Category Archives: Życie

Regulacja rytmów dobowych

Po zapoznaniu się z właściwościami i powstawaniem w rozwoju ontogenetycznym zwierząt rytmów dobowych, a szczególnie uświadomienie sobie, że praktycznie każda komórka organizmu wykazuje cechy rytmiczności wydawałoby się, że nie mają większego sensu poszukiwania mające na celu lokalizację zegara biologicznego w organizmie. Słuszniejszym byłoby przyjęcie koncepcji, że organizm jako całość funkcjonuje w sposób rytmiczny. Przy takim założeniu pojęcie zegara biologicznego byłoby tylko pojęciem umownym. Jednakże, jeżeli przyjmiemy, że rytmiczne funkcjonowanie komórek jest wynikiem dzia-łania nadrzędnego mechanizmu (czy mechanizmów) synchronizującego wszystkie rytmy dobowe rozgrywające się na terenie organizmu, a taka koncepcja jest obecnie powszechnie przyjęta, wtedy takie usiłowania stają się jak najbardziej celowe.

Pora karmienia zwierząt głównym czynnikiem synchronizującym

Inne glony, które mogą być synchronizowane w podobny sposób to Chlamydomonas (Bernstein, 1968) i Euglena gracilis (James, 1964 Edmunds, 1965).

Rytm aktywności ruchowej w warunkach stałych

Jak już wiemy z rozdziału 1 w warunkach stałych środowiska, a więc w takich, w których brak jest dawców czasu dla organizmu, ujawnia się endogenna rytmika spontaniczna. Właściwie jak dotąd, jedynym kryterium endogenności określonego rytmu dobowego jest ujawnienie się go i trwanie w warunkach stałych. Przy czym za „warunki stałe” uważa się stałą ciemność lub stałe światło przy zachowaniu jednakowej temperatury i wilgotności w obu przypadkach.

Czy istnieje działanie antagonistyczne histaminy w stosunku do insuliny?

Nieco trudniejsze jest wyjaśnienie ewentualnego mechanizmu regulującego drugi szczyt glukozy występujący we krwi szczurów pod koniec okresu ciemności. Friedman i Walker (1969) sugerują, że może być on wywołany również zmianą poziomu katecholamin, ale nie we krwi tylko w mózgu tych zwierząt (ryc. 75). Istotnie ten wzrost glukozy we krwi jest poprzedzony wzrostem noradrenaliny i histaminy w ośrodkowym układzie nerwowym. Autorzy ci opierają swoje twierdzenie na wynikach wcześniej przeprowadzonych doświadczeń Gershbeina (1968) który wykazał, że histamina może wywołać hyperglikemię nawet wtedy, gdy zwierzęciu usunie się nadnercza. Sugerowałoby to istnienie działania antagonistycznego histaminy w stosunku do insuliny.

Proces rytmiczny w gonadach męskich owadów

Również w gonadach męskich owadów można zaobserwować występowanie procesów rytmicznych. Zmiany dobowe są szczególnie wyraźne w ilości dzielących się komórek płciowych w cyklu spermatogenezy. Doświadczenia wykonane w tym zakresie na jądrach świerszczy (Cymborowski, dane nie opublikowane) wskazują, że w warunkach LD 12:12 najwięk- sza liczba komórek będących w fazie podziału (stadium meta- fazy) występuje w pierwszych godzinach okresu światła.

Regulacja procesów rytmicznych kręgowców

Jak widać z zamieszczonych danych implantacja mózgu pobranego od dwóch różnych typów świerszczy do owada nieryt- micznego prowadzi do powstania bardzo wyraźnego rytmu aktywności ruchowej. Rytm ten utrzymuje się przez 2—3 doby, po czym biorca ponownie wykazuje brak rytmiczności. U owadów kontrolnych, którym implantowano mózgi po uprzednim zniszczeniu ich komórek neurosekrecyjnych nie stwierdzono nawet śladów rytmiczności. Wydaje się więc, że istotnie w komórkach tych jest zlokalizowany zegar biologiczny. Jego funkcja polegałaby na rytmicznym uwalnianiu cło hemolimfy owada neuro- sekretu. Powstaje teraz pytanie jaki jest mechanizm działania neurosekretu na połączenia nerwowo-mięśniowe owada. Fakt, że po implantacji mózgu od dawcy rytmicznego do nierytmicz- nego i hiperaktywnego następuje bardzo wyraźne obniżenie aktywności, sugeruje, że uwalniany do hemolimfy neurosekret wywiera działania hamujące aktywność ruchową. Niezbędne są jednak dalsze badania w tym zakresie.

