stringtranslate.com

Циркадный ритм

Циркадный ритм ( / s ər ˈ k eɪ d i ə n / ) , или циркадный цикл , представляет собой естественное колебание, которое повторяется примерно каждые 24 часа. Циркадные ритмы могут относиться к любому процессу, который возникает внутри организма (т. е. эндогенный ) и реагирует на окружающую среду ( увлекается окружающей средой). Циркадные ритмы регулируются циркадными часами, чья основная функция заключается в ритмической координации биологических процессов, чтобы они происходили в правильное время для максимизации приспособленности индивидуума. Циркадные ритмы широко наблюдались у животных , растений , грибов и цианобактерий , и есть доказательства того, что они развивались независимо в каждом из этих царств жизни. [1] [2]

Термин «циркадный» происходит от латинского circa , что означает «около», и dies , что означает «день». Процессы с 24-часовыми циклами более широко называются суточными ритмами ; суточные ритмы не следует называть циркадными ритмами, если только не будет подтверждено, что они эндогенные, а не экологические. [3]

Хотя циркадные ритмы являются эндогенными, они подстраиваются под локальную среду внешними сигналами, называемыми zeitgebers (от немецкого Zeitgeber ( нем.: [ˈtsaɪtˌɡeːbɐ] ; букв. ' дающий время ' )), которые включают свет, температуру и окислительно-восстановительные циклы. В клинических условиях аномальный циркадный ритм у людей известен как нарушение сна, связанное с циркадным ритмом . [4] 

История

Самый ранний зарегистрированный отчет о циркадном процессе приписывается Теофрасту , датируемый 4 веком до н. э., вероятно, предоставленный ему по отчету Андростена , капитана корабля , служившего при Александре Македонском . В своей книге «Περὶ φυτῶν ἱστορία», или «Исследование растений», Теофраст описывает «дерево со множеством листьев, похожее на розу , и что оно закрывается ночью, но открывается на восходе солнца, и к полудню полностью раскрывается; а вечером оно снова постепенно закрывается и остается закрытым ночью, и туземцы говорят, что оно засыпает». [5] Дерево, упомянутое им, было гораздо позже идентифицировано как тамариндовое дерево ботаником Х. Бретцлем в его книге о ботанических находках александрийских кампаний. [6]

Наблюдение за циркадным или суточным процессом у людей упоминается в китайских медицинских текстах , датируемых примерно XIII веком, включая « Руководство по полудню и полуночи» и « Мнемоническую рифму для помощи в выборе акупунктурных точек в соответствии с суточным циклом, днем ​​месяца и временем года» . [7]

В 1729 году французский ученый Жан-Жак д'Орту де Меран провел первый эксперимент, призванный отличить эндогенные часы от реакций на ежедневные стимулы. Он отметил, что 24-часовые закономерности в движении листьев растения Mimosa pudica сохранялись, даже когда растения содержались в постоянной темноте. [8] [9]

В 1896 году Патрик и Гилберт заметили, что в течение длительного периода лишения сна сонливость увеличивается и уменьшается с периодом приблизительно в 24 часа. [10] В 1918 году Дж. С. Шиманский показал, что животные способны поддерживать 24-часовой режим активности при отсутствии внешних сигналов, таких как свет и изменения температуры. [11]

В начале 20-го века циркадные ритмы были замечены в ритмичном времени кормления пчел. Огюст Форель , Ингеборг Белинг и Оскар Валь провели многочисленные эксперименты, чтобы определить, можно ли отнести этот ритм к эндогенным часам. [12] Существование циркадного ритма было независимо обнаружено у плодовых мушек в 1935 году двумя немецкими зоологами, Гансом Кальмусом и Эрвином Бюннингом . [13] [14]

В 1954 году важный эксперимент, о котором сообщил Колин Питтендри, продемонстрировал, что эклозия (процесс превращения куколки во взрослую особь) у Drosophila pseudoobscura является циркадным поведением. Он продемонстрировал, что хотя температура играет важную роль в ритме эклозии, период эклозии задерживается, но не прекращается при снижении температуры. [15] [14]

Термин «циркадный» был введен Францем Халбергом в 1959 году. [16] Согласно первоначальному определению Халберга:

Термин «циркадный» произошел от circa (около) и dies (день); он может подразумевать, что определенные физиологические периоды близки к 24 часам, если не точно такой же длины. В данном случае «циркадный» может применяться ко всем «24-часовым» ритмам, независимо от того, отличаются ли их периоды, индивидуально или в среднем, от 24 часов, длиннее или короче, на несколько минут или часов. [17] [18]

В 1977 году Международный комитет по номенклатуре Международного общества хронобиологии официально принял определение:

