نظم يوماوي: الفرق بين النسختين

تم إضافة 3٬213 بايت ، ‏ قبل 3 سنوات
لا يوجد ملخص تحرير
ط (تنظيف/صيانة، أزال وسم نهاية مسدودة)
ايقاع [[الساعة البيولوجية]] أو (circadian rhythm ) هو أى [[عملية حيوية]] تتم وفقا لتردد معين خلال 24 ساعة .ساعة، هذا الايقاع الذى [[File:Biological clock human.svg|thumb|400 px| الساعة البيولوجية فى الانسان]]يحدث على مدار 24 ساعة يتم تنظيمه بواسطة الساعة اليومية . والتي لوحظت على نطاق واسع في [[النباتات]] و[[الحيوانات]] و[[الفطريات]] و[[البكتيريا الزرقاء]].
 
وبالرغم من أن ايقاع الساعة البيولوجية هو عملية داخلية الا انه يتم ضبطها وتنظيمها مع [[البيئة]] المحيطة بواسطة الاشارات الخارجية والتى تشمل [[الضوء]] و[[درجة الحرارة]] ودورات الأكسدة .
== تاريخ ايقاع الساعة البيولوجية ==
[[File:Tamarindus indica, flowers&leaves.jpg|thumb|400 px|أوراق شجرة التمر هندى]]
أقدم تسجيل لحساب الساعة البيولوجية يرجع تاريخه فى القرن الرابع قبل الميلاد.الميلاد، عندما وصف قبطان سفينة تعمل تحت امرة [[الاسكندر الأكبر]] يدعى أندروسينزأندروسينز، ,الحركات النهارية لأوراق شجرة التمر هندى .هندى، ووردت ملاحظات عن ايقاع الساعة البيولوجية فى البشر فى النصوص الطبية الصينية التى تعود لحوالى القرن 13 , بما فى ذلك فترة الظهيرة ومنتصف الليل , للمساعدة فى اختيار مكان الحقن ب[[الابر الصينية]] وفقا للدورة النهارية للانسان , وكذلك اليوم والشهر والفصل من العام .
 
وقد تم تسجيل الملاحظة الأولى عن الساعة البيولوجية الداخلية بواسطة العالم الفرنسى جان جاك دورتوس ديميران فى عام 1729 ,1729، حيث لاحظ أن أنماط ال24 ساعة فى أوراق نبات [[الميموسا بوديكا]] استمرت حتى عندما تم الاحتفاظ بها فى ظلام دامس ,، وكانت هذه أول تجربة يتم التمييز فيها بين [[الساعة البيولوجية]] والاستجابة للمؤثرات اليومية .
[[File:Mimosa pudica - Kerala 1.jpg|thumb|400 px | نبات الميموسا بوديكا]]
وفى عام 1896 ,م. لاحظ باتريك و[[جيلبرت]] أنه عند الحرمان من النوم لفترة طويلة فان الرغبة فى النوم والنعاس تزداد وتقل على مدار ال 24 ساعة .ساعة، وفى عام 19181918م أظهرت زيمانسكى أن [[الحيوانات]] يمكنها أن تواصل نشاطها لمدة 24 ساعة فى حالة عدم التعرض لمؤثر خارجى مثل [[الضوء]] والتغيرات فى [[درجة الحرارة]] .
 
فى أوائل القرن ال 20 , لوحظ ايقاع الساعة البيولوجية فى أوقات الطعام المنتظمة لدى [[النحل]] .، وقد أجريت تجارب واسعة النطاق من قبل أوغست فوريل واينغبورغ بيلنج وأوسكار فاهل لمعرفة ما اذا كان هذا النظام الايقاعى بسبب الساعة الداخلية .الداخلية، وقام رون كينوبكا وسيمور بنزر بفصل الجين المسئول عن الساعة الداخلية فى ذبابة الفاكهة فى بدايات عام 1970 ,1970م واكتشفت لأول مرة المحددات الجينية للنظامية السلوكية.
 
وفى عام 1994 ,1994م اكتشف جوزيف تاكهاشى أول تحول فى الجين المسئول عن الساعة البيولوجية فى [[الثدييات]] باستخدام [[الفئران]] . وبالرغم من ذلك فان حذف الساعة من حياة الكائنات لن يؤدى الى اختلال الوظائف الظاهرية السلوكية ( أى أن الحيوانات سوف تظل لديها ايقاع الساعة العادية ) مما يشكك فى أهميتها فى توليد الايقاع المنتظم .
وقد تم صياغة مصطلح الايقاع من قبل هيلبرج فى عام 1950 .
== المعايير ==
لكى يتم اطلاق مصطلح ايقاع الساعة البيولوجية على عملية ما , يجب أن تتصف بالمعايير الثلاثة التالية :
 
1- ان يكون الايقاع له فترة عمل داخلية حرة وتستمر تقريبا ل 24 ساعة .ساعة، أن يستمر الايقاع فى الظروف الثابتة ( مثل الظلام الدامس ) لمدة حوالى 24 ساعة ,ساعة، وتسمى فترة الايقاع فى الظروف الثابتة بفترة العمل الحرة ويرمز له عند اليونانيين بالحرف ت (tau) . الأساس المنطقى لهذا المعيار هو التمييز بين ايقاع [[الساعة البيولوجية]] والاستجابات الطبيعية للمؤثر الخارجى .الخارجى، لا يمكن أن نطلق على الايقاع أنه داخلى الا اذا تم اختباره واستمر فى غياب اى مؤثر خارجى .
فى الحيوانات النهارية ( التى تنشط نهارا )تكون ال (tau) اكثر من 24 ساعة ,ساعة، بينما فى الحيوانات الليلية تكون أقل من 24 ساعة .
 
