🔵 BİYOLOJİK SAATLER: VÜCUDUMUZ ZAMANIN GEÇTİĞİNİ NASIL BİLİYOR?
Yaz sıcağında zaman bazen eriyormuş gibi görünebilir. Ancak vücut saatimiz geçen saatleri takip etmek için oradadır.
-Bu yılın nisan ayında İspanyol atlet Beatriz Flamini bir mağarada 500 gün kaldıktan sonra gün ışığına çıktı..
Yeraltına inişi muhtemelen uzun bir süreç içinde gerçekleştirilen en uzun iniş oldu..
Flamini, 65. günde zaman duygusunu tamamen kaybettiğini söylüyor. Peki gerçekten de 65. gün olduğundan emin olabilir mi?
Karşılaştırma yapmak gerekirse, 1962’de Fransız Michel Siffre, İtalya’daki Scarasson uçurumundan, burada 33 gün olduğunu düşündüğü süreyi geçirdikten sonra yüzeye çıktı. Aslında yeraltında 58 gün geçirdi ..
Yaşam saatlerinin tik takları
İzole edilmiş insanlar, çevreleriyle bağlantıları kopmuş olsa bile zamanı nasıl düzenli olarak takip edebilirler?
Oldukça basit, çünkü biyolojik ritimler yaşamın kalbinde yer alır ve onu moleküler düzeyden tüm bedenin düzeyine kadar düzenler. Bunlar sadece uyku/uyanıklık döngülerimizi değil aynı zamanda vücut ısısını, hormonları, metabolizmayı ve kardiyovasküler sistemi de içerir ..
Ve bu ritimlerin özellikle halk sağlığı açısından birçok yansıması var..
-Gerçekten de bazı hastalıklar dönemseldir; örneğin astım geceleri daha şiddetli görülürken , sabahları kardiyovasküler kazalar daha sık görülür..
-Bir diğer örnek ise insanları çevreden uzaklaştıran vardiyalı çalışmadır.
-Çalışanlarda kanser riskinin artmasıyla ilişkilendirilebilir ve bu da Dünya Sağlık Örgütü’nün bunu olası bir kanserojen olarak etiketlemesine yol açabilir ..
Ritimler aynı zamanda diğer türlerle etkileşimimizi de etkiler..
Örneğin, uyku hastalığı olarak da adlandırılan Afrika trypanosomiasis’i, tıpkı bağışıklığımız gibi metabolizması da günlük olan Trypanosoma brucei parazitinin neden olduğu günlük ritmimizin bir bozukluğudur ..
Genler: büyük saat ustaları
Dünyanın, Ay’ın ve Güneş’in dönüşleri, biyolojik saatlerin seçimini destekleyen çevresel döngüler üretir ..
Biyolojik saat, çevresel bir sinyalin yokluğunda kendi frekansında çalışan, organizmalara özgü bir mekanizmadır. Örneğin, gündüz ve gecenin düzenli değişimi sirkadiyen saatin ( circa , “yaklaşık olarak” ve diem , “gün”) evrimini kolaylaştırmıştır..
Sirkadiyen saat mekanizması ilk olarak 1970’lerde Drosophila olarak da bilinen meyve sineğinde keşfedildi ..
-Birkaç genin transkripsiyon ve translasyonundaki geri bildirim döngülerine dayanır – A geni, B geninin ekspresyonunu destekler, bu da A geninin ekspresyonunu inhibe ederek bir salınım yaratır. Gün boyunca ışık, kriptokrom adı verilen bir fotoreseptör aracılığıyla döngünün belirli faktörlerinin azalmasına neden olur..
İlginç bir şekilde, mekanizmadaki anahtar faktörler esasen yalnızca dönem , zamansızlık , saat ve döngü adı verilen birkaç genden oluşuyor . Ancak saatin ince ayarı ve düzenlenmesi, zamanlamasını ve hassasiyetini sağlayan karmaşık bir moleküler ve nöronal ağa dayanmaktadır..
Saat genleri türden türe farklılık gösterdiğinden, tüm yaşamı organize edecek tek ve kapsayıcı bir sirkadiyen saat yoktur..
