Biologiczne rytmy

Zawartość

• Rodzaje rytmów biologicznych
• Przykłady rytmów biologicznych

Plik rytmy biologiczne Są to okresowe zmiany zachodzące w organizmach w regularnych odstępach czasu.

Wszystkie organizmy doświadczają biologicznych rytmów, którymi mogą być:

• Zewnętrzne rytmy: Kiedy zmiany są determinowane przez czynniki zewnętrzne dla organizmu. Wyzwalaczami mogą być światło, wilgotność, temperatura, przemiana dnia i nocy, fazy księżyca, zmiana pory roku itp.
• Wewnętrzne rytmy: Gdy zmiany są spowodowane przez zjawiska wewnętrzne organizmu.

Chociaż niektóre rytmy są uważane za wewnętrzne, ponieważ obserwowano je w warunkach laboratoryjnych (izolacja czynników zewnętrznych), w normalnym rozwoju organizmów na większość rytmów biologicznych wpływają zarówno czynniki wewnętrzne, jak i zewnętrzne.

Nazywają się synchronizatory na czynniki środowiskowe, które mogą zmieniać rytmy endogenne.

Rodzaje rytmów biologicznych

• Rytmy serca: Czy te, które są powtarzane co około 24 godziny (między 20 a 28 godziną). Są one związane z obrotem Ziemi i wynikającą z tego zmiennością światła. W warunkach laboratoryjnych zaobserwowano, że są one endogenne, jednak odstępy czasu są modyfikowane przez czynniki zewnętrzne. Endogenny charakter rytmów okołodobowych wynika z adaptacji genetycznych, które rozwinęły się u każdego gatunku. Jej źródło tkwi w potrzebie ochrony replikacji DNA pierwszych komórek przed promieniowaniem ultrafioletowym, na które cierpią w ciągu dnia. Byłby to pierwszy rytm dobowy: nocne rozmnażanie komórek. Obecnie organizmy posiadają wewnętrzne „zegary”, które regulują ich wewnętrzne rytmy. U ssaków zegar ten znajduje się w jądrze nadskrzyżowaniowym, zlokalizowanym w mózgu (w podwzgórzu, powyżej skrzyżowania nerwu wzrokowego). Jednak rytmy okołodobowe mogą zostać poważnie zdezorganizowane przez warunki środowiskowe. Dzieje się tak, ponieważ aktywność jądra nadskrzyżowaniowego jest modulowana przez czynniki zewnętrzne, takie jak zmienność światła.
• Księżycowe rytmy (zwane również selenianos lub multinictemerales): są związane z ruchami księżyca. Jednak różnią się one w zależności od tego, czy zmiana zachodzi w określonej fazie Księżyca, czy w każdym cyklu księżycowym lub co pół cyklu księżycowego.
• Rytmy pływowe: te, na które wpływa przypływ lub odpływ. Wpływają na organizmy żyjące w morzu lub w jego pobliżu. Pośrednio, na rytmy pływów wpływa grawitacja, którą Księżyc wywiera na zwierciadła wód lądowych, z tego powodu rytmy pływowe i księżycowe są ze sobą ściśle powiązane. Wiele cykli seksualnych kręgowce (które nie są sezonowe) mają rytm pływowy, ze względu na okresowe wydzielanie hormony seksualny.
• Roczne rytmy: Te czynności biologiczne, które są zawsze powtarzane o tej samej porze roku. Uważa się, że rządzą nimi czynniki wewnętrzne (genetyczne) i zewnętrzne (zmiany temperatury, dostępność pokarmu itp.) U zwierząt rozmnażanie przebiega zwykle w rytmach rocznych, a także migracji sezonowych. Również inne rytmy biologiczne, takie jak hibernacja lub letarg, są adaptacjami do okresów ekstremalnych temperatur, a zatem mają charakter roczny.
• Rytmy ultradobowe: Mają znacznie krótszą okresowość: od 30 minut do 6 godzin. Są one związane z zachowaniami motorycznymi i żywieniowymi, a także z cyklami odpoczynku / aktywności. Fazy ​​snu również obowiązują w pewnym wieku. Na przykład u noworodków rytmy snów są przeważnie ultradobie. Są głęboko zaangażowani w procesy uczenia się, ponieważ wpływają na poziom uwagi. Wpływają na nie inne rytmy. Wpływają na uwalnianie niektórych hormonów, tętno, ruchy oddechowe, termoregulację i apetyt (również związany z uwalnianie hormonów).