Циркадный: относящийся к биологическим вариациям или ритмам с частотой 1 цикл в 24 ± 4 ч; circa (около, приблизительно) и dies (день или 24 ч). Примечание: термин описывает ритмы с длиной цикла около 24 ч, независимо от того, синхронизированы ли они по частоте с (приемлемо) или десинхронизированы или независимы от локальной шкалы времени окружающей среды, с периодами, слегка, но постоянно отличающимися от 24 ч. [19]

Рон Конопка и Сеймур Бензер идентифицировали первую мутацию часов у дрозофилы в 1971 году, назвав ген « период » ( per ), первым обнаруженным генетическим детерминантом поведенческой ритмичности. [20] Ген per был выделен в 1984 году двумя группами исследователей. Конопка, Джеффри Холл, Майкл Рошбаш и их группа показали, что локус per является центром циркадного ритма, и что потеря per останавливает циркадную активность. [21] [22] В то же время группа Майкла У. Янга сообщила о схожих эффектах per , и что ген охватывает интервал в 7,1 килобаз (кб) на Х-хромосоме и кодирует 4,5 кб поли(A)+ РНК. [23] [24] Они продолжили открывать ключевые гены и нейроны в циркадной системе дрозофилы , за что Холл, Росбаш и Янг получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2017 года . [25]

Джозеф Такахаши открыл первую мутацию циркадных часов млекопитающих ( clockΔ19 ) с помощью мышей в 1994 году. [26] [27] Однако недавние исследования показывают, что удаление clock не приводит к поведенческому фенотипу (у животных по-прежнему сохраняются нормальные циркадные ритмы), что ставит под сомнение его важность в генерации ритма. [28] [29]

Первая мутация человеческих часов была обнаружена в большой семье из Юты Крисом Джонсом и генетически охарактеризована Ин-Хуэй Фу и Луисом Птачеком. Пораженные люди являются экстремальными « жаворонками » с 4-часовым опережением фазы сна и другими ритмами. Эта форма семейного синдрома опережающей фазы сна вызвана изменением одной аминокислоты , S662➔G, в человеческом белке PER2. [30] [31]

Критерии

Чтобы биологический ритм можно было назвать циркадным, он должен соответствовать следующим трем общим критериям: [32]

  1. Ритм имеет эндогенный период свободного течения, который длится приблизительно 24 часа. Ритм сохраняется в постоянных условиях, т. е. в постоянной темноте, с периодом около 24 часов. Период ритма в постоянных условиях называется периодом свободного течения и обозначается греческой буквой τ (тау). Обоснованием этого критерия является необходимость отличать циркадные ритмы от простых ответов на ежедневные внешние сигналы. Ритм нельзя назвать эндогенным, если он не был протестирован и не сохраняется в условиях без внешнего периодического воздействия. У дневных животных (активных в дневные часы) в целом τ немного больше 24 часов, тогда как у ночных животных (активных ночью) в целом τ короче 24 часов.
  2. Ритмы поддаются синхронизации. Ритм может быть сброшен воздействием внешних стимулов (таких как свет и тепло), этот процесс называется синхронизацией . Внешний стимул, используемый для синхронизации ритма, называется zeitgeber или «датером времени». Путешествие через часовые пояса иллюстрирует способность биологических часов человека подстраиваться под местное время; человек обычно испытывает джетлаг до того, как синхронизация его циркадных часов синхронизирует их с местным временем.
  3. Ритмы демонстрируют температурную компенсацию. Другими словами, они поддерживают циркадную периодичность в диапазоне физиологических температур. Многие организмы живут в широком диапазоне температур, и различия в тепловой энергии будут влиять на кинетику всех молекулярных процессов в их клетках. Чтобы отслеживать время, циркадные часы организма должны поддерживать примерно 24-часовую периодичность, несмотря на изменяющуюся кинетику, свойство, известное как температурная компенсация. Температурный коэффициент Q 10 является мерой этого компенсирующего эффекта. Если коэффициент Q 10 остается приблизительно равным 1 при повышении температуры, ритм считается температурно-компенсированным.