2- أن يكون الايقاع قابل للتغير .للتغير، حيث أنه يمكن اعادة تعيين وضبط الايقاع بواسطة المؤثرات الخارجية (مثل الضوء وتغيير درجة الحرارة ). ويطلق على المؤثر الخارجى الذى يؤثر فى الايقاع (مقدم الوقت ) .
السفر عبر [[المناطق الزمنية]] يوضح قدرة الساعة البيولوجية للانسان على التكيف مع التوقيت المحلى ,المحلى، الشخص عادة يعانى من اضطراب الرحلات الجوية الطويلة قبل ان تتكيف الساعة البيولوجية مع التوقيت المحلى الجديد .
3- أن يعوض الايقاع التغيير فى درجات [[الحرارة]] . أو بمعنى آخر ,أن يتم الحفاظ على الايقاع فى مجموعة مختلفة من درجات الحرارة ,الحرارة، العديد من [[الكائنات الحية]] تعيش فى نطاق واسع من درجات الحرارة , والتغيرات فى [[الطاقة الحرارية]] سوف تؤثر على الطاقة الحركية لجميع العمليات الجزيئية فى خلاياهم . ومن أجل مواكبة الوقت , فان الساعة البيولوجية فى أجسام الكائنات يجب أن تحافظ على العمليات الحيوية على مدار 24 ساعة بالرغم من تغيير طاقة الحركة . الحركة، وهى خاصية تعرف باسم تعويض درجة الحرارة .
== المنشأ ==
الايقاع اليومى يسمح للكائنات للاستباق والاستعداد لاجراء تغييرات بيئية دقيقة ومنتظمة .ومنتظمة، وبالتالى فهى تمكن [[الكائنات الحية]] من الحصول على أفضل استفادة من الموارد البيئية ( مثل [[الضوء]] والحرارة )بالمقارنة مع تلك التى لا يتنبؤ بامكانية توافرها .توافرها، ولهذا فمن المقترح ان الايقاع اليومى وضع الكائنات الحية فى ميزة انتقائية من حيث [[التطور]] . وبالرغم،وبالرغم من ذلك , فقد اتضح ان أهمية دور الايقاع فى تنظيم وتنسيق عمليات التمثيل الغذائى الداخلية لا يقل عن دورها فى تنسيق مع البيئة المحيطة .المحيطة، وهذا ما اقترحته الصيانة (الوراثية ) الخاصة بايقاع الساعة البيولوجية فى [[ذبابة الفاكهة]] بعد مئات الأجيال فى ظروف المختبر الثابتة,الثابتة، وكذلك فى المخلوقات التى تعيش فى ظلام دامس فى البرية , وبالازالة التجريبية لايقاع الساعة البيولوجية التجريبى السلوكى وليس الفسيولوجى فى [[السمان]] .
[[File:Drosophila meridiana 01.JPG|thumb|3oo px|ذبابة الفاكهة]]
ما قاد ايقاعات الساعة البيولوجية الى التطور كان هو السؤال المحير .المحير، أكدت الفرضيات السابقة أن البروتينات الحساسة للضوء وايقاع الساعة البيولوجية ربما يكونا قد نشآ معا من الخلايا البدائية . وذلك بهدف حماية [[الحمض النووى]] المتكون من المستويات العالية من [[الأشعة فوق البنفسجية]] المدمرة فى أثناء النهار ,النهار، ولهذا فقد تم اقتصار نسخ الحمض النووى على فترة الليل .الليل، وبالرغم من هذا فان الادلة ناقصة , فمنذ تواجد أبسط الكائنات الحية والبكتيريا الزرقاء كان العكس يحدث دائما حيث ينقسم الحمض النووى الخاص بهم بشكل أكبر خلال النهار . المشهد الحالي هو أن التغيرات الإيقاعية في مستويات الأوكسجين البيئية وإنتاج أنواع الاكسجين التفاعلية (ROS) في وجود ضوء النهار قد دفعت الحاجة الى تطوير الإيقاع اليومي لاستباق،لاستباق وبالتالي مواجهة،مواجهة وإلحاق أضرار بتفاعلات الأكسدة بشكل يومي أساسى .
[[File:Cyanobacteria Under Light Microscope 40x Mag 2.jpg|thumb|300 px|البكتيريا الزرقاء تحت الميكروسكوب الضوئى]]
أبسط أنواع الساعة الايقاعية المعروفة هى فى البكتيريا الزرقاء أحادية النواة وقد أثبتت الأبحاث الحديثة أن الساعة البيولوجية لمتعاقبة الحبيبات الطولية يمكن تصنيعها فى المختبر بواسطة ثلاث بروتينات فقط وهم (KaiA, KaiB, KaiC).، و أظهرت هذه الساعة أن بامكانها الصمود على مدار 22 ساعة اعتمادا على اضافة جزيئات الطاقة اعتمدت التفسيرات السابقة للساعة البيولوجية فى وحيدة الخلية على نسخ وترجمة الحمض النووى .
 
وقد تم تحديد أنه عند وجود خلل فى النديد البشرى لذبابة الفاكهة وهو جين " الفترة" فهو يمكن أن يسبب ( متلازمة مرحلة النوم العائلية المتقدمة ) " FASPS" .، مما يؤكد الطبيعة المحفوظة للساعة البيولوجية الجزيئية خلال مراحل التطور وقد تم التعرف على العديد من المكونات الجينية للساعة البيولوجية .البيولوجية، ونتائج التفاعلات الخاصة بهم تدور فى حلقة مفرغة ومتشابكة من المنتجات الجينية مما أدى الى تقلبات دورية والتى تفسرها الخلايا أنها وقت مخصص من اليوم .
 
ومن المعروف الآن أن الساعة اليومية الجزيئية يمكنها أن تعمل بخلية واحدة وقد وضح ذلك بواسطة منع الجين فى خلية معزولة فى أحد الحيوانات الرخوية ,الرخوية، وفى الوقت نفسه ربما تتواصل بعض الخلايا مع بعضها البعض مما يؤدى الى اخراج متزامنة من الاشارات الكهربية .الكهربية، وهذه الاشارات ربما تترابط مع [[الغدد الصماء]] الخاصة بالمخ لينتج عنها افراز الهرمونات بصفة دورية .دورية، يمكن أن توجد مستقبلات هذه الهرمونات خلال جميع أنحاء الجسم وتًزامِن الساعات الطرفية للأعضاء المختلفة . وبالتالى فان المعلومات عن الوقت كما نقلتها العين تنتقل الى الساعة البيولوجية فى المخ , ومن خلال ذلك , يمكن المزامنة بين ساعات اليوم المختلفة .
 
هذه هى الطريقة التى يتم بها التحكم فى التوقيت فى الجسم ,الجسم، على سبيل المثال : النوم والاستيقاظ ودرجة الحرارة والعطش والشهية يتم تنسيقهم بواسطة الساعة البيولوجية .
== أهميته فى الحيوانات ==
ايقاع الساعة البيولوجية موجود فى أنظمة النوم و[[التغذية]] فى الحيوانات وكذلك البشر . وهناك أيضا انماط واضحة فى درجة حرارة الجسم ونشاط موجات المخ , وانتاج [[الهرمونات]] , وتجديد [[الخلايا]] , وبالاضافة الى ذلك ,ذلك، الدورية الضوئية , وهى رد الفعل الفسيولوجى فى الكائنات الحية لطول الليل أو النهار وهى عملية حيوية فى النباتات والحيوانات ,والحيوانات، ويلعب نظام الساعة البيولوجية دورا فى قياس وتفسير طول النهار .
 
التنبؤ بالفترات الموسمية والظروف الجوية , وتوافر الغذاء , والنشاط المفترس هو أمر حاسم فى بقاء العديد من الأنواع - ان لم يكن هو العامل الوحيد - ,، ويعد تغير طول فترة التعرض للضوء هى الاشارة البيئية الاكثر وضوحا للتوقيت الموسمى وهذا بالنسبة الى وظائف الجسم والسلوك ,والسلوك، أبرزها لتوقيت [[الهجرة]] والسبات و[[الاستنساخ]] .
=== اضطرابات الساعة البيولوجية ===
تتحكم عدة عوامل خارجية أهمها الضوء والضجيج في المحافظة على انضباط الإيقاع اليومي للجسم أو ساعاته الحيوية، ويصاحب ذلك تغير في عدد كبير من وظائف الجسم التي قد تكون أنشط بالنهار منها بالليل. ويزداد إفراز هرمون النوم (الميلاتونين) بالليل ويقل بالنهار ولكن عند المصابين بهذا الاضطراب تنعكس الآية.الآية، و التعرض للضوء يخفض مستوى هرمون النوم في الدم. حيث أن هرمون النوم يفرز من [[الغدة الصنوبرية]] في المخ وهي مرتبطة بعصب النظر لذلك التعرض للضوء الشديد ينقص إفراز الهرمون.
==== النوم والسفر ====
يسافر البعض إلى أماكن بعيدة تبعد عن بلادنا ومنطقتنا آلاف الكيلومترات شرقا أو غربا.غربا، وقد يعاني بعض المسافرين إلى مناطق بعيدة في الأيام الأولى من وصولهم إلى وجهة سفرهم من اضطرابات في النوم أو اضطرابات عضوية أخرى نتيجة للتغير المفاجئ في التوقيت أو ما يعرف بالجت لاق (Jet Lag).
 