Przykłady rytmów biologicznych

Bicie serca: Dwufazowe działanie pompujące, realizowane przez serce.

1. Pierwsza faza to rozkurcz: gdy krew zbierze się w górnych komorach serca (przedsionkach), kurczą się, powodując przepływ krwi do dolnych komór (komór).
2. Druga faza to skurcz: kiedy komory są wypełnione krwią, kurczą się i krew wypływa. Prawa komora wysyła krew do płuc, aby ją dotlenić, podczas gdy lewa komora wysyła krew do organizmu, aby rozprowadzać tlen.

Bicie serca może zmieniać się w swoim rytmie w zależności od warunków pracy organizmu (aktywność fizyczna, odpoczynek) i kontekstu (sytuacje stresowe, zmiany temperatury). Innymi słowy, jest to tylko względnie stały rytm biologiczny.

Ruch oddechowy: Oddychanie jest związane z tętnem, ponieważ jest to rytm biologiczny, który umożliwia dotlenienie krwi. Istnieją dwa rodzaje ruchów oddechowych.

1. Wdychanie: Powietrze dostaje się do organizmu. Mięśnie przepony kurczą się, wyginając w dół. Tworzy to próżnię, która powoduje puchnięcie płuc, umożliwiając wnikanie powietrza.
2. Wydech: Powietrze opuszcza ciało. Mięśnie przepony rozluźniają się, powodując zmniejszenie objętości płuc, a zatem zawarte w nich powietrze opuszcza organizm.

Podczas gdy powietrze jest w płucach, wymiana gazy co pozwala dotlenić krew i wyeliminować szkodliwe dla organizmu gazy.

Podobnie jak w przypadku rytmu serca, ruch oddechowy jest modyfikowany potrzebami organizmu, więc jego rytm jest zwykle stały, ale nie niezmienny.

Fale mózgowe: Działania elektryczne wytwarzane przez mózg. Ich szybkość mierzona jest w cyklach na sekundę (Hz). W zależności od stanu psychicznego wytwarzane są różne rodzaje fal:

1. Widmo (więcej niż 40 Hz): Zostały odkryte niedawno, dzięki rozwojowi cyfrowej elektroencefalografii. Funkcja tej szybszej aktywności mózgu nie jest jeszcze znana.
2. Beta (14 do 40 Hz): Występują w normalnej świadomości na jawie. Pozwala na czujność, krytyczne rozumowanie i logiczne myślenie.
3. Alfa (7,5 do 14 Hz): Występują w stanach odprężenia, przy zamkniętych oczach. Tego typu fale sprzyjają wyobraźni, pamięci, nauce i koncentracji.
4. Theta (4 do 7,5 Hz): Występują podczas głębokiej medytacji lub podczas lekkiego snu (REM). Podświadomość wyraża się poprzez te fale, jest to częstotliwość, z jaką pojawiają się sny.
5. Delta (0,5 do 4 Hz): Najwolniejsza częstotliwość. Występuje podczas głębokiego snu, kiedy nie ma snów. Jest niezbędny do każdego procesu gojenia.

Sen - czuwanie: Związane z rytmem przedsionkowym (dzień-noc). Zależy to od zewnętrznych wpływów światła, hałasu i ruchu, których zwykle doświadczamy w ciągu dnia. Zaobserwowano, że bez wpływów zewnętrznych rytm ten przekracza czas trwania jednej doby (od 25 do 29 godzin). Z tego powodu istnieje zjawisko „jet lag”, czyli zmiany rytmu snu podczas podróżowania na terytorium o naprzemiennym naprzemiennym oświetleniu i ciemności, różniącym się od pierwotnego. Innymi słowy, synchronizatorami tego rytmu biologicznego są przemienność światła i ciemności oraz czynniki środowiskowe (obowiązki w pracy, czynności itp.).

Cykl miesiączkowy: Proces przygotowujący macicę kobiet i samic do ciąży. U kobiet cykl menstruacyjny trwa średnio 28 dni (niektóre kobiety mają krótsze cykle, a inne dłuższe).

Sezonowe zaburzenia afektywne: Jest to zaburzenie nastroju, które pojawia się o określonej porze roku. Najczęściej występuje zimą lub pod koniec jesieni. Jest to związane z dużym zaburzeniem depresyjnym. Istnieją hipotezy, że jest to spowodowane reakcją mózgu na spadek naturalnego światła, obniżenie poziomu serotoniny i melatoniny (substancji regulujących nastrój).