Источник

Циркадные ритмы позволяют организмам предвидеть и готовиться к точным и регулярным изменениям окружающей среды. Таким образом, они позволяют организмам лучше использовать ресурсы окружающей среды (например, свет и пищу) по сравнению с теми, которые не могут предсказать такую ​​доступность. Поэтому было высказано предположение, что циркадные ритмы дают организмам селективное преимущество в эволюционном плане. Однако ритмичность, по-видимому, так же важна для регулирования и координации внутренних метаболических процессов, как и для координации с окружающей средой . [33] Это подтверждается сохранением (наследуемостью) циркадных ритмов у плодовых мушек после нескольких сотен поколений в постоянных лабораторных условиях, [34] а также у существ, находящихся в постоянной темноте в дикой природе, и экспериментальным устранением поведенческих — но не физиологических — циркадных ритмов у перепелов . [35] [36]

Что побудило циркадные ритмы эволюционировать, остается загадкой. Предыдущие гипотезы подчеркивали, что светочувствительные белки и циркадные ритмы могли возникнуть вместе в самых ранних клетках с целью защиты реплицирующейся ДНК от высоких уровней повреждающего ультрафиолетового излучения в дневное время. В результате репликация была отнесена к темноте. Однако доказательств этого не хватает: на самом деле, простейшие организмы с циркадным ритмом, цианобактерии, делают противоположное: они больше делятся в дневное время. [37] Недавние исследования вместо этого подчеркивают важность совместной эволюции окислительно-восстановительных белков с циркадными осцилляторами во всех трех областях жизни после Великого окислительного события примерно 2,3 миллиарда лет назад. [1] [4] Современная точка зрения заключается в том, что циркадные изменения уровня кислорода в окружающей среде и выработка активных форм кислорода (ROS) в присутствии дневного света, вероятно, привели к необходимости развития циркадных ритмов для предотвращения и, следовательно, противодействия разрушительным окислительно-восстановительным реакциям на ежедневной основе.

Простейшими известными циркадными часами являются бактериальные циркадные ритмы , примером которых являются прокариотные цианобактерии . Недавние исследования продемонстрировали, что циркадные часы Synechococcus elongatus могут быть воссозданы in vitro всего с тремя белками ( KaiA , KaiB , KaiC ) [38] их центрального осциллятора. Было показано, что эти часы поддерживают 22-часовой ритм в течение нескольких дней при добавлении АТФ . Предыдущие объяснения прокариотического циркадного хронометра зависели от механизма обратной связи транскрипции/трансляции ДНК. [ необходима цитата ]

Дефект в человеческом гомологе гена Drosophila " period " был идентифицирован как причина расстройства сна FASPS ( семейный синдром опережающей фазы сна ), что подчеркивает консервативную природу молекулярных циркадных часов в ходе эволюции. Сейчас известно гораздо больше генетических компонентов биологических часов. Их взаимодействие приводит к замкнутой петле обратной связи генных продуктов, что приводит к периодическим колебаниям, которые клетки организма интерпретируют как определенное время суток. [39]

Теперь известно, что молекулярные циркадные часы могут функционировать в пределах одной клетки. То есть они являются клеточно-автономными. [40] Это было показано Джином Блоком на изолированных базальных нейронах сетчатки моллюска (BRN). [41] В то же время разные клетки могут общаться друг с другом, что приводит к синхронизированному выходу электрических сигналов. Они могут взаимодействовать с эндокринными железами мозга, что приводит к периодическому высвобождению гормонов. Рецепторы этих гормонов могут быть расположены далеко по всему телу и синхронизировать периферические часы различных органов. Таким образом, информация о времени суток, передаваемая глазами, передается на часы в мозге, и через них часы в остальной части тела могут быть синхронизированы. Вот как время, например, сна/бодрствования, температура тела, жажда и аппетит координированно контролируются биологическими часами. [42] [43]

Значение у животных

Циркадная ритмичность присутствует в режимах сна и питания животных, включая людей. Существуют также четкие закономерности температуры тела, активности мозговых волн , выработки гормонов , регенерации клеток и других биологических видов деятельности. Кроме того, фотопериодизм , физиологическая реакция организмов на продолжительность дня или ночи, жизненно важен как для растений, так и для животных, а циркадная система играет роль в измерении и интерпретации продолжительности дня. Своевременное прогнозирование сезонных периодов погодных условий, доступности пищи или активности хищников имеет решающее значение для выживания многих видов. Хотя это и не единственный параметр, изменяющаяся продолжительность фотопериода (продолжительность дня) является наиболее прогнозируемым экологическим сигналом для сезонных сроков физиологии и поведения, особенно для сроков миграции, спячки и размножения. [44]

Эффект нарушения циркадного ритма

Мутации или делеции генов часов у мышей продемонстрировали важность биологических часов для обеспечения правильного времени клеточных/метаболических событий; мыши с мутацией часов гиперфагичны и страдают ожирением, а также имеют измененный метаболизм глюкозы. [45] У мышей делеция гена часов Rev-ErbA alpha может привести к ожирению, вызванному диетой , и изменить баланс между использованием глюкозы и липидов, предрасполагая к диабету . [46] Однако неясно, существует ли сильная связь между полиморфизмами генов часов у людей и восприимчивостью к развитию метаболического синдрома. [47] [48]

