Όλες οι βιολογικές διεργασίες, οι ζωντανοί οργανισμοί και τα οικοσυστήματα, έχουν εξελιχθεί με τον Ήλιο που προσδίδει 24ωρη περιοδικότητα στη ζωή στη γη. Η καθημερινή περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονα της δημιουργεί ένα εγγενώς δυναμικό οικοσύστημα με επαναλαμβανόμενους κύκλους φωτός-σκότους. Σε αυτό το γεωφυσικό πλαίσιο, η ζωή εμφανίστηκε αναπόσπαστα με τον Ήλιο, ο οποίος παρέχει φως στην επιφάνεια της Γης με περιοδικότητα 24 ωρών. Ως πηγή ενέργειας το φως ασκεί μια ισχυρή εξελικτική πίεση σε όλες τις φωτοευαίσθητες μορφές ζωής αλλά και τρομερές περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις με τη μορφή επιβλαβούς ακτινοβολίας . Ως αποτέλεσμα, μια μυριάδα μορφών ζωής και οι βιολογικές διαδικασίες τους προέκυψαν και εξελίχθηκαν με κιρκαδικούς ρυθμούς, οι οποίοι στα Λατινικά μεταφράζονται σε «ρυθμούς γύρω (circa-) από την ημέρα (-diem)».
Οι κιρκαδικοί ρυθμοί προέκυψαν από εξελικτικές ανάγκες για να μεγιστοποιήσουν την καθημερινή οργανική ικανότητα, επιτρέποντας στους οργανισμούς να προσαρμόζουν αναμενόμενες και προσαρμοστικές απαντήσεις σε επαναλαμβανόμενους κύκλους φωτός-σκότους και σε σχετικές περιβαλλοντικές αλλαγές. Οι κιρκαδικοί ρυθμοί έχουν ξεχωριστά πλεονεκτήματα επιβίωσης. Οι κιρκαδικές παραλλαγές του περιβάλλοντος επιλέγουν όχι μόνο ευνοϊκούς φαινότυπους αλλά και την ώρα κατά την οποία θα πρέπει να εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αυτή η εξελικτική πίεση προκάλεσε εγγενείς μηχανισμούς χρονομέτρησης που επέτρεψαν στην κιρκαδική οργάνωση φαινοτυπικών παραλλαγών, οι οποίοι προγραμματίζονται χρονικά να προβλέψουν και να προσαρμοστούν στον καθημερινό περιβαλλοντικό κύκλο προκειμένου να μεγιστοποιήσουν την οργανική ικανότητα σε χρονική κλίμακα 24 ωρών. Σε αυτή την εξελικτική βάση σχεδόν όλες οι θεμελιώδεις βιολογικές διαδικασίες συνδυάζονται με την ανατολή και τη δύση του Ήλιου.
Το ρολόι είναι ένα διατηρημένο χαρακτηριστικό σε όλες σχεδόν τις μορφές ζωής, που κυμαίνονται από προκαρυωτικά έως σχεδόν κάθε κύτταρο πολυκυτταρικών ευκαρυωτικών. Το κιρκάδιο ρολόι των θηλαστικών περιλαμβάνει παράγοντες μεταγραφής που αλληλοσυνδέονται με συστήματα αρνητικής ανατροφοδότησης και δημιουργούν κιρκάδια έκφραση γονιδίων που συντονίζει την φυσιολογία. Ωστόσο παραμένουν θεμελιώδεις ερωτήσεις σχετικά με το πώς αυτά τα μοριακά γρανάζια λειτουργούν μαζί για να διατηρήσουν το ρολόι στο επίπεδο των συστημάτων, που κυμαίνεται από μεταγραφικές ταλαντώσεις έως αυτόνομους ρυθμούς κυττάρων και τελικά οργανική φυσιολογία.
Ο κιρκάδιος ρυθμός συντονίζει την φυσιολογία των θηλαστικών με τις καθημερινές περιβαλλοντικές αλλαγές
Τα μοριακά ρολόγια, που αποτελούνται από μεταγραφικά/μεταφραστικά συστήματα ανατροφοδότησης δημιουργούν ταλαντώσεις-ρυθμούς που ενορχηστρώνουν μια ρυθμική φυσιολογία
Η αμοιβαία αλληλεπίδραση κεντρικού και περιφερικών ρολογιών ευθυγραμμίζει τη συμπεριφορά σίτισης με τις κιρκαδικές μεταβολικές διαδικασίες
Το ρολόι λειτουργεί ως οδηγός του μεταβολισμού
Το κιρκαδικό φάρμακο έχει τη δυνατότητα να αξιοποιήσει την κιρκαδική φυσιολογία για να προσθέσει μια νέα διάσταση στις φαρμακολογικές θεραπείες νόσων
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου