عجائب الساعة البيولوجية للكائن الحي

ساعة بدون عقارب " الساعة البيولوجية "

بقلم : سمر صفوت 
تدقيق ومراجعة : محمد ياسر الصدفي 

ما هى الساعة البيولوجية ؟

هي جهاز توقيت فطري موجود في جميع الكائنات الحية. كل خلية لها ساعة بيولوجية  خاصة بها. تنتج الساعة البيولوجية بما يسمى الايقاعات اليومية "وهي عبارة عن تغيرات جسدية ، عقلية ، وسلوكية " تستجيب هذه التغيرات للضوء والظلام في بيئة الكائن الحى . النوم فى الليل والاستيقاظ في النهار يعد مثال لايقاع الساعة البيولوجية . 
يتم تنسيق عمل الساعة البيولوجية في الكائنات الحية عن طريق " الساعة الرئيسية فى الدماغ " وهي عبارة عن 20000 خلية عصبية تشكل بنية تسمى  suprachiasmatic nucleus SCN. 
تقع الساعة الرئيسية في جزء من الدماغ يسمى تحت المهاد وهذا الجزء يتلقي الضوء مباشرة من العين . 

علاقة الـ suprachiasmatic nucleus SCN بتنظيم الساعة البيولوجية تأثراً بالضوء 

الوظيفة الرئيسية للساعة البيولوجية :

الساعة البيولوجية حساسة جدا للضوء  ، فعندما يظهر ضوء النهار تقوم الساعة البيولوجية بتجهيز اجسامنا لفترة النشاط القادمة خلال النهار وذلك عن طريق ارتفاع متوقع في معدل ضربات القلب والجلوكوز والكورتيزول . في الوقت نفسه ينخفض هرمون الظلام " الميلاتونين " وهكذا فان الرسالة اليومية تخترق جميع الأنسجة بشكل مثير للاهتمام ليس فقط عن طريق الهرمونات ولكن ايضا من خلال التأثير العصبي المباشر للساعة الرئيسية في الدماغ على اعضاء الجسم . 

الساعة البيولوجية والنوم :

تساعد الإيقاعات اليومية (الساعة البيولوجية ) على تحديد أنماط نومنا. تتحكم الساعة الرئيسية للجسم ، أو SCN ، في إنتاج الميلاتونين ، وهو هرمون يجعلك تشعر بالنعاس. يتلقى معلومات حول الضوء الوارد من الأعصاب البصرية ، والتي تنقل المعلومات من العين إلى الدماغ. وعندما يكون هناك ضوء أقل - مثل الليل - تطلب SCN من الدماغ إنتاج المزيد من الميلاتونين حتى تشعر بالنعاس. ويدرس الباحثون كيف أن العمل بطريقة النوبات أو الـ shifts  وكذلك التعرض للضوء من الأجهزة المحمولة أثناء الليل قد يغير الإيقاعات اليومية ودورات النوم والاستيقاظ.

قد أدت  دورة 24 ساعة لدوران الارض الي  انماط  نوم للانسان  

عند تغير مواعيد  النوم والاستيقاظ المعتاد عليها يمكن ان تجعل الأشخاص اكثر عرضة للأصابة بأمراض مثل السكري ، السمنة ، اضطرابات الجهاز الهضمى ، و أمراض القلب وغيرها من الامراض الاخري . 

تأثير الساعة البيولوجية علي ....

المزاج 

قد يؤدى اضطراب الساعة البيولوجية لاضطرابات مثل الأكتئاب الحاد والأضطراب ثنائى القطب وهو إضطراب وجداني يتميز بفترات متناوبة من الاكتئاب وفترات فرحة غير طبيعية  .