Влияние цикла свет-темнота

Ритм связан с циклом света и темноты. Животные, включая людей, находящиеся в полной темноте в течение длительного времени, в конечном итоге функционируют со свободно текущим ритмом. Их цикл сна сдвигается назад или вперед каждый «день», в зависимости от того, короче или длиннее их «день», их эндогенный период, 24 часа. Сигналы окружающей среды, которые сбрасывают ритмы каждый день, называются zeitgebers. [49] Полностью слепые подземные млекопитающие (например, слепой землекоп Spalax sp.) способны поддерживать свои эндогенные часы при очевидном отсутствии внешних стимулов. Хотя у них нет глаз, формирующих изображение, их фоторецепторы (которые обнаруживают свет) все еще функционируют; они также периодически всплывают. [ нужна страница ] [50]

Свободно бегущие организмы, которые обычно имеют один или два объединенных эпизода сна, все еще будут иметь их, когда находятся в среде, защищенной от внешних сигналов, но ритм не привязан к 24-часовому циклу света и темноты в природе. Ритм сна и бодрствования может, в этих обстоятельствах, выйти из фазы с другими циркадными или ультрадианными ритмами, такими как метаболические, гормональные, электрические ритмы ЦНС или нейротрансмиттерные ритмы. [51]

Недавние исследования оказали влияние на проектирование сред космических кораблей , поскольку системы, имитирующие цикл свет-темнота, оказались весьма полезными для астронавтов. [ ненадежный медицинский источник? ] [52] Светотерапия была опробована в качестве метода лечения расстройств сна .

Животные Арктики

Норвежские исследователи из Университета Тромсё показали, что некоторые арктические животные (например, куропатка , северный олень ) демонстрируют циркадные ритмы только в те части года, когда восходы и закаты солнца происходят ежедневно. В одном исследовании оленей животные на 70 градусах северной широты демонстрировали циркадные ритмы осенью, зимой и весной, но не летом. Олени на Шпицбергене на 78 градусах северной широты демонстрировали такие ритмы только осенью и весной. Исследователи подозревают, что и другие арктические животные могут не демонстрировать циркадные ритмы при постоянном свете летом и постоянной темноте зимой. [53]

Исследование 2006 года на севере Аляски показало, что дневные суслики и ночные дикобразы строго поддерживают свои циркадные ритмы в течение 82 солнечных дней и ночей. Исследователи предполагают, что эти два грызуна замечают, что видимое расстояние между солнцем и горизонтом является самым коротким один раз в день, и, таким образом, имеют достаточный сигнал для увлечения (регулировки). [54]

Бабочки и мотыльки

Навигация осенней миграции восточно-североамериканской бабочки-монарха ( Danaus plexippus ) к местам зимовки в центральной Мексике использует компенсированный по времени солнечный компас, который зависит от циркадных часов в их антеннах. [55] [56] Известно также, что циркадный ритм контролирует брачное поведение у некоторых видов моли, таких как Spodoptera littoralis , у которой самки вырабатывают специфический феромон , который привлекает и сбрасывает циркадный ритм самцов, чтобы спровоцировать спаривание ночью. [57]

В растениях

Спящее дерево днем ​​и ночью

Циркадные ритмы растений сообщают растению, какой сейчас сезон и когда цвести, чтобы иметь наилучшие шансы привлечь опылителей. Поведение, демонстрирующее ритмы, включает движение листьев ( никтинастия ), рост, прорастание, устьичный/газообмен, активность ферментов , фотосинтетическую активность и выделение аромата, среди прочего. [58] Циркадные ритмы возникают, когда растение синхронизируется со световым циклом окружающей среды. Эти ритмы генерируются эндогенно , самоподдерживаются и относительно постоянны в диапазоне температур окружающей среды. Важные особенности включают две взаимодействующие петли обратной связи транскрипции-трансляции : белки, содержащие домены PAS, которые облегчают белок-белковые взаимодействия; и несколько фоторецепторов, которые точно настраивают часы на различные условия освещения. Ожидание изменений в окружающей среде позволяет соответствующим образом изменять физиологическое состояние растения, обеспечивая адаптивное преимущество. [59] Более глубокое понимание циркадных ритмов растений может найти применение в сельском хозяйстве, например, помогая фермерам распределять сбор урожая, чтобы продлить его доступность и защититься от огромных потерь из-за погодных условий.