-Ancak prensip aynı kalıyor: İfadeleri salınan genler. Şu ana kadar incelenen tüm taksonlarda (organizma grupları) biyolojik ritimler tanımlanmıştır; bunlar arasında siyanobakteriler (fotosentez yoluyla enerji elde eden bir bakteri türü), mantarlar, bitkiler ve insanlar dahil hayvanlar yer alır..
Ek olarak, çeşitli zaman vericiler ( zeitgeberler ) organizmayı çevresiyle senkronize eder: ışık (bugüne kadar en çok çalışılan), sıcaklık ve özellikle yiyecek..
Ortam tarafından senkronize edilen dahili bir saat
Bu sirkadiyen saatin çok somut bir sonucu jet lag ile ilgilidir . Bu, bireyin iç ritminin, bulunduğu zaman diliminin zamanından sapmasıdır..
Genel olarak çevresel sinyaller, özel olarak da ışık, bireyin yeniden senkronize olmasına yardımcı olur: Gecenin sonunda algılanan ışık saati ileri taşırken, gecenin başında algılanan ışık saati geciktirir. Gündüz algılanan ışığın hiçbir etkisi yoktur. İnsanlarda ışık doğrudan moleküler saat tarafından algılanmaz, retinada yakalanır ve daha sonra retino-hipotalamik yol yoluyla saat proteinlerinin sentezini modüle ettiği merkezi saate iletilir. Ancak sistem sonsuza kadar ölçeklenebilir değil: İnsan vücudunun bir saatlik zaman farkına uyum sağlaması yaklaşık bir gün sürüyor..
Homo sapiens’in ortalama 24,2 saate yayılan içsel sirkadiyen periyoduyla , bizim için batıya gidip günlerimizi uzatmak, doğuya gidip günlerimizi kısaltmaktan daha kolaydır..
Kendilerini dünyanın derinliklerinde izole eden sporcuların ve araştırmacıların, yüzeydeki zamanla uyumsuzluk yaşamalarının ve sonuçta 24 saatlik güneş günlerinden daha az gün algılamalarının nedeni de budur.
Başka zamanlar, başka saatler
Sirkadiyen saat, doğada var olan tek saat mekanizması değildir. Birçok kuş ve böceğin göçü, birçok hayvan türünün üremesi ve kış uykusuna yatması ve bitkilerin çiçek açması gibi birçok biyolojik süreç mevsimseldir . Bu mevsimsellik genellikle çeşitli faktörler tarafından belirlenir; buna birçok türün durumunda sirknal saat olarak bilinen saat de dahildir . Bu saatin mekanizması henüz belirlenemedi..
Deniz türlerindeki saat mekanizmaları da kısmen okyanusların karmaşık zamansal yapısından dolayı bilinmemektedir ..
Deniz organizmaları, en belirgin olanı gelgit döngüsü olan (12,4 saatlik veya 24,8 saatlik bir süre ile) bir dizi ay döngüsü üzerine uygulanan, değişen gece ve gündüzden oluşan güneş döngüsüne maruz kalır. Ayın evreleriyle bağlantılı yarım ay ve ay döngüleri (14,8 gün/29,5 gün), ışık ve gelgitler yoluyla deniz ortamını da güçlü bir şekilde değiştirir. Mevsimler de bu ekosistemleri etkiler..
Karmaşık olsa da, deniz ortamlarının zamansal yapısı öngörülebilir ve tüm bu döngülerle bağlantılı biyolojik ritimler deniz türlerinde tanımlanmıştır..
Örneğin birçok mercan, çok kısa bir süre içinde yılda bir kez yumurta bırakarak üremelerini senkronize eder . Bazı deniz solucanları, yumurtlamadan ve ölmeden önce üreme dansını başlatmak için ayda bir kez , gecenin en karanlık saatlerinde akın ederler ..
İlginç bir şekilde, 2020 yılında bilim adamlarından oluşan ekibimiz biyolojik ritimlerin kıyı ortamıyla sınırlı olmadığını ortaya çıkardı..
Orta Atlantik sırtının hidrotermal menfezlerinde yaşayan bir midyede, 1.700 metre derinlikte davranış ve gen ifadesinde gerçekten ritimler gösterdik ..
Çalışmamız, derin okyanus gibi en uç yaşam ortamlarında bile fizyolojideki zamansal koordinasyonun muhtemelen kritik olduğunun altını çiziyor.
