman sehingga memperluas ketersediaan tanaman, dan untuk mengamankan terhadap risiko kerugian besar karena cuaca. Jam ditetapkan melalui sinyal seperti cahaya, suhu, dan ketersediaan hara, sehingga waktu internal sesuai dengan waktu setempat. Cahaya adalah sinyal dan dirasakan oleh berbagai fotoreseptor. Lampu merah dan biru diserap melalui phytochromes beberapa cryptochromes. Satu fitokrom, phyA, adalah fitokrom utama dalam gelap-tumbuh bibit, namun juga degradasi dalam cahaya untuk menghasilkan Cry1. Phytochromes B-E lebih stabil dengan phyB fitokrom utama dalam terang-tumbuh bibit. Para cryptochrome (menangis) gen juga merupakan komponen yang sensitif terhadap cahaya dari jam sirkadian. Cryptochromes 1-2 (terlibat dalam biru-UVA) membantu menjaga panjang periode waktu melalui berbagai macam kondisi cahaya.

[24] [25]

Osilator pusat menghasilkan irama yang mandiri dan terbuat dari dua gen: CCA1 (sirkadian dan Jam  Associated 1) dan LHY (hipokotil memanjang Akhir) yang menyandi faktor transkripsi terkait erat MYB yang mengatur irama sirkadian pada Arabidopsis. Ketika CCA1 dan LHY yang diekspresikan (di bawah cahaya konstan atau kondisi gelap) tanaman menjadi arrhythimcal dan sinyal mRNA mengurangi kontribusi terhadap umpan balik negatif. CCA1 dan berosilasi ekspresi LHY dan puncak pada pagi hari sementara TOC1 berosilasi dan puncak di awal malam. Dari pengamatan dan studi masa lalu, hal ini hipotesis bahwa ketiga komponen model umpan balik negatif yang over-expressed CCA1 dan LHY menekan TOC1 dan TOC1 lebih-disajikan adalah CCA1 regulator positif dan LHY.

[ mengedit  jam ]

biologis biologis pada mamalia mamalia

[25]

Diagram yang menggambarkan pengaruh terang dan gelap pada irama sirkadian dan terkait fisiologi dan perilaku melalui nukleus suprachiasmatic pada manusia.

Para sirkadian primer "jam" di mamalia terletak di suprachiasmatic nucleus (atau inti) (SCN), sepasang kelompok yang berbeda dari sel yang terletak di hipotalamus . Penghancuran hasil SCN dalam ketiadaan lengkap dari sebuah ritme tidur-bangun yang teratur. SCN menerima informasi tentang pencahayaan melalui mata. Para retina mata berisi "klasik" "klasik"fotoreseptor  fotoreseptor (" (" rods "dan" cones "), yang digunakan untuk visi konvensional. Tapi retina juga mengandung khusus sel ganglion yang secara langsung fotosensitif, dan proyek langsung ke SCN mana mereka membantu dalam entrainment dari master jam sirkadian. Sel-sel ini mengandung photopigment melanopsin dan sinyal mereka mengikuti jalur yang disebut saluran retinohypothalamic , menyebabkan SCN. Jika sel-sel dari SCN akan dihapus dan berbudaya, mereka mempertahankan irama mereka sendiri dengan tidak adanya isyarat eksternal. SCN mengambil informasi pada panjang siang dan malam dari retina, menerjemahkannya, dan dibagikan ke kelenjar pineal , sebuah struktur kecil berbentuk seperti kerucut pinus dan terletak di epithalamus . Sebagai tanggapan, pineal mengeluarkan hormon melatonin . Sekresi melatonin puncak di malam hari dan surut pada siang hari dan kehadirannya memberikan informasi tentang malam-panjang. Beberapa studi telah menunjukkan bahwa melatonin pineal feed kembali rhythmicity SCN untuk memodulasi pola sirkadian aktivitas dan proses lainnya. Namun, signifikansi sifat dan tingkat sistem umpan balik ini tidak diketahui. Ritme sirkadian manusia dapat entrained untuk periode sedikit lebih pendek dan lebih dari 24 bumi  jam. Para peneliti di Harvard baru-baru ini menunjukkan bahwa subyek manusia dapat setidaknya akan entrained ke siklus 23,5 jam dan siklus 24,65 jam (yang terakhir merupakan surya alami siklus siangmalam di planet Mars ).

[ sunting ]Manusia

[26]

Penelitian awal ke ritme sirkadian mengatakan bahwa kebanyakan orang lebih suka sehari lebih dekat ke 25 jam ketika terisolasi dari rangsangan eksternal seperti siang hari dan ketepatan waktu. Namun, penelitian ini adalah rusak karena gagal melindungi peserta dari cahaya buatan. Meskipun subjek terlindung dari isyarat waktu (seperti jam) dan siang hari, para peneliti tidak menyadari fase-menunda efek lampu listrik dalam ruangan.

[27]

Subyek diizinkan untuk menyalakan lampu ketika mereka terjaga dan

untuk mematikannya ketika hendak tidur. Lampu listrik di malam hari tertunda fase sirkadian mereka. Hasil ini menjadi terkenal.

[28]

Penelitian yang lebih baru telah menunjukkan bahwa: orang dewasa memiliki built-in hari, yang rata-rata sekitar 24 jam; pencahayaan dalam ruangan tidak mempengaruhi irama sirkadian, dan kebanyakan orang mencapai kualitas terbaik tidur mereka selama mereka chronotype ditentukan periode tidur. Sebuah studi oleh Czeisler dkk. di Harvard menemukan bentangan untuk normal, orang dewasa yang sehat dari segala usia cukup sempit: 24 jam dan 11 menit ± 16 menit. "Jam" me-reset sendiri setiap hari untuk siklus 24-jam rotasi bumi.

[28]

[ sunting ]Biologi

penanda

Penanda fase klasik untuk mengukur waktu irama sirkadian mamalia adalah:



melatonin sekresi oleh kelenjar pineal



inti suhu tubuh



plasma tingkat kortisol .

[29] [30]

Untuk studi temperatur, mata pelajaran harus tetap terjaga tapi tenang dan semi-bersandar di kegelapan dekat sementara suhu rektal mereka diambil secara terus menerus. Suhu manusia dewasa rata-rata mencapai minimum pada sekitar 5:00 (5:00), sekitar dua jam sebelum waktu bangun kebiasaan

[ rujukan? ],

meskipun variasi adalah besar di antara yang normal chronotypes .

Melatonin adalah absen dari sistem atau undetectably rendah selama siang hari. Onset dalam cahaya redup, cahaya redup melatonin onset (DLMO), sekitar 21:00 (21:00) dapat diukur dalam darah atau air  liur. Utamanya metabolit metabolit juga  juga dapat diukur dalam urin pagi. Kedua DLMO dan titik tengah (di waktu) dari kehadiran hormon dalam darah atau air liur telah digunakan sebagai penanda sirkadian. Namun, penelitian baru menunjukkan bahwa melatonin diimbangi mungkin penanda lebih handal. Benloucif dkk. di Chicago pada tahun 2005 menemukan bahwa melatonin penanda fase lebih stabil dan lebih tinggi berkorelasi dengan waktu tidur dari minimum suhu inti. Mereka menemukan bahwa tidur baik offset dan melatonin Offset lebih kuat berhubungan dengan penanda fase dari berbagai onset tidur. Selain itu, fase menurun dari tingkat melatonin lebih handal dan stabil daripada penghentian sintesis melatonin.

[29]

Salah satu metode yang digunakan untuk mengukur melatonin offset adalah untuk menganalisis urutan sampel urin sepanjang pagi untuk kehadiran melatonin metabolit 6-sulphatoxymelatonin (aMT6s). Laberge dkk. di Quebec pada tahun 1997 menggunakan metode ini dalam sebuah penelitian yang dikonfirmasi fase sering ditemukan sirkadian tertunda pada remaja sehat.

[31]

Sebuah penanda ketiga dari alat pacu jantung manusia adalah waktu dari tingkat kortisol plasma maksimum. Klerman et al. Pada tahun 2002 dibandingkan kortisol dan data suhu ke delapan metode analisis data yang berbeda plasma melatonin, dan menemukan bahwa "metode menggunakan plasma Data melatonin dapat dianggap lebih dapat diandalkan daripada metode menggunakan CBT atau data kortisol sebagai indikator fase sirkadian pada manusia ".