Свет — это сигнал, с помощью которого растения синхронизируют свои внутренние часы с окружающей средой, и воспринимается широким спектром фоторецепторов. Красный и синий свет поглощаются несколькими фитохромами и криптохромами . Фитохром A, phyA, является светолабильным и обеспечивает прорастание и деэтиоляцию при недостатке света. [60] Фитохромы B–E более стабильны с phyB, основным фитохромом в рассаде, выращенной на свету. Ген криптохрома (cry) также является светочувствительным компонентом циркадных часов и, как полагают, участвует как в качестве фоторецептора, так и в качестве части эндогенного механизма ритмоводителя часов. Криптохромы 1–2 (участвующие в синем–UVA) помогают поддерживать длительность периода в часах в целом ряде условий освещения. [58] [59]

График, показывающий две пары ритмических временных рядов, пики которых приходятся на разное время суток, на протяжении шести 24-часовых циклов.
График, показывающий временные ряды данных биолюминесцентной визуализации циркадных генов-репортеров. Трансгенные саженцы Arabidopsis thaliana были получены с помощью охлаждаемой ПЗС-камеры при трех циклах 12-часового света: 12 часов темноты, за которыми следовали 3 дня постоянного света (из 96 часов). Их геномы несут репортерные гены люциферазы светлячков , управляемые промоторными последовательностями часовых генов. Сигналы саженцев 61 (красный) и 62 (синий) отражают транскрипцию гена CCA1 , достигая пика после включения света (48 часов, 72 часа и т. д.). Саженцы 64 (бледно-серый) и 65 (бирюзовый) отражают TOC1 , достигая пика перед выключением света (36 часов, 60 часов и т. д.). Временные ряды показывают 24-часовые циркадные ритмы экспрессии генов в живых растениях.

Центральный осциллятор генерирует самоподдерживающийся ритм и управляется двумя взаимодействующими петлями обратной связи, которые активны в разное время суток. Утренняя петля состоит из CCA1 (Circadian and Clock-Associated 1) и LHY (Late Elongated Hypocotyl), которые кодируют тесно связанные факторы транскрипции MYB , которые регулируют циркадные ритмы у Arabidopsis , а также PRR 7 и 9 (Pseudo-Response Regulators). Вечерняя петля состоит из GI (Gigantea) и ELF4, оба из которых участвуют в регуляции генов времени цветения. [61] [62] Когда CCA1 и LHY сверхэкспрессируются (в условиях постоянного света или темноты), растения становятся аритмичными, а сигналы мРНК снижаются, что способствует возникновению отрицательной петли обратной связи. Экспрессия генов CCA1 и LHY колеблется и достигает пика ранним утром, тогда как экспрессия гена TOC1 колеблется и достигает пика ранним вечером. Хотя ранее предполагалось, что эти три гена моделируют отрицательную обратную связь, в которой сверхэкспрессированные CCA1 и LHY подавляют TOC1, а сверхэкспрессированный TOC1 является положительным регулятором CCA1 и LHY, [59] в 2012 году Эндрю Миллар и другие показали, что TOC1, по сути, служит репрессором не только CCA1, LHY и PRR7 и 9 в утреннем цикле, но также GI и ELF4 в вечернем цикле. Это открытие и дальнейшее компьютерное моделирование функций и взаимодействий гена TOC1 предполагают переосмысление растительных циркадных часов как модели репрессилятора с тройным отрицательным компонентом , а не петли обратной связи с положительным/отрицательным элементом, характеризующей часы у млекопитающих. [63]

В 2018 году исследователи обнаружили, что экспрессия зарождающихся транскриптов PRR5 и TOC1 hnRNA следует той же колебательной схеме, что и ритмически обработанные транскрипты мРНК в A. thaliana . LNK связывается с 5'-регионом PRR5 и TOC1 и взаимодействует с РНК-полимеразой II и другими факторами транскрипции. Более того, взаимодействие RVE8-LNK позволяет модифицировать разрешающий паттерн метилирования гистонов (H3K4me3), а сама модификация гистонов параллельна колебаниям экспрессии часового гена. [64]

Ранее было обнаружено, что соответствие циркадного ритма растения циклам света и темноты внешней среды может оказывать положительное влияние на растение. [65] Исследователи пришли к такому выводу, проведя эксперименты на трех различных сортах Arabidopsis thaliana . Один из этих сортов имел нормальный 24-часовой циркадный цикл. [65] Два других сорта были мутированы, один имел циркадный цикл более 27 часов, а другой имел более короткий, чем обычно, циркадный цикл в 20 часов. [65]

