Circadiansk rytm och sömn Flashcards
Vad menas med cirkadianska rytmen? vilka funktioner har den?
Ett program som regelbundet återkommer och som koordinerar vår fysiologi från cell till individnivå så att rätt saker görs vid rätt tid under en 24 h cykel baserat på samverkan mellan olika molekylära oscillatorer (cirkandska klockor).
- Den ser till att våra celler/organ arbetar efter en tidsmässig förväntan när deras arbetsinsats behövs och spelar stor roll för nutrition och metabolism
Ge exempel på några hälsoproblem man kan få om man inte håller sin biologiska klocka och sin sömn/vakenhetscykel i synkroni med omgivningen.
Man kan drabba av diabetes, högt blodtryck,
kardiovaskulära sjukdomar och psykiska besvär
- Risk för stroke och hjärtinfarkt är (A) på morgonen.
- Risk för komplikationer vid hjärtkirurgi är (B) vid förmiddags- än eftermiddagsoperationer
A. högst
B. större
Cirkadianska rytmen är en relevant faktor vid läkemedelsbehandling. Ge exempel på detta.
Cytostatika måste ges vid de tillfällen celler genomgår cellcykeln då dessa riktar sig mot cancercellernas cellcykel. Alltså läkemedelsadministration vid rätt tidpunkter påverkar deras effektivitet.
Hur styrs cirkadianska rytmens rytmiska mönster?
Med hjälp av olika typer av oscillatorer som kan vara genetiska (PER-oscillatorn), cytosola eller metaboliska
(oscillatorn Kai)
Vad är PER-oscillatorn? hur funkar den?
Molekylär klocka baserad som regleras av transkription translation feedback loop.
- Består ett stort antal gener som kontrolleras av transkriptionsfaktorer.
Så här går det till:
- Transkriptionsfaktorerna Clock och Bmal1 initierar transkription av negativa återkopplingsproteiner cry1/2 och Per1 som dimeriseras, går in i kärnan och binder till clock och Bmal1 och hämmar deras transkriptionella aktivitet.
- Proteosomal degradering av cry och Per tar bort hämningen och cykel startar igen.
Transkription translation feedback loop
Proteiner som hämmar sin egna produktion genom att hämma transkription av deras gener.
Varför behövs en centralklocka för att styra cirkadianska rytmen?
De cirkadianska klockorna, oscillatorer kan inte känna av ljus som är den viktigaste faktorn för cirkadianska rytmen. Därför måste vi ha en ljuskänslig centralklocka som kan styra de andra klockorna.
Vilken struktur utgör vår centralklocka? var återfinns denna struktur?
nucl. Suprachiasmaticus (SCN) som återfinns i hypothalamus.
Vad är det som gör att SCN kan fungera som centralklocka?
SCN har ett nätverk av 50 000 GABA-erga/peptiderga neuron och en grupp celler som frisätter VIP (vasointestinal peptide) som är speciellt betydelsefull för att synkronisera SCN rytm.
Hur kan SCN få information om ljus? Vad gör SCN med denna information?
Ljus registreras av specialiserade melanopsin-innehållande ganglieceller och skickas från retina till SCN via den retinohypothalamiska banan.
SCN kan därefter påverka cellernas oscillatorer, antingen via neuronal signalering med
aktionspotentialer eller humoral signalering med hormoner.
Hur påverkar ljus de cirkadianska klockorna i celler?
- Information om ljus går till celler från SCN och stimulera transkription av genen Per 1 som är ett av de proteinerna som deltar i
negativa återkopplingen. - Vid mörker leder det ej till någon transkription av genen Per 1
Vilka regioner omfattar SCN?
- Inre (core) region (ventral): mottar och integrerar kommande information från retina, c. pineale, thalamus och raphe.
- Yttre (shell) region (dorsal): här finns celler som uppvisar en kraftig circadiansk rytm i genexpression genom att samspela med celler i core-regionen
Aktiviteten, aktionspotentialsfrekvens, i SCN (A) under dagen och (B) under kvällen.
A. ökar
B. minskar
Hur styrs aktionspotentialsfrekvens från SCN ?
- Klockgenerna styr produktionen av olika jonkanaler som påverkar cellernas retbarhet. Dessa jonkanaler är mer excitabila under dagen.
- Cirkadianska variation i astrocyternas aktivitet: astrocyter är väldigt aktiva under natten p.g.a ökad [Ca2+] → frisätter glutamat via presynaptiska NMDA receptorer →
frisättning av GABA ökar från interneuron vilket hämmar AP-fyrning i SCN-neuron.