Aktywność skorupiaków na plażach morskich: Zachowania większości skorupiaków odpowiadają cyklom pływowym. Na przykład kraby skrzypek zbierają się na brzegach błota podczas odpływu, kopiąc dół, w którym pozostaną, gdy przypływ się podniesie.

Karmienie: Rytm snu i czuwania wpływa na wszystkie inne funkcje organizmu, ponieważ zmienia temperaturę ciała, ciśnienie krwi i wydzielanie hormonów, takich jak melatonina. Dlatego też są dotknięci wszystkie narządy układu pokarmowego. Na przykład jelita są bardziej aktywne w ciągu dnia. Hormony odpowiedzialne za regulację spożycia (leptyna i adiponektyna) różnią się w zależności od pory dnia. Jednak, jak już zauważyliśmy, na rytmy biologiczne wpływają czynniki zewnętrzne w stosunku do organizmu, związane z działalnością społeczną, zawodową i kulturalną. Z tego powodu codzienne nawyki każdej osoby aktywują mechanizmy trawienne w momentach, kiedy regularnie je.

Rytmy reprodukcyjne: Rytmy rozrodcze są różne u każdego gatunku. Na przykład większość zwierząt strefy umiarkowanej ma okresy rozrodcze tylko w określonych porach roku. Te zwierzęta mają sezonową reprodukcję. Wynika to z naturalnej adaptacji do czasu, w którym środowisko bardziej sprzyja narodzinom młodych.

Migracje sezonowe: Migracje sezonowe to okresowe przemieszczenia z jednego siedliska do drugiego. Migracje sezonowe odbywają się w różnych gatunkach zwierząt: ptaki, ryby, homary, płazy i ssaki. Migracje mogą mieć na celu odejście od ekstremalnych klimatów (dlatego zawsze odbywają się o tej samej porze roku) lub dotarcie do miejsca sprzyjającego reprodukcji (jak to często bywa w przypadku ryb). Ruchy migracyjne mają tendencję do pokonywania większych odległości u ptaków, które nawet zmieniają się z jednego miejsca do drugiego (na przykład jaskółki migrujące z Europy do Afryki).

Hibernacja: Jest to stan letargu, który pozwala zwierzętom przystosować się do ekstremalnego zimna. Może trwać dni, tygodnie lub miesiące. Pozwala im oszczędzać energię w okresach niedoboru pożywienia, znacznie spowalniając metabolizm. Podczas hibernacji zmniejszają się również inne rytmy biologiczne, takie jak oddychanie, tętno i fale mózgowe. Do hibernujących ssaków należą świstak, popielica, jeż, suseł, chomik i nietoperz.

Letarg zimowy gadów i płazów: Gady są zwierzętami zmiennocieplnymi (heterotermicznymi), więc zwykle nie przechodzą przez okres hibernacji. Jednak niektóre gady i płazy przechodzą proces podobny do hibernacji, podczas którego pozostają chronione w norach w stanie letargu.

Letarg letargu ssaków pustynnychPodczas gdy najbardziej znanymi okresami letargu jest hibernacja, która występuje zimą, inne ssaki mogą bronić się przed ekstremalnie wysokimi temperaturami w pustynia przez okres letargu, który występuje latem (w okresie letnim). Na przykład myszoskoczek wpada w letarg w okresach wyższych temperatur.

Kwitnienie roślin: W większości roślin kwitnących zaczynają rosnąć wczesną wiosną.Wynika to z naturalnej adaptacji, która sprawia, że ​​rośliny są genetycznie gotowe do kwitnienia, gdy temperatura zaczyna rosnąć. Nie wiadomo jeszcze, jak rośliny odbierają te zmiany temperatury.

Rurki w roślinach: Tuberyzacja to proces, w którym korzenie lub dolne części łodygi rośliny zamieniają się w bulwy, takie jak ziemniaki (ziemniak) lub słodkie ziemniaki (słodkie ziemniaki). Tuberyzacja zależy od pewnych hormonów rośliny. Początek wzrostu następuje między 15 a 28 dniem po wysianiu i trwa od 10 do 14 dni, zwykle na kilka dni przed kwitnieniem rośliny. Chociaż jest to względnie stabilny rytm biologiczny, wpływają na niego zarówno czynniki wewnętrzne (na przykład to, czy roślina pochodzi z nowego czy starego nasiona), jak i czynniki zewnętrzne (światło, dostępne składniki odżywcze, wilgotność, temperatura).