Arabidopsis с 24-часовым циркадным циклом выращивался в трех различных средах. [65] В одной из этих сред был 20-часовой цикл света и темноты (10 часов света и 10 часов темноты), в другой — 24-часовой цикл света и темноты (12 часов света и 12 часов темноты), а в последней среде был 28-часовой цикл света и темноты (14 часов света и 14 часов темноты). [65] Два мутировавших растения выращивались как в среде с 20-часовым циклом света и темноты, так и в среде с 28-часовым циклом света и темноты. [65] Было обнаружено, что разновидность Arabidopsis с 24-часовым циклом циркадного ритма росла лучше всего в среде, которая также имела 24-часовой цикл света и темноты. [65] В целом было обнаружено, что все разновидности Arabidopsis thaliana имели более высокий уровень хлорофилла и более быстрый рост в средах, где циклы света и темноты соответствовали их циркадному ритму. [65]

Исследователи предположили, что причиной этого может быть то, что соответствие циркадного ритма Arabidopsis окружающей среде может позволить растению лучше подготовиться к рассвету и закату и, таким образом, лучше синхронизировать свои процессы. [65] В этом исследовании также было обнаружено, что гены, которые помогают контролировать хлорофилл, достигают пика через несколько часов после рассвета. [65] Это, по-видимому, согласуется с предложенным явлением, известным как метаболический рассвет. [66]

Согласно гипотезе метаболического рассвета, сахара, вырабатываемые фотосинтезом, могут помочь регулировать циркадный ритм и определенные фотосинтетические и метаболические пути. [66] [67] По мере восхода солнца становится больше света, что обычно позволяет происходить большему фотосинтезу. [66] Сахара, вырабатываемые фотосинтезом, подавляют PRR7. [68] Это подавление PRR7 затем приводит к повышенной экспрессии CCA1. [68] С другой стороны, снижение уровня фотосинтетического сахара увеличивает экспрессию PRR7 и снижает экспрессию CCA1. [66] Эта обратная связь между CCA1 и PRR7, как предполагается, вызывает метаболический рассвет. [66] [69]

ВДрозофила

Ключевые центры мозга млекопитающих и дрозофилы (A) и циркадная система дрозофилы (B)

Молекулярный механизм циркадного ритма и восприятия света лучше всего изучен у дрозофилы . Гены часов обнаружены у дрозофилы , и они действуют вместе с нейронами часов. Существует два уникальных ритма: один во время процесса вылупления (называемого вылуплением ) из куколки, а другой во время спаривания. [70] Нейроны часов расположены в отдельных кластерах в центральном мозге. Наиболее изученными нейронами часов являются большие и малые латеральные вентральные нейроны (l-LNvs и s-LNvs) зрительной доли . Эти нейроны вырабатывают фактор дисперсии пигмента (PDF), нейропептид, который действует как циркадный нейромодулятор между различными нейронами часов. [71]

Молекулярные взаимодействия генов и белков часов во время циркадного ритма дрозофилы

Циркадный ритм дрозофилы осуществляется через петлю обратной связи транскрипции-трансляции. Основной часовой механизм состоит из двух взаимозависимых петель обратной связи, а именно петли PER/TIM и петли CLK/CYC. [72] Петля CLK/CYC происходит в течение дня и инициирует транскрипцию генов per и tim . Но уровни их белков остаются низкими до наступления сумерек, поскольку днем ​​также активируется ген doubletime ( dbt ). Белок DBT вызывает фосфорилирование и оборот мономерных белков PER. [73] [74] TIM также фосфорилируется shaggy до захода солнца. После захода солнца DBT исчезает, так что молекулы PER стабильно связываются с TIM. Димер PER/TIM проникает в ядро ​​несколько раз ночью и связывается с димерами CLK/CYC. Связанный PER полностью останавливает транскрипционную активность CLK и CYC. [75]

Ранним утром свет активирует ген cry , а его белок CRY вызывает распад TIM. Таким образом, димер PER/TIM диссоциирует, и несвязанный PER становится нестабильным. PER подвергается прогрессивному фосфорилированию и в конечном итоге деградации. Отсутствие PER и TIM позволяет активировать гены clk и cyc . Таким образом, часы сбрасываются для начала следующего циркадного цикла. [76]

Модель PER-TIM

Эта модель белка была разработана на основе колебаний белков PER и TIM у дрозофилы . [77] Она основана на своей предшественнице, модели PER, где было объяснено, как ген PER и его белок влияют на биологические часы. [78] Модель включает образование ядерного комплекса PER-TIM, который влияет на транскрипцию генов PER и TIM (обеспечивая отрицательную обратную связь) и множественное фосфорилирование этих двух белков. Циркадные колебания этих двух белков, по-видимому, синхронизируются с циклом свет-темнота, даже если они не обязательно зависят от него. [79] [77] Оба белка PER и TIM фосфорилируются, и после того, как они образуют ядерный комплекс PER-TIM, они возвращаются внутрь ядра, чтобы остановить экспрессию мРНК PER и TIM. Это ингибирование длится до тех пор, пока белок или мРНК не деградируют. [77] Когда это происходит, комплекс снимает ингибирование. Здесь также можно упомянуть, что деградация белка TIM ускоряется под действием света. [79]

У млекопитающих

Вариант эскинограммы , иллюстрирующий влияние света и темноты на циркадные ритмы и связанную с ними физиологию и поведение через супрахиазматическое ядро ​​у человека.

