Jak tyka zegar biologiczny człowieka?

Z pasją o medycynie
Jak tyka
zegar biologiczny człowieka?
Dr n. med. Krystyna Zużewicz
Centralny Instytut Ochrony Pracy –
Państwowy Instytut Badawczy
ul. Czerniakowska 16
00­‍‑701 Warszawa
Zegar biologiczny człowieka to wewnę‑
trz­ny mechanizm generujący rytmy biolo‑
giczne w obrębie organizmu i podporządko‑
wujący je dobie astronomicznej poprzez syn‑
chronizację ze środowiskowymi wyznaczni‑
kami czasu, głównie z cyklem dzień­‍‑noc. Jak
każdy zegar posiada zdolność „przestawia‑
nia wskazówek”, która ma istotne znaczenie
wówczas, gdy ulegają zaburzeniu relacje mię‑
dzy czasem wewnętrznym, który wyznacza
pory snu i czuwania, a czasem astronomicz‑
nym wyznaczającym pory dnia i nocy.
Sytuacja taka występuje po podróży samo‑
lotem z przekroczeniem kilku stref czaso‑
wych lub podczas pracy na nocnej zmianie.
Gdy organizm nie otrzymuje ze środowiska
sygnału o naprzemienności dnia i nocy, endo‑
genny zegar biologiczny podporządkowuje pro‑
cesy życiowe cyklom uwarunkowanym gene‑
tycznie. U człowieka są one zwykle dłuższe niż
doba astronomiczna, co wykazano na podsta‑
wie badań przeprowadzonych w grupach osób
przebywających w środowisku pozbawionym
naprzemienności dzień­‍‑noc. Doba grotołazów
przebywających przez wiele dni w ciemności,
polarników podczas nocy i dnia polarnego,
12
MEDYCYNA I PASJE sierpień 2010
a także osób niewidomych z uszkodzeniem siat‑
kówki oka lub nerwu wzrokowego ulega wydłu‑
żeniu do ok. 25 godzin.
Anatomicznie zegar biologiczny umiejsco‑
wiony jest w jądrze podwzgórza, które nazwano
jądrem nadskrzyżowaniowym (nucleus suprachiasmaticus – SCN) z uwagi na jego położenie
ponad skrzyżowaniem nerwów wzrokowych.
SCN to niewielkie parzyste jądro składające
się z ok. 10 000 neuronów. Neurony SCN mają
bezpośrednie połączenia z siatkówką i szy‑
szynką. Taką lokalizację endogennego zegara
potwierdzono w obserwacjach ludzi z guzem
mózgu naruszającym podwzgórze, u których
uszkodzenie SCN znosiło wszelkie przejawy
rytmiki okołodobowej. O tym, że SCN odpo‑
wiedzialne jest za generowanie rytmiczności,
świadczą wyniki badań na zwierzętach. Jeśli ze
spoczynkowego mózgu zwierząt zostanie usu‑
nięte SCN, to neurony in vitro nadal wykazują
rytmikę aktywności dobowej. Zwierzę pozba‑
wione chirurgicznie SCN po otrzymaniu prze‑
szczepu płodowego tego narządu może odzy‑
skać prawidłową rytmikę lokomotoryczną.
n Światło – czynnik
synchronizujący dla zegara
biologicznego
Stosunkowo niedawno ustalono, w jaki spo‑
sób światło naturalne nastawia „wskazówki”
zegara biologicznego, czyli przesuwa fazę ryt‑
mów okołodobowych. W siatkówce odkryto