===== معنى اختلاف التوقيت =====
===== اعراض اختلاف التوقيت =====
 
يتسبب اختلاف التوقيت في أعراض مختلفة تبدأ بالظهور خلال اليوم الأول أو الثاني من السفر عبر نطاقات زمنية متعددة (على الأقل نطاقان زمنيان). وتعزى الأعراض المصاحبة لاختلاف التوقيت إلى التغير الحاد الذي يطرأ على الإيقاع اليومي أو الساعة الحيوية في الجسم، حيث يجب على الشخص الاستيقاظ عندما يطلب جسمه النوم، و[[النوم]] عندما يطلب جسمه الاستيقاظ. فعلى سبيل المثال، فرق التوقيت بين [[الرياض]] و[[نيويورك]] حوالي ثمان ساعات. فإذا سافر شخص من الرياض إلى نيويورك ووصل نيويورك في الصباح الباكر فإن ساعته الحيوية ستخبره أن الوقت هو وقت الظهر (حسب التوقيت الذي اعتاد عليه). وإذا كان ذلك الشخص معتاد على القيلولة في ذلك الوقت فإنه سيشعر بالخمول في ذلك الوقت. وعندما تكون الساعة الثالثة عصرا في نيويورك فإن ساعته الحيوية ستخبره أن ذلك هو وقت نومه (الساعة الحادية عشرة ليلا) وهكذا.
فعلى سبيل المثال، فرق التوقيت بين [[الرياض]] و[[نيويورك]] حوالي ثمان ساعات، فإذا سافر شخص من الرياض إلى نيويورك ووصل نيويورك في الصباح الباكر فإن ساعته الحيوية ستخبره أن الوقت هو وقت الظهر (حسب التوقيت الذي اعتاد عليه)وإذا كان ذلك الشخص معتاد على القيلولة في ذلك الوقت فإنه سيشعر بالخمول في ذلك الوقت، وعندما تكون الساعة الثالثة عصرا في نيويورك فإن ساعته الحيوية ستخبره أن ذلك هو وقت نومه (الساعة الحادية عشرة ليلا) وهكذا.
وقد يشكو الأشخاص المسافرون لمسافات طويلة من الأعراض التالية:
 
===== سبل تجنب اضطرابات النوم أثناء السفر =====
 
في الوقت الحاضر لا توجد أي استراتيجية أو أسلوب علاجي يمكنه التخلص من مشكلة اختلاف التوقيت بصورة فاعلة ودائمة. ولكن هناك بعض النصائح السلوكية التي قد تساعد على سرعة التأقلم مع اختلاف التوقيت في جهة السفر، وتساعد في تخفيف أعراض اختلاف التوقيت:
 
- إن أمكن حاول تغيير وقت نومك واستيقاظك عدة أيام (يومين أو ثلاثة) قبل سفرك ليتناسب مع وقت النوم والاستيقاظ في وجهة سفرك. فإذا كنت مسافراً باتجاه [[الغرب]]، حاول تأخير مواعيد نومك واستيقاظك تدريجيا (بمعدل ساعة يوميا). أما إذا كنت مسافرا باتجاه [[الشرق]] فحاول تقديم موعد استيقاظك ونومك تدريجيا.
 
- عند الصعود إلى الطائرة، قم بتعديل عقارب ساعتك إلى توقيت جهة سفرك. وإذا أمكن قم بذلك التعديل يوم أو يومين قبل موعد سفرك لأن ذلك يساعد على سرعة التكيف مع التوقيت الجديد.
- حمام دافئ قد يساعد على استعادة الجسم حيويته وانتظام النوم.
 
- ضوء النهار هو العامل الأساسي الذي يؤدي إلى تنظيم الساعة الحيوية في أجسامنا، لذلك حاول التعرض للضوء في الأوقات المناسبة وتجنبها في الأوقات غير المناسبة. وتوقيت التعرض للضوء يعتمد على وجهة السفر شرقا كان أم غربا.غربا، وتفصيل ذلك يطول ولكن ببساطة ينصح المسافرون غربا بقضاء بعض الوقت في ضوء الشمس وقت العصر (آخر اليوم) لأن ذلك يؤدي إلى تأخير الإيقاع اليومي للجسم والمسافرون شرقا بقضاء بعض الوقت في ضوء الشمس وقت شروق الشمس حيث يؤدي ذلك إلى تقديم الإيقاع اليومي للجسم.
 
- ربما تكون قد سمعت عن أو استخدمت بعض العقاقير المنومة خلال سفرك لتساعدك على التغلب على مشكلة اختلاف التوقيت. من هذه العقاقير عقار الميلاتونين الذي حظي بشهرة واسعة بين الناس. وعقار الميلاتونين الموجود بالأسواق صناعي ولكن مادة [[الميلاتونين]] في الأصل عبارة عن هرمون يفرز من [[الغدة الصنوبرية]] في [[المخ]] في جسم الإنسان وهو يساعد على تنظيم الإيقاع اليومي للجسم وتهيئته للنوم حيث يزيد إفراز الهرمون بالليل ويقل بالنهار. وهناك دراسات قليلة أظهرت أن عقار الميلاتونين قد يساعد على تخفيف أعراض اختلاف التوقيت (Jet Lag). ويمكن القول أن تأثير عقار الميلاتونين معاكس تماما لتأثير التعرض للضوء. وتوقيت أخذ الميلاتونين مهم جدا لتعديل الساعة الحيوية في الجسم. وبصورة عامة ومبسطة، يمكن القول أن أخذ عقار الميلاتونين آخر اليوم (وقت المساء) يساعد على تقديم الساعة الحيوية في الجسم وينصح به للمسافرين شرقا، وأخذ العقار أول اليوم (الصباح) يساعد على تأخير الساعة الحيوية في الجسم وينصح به للمسافرين غربا. بقي أن تعرف أن أغلب عقاقير الميلاتونين الموجودة في الغرب نقاء المادة الطبية فيها وخلوها من الشوائب حيث أن الجهة المختصة في الولايات المتحدة الأمريكية (FDA) صرحت باستخدام هذه المادة كمادة غذائية(Food Additive).
 