[30]

Perubahan fisiologis lain yang terjadi menurut irama sirkadian termasuk denyut jantung dan produksi sel darah merah.

[32]

[ sunting ]Di

luar "jam master"

Lebih-atau-kurang ritme sirkadian independen ditemukan di banyak organ dan sel-sel dalam tubuh di luar  nukleus suprachiasmatic (SCN), "jam master". Jam ini, yang disebut osilator perifer, ditemukan di kerongkongan , paru-paru , hati , pankreas , limpa , timus , dan kulit. merespon cahaya, pengaruh sistemik belum terbukti sejauh ini.

[ 34] [35]

[33]

Meskipun osilator di kulit

 Ada juga beberapa bukti bahwa bola

pencium dan prostat mungkin mengalami osilasi ketika dibudidayakan, menunjukkan bahwa struktur ini mungkin juga osilator lemah. Selanjutnya, sel hati, misalnya, muncul untuk menanggapi makan daripada cahaya. Sel dari banyak bagian tubuh tampaknya memiliki ritme freerunning.

[ sunting ]Cahaya

dan jam biologis

Cahaya ulang jam biologis sesuai dengan kurva respon fase (RRC). Tergantung pada waktu, cahaya dapat memajukan atau menunda ritme sirkadian. Baik RRC dan diperlukan pencahayaan pencahayaanbervariasi bervariasi dari spesies ke spesies dan tingkat cahaya yang l ebih rendah diperlukan untuk mengatur ulang jam di malam hari tikus dari pada manusia. Tingkat pencahayaan yang mempengaruhi irama sirkadian pada manusia lebih tinggi dari tingkat biasanya digunakan dalam pencahayaan buatan di rumah. Menurut beberapa peneliti

[36]

intensitas pencahayaan

yang menggairahkan sistem sirkadian harus mencapai sampai 1000 lux mencolok retina. Selain intensitas cahaya, panjang gelombang (atau warna) cahaya adalah faktor dalam entrainment dari  jam tubuh. melanopsin paling efisien senang dengan cahaya dari bagian biru dari spektrum (420-440 nm

[37]

menurut beberapa peneliti sementara yang lain telah melaporkan 470-485 nm). Panjang gelombang

biru hadir di hampir semua sumber caha ya, karena itu eliminasi mereka membutuhkan lampu k husus atau filter yang muncul kuning. Diperkirakan bahwa arah cahaya dapat berpengaruh entraining irama sirkadian,

[36]

cahaya yang datang

dari atas, menyerupai gambar langit yang c erah, memiliki efek lebih besar dari c ahaya yang memasuki mata kita dari bawah. Menurut sebuah studi 2010 diselesaikan oleh Research Center Lighting, siang hari memiliki efek langsung pada irama sirkadian dan, akibatnya, pada kinerja dan kesejahteraan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa siswa yang mengalami gangguan dalam skema pencahayaan di pagi hari akibatnya mengalami gangguan

pada pola tidur. Perubahan pola tidur dapat menyebabkan kinerja siswa dampak negatif dan kewaspadaan. Menghapus cahaya sirkadian pagi penundaan onset melatonin cahaya redup oleh 6 menit sehari, dengan total 30 menit selama lima hari.

[ sunting ]siklus

lagi Paksa

Studi yang dilakukan oleh Nathaniel Kleitman [40] [41]

Czeisler 

[38]

[39]

pada tahun 1938 dan oleh Derk-Jan Dijk dan Charles

di 1994/5 telah menempatkan subyek manusia pada diberlakukan 28-jam siklus tidur-

bangun, dalam cahaya redup konstan dan dengan waktu lainnya isyarat ditekan, selama lebih dari sebulan. Karena orang-orang normal tidak bisa naik kereta api ke hari 28-jam

[42]

dalam cahaya redup jika

sama sekali, ini disebut sebagai protokol desynchrony paksa. Tidur dan bangun episode yang uncoupled dari periode sirkadian endogen dari sekitar 24,18 jam dan peneliti yang diizinkan untuk menilai efek dari fase sirkadian pada aspek tidur dan terjaga termasuk latensi tidur dan tidur dan fungsi lainnya.

[ sunting ]Kesehatan

[43]

manusia Ia telah mengemukakan bahwa arsitektur Tidur akan digabungkan ke artikel atau bagian. ( Diskusikan ) Usulan sejak Desember 2010.

Waktu perawatan medis dalam koordinasi dengan jam tubuh secara signifikan dapat meningkatkan efektivitas dan mengurangi toksisitas obat atau reaksi yang merugikan. Misalnya, tepat waktunya pengobatan dengan angiotensin converting enzyme inhibitor (ACEI) inhibitor (ACEI) dapat mengurangi tekanan darah malam hari dan juga manfaat ventrikel kiri (reverse) renovasi.

[44]

Sebuah tidur sebentar di siang hari tidak mempengaruhi irama sirkadian.

Sejumlah penelitian telah menyimpulkan bahwa dalam jangka pendek tidur selama hari, seorang powertidur siang , tidak memiliki efek yang dapat diukur pada irama sirkadian normal, tetapi dapat menurunkan stres dan meningkatkan produktivitas.

[45] [46]

 Ada banyak masalah kesehatan terkait dengan gangguan irama sirkadian manusia, seperti gangguan afektif musiman (SAD), sindrom fase tidur tertunda (DSPS) dan gangguan irama sirkadian .

[47]

ritme

sirkadian juga berperan dalam sistem aktivasi retikuler , retikuler , yang sangat penting untuk menjaga keadaan kesadaran. Selain itu, pembalikan dalam siklus tidur-bangun mungkin tanda atau komplikasi uremia ,

[48]

azotemia atau gagal ginjal akut .

Studi juga menunjukkan bahwa cahaya memiliki efek langsung pada kesehatan manusia karena cara itu mempengaruhi irama sirkadian.

[49] [50] [51] [52]

[ mengedit ]sirkadian

ritme dan pilot pesawat

Karena sifat pekerjaan pilot pesawat, yang sering melintasi zona waktu beberapa dan daerah sinar  matahari dan kegelapan dalam satu hari, dan menghabiskan berjam-jam terjaga baik siang dan malam, mereka sering tidak mampu mempertahankan pola tidur yang sesuai dengan ritme sirkadian alami manusia ; situasi ini dengan mudah dapat menyebabkan kelelahan . The NTSB mengutip situasi ini sebagai faktor yang berkontribusi terhadap banyak kecelakaan

[53]

dan telah melakukan studi penelitian

beberapa untuk menemukan metode untuk memerangi kelelahan pada pilot.

[54] [55]

[ sunting ]Gangguan Gangguan terhadap ritme biasanya memiliki efek negatif. Banyak wisatawan telah mengalami kondisi yang dikenal sebagai jet sebagai jet lag , dengan gejala yang terkait dari kelelahan , disorientasi dan dansulit tidur . tidur . Sejumlah gangguan lain, misalnya gangguan bipolar dan bipolar dan beberapa gangguan tidur , tidur , yang berhubungan dengan fungsi yang tidak teratur atau patologis ritme sirkadian. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa gangguan irama sirkadian ditemukan pada gangguan bipolar secara bipolar secara positif dipengaruhi oleh lithium efek 's pada gen jam.

[56]

Gangguan terhadap ritme dalam jangka panjang diyakini memiliki konsekuensi kesehatan yang signifikan merugikan pada organ perifer luar otak, khususnya dalam pengembangan atau eksaserbasi dari penyakit  jantung.

[57]

Penindasan produksi melatonin berhubungan dengan gangguan irama sirkadian dapat

meningkatkan risiko mengembangkan kanker. lebih dari lampu sodium tekanan tinggi .

[59]

[58]

pencahayaan LED menekan produksi melatonin lima kali

Gejala Depresi dari paparan jangka panjang cahaya malam

hari dapat dibatalkan dengan kembali ke siklus normal.

[ sunting ]Pengaruh

[60]

obat

Ritme sirkadian dan gen jam diungkapkan di daerah otak di luar nukleus luar nukleus suprachiasmatic secara signifikan dapat mempengaruhi efek yang dihasilkan oleh obat-obatan seperti kokain . genetik dari gen jam sangat mempengaruhi tindakan kokain.

