Biyolojik Ritimler
Canlıların biyolojik
faaliyetlerinin düzenlenmesinde belirli bir ritmin gözlendiği çok eski
zamanlardan beri bilinmektedir. Bu biyolojik ritimler, periyot, sıklık,
büyüklük ve faz gibi özellikler gösteren, tekrarlayıcı olaylar olarak
tanımlanır. Canlılardaki biyolojik ritimler genellikle çevre şartlarından
döngüsel özellik gösterenlerle eşzamanlı olarak yürür. Eğer canlı dış ortamla
ilişkili ise ve biyolojik ritimlerini dış dünyadan gelen uyarılarla
düzenliyorsa böyle ritimlere bağlı “entrained” ritimler denir. Eğer canlı
çevresel uyarılardan arındırılmış bir laboratuar ortamında iç ritmini oluşturup
sürdürebiliyorsa bu ritmlere de serbest “free-running” ritimler adı verilir.
Canlılar dış ortamdan
aldığı bazı sinyalleri ritimlerin düzenlenmesi için bir işaret olarak kullanır.
Canlı gece gündüz göstereceği davranışların düzenlenmesi için ışık ve karanlığı bir
çevresel ipucu olarak kullanır. Biyolojik ritimlerin düzenlenmesinde yer alan
çevresel ipuçlarına “zeitgeber” (Almanca zeit=zaman geber=verici) veya “ritim
verici” adı verilmektedir. Bu ritim verici faktörler arasında en önemlisi
ışıktır. Yılın mevsimleri, ay dönümleri, güneşin durumu diğer ritim verici
faktörler arasında sayılabilir
Biyolojik ritimler döngü
sürelerine göre 4 alt gruplara ayrılır
1. Ultradian ritimler: Bir günde birden fazla
döngüsü olan ritimlerdir. Kalp hızı, solunum sayısı, mide hareketleri, yeme,
içme, idrar çıkarma ve dışkılama, REM/non-REM uyku dönemleri ultradiyen
ritimler arasındadır.
2. Sirkadiyen ritimler: Yaklaşık bir gün süren
ritimlerdir. İnsanların en belirgin sirkadiyen ritmi uyku ve uyanıklık
döngüsüdür. Vücut ısı dalgalanmaları, kan basıncı, bazı hormonların salınımları
da sirkadien bir ritim izler.
3. İnfradiyen ritimler: Döngü süresi haftalar
veya aylar süren ritimlerdir. Kadınlardaki menstrual döngü ve erkeklerdeki
21-28 günlük testosteron salınım döngüsü yer alır.
4. Sirkannular ritimler: Yaklaşık bir yılık
ritimlerdir. İnsan ve memeli hayvan doğumları, hayvanların göç ve kış uyku
döngüleri yer alır.
Sirkadiyen Ritim
Tek hücreli canlılardan,
bitkilere, kuşlara ve insanlara kadar birçok organizma fizyolojilerini ve
davranışlarını gece ve gündüz döngülerine göre senkronize eden
endojen bir zamanlama sistemi
geliştirmiştir. Bu sistem sirkadiyen saat olarak
bilinmektedir. Latince’de “circa” yaklaşık, “diem” bir gün anlamına
gelmektedir.(69)
Sirkadiyen saatin iki temel
özelliği bulunmaktadır (69):
1. Dış uyarılardan bağımsız olarak yaklaşık 24
saatlik bir periyotta salınım gösterebilen endojen bir ritmisitesi
bulunmaktadır. Yani sirkadiyen ritimler çevresel değişimlere karşı organizmanın
bir yanıtı değil, endojen olarak oluşturulan ritimlerdir. Çevresel uyarılar
olmadığında veya canlı zıt özellikli çevresel koşullarda bırakıldığında da
devam etmektedir
2. Sirkadiyen ritim endojen olarak salınım
göstermesine rağmen çevreden aldığı ışık, beslenme gibi bazı sinyalleri
ritimlerin düzenlenmesinde işaret olarak kullanmakta ve ritmini oluşturmaktadır
Örneğin çevresel uyarılar
olmadığında sirkadiyen ritim oluşabilmekte fakat 24 saatten sapmalar gösterebilmektedir.
Periyot yaklaşık 24.5 saat sürmektedir. Çevre şartlarının normal olduğu
dönemlerde, ışık-karanlık uyarıları ile ise sirkadiyen ritim her gün 24 saate
ayarlanmaktadır
Sirkadiyen Ritmin Nörobiyolojisi
Sirkadiyen sistem üç temel
bölümden oluşmaktadır (72). Bunlar:
1. Bir ritim oluşturucu (sirkadiyen osilatör)
2. Çevresel ritim verici ipuçlarını ritim
oluşturucuya ileten girdiler
3. Çeşitli
fizyolojik ve davranışsal ritimleri
oluşturan ve düzenleyen çıktılar
Ritim Oluşturucu: Suprakiasmatik nüklues (SKN) organ düzeyinde sirkadiyen ritimlerin
düzenlenmesinde en önemli ritim oluşturucudur. Santral sinir sisteminde üçüncü
ventrikülün tabanında, optik kiazmanın üzerinde anterior hipotalamusta yer
alır. Bir çift nükleustan oluşan SKN insanda yaklaşık 50.000 nörondan
oluşmaktadır.