لذلك فإن كثيرمنكثير من عقاقير الميلاتونين التي تباع في الأسواق لا تخضع للفحوصات والاختبارات الطبية التي تجري على الأدوية والعقاقير الطبية التي يصرح باستخدامها كأدوية طبية. كما أن [[الآثار الجانبية]] طويلة المدى للعقار غير معروفة بعد. وقد أظهرت دراسة أجريت في مايو كلينك وجود شوائب في بعض عقارات الميلاتونين الموجودة في الولايات المتحدة. أو نصيحتي للقارئ الكريم بعدم استخدام أي عقار بما في ذلك الميلاتونين حتى يراجع طبيبه.
- وأخيراً، إذا كنت مسافراً في رحلة عمل، حاول ترتيب مواعيد اللقاءات المهمة بحيث تكون في الوقت الذي يكون فيه جسمك في قمة نشاطه.
==== عمال الورديات ====
خلق الله الإنسان لينام بالليل ويعمل بالنهار. ولكن إذا تطلب الأمر نستطيع أن نبقى مستيقظين وأن نعمل في الليل، ولكننا لا نكون بنفس الفعالية والنشاط التي نكون عليها بالنهار، حيث أن الإيقاع اليومي والنشاط الهرموني يبلغ ذروته خلال النهار. والوضع الطبيعي هو أن ينام الإنسان بالليل ويعمل بالنهار. ولكن المدنية الحديثة التي نعيشها الآن قد غيرت من نمط حياتنا ، حيث أجبرت البعض منا على العمل بالليل حيث أن بعض الخدمات المهمة تتطلب العمل على مدار الساعة.الساعة، والموظفون الذين تتغير أوقات عملهم يعرفون بعمال نظام الورديات أو الشفتات، وهؤلاء قد يتعرضون لبعض الاضطرابات في النوم.
 
ولعل أهم مشكلتين تواجه العاملين بنظام الورديات هما صعوبة النوم خلال النهار وصعوبة الحفاظ على [[التركيز]] والنشاط خلال الليل. وقبل أن نتطرق بشيء من التفصيل لمشاكل النوم عند هذه الفئة من الناس؛ يجب أن نعرِّف الإيقاع اليومي للجسم أو الساعة الحيوية. الإيقاع اليومي هو قدرة الجسم على التحول من النوم في ساعات معينة (عادة بالليل) إلى الاستيقاظ والنشاط في ساعات أخرى (عادة وقت النهار). وتتحكم عدة عوامل خارجية أهمها الضوء والضجيج في المحافظة على انضباط الإيقاع اليومي للجسم أو ساعاته الحيوية، ويصاحب ذلك تغير في عدد كبير من وظائف الجسم التي قد تكون أنشط بالنهار منها بالليل.
== أهمية الايقاع فى النباتات ==
[[File:Jungpflanze des Seidenbaums (Schlafbaum).png|thumb|500|دورة النوم واليفظة فى النبات)]]
يخبر ايقاع الساعة البيولوجية النبات عن الفصول الموسمى ومتى تزهر للحصول على أفضل فرصة لجذب الملقحات . يظهر هذا الايقاع فى العديد من سلوكيات النبات مثل حركة الأوراق و[[النمو]] والانبات و[[تبادل الغازات]] ,، والنشاط الانزيمى ,الانزيمى، والنشاط الضوئى ,الضوئى، وانبعاث الرائحة . يحدث ايقاع الساعة البيولوجية فى النبات لتتمكن من التزامن مع دورة الضوء فى [[البيئة]] المحيطة . هذه الايقاعات تتولد داخليا وباكتفاء ذاتى وتظل ثابتة تقريبا على نطاق واسع من درجات الحرارة المحيطة ,المحيطة، وتشمل الخصائص العامة للايقاع البيولوجى تفاعلات النسخ والترجمة حيث أن البروتينات التى تحتوى على مجالات تقييم الأداء تسهل التفاعلات بين البروتينات , وكذلك العديد من خلايا مستقبلات الضوء التى تعيد ضبط الساعة حسب ظروف الاضاءة المختلفة .
 
تحسبا للتغيرات البيئية المختلفة يسمح للنبات باحداث التغيرات المناسبة فى حالته الفسيولوجية ,الفسيولوجية، مما يمنح النبات ميزة التكيف . وهناك تطبيقات عديدة فى مجال الزراعةعلى الفهم الأفضل لايقاع الساعة البيولوجية فى النبات : مثل مساعدة المزارعين فى حصاد المحصول مما يمدد فترة الحصاد ويتفادى الخسائر الفادحة بسبب الطقس . الضوء هو الاشارة التى بها يستطيع النبات أن يزامن ساعته الداخلية مع البيئة , ويمكن أن يشعر النبات بالضوء بواسطة مجموعة واسعة من مستقبلات الضوء.
== الساعة البيولوجية فى الثدييات ==
[[File:Circadian rhythm labeled.jpg|thumb|400 px|صورة توضيحية لتأثير الضوء على ايقاع الساعة البيولوجية]]
تقع الساعة البيولوجية الأساسية فى الثدييات فى نواة التأقلم ( SupraChiasmatic nuclues ) ,، وهى زوج من المجموعات المتميزة من الخلايا تقع فى منطقة ما [[تحت المهاد]] . واى تدمير لنواة التأقلم (SCN) سيؤدى الى غياب كامل للايقاع المنتظم لدورة النوم واليقظة حيث أن النواة تستقبل الاشارات عن الضوء عن طريق العين . تحتوى [[شبكية العين]] على المستقبلات الكلاسيكية الضوئية وهى " العصى والمخاريط " والتى تستخدم فى الرؤية التقليدية ,التقليدية، ولكن تحتوى الشبكية أيضا على خلايا متخصصة لديها حساسية مباشرة للضوء واتصال مباشر بنواة التأقلم (SCN) وتساعد فى التزامن مع الساعة اليومية .
 
هذه الخلايا تحتوى على صبغة معينة تتبدل بالضوء ,بالضوء، وتتبع اشاراتها مسار معين حتى تصل الى نواة التأقلم .التأقلم، واذا تم ازالة نواة خلايا التأقلم فانها تحافظ على ايقاع الساعة البيولوجية بانتظام فى حالة غياب المؤثرات الخارجية .
 
تتلقى نواة التأقلم المعلومات على مدار النهار والليل من شبكية العين ثم تقوم بترجمتها وتمررها الى [[الغدة الصنوبرية]] ,، وهى غدة صغيرة على شكل مخروط الصنوبر تقع فى منطقة فوق المهاد ( epithalamus) ,، وردا على ذلك تفرز الغدة هرمون [[الميلاتونين]] . يصل افراز الميلاتونين الى ذروته أثناء الليل ويقل طيلة النهار ,النهار، ويوفر وجوده معلومات عن طول الليل .
 
وقد أشارت العديد من الدراسات الى أن الميلاتونين يؤثر على النظامية لتعديل أنماط الايقاع والنشاط وغير ذلك من العمليات ,العمليات، وبالرغم من ذلك قان طبيعة و أهمية هذا التأثير مازالت غير معروفة حتى الآن .
 
ويمكن أن تتراوح ايقاعات الساعة البيولوجية فى الانسان لفترات أقصر وأطول قليلا من ال24 ساعة الأرضية . وقد أظهر الباحثون فى جامعة هارفارد أن البشر بامكانهم الحصول على دورة يومية تتراوح بين 23.5 ساعة و 24.65 ساعة ( وهذا الأخير هو لطبيعة الشمس ودورة النهار والليل على كوكب [[المريخ]] ) .
=== البشر ===
اقترح البحث المبكر حول ايقاع [[الساعة البيولوجية]] فى الانسان ان معظم البشر يفضلون يوم يقترب من ال25 ساعة عندما يتم عزلهم عن المؤثرات الخارجية مثل ضوء النهار وضبط الوقت ,الوقت، وبالرغم من ذلك فقد كان هذا البحث مخطئا لأنه فشل فى حماية المشاركين من الضوء الاصطناعى . وبالرغم من حماية معظم المشاركين من المؤثرات الوقتية مثل الساعات وكذلك ضوء النهار الا ان العلماء لم يدركوا مدى تأثير [[المصابيح]] الكهربائية فى تأخير المرحلة فى الأماكن المغلقة .المغلقة، وسمح للأشخاص باضاءة الأنوار أثناء اليقظة وايقافها عند الرغبة فى النوم . قام المصباح الكهربائى بتأخير مرحلة الساعة البيولوجية أثناء اضائته ليلا . وفى عام 1999م قامت جامعة هارفارد بدراسة أثبتت أن ايقاع الانسان الطبيعى يقترب من 24 ساعة و 11 دقيقة وهذا قريب جدا من اليوم الشمسى الطبيعى ولكنهما مازالا غير متطابقين .
=== العلامات البيولوجية والآثار ===
علامات المرحلة الكلاسيكية لقياس توقيت ايقاع الساعة البيولوجية فى [[الثدييات]] هى :
* مستوى [[الكورتيزول]] فى البلازما .
 
لدراسات درجة الحرارة ,الحرارة، يجب أن يظل الشخص مستيقظ ولكن هادئ وشبه متكأ. فى الظلام فى حين يتم أخذ درجات حرارة المستقيم بشكل شبه مستمر . متوسط درجة حرارة الانسان البالغ تصل الحد الأدنى فى حوالى الساعة الخامسة صباحا ,صباحا، قبل حوالى ساعتين من وقت الاستيقاظ المعتاد . وجد بيهر أنه يحصل فى الشباب على الحد الأدنى من درجة حرارة الجسم فى حوالى الرابعة صباحا فى الأشخاص النهاريين بينما يحصل عليها فى حوالى السادسة صباحا فى الأشخاص الليليين .الليليين، يحدث هذا الحد الأدنى فى حوالى منتصف فترة ال8 ساعات نوم فى الأشخاص النهاريين بينما يحدث فى وقت قريب من الاستيقاظ فى الأشخاص الليليين .
 
لا يوجد الميلاتونين فى الجسد أثناء النهار أو يكون بمستوى قليل حيث لا يتم اكتشافه . يبدأ ظهوره فى الضوء الخافت ,الخافت، وهذا يقدر بحوالى الساعة التاسعة صباحا .صباحا، ويمكن أن يقاس فى الدم أو اللعاب كما يمكن قياس الناتج الرئيسى للأيض فى البول الصباحى .الصباحى، وقد تم استخدام تركيز الهرمون فى الدم أو اللعاب كعلامة للساعة البيولوجية . وبالرغم من ذلك تشير الأبحاث الحديثة الى ان توازن الميلاتونين قد يكون العلامة الأكثر موثوقية .موثوقية، وجد بنلوسيف وآخرون أن علامات مرحلة الميلاتونين كانت أكثر استقرارا وأكثر ترابطا مع توقيت النوم من الحد الأدنى لدرجة الحرارة . و اكتشفوا أيضا أن كلا من توازن النوم وتوازن الميلاتونين مرتبطان بشدة مع علامات المرحلة . بالاضافة الى ذلك ,ذلك، فان مرحلة انخفاض مستويات الميلاتونين هى اكثر موثوقية واستقرارا من انتهاء تكوين الميلاتونين .
 
وتشمل التغييرات الفسيولوجية الأخرى التي تحدث وفقا لإيقاع الساعة البيولوجية معدل ضربات القلب والعديد من العمليات الخلوية بما في ذلك الاكسدة، عمليات الأيض داخل الخلية، الاستجابات المناعية والالتهابات، والتعديلات الجينية، نقص الأكسجين / مسارات استجابة فرط الأكسجين، وجهد الشبكة اندوبلازمية، الالتهام الذاتي، وتنظيم بيئة الخلايا الجذعية. وفى دراسة أجريت على الشباب اكتشفو أن متوسط معدل ضربات القلب يصل الى ادنى قيمة له أثناء النوم ,النوم، وأعلى قيمة له بعد الاستيقاظ بفترة قصيرة .
 
خلافا لدراسات سابقة ,سابقة، فقد وجد أنه ليس هناك تأثير لدرجة الحرارة على أداء الاختبارات النفسية . وهذا على الأرجح بسبب الضغوط التطورية للوظائف العقلية العليا بالمقارنة مع المناطق الوظيفية الأخرى التى تم فحصها فى الدراسات السابقة .
=== خارج الساعة الرئيسية ===
يوجد هناك العديد من الايقاعات اليومية المستقلة فى الكثير من الأجهزة والخلايا فى الجسم خارج نواة التأقلم " الساعة الرئيسية " . تم العثور على هذه الساعات ,الساعات، والتى تدعى المذبذبات الطرفية ,الطرفية، فى الغدة الكظرية والمرئ والرئتين والبنكرياس والكبد والطحال والغدة الصعترية والجلد .والجلد، وبالرغم من أن المذبذبات على الجلد تستجيب للضوء الا ان تاثيرها لم يثبت بعد .بعد، وهناك أيضا بعض الأدلة أن البصلة الشمية والبروستاتا قد تواجه بعض التذبذبات مما يشير أيضا الى ان هذه الأعضاء قد تحتوى على مذبذبات ضعيفة .
 