[63]

[61] [62]

Selain itu, manipulasi

Apa ritme sirkadian? Ritme sirkadian adalah perubahan fisik, mental dan perilaku yang mengikuti siklus sekitar 24 -jam, menanggapi terutama terhadap cahaya dan kegelapan di lingkungan organisme. Mereka ditemukan di sebagian besar  makhluk hidup, termasuk hewan, tumbuhan dan mikroba kecil banyak. Studi tentang ritme sirkadian disebut Kronobiologi.

Adalah irama sirkadian sama dengan jam biologis? Tidak, tetapi mereka saling berhubungan. Jam biologis kita mendorong ritme sirkadian.

Apakah jam biologis? Jam biologis yang mengontrol irama sirkadian adalah pengelompokan berinteraksi molekul dalam sel di seluruh tubuh. Sebuah "master jam" di otak mengkoordinasikan semua jam tubuh sehingga mereka selaras.

Apakah jam master? "Jam master" yang mengontrol irama sirkadian terdiri dari sekelompok sel saraf di otak yang disebut suprachiasmatic nucleus atau SCN. SCN ini berisi sekitar 20.000 sel saraf dan terletak di hipotalamus, daerah otak tepat di atas di mana saraf optik dari lintas mata.

Apakah tubuh membuat dan menjaga ritme sirkadian sendiri? Ritme sirkadian dihasilkan oleh faktor alam dalam tubuh, tetapi mereka juga terpengaruh oleh sinyal dari lingkungan.Cahaya adalah isyarat utama yang mempengaruhi i rama sirkadian, menyalakan atau mematikan gen yang mengontrol jam internal suatu organisme.

Bagaimana ritme sirkadian mempengaruhi fungsi tubuh? Ritme sirkadian dapat mengubah siklus tidur-bangun, pelepasan hormon, suhu tubuh dan lainnya penting fungsi tubuh.

Jangan irama sirkadian memiliki komponen genetik? Ya. Para peneliti telah mengidentifikasi gen yang ritme sirkadian langsung pada manusia, lalat buah, tikus, jamur  dan beberapa organisme model lainnya.

Adalah irama sirkadian berkaitan dengan tidur? Ya. Ritme sirkadian adalah penting dalam menentukan pola ti dur manusia. Master jam tubuh, atau SCN, mengontrol produksi melatonin, hormon yang membuat Anda mengantuk. Karena terletak tepat di atas saraf  optik, yang menyampaikan informasi dari mata ke otak, SCN menerima informasi tentang cahaya yang masuk. Ketika ada sedikit cahaya seperti pada malam-SCN memberitahu otak untuk menghasilkan lebih banyak melatonin sehingga Anda mendapatkan mengantuk.

Adalah irama sirkadian terkait dengan jet lag? Ya. Jet lag terjadi ketika wisatawan menderita irama sirkadian terganggu. Ketika Anda melewati zona waktu yang berbeda, jam tubuh Anda akan berbeda dari jam tangan Anda. Misalnya, jika Anda terbang dalam pesawat dari California ke New York, Anda "kehilangan" tiga jam waktu. Jadi ketika Anda bangun pukul 7 p agi, tubuh Anda masih berpikir itu 4 pagi, membuat Anda merasa grogi dan bingung. Jam tubuh Anda akhirnya akan reset sendiri, tapi ini sering memakan waktu beberapa hari.

Apakah irama sirkadian terlibat dalam masalah kesehatan? Ya. Ritme sirkadian telah dikaitkan dengan berbagai gangguan tidur, seperti insomnia dan mengganggu siklus tidur-bangun. Ritme sirkadian normal juga dikaitkan dengan depresi, gangguan b ipolar dan gangguan afektif  musiman.

Bagaimana peneliti mempelajari ritme sirkadian? Para ilmuwan dapat mempelajari ritme sirkadian dengan mempelajari manusia atau dengan menggunakan organisme model, seperti tikus atau bahkan ganggang. Dasar peneliti melakukan percobaan ini mengontrol lingkungan subyek dengan mengubah periode terang dan gelap dan kemudian mencari perubahan aktivitas gen atau sinyal molekuler lainnya.

Bagaimana penelitian ritme sirkadian memberikan kontribusi untuk kesehatan manusia? Memahami apa yang membuat jam biologis kita kutu dapat menyebabkan peneliti untuk pengobatan untuk gangguan tidur, jet lag dan masalah kesehatan lainnya. Belajar lebih banyak tentang g en yang bertanggung  jawab untuk irama sirkadian sirkadian juga akan meningkatkan pemahaman kita tentang sistem sistem biologi dan tubuh manusia. TENTANG NIGMS

NIGMS mendukung penelitian biomedis dasar yang merupakan fondasi bagi kemajuan dalam pengobatan, diagnosis dan pencegahan penyakit. NIGMS adalah bagian dari Institut Kesehatan Nasional, US Departemen  Kesehatan dan Layanan Kemanusiaan. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang NIGMS, kunjungi http://www.nigms.nih.gov  kunjungi  http://www.nigms.nih.gov .. Materi yang dibuat Juli 2008

Circadian Rhythms dan Sleep Sabah Quraisy

Kata sirkadian berasal dari makna diem Latin sekitar tahun sekitar satu hari, yang mulai sebagai definisi yang baik untuk ritme sirkadian. Ritme sirkadian tidak perlu dilakukan setiap hari dan bahkan dapat terjadi dalam periode beberapa per hari atau periode yang lebih lama dari hari-hari seperti irama circannual. Pikiran yang paling irama sirkadian adalah tidur tetapi contoh lainnya meliputi, suhu tubuh, tekanan darah, produksi hormon dan sekresi pencernaan. pencernaan. Ritme ini tidak hanya terjadi pada manusia tetapi yang hadir dalam berbagai organisme lain, yang paling sederhana menjadi cyanobacteria. Ritme sirkadian biasanya dikendalikan oleh faktor lingkungan dan kombinasi faktor internal. Faktor lingkungan yang paling umum adalah suhu dan cahaya. Ritme sirkadian dikendalikan dikendalikan oleh alat pacu jantung sirkadian, atau jam biologis. Ini "jam" adalah bagian dari otak yang dikenal sebagai suprachiasmatic nucleus (SCN). SCN adalah sepasang struktur yang mengandung mengandung sekitar 20, 000 neuron dan terletak di hipotalamus di atas di mana saraf optik lintas (1) . Ini dekat dengan saraf optik menjelaskan menjelaskan reaksinya terhadap cahaya. Sinyal dari cahaya yang diterima oleh SCN diambil oleh retina. Ritme sirkadian mencakup tiga bagian yang berbeda, osilator pusat, jalur aferen yang membawa informasi lingkungan untuk osilator, dan jalur eferen yang berkomunikasi irama osilator untuk fisiologi dan perilaku organisme (2) . Sebuah contoh yang spesifik dari irama sirkadian, atau dalam hal ini circannual, adalah pada unggas. Ketika tiba saatnya bagi burung untuk bermigrasi ke selatan dan kemudian, kembali ke utara mereka ditandai dengan irama circannual. Kedua perubahan suhu dan perubahan panjang hari telah mempengaruhi beberapa bersama dengan sinyal internal sinyal burung untuk bermigrasi.Selain ini ada juga sinyal yang membantu burung bernavigasi. Dan terbukti bahwa sinyal untuk navigasi berasal dari dalam pada penerbangan pertama, tapi kemudian dipelajari dari waktu ke waktu seperti burung terus terbang jalan menyesuaikan diri dengan lingkungan saat ini (11) . Ini menunjukkan bagaimana bagaimana kombinasi sinyal eksternal dan internal sinyal burung untuk bermigrasi. Hal ini juga berlaku dari molting pada unggas. Cyanobacteria adalah bentuk paling sederhana yang diketahui hidup yang memiliki ritme sirkadian. Menggunakan enzim bercahaya sebagai penanda sebuah cluster gen ditemukan yang terlibat dalam proses. Ini cluster, kaiABC, adalah protein yang merupakan bagian dari loop umpan balik mengendalikan sistem (5) . KaiC terlibat dalam pengaturan waktu dan tergantung pada tidak adanya kehadiran itu jam di cyanobacteria dapat diubah. Jam sirkadian dalam fotosintesis kontrol cyanobacteria, fiksasi nitrogen, pembelahan sel, respirasi, penyerapan asam amino, dan sintesis karbohidrat (6) .  Ada dua puluh puluh empat jam jam dalam siklus drosopholia drosopholia,, atau lalat buah. buah. Siklus ini dikendalikan dikendalikan oleh oleh gen per, tim, dan dbt yang merupakan bagian dari waktu. CLK, Cyc, dan menangis juga gen terkait jam. Siklus di lalat buah biasanya dimulai dimulai pada sekitar tengah hari ketika per, tim, dan mRNA naik tingkat dan terus sampai subuh ketika per, dan tim puncak dan kemudian menurun (6) .Cahaya adalah faktor waktu dari jam sirkadian pada lalat buah dan merupakan bagian dari mengatur perilakunya. Ritme sirkadian yang paling terkenal adalah siklus tidur manusia. Tidur dikendalikan oleh neurotransmitter, yang bertindak pada neuron di batang otak dan di sumsum tulang belakang (1) . Sinyal yang dihasilkan oleh perjalanan SCN ke berbagai daerah otak. Ini mengatur  fungsi lain yang terkait dengan siklus tidur seperti suhu tubuh, sekresi hormon, produksi urin, dan perubahan tekanan darah (1) . Siklus tidur / bangun pada manusia tergantung tergantung pada cahaya dan suhu. Perubahan ini bisa menggeser atau mengacaukan siklus. Faktor eksternal yang

mempengaruhi mempengaruhi irama sirkadian disebut zeitgebers. Ini bisa apa saja dari jam alarm untuk waktu makan.  Ada banyak banyak masalah kesehatan kesehatan terkait dengan dengan gangguan gangguan irama irama sirkadian tidur. tidur. Ini dapat sementara atau karena kurangnya dalam irama sirkadian dalam tubuh. Ini termasuk Seasonal  Affective Disorder Disorder (SAD) di di mana ritme ini ini terganggu terganggu karena perubahan perubahan panjang panjang hari, tidur  tidur  sindrom fase tertunda (DSPS) yang disebabkan oleh irama sirkadian kelainan yang menyebabkan menyebabkan tubuh penderita untuk ingin tidur kemudian k emudian dari biasanya (3 ) . Lebih banyak masalah temporer adalah jet lag dan masalah yang disebabkan dengan yang shift malam bekerja. Melatonin merupakan faktor internal yang mempengaruhi jam sirkadian. Melatonin diproduksi oleh kelenjar pineal dan memiliki fungsi siang / malam. Ini puncak selama kegelapan dan bawah pada siang hari. Melatonin telah terbukti dapat menggeser irama biologis. Ada korelasi dengan irama sirkadian sehingga melatonin dapat digunakan untuk menggeser irama dalam hal tindakan terapeutik. Hal ini tidak hanya mencakup masalah kesehatan manusia manusia tetapi siklus lain seperti pada domba untuk mengontrol siklus berkembang biak (7) . Ritme sirkadian tampaknya cocok dengan profil otak sama dengan perilaku ketika melihat melalui perspektif manusia. Otak mengambil di input bersama dengan sinyal itu menciptakan untuk menciptakan output. Apa yang tersisa yang tidak dapat dijelaskan dapat dilihat k etika berpikir mundur. Adalah irama sirkadian dikendalikan oleh otak jika organisme tanpa dimiliki otak mereka? Otak kurangnya Cyanobacteria tapi masih menanggapi menanggapi irama sirkadian. Selain cyanobacteria dapat dikatakan bahwa tanaman memiliki jam sirkadian yang mengontrol fotosintesis dan berbunga. Jika ini benar apa bagian dari ritme dikendalikan oleh otak. Mungkinkah fungsi dasar dari irama sirkadian tidak memiliki membutuhkan membutuhkan otak, yang digunakan untuk fungsi-fungsi hanya lebih tinggi dari irama? Jika ini jadi mana irama berasal.