الخصوبة 

 لا يُعرف إلا القليل عن تأثير النوم والاضطراب اليومي على الخصوبة لدى النساء. أثبتت النماذج الحيوانية سيطرة  واضحة للساعة البيولوجية على زيادة الهرمون اللوتيني LH  قبل التبويض. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي تعطيل نظام التوقيت اليومي من خلال التعرض لدورات الظلام والضوء غير الطبيعية أو طفرات جينات الساعة البيولوجية إلى تناقص القدرة التناسلية لدى الحيوانات. إضطرابات  في الحيض ، والخصوبة ، والعلاقة ثنائية الاتجاه بحيث يمكن أن يؤدي اضطراب النوم إلى تغيير شكل إفراز الهرمون التناسلي. لذلك ، قد يكون للنوم ، بالإضافة إلى توقيته اليومي ، أهمية أيضًا في الحمل. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط العقم بالضيق النفسي والإكتئاب الذي قد يؤدي إلى قلة النوم. 

ماذا يحدث لساعتك البيولوجية عندما تمر عبر مناطق زمنية مختلفة ؟

يعاني الناس من اضطراب الرحلات الجوية الطويلة عندما يعطل السفر إيقاعاتهم اليومية. عندما تمر عبر مناطق زمنية مختلفة ، ستكون ساعاتك البيولوجية مختلفة عن التوقيت المحلي. على سبيل المثال ، إذا سافرت شرقًا من كاليفورنيا إلى نيويورك ، فستفقد 3 ساعات. بحيث عندما تستيقظ في الساعة 7:00 صباحًا على الساحل الشرقي ، لا تزال ساعاتك البيولوجية تعمل كأنها في الساحل الغربي ، لذلك تشعر وكأنك ما زلت في الساعة 4:00 صباحًا ، وستتم إعادة ضبط ساعاتك البيولوجية ، ولكن هذا غالبًا ما يستغرق بضع أيام. 

الساعة البيولوجية والتئام الجروح :

أجرى باحثون في مختبر مركز البحوث الطبية للبيولوجيا الجزيئية في كامبريدج دراسات على خلايا جلد الفأر التي كشفت أن الجروح التي تكبدتها خلال النهار تلتئم اسرع من  تلك التي تكبدتها في الليل. لاحظ العلماء أن هذا التأثير يمكن ملاحظته أيضًا في ضحايا الحروق البشرية. باستخدام بيانات من قاعدة بيانات إصابات الحروق الدولية ، والتي تجمع إصابات الحروق وكذلك وقت حدوثها ، قاموا بتحليل البيانات من 118 مريضًا يعانون من إصابات الحروق. كانت النتيجة مفاجئة:

استغرق علاج الحروق التي حدثت ليلاً وقتا طويلا جدا  من تلك التي أصيب بها أثناء النهار. في المتوسط ​​، تم شفاء الحروق الليلية  بنسبة 95 بالمائة بعد 28 يومًا. وبالمقارنة ، شفيت الحروق التي أصيب بها المرضى خلال النهاربعد 17 يومًا فقط.

وتوصل  الباحثون إلى أن الشفاء الأسرع خلال النهار يمكن أن يرجع إلى تحرك خلايا الجلد بشكل أسرع بكثير لإصلاح موضع الجرح عندما تكون الساعة مضبوطة لضوء النهار، داخل الخلايا الفردية . حيث يتم تسريع معدل الشفاء من خلال زيادة نشاط البروتينات المشاركة في حركة الخلايا وإصلاحها ، وخاصة بروتين الأكتين. تعمل الساعة الخلوية على تعديل كفاءة العمليات المعتمدة على الأكتين مثل هجرة الخلايا والالتصاق ، والتي تؤثر في النهاية على فعالية التئام الجروح.

المصادر 

  "https://www.nigms.nih.gov/education/fact-sheets/Pages/circadian-rhythms.aspx"
https://www.nigms.nih.gov/education/fact-sheets/Pages/circadian-rhythms.aspx

 "https://www.researchgate.net/publication/10803394_The_biological_clock_tunes_the_organs_of_the_body_timing_by_hormones_and_the_autonomic_nervous_system"
https://www.researchgate.net/publication/10803394_The_biological_clock_tunes_the_organs_of_the_body_timing_by_hormones_and_the_autonomic_nervous_system

  "https://www.theguardian.com/lifeandstyle/2016/may/01/wa