وعلاوة على ذلك , فان خلايا الكبد على سبيل المثال يبدو أنها تستجيب للتغذية أكثر من الضوء .الضوء، ويبدو أن خلايا كثيرة من أجزاء الجسم المختلفة لديها ايقاعات تشغيل مستقلة .
== الضوء والساعة البيولوجية ==
يعيد الضوء ضبط الساعة البيولوجية وفقا لمنحنى استجابة المرحلة . واعتمادا على التوقيت , يمكن للضوء أن يقدم أو يؤخر ايقاع الساعة البيولوجية. وكل من منحنى استجابة المرحلة والاضاءة المطلوبان يختلفان من فصيلة لأخرى ومستويات الاضاءة المنخفضة مطلوبة لاعادة ضبط الساعة فى القوارض الليلية أكثر من البشر .
== الدورات الطويلة القسرية ==
تمت هذه الدراسات بواسطة ناثانايل كلايتمان فى عام 1938 و ديرك يان دايك وتشارلز كيرلز فى 1990 ,1990، حيث تم وضع العنصر البشرى فى دورة نوم ويقظة قسرية تستغرق حوالى 28 ساعة ,ساعة، فى ضوء خافت ثابت و مع الحفاظ على جميع المؤثرات الأخرى فى معدلات منخفضة لمدة شهر .شهر، لأن الناس العاديين لا يمكنهم الحصول على دورة نوم ويقظة ل28 ساعة فى الضوء الخافت على كل حال . ويشار الى هذا على أنه بروتوكول عدم التزامن . حلقات النوم واليقظة لم تعد مرتبطة بايقاع الساعة البيولوجية الداخلى والذى يستغرق حوالى 24.18 ساعة .ساعة، ويسمح للباحثين بتقييم آثار مرحلة الايقاعية على جوانب النوم واليقظة بما فى ذلك اختباء النوم وغيرها من الوظائف .
== المصادر ==
# Edgar, Rachel S.; Green, Edward W.; Zhao, Yuwei; van Ooijen, Gerben; Olmedo, Maria; Qin, Ximing; Xu, Yao; Pan, Min; Valekunja, Utham K. (24 May 2012). "Peroxiredoxins are conserved markers of circadian rhythms". Nature 485 (7399): 459–464. Bibcode:2012Natur.485..459E
# Michel S, Geusz ME, Zaritsky JJ, Block GD; Geusz; Zaritsky; Block (January 1993). "Circadian rhythm in membrane conductance expressed in isolated neurons". Science 259
# Zivkovic, Bora "Coturnix" (2007-07-25). "Clock Tutorial #16: Photoperiodism – Models and Experimental Approaches (original work from 2005-08-13)". A Blog Around the Clock. ScienceBlogs. Retrieved 2007-12-09.
# Turek FW, Joshu C, Kohsaka A, et al. (May 2005). "Obesity and metabolic syndrome in circadian Clock mutant mice". Science. 308 (5724): 1043–5. Bibcode:2005Sci...308.1043T. doi:10.1126/science.1108750. PMC 3764501free to read. PMID 15845877
# Delezie J, Dumont S, Dardente H, et al. (August 2012). "The nuclear receptor REV-ERBα is required for the daily balance of carbohydrate and lipid metabolism". FASEB J. 26 (8): 3321–35. doi:10.1096/fj.12-208751. PMID 22562834.
# Delezie J, Dumont S, Dardente H, et al. (August 2012). "The nuclear receptor REV-ERBα is required for the daily balance of carbohydrate and lipid metabolism". FASEB J. 26 (8): 3321–35. doi:10.1096/fj.12-208751. PMID 22562834.
# Scott EM, Carter AM, Grant PJ; Carter; Grant (2007). "Association between polymorphisms in the Clock gene, obesity and the metabolic syndrome in man". International Journal of Obesity. 32 (4): 658–62. doi:10.1038/sj.ijo.0803778. PMID 18071340.
# Shneerson, J.M.; Ohayon, M.M.; Carskadon, M.A. (2007). "Circadian rhythms". Rapid eye movement (REM) sleep. Armenian Medical Network. Retrieved 2007-09-19.
"The Rhythms of Life: The Biological Clocks That Control the Daily Lives of Every Living Thing" Russell Foster & Leon Kreitzman, Publisher: Profile Books Ltd.
# Regestein QR, Pavlova M; Pavlova (September 1995). "Treatment of delayed sleep phase syndrome". Gen Hosp Psychiatry. 17 (5): 335–45. doi:10.1016/0163-8343(95)00062-V. PMID 8522148.
# Elizabeth Howell (14 December 2012). "Space Station to Get New Insomnia-Fighting Light Bulbs". Retrieved 2012-12-17.
# Spilde, Ingrid (December 2005). "Reinsdyr uten døgnrytme" (in Norwegian Bokmål). forskning.no. Retrieved 2007-11-24. "...så det ikke ut til at reinen hadde noen døgnrytme om sommeren. Svalbardreinen hadde det heller ikke om vinteren."
# Folk, G. Edgar; Thrift, Diana L.; Zimmerman, M. Bridget; Reimann, Paul (2006-12-01). "Mammalian activity – rest rhythms in Arctic continuous daylight". Biological Rhythm Research. 37 (6): 455–469.
# Merlin C, Gegear RJ, Reppert SM; Gegear; Reppert (September 2009). "Antennal circadian clocks coordinate sun compass orientation in migratory monarch butterflies". Science. 325 (5948): 1700–4. Bibcode:2009Sci...325.1700M. doi:10.1126/science.1176221. PMC 2754321free to read. PMID 19779201.
# Kyriacou CP (September 2009). "Physiology. Unraveling traveling". Science. 325 (5948): 1629–30. doi:10.1126/science.1178935. PMID 19779177.
# Webb AAR (June 2003). "The physiology of circadian rhythms in plants". New Phytologist. 160 (160): 281–303. doi:10.1046/j.1469-8137.2003.00895.x. JSTOR 1514280.
# McClung CR (April 2006). "Plant circadian rhythms". Plant Cell. 18 (4): 792–803. doi:10.1105/tpc.106.040980. PMC 1425852free to read. PMID 16595397.
# Mizoguchi T, Wright L, Fujiwara S, et al. (August 2005). "Distinct roles of GIGANTEA in promoting flowering and regulating circadian rhythms in Arabidopsis". Plant Cell. 17 (8): 2255–70. doi:10.1105/tpc.105.033464. PMC 1182487free to read. PMID 16006578.
# Kolmos E, Davis SJ; Davis (September 2007). "ELF4 as a Central Gene in the Circadian Clock". Plant Signal Behav. 2 (5): 370–2. doi:10.4161/psb.2.5.4463. PMC 2634215free to read. PMID 19704602.
 
{{غير مصنفة|تاريخ=يوليو 2016}}