Основные циркадные часы у млекопитающих находятся в супрахиазматическом ядре (или ядрах) (SCN), паре отдельных групп клеток, расположенных в гипоталамусе . Разрушение SCN приводит к полному отсутствию регулярного ритма сна-бодрствования. SCN получает информацию об освещении через глаза. Сетчатка глаза содержит «классические» фоторецепторы (« палочки » и « колбочки »), которые используются для обычного зрения. Но сетчатка также содержит специализированные ганглиозные клетки , которые являются непосредственно светочувствительными и проецируются непосредственно в SCN, где они помогают в захвате (синхронизации) этих главных циркадных часов. Белки, участвующие в часах SCN, гомологичны тем, которые обнаружены у плодовой мушки. [80]

Эти клетки содержат фотопигмент меланопсин , и их сигналы следуют по пути, называемому ретиногипоталамическим трактом , ведущим к SCN. Если клетки из SCN удалить и культивировать, они сохраняют свой собственный ритм при отсутствии внешних сигналов. [81]

SCN получает информацию о продолжительности дня и ночи от сетчатки, интерпретирует ее и передает в эпифиз , крошечную структуру, имеющую форму сосновой шишки и расположенную на эпиталамусе . В ответ на это эпифиз выделяет гормон мелатонин . [82] Секреция мелатонина достигает пика ночью и снижается в течение дня, и его присутствие дает информацию о продолжительности ночи.

Несколько исследований показали, что пинеальный мелатонин дает обратную связь по ритмичности SCN, модулируя циркадные паттерны активности и другие процессы. Однако природа и системное значение этой обратной связи неизвестны. [83]

Циркадные ритмы людей могут быть увязаны с немного более короткими и более длинными периодами, чем 24 часа Земли. Исследователи из Гарварда показали, что человеческие субъекты могут быть увязаны по крайней мере с 23,5-часовым циклом и 24,65-часовым циклом. [84]

Люди

Когда глаза получают солнечный свет, производство мелатонина шишковидной железой подавляется, и вырабатываемые гормоны не дают человеку спать. Когда глаза не получают света, мелатонин вырабатывается в шишковидной железе, и человек устает.

Ранние исследования циркадных ритмов показали, что большинство людей предпочитают день, близкий к 25 часам, когда они изолированы от внешних стимулов, таких как дневной свет и отсчет времени. Однако это исследование было ошибочным, поскольку оно не смогло защитить участников от искусственного света. Хотя испытуемые были защищены от временных сигналов (например, часов) и дневного света, исследователи не знали о задержке фазы комнатного электрического освещения. [85] [ сомнительно – обсудить ] Испытуемым разрешалось включать свет, когда они бодрствовали, и выключать его, когда они хотели спать. Электрический свет вечером задерживал их циркадную фазу. [86] Более строгое исследование, проведенное в 1999 году Гарвардским университетом, оценило естественный человеческий ритм как более близкий к 24 часам и 11 минутам: гораздо ближе к солнечным суткам . [87] Этому исследованию соответствует более позднее исследование 2010 года, в котором также были выявлены половые различия: циркадный период у женщин был немного короче (24,09 часа), чем у мужчин (24,19 часа). [88] В этом исследовании женщины, как правило, просыпались раньше мужчин и отдавали большее предпочтение утренним занятиям, чем мужчины, хотя биологические механизмы, лежащие в основе этих различий, неизвестны. [88]

Биологические маркеры и эффекты

Классическими фазовыми маркерами для измерения времени циркадного ритма млекопитающих являются:

Для температурных исследований субъекты должны бодрствовать, но быть спокойными и полулежать в почти полной темноте, пока их ректальная температура измеряется непрерывно. Хотя вариации велики среди нормальных хронотипов , средняя температура взрослого человека достигает своего минимума около 5:00 утра, примерно за два часа до обычного времени пробуждения. Бэр и др. [91] обнаружили, что у молодых взрослых дневной минимум температуры тела приходился примерно на 04:00 (4 утра) для утренних типов, но примерно на 06:00 (6 утра) для вечерних типов. Этот минимум приходился примерно на середину восьмичасового периода сна для утренних типов, но ближе к пробуждению для вечерних типов.