Zagadnienie neurohormonalnej regulacji aktywnośći ruchowej

Właściwe wyjaśnienie zagadnienia neurohormonalnej regulacji aktywności ruchowej owadów musi czekać jeszcze na wyniki przyszłych eksperymentów. Wyniki tu przedstawione potwierdzają udział w regulacji aktywności ruchowej owadów bliżej nie określonej substancji, wydzielanej okresowo do hemolimfy tych zwierząt.

Przytwierdzenie muszli małży do podłoża

Również w tym przypadku muszla małża jest na stałe przymocowana do podłoża (ryc. 23), zaś do drugiej przytwierdza się nitkę, którą przez system bloczków łączy się z pisakiem atramentowym. Połączenie wolnej muszli małża z urządzeniem piszącym odbywa się przez dźwignię, która umożliwia regulację amplitudy zapisu. Papier przesuwa się z szybkością 17 nim/godz., co wystarcza do uzyskania bardzo wyraźnych zapisów (ryc. 24). Bar-

Rytm w wielu dziedziach medycyny

Jednakże rytm jako nieodłączna cecha wszystkich przemian życiowych organizmu znalazł uznanie w wielu dziedzinach medycyny. W Polsce stosunkowo wcześnie zwrócono uwagę na te zagadnienia (Gamski, 1953). Badacz ten pisze między innymi „Dwudziestoczterogodzinny rytm dnia i nocy zespala się w człowieku z dwudziestoczterogodzinnym rytmem czynności i odpoczynku, zmienności napięć wegetacyjnych i wielu przemian ustrojowych. W ciągu 24 godzin stwierdzamy okresowe wahania krzywej ciepłoty ciała, zużycia tlenu i wydalania dwutlenku węgla, częstości tętna i oddechu, wysokości ciśnienia krwi, składu komórkowego i chemicznego krwi, składu płynu mózgowo-rdzeniowego, gospodarki wodnej, składu chemicznego, moczu, czynności wątroby, żołądka, przysadki i nadnerczy” (str. 3). Dzisiaj do tej listy moglibyśmy dodać znacznie więcej procesów zmieniających się rytmicznie w organizmie. Wydaje się jednak, że z punktu praktyki lekarskiej najważniejsze jest następujące stwierdzenie: „Lecz choroba jest nie tylko zaburzeniem zgodnego rytmu przemian ustrojowych. Choroba będąca jednym z przejawów ustrojowych. Choroba będąca jednym z przejawów biologii człowieka, podlega również ogólnemu prawu okresowości przemian w przyrodzie, ma również swoją własną periodykę” (str. 4). Autor ten cytuje dalej wiele przykładów spontanicznego nawrotu różnych schorzeń, podaje również przykłady w jakich porach doby należałoby stosować leki, by temu skutecznie zapobiegać. Na przykład obserwacja dobowych wahań poziomu cukru we krwi ma szczególne znaczenie w leczeniu cukrzycy. Podanie bowiem insuliny w okresie maksymalnego stężenia cukru we krwi, które przypada na godzinę 4-6 rano może zastąpić koniecz- ność stosowania znacznie większych dawek podawanych w dzień. Strofantynę należałoby podawać chorym wieczorem, ponieważ wzmożone napięcia nerwu błędnego zwiększa kardiotoniczne działanie leku. Również środki moczopędne należałoby podawać wieczorem ze względu na patologiczne przesunięcie szczytu wydzielania moczu na porę nocną.

Aktywność lokomotoryczna zwierząt

Metoda ta była i jest nadal stosowana do badań rytmiki dobowej aktywności lokomotorycznej zwierząt. W ten sposób badano aktywność ruchową niektórych chrząszczy (Park i Keller, 1932 Greenslade, 1963), jętek (Harker, 1953) i kilku gatunków pająków (Breymeyer, 1965 Horn, 1969). Bezpośrednią obserwację zastosowano również w badaniach dobowej reakcji muchy tse-tse (Glossina morsitans Westw.) na poruszające się w jej polu widzenia obiekty (Brady, 1972a). Jednakże metoda ta ma wiele cech niekorzystnych. Przede wszystkim istnieje możliwość popełniania dużych błędów, powodowanych samym zmęczeniem obserwatora, które występuje przy prowadzeniu ciągłej obserwacji.