Мелатонин отсутствует в системе или его уровень неопределяемо низок в дневное время. Его начало при тусклом свете, начало мелатонина при тусклом свете (DLMO), примерно в 21:00 (9 вечера) можно измерить в крови или слюне. Его основной метаболит также можно измерить в утренней моче. Как DLMO, так и средняя точка (по времени) присутствия гормона в крови или слюне использовались в качестве циркадных маркеров. Однако более новые исследования показывают, что смещение мелатонина может быть более надежным маркером. Бенлусиф и др. [89] обнаружили, что маркеры фазы мелатонина были более стабильны и сильнее коррелировали со временем сна, чем минимум внутренней температуры. Они обнаружили, что как смещение сна, так и смещение мелатонина сильнее коррелируют с маркерами фазы, чем начало сна. Кроме того, фаза снижения уровня мелатонина более надежна и стабильна, чем прекращение синтеза мелатонина.

Другие физиологические изменения, происходящие в соответствии с циркадным ритмом, включают частоту сердечных сокращений и многие клеточные процессы, «включая окислительный стресс , клеточный метаболизм , иммунные и воспалительные реакции, [92] эпигенетическую модификацию, пути реакции гипоксии / гипероксии , эндоплазматический ретикулярный стресс , аутофагию и регуляцию среды стволовых клеток ». [93] В исследовании молодых мужчин было обнаружено, что частота сердечных сокращений достигает своего самого низкого среднего значения во время сна и самого высокого среднего значения вскоре после пробуждения. [94]

В противоречии с предыдущими исследованиями было обнаружено, что температура тела не влияет на результаты психологических тестов. Это, вероятно, связано с эволюционным давлением на более высокую когнитивную функцию по сравнению с другими областями функций, изученными в предыдущих исследованиях. [95]

За пределами «главных часов»

Более или менее независимые циркадные ритмы обнаружены во многих органах и клетках организма за пределами супрахиазматических ядер (SCN), «главных часов». Действительно, нейробиолог Джозеф Такахаши и его коллеги заявили в статье 2013 года, что «почти каждая клетка организма содержит циркадные часы». [96] Например, эти часы, называемые периферическими осцилляторами, были обнаружены в надпочечниках, пищеводе , легких , печени , поджелудочной железе , селезенке , тимусе и коже. [97] [98] [99] Также есть некоторые свидетельства того, что обонятельная луковица [100] и простата [101] могут испытывать колебания, по крайней мере, при культивировании.

Хотя осцилляторы в коже реагируют на свет, системное влияние не доказано. [102] Кроме того, было показано, что многие осцилляторы, такие как клетки печени , например, реагируют на другие входные сигналы, помимо света, такие как питание. [103]

Свет и биологические часы

Свет сбрасывает биологические часы в соответствии с фазовой кривой отклика (PRC). В зависимости от времени свет может опережать или задерживать циркадный ритм. Как PRC, так и требуемая освещенность различаются от вида к виду, и для сброса часов у ночных грызунов требуются более низкие уровни освещенности, чем у людей. [104]

Принудительные более длинные или более короткие циклы

Различные исследования на людях использовали принудительные циклы сна/бодрствования, сильно отличающиеся от 24 часов, например, те, которые были проведены Натаниэлем Клейтманом в 1938 году (28 часов) и Дерк-Яном Дейком и Чарльзом Чейслером в 1990-х годах (20 часов). Поскольку люди с нормальными (типичными) циркадными часами не могут подстраиваться под такие ненормальные ритмы день/ночь, [105] это называется протоколом принудительной десинхронизации. В рамках такого протокола эпизоды сна и бодрствования не связаны с эндогенным циркадным периодом организма, что позволяет исследователям оценивать влияние циркадной фазы (т. е. относительное время циркадного цикла) на аспекты сна и бодрствования, включая задержку сна и другие функции — как физиологические, так и поведенческие и когнитивные. [106] [107] [108] [109] [110]

Исследования также показывают, что Cyclosa turbinata уникальна тем, что ее локомоторная и паутинная активность приводит к тому, что у нее исключительно короткий период циркадных часов, около 19 часов. Когда пауков C. turbinata помещают в камеры с периодами 19, 24 или 29 часов равномерно разделенного света и темноты, ни один из пауков не демонстрирует снижения продолжительности жизни в своих собственных циркадных часах. Эти результаты свидетельствуют о том, что C. turbinata не несет тех же издержек экстремальной десинхронизации, как другие виды животных.

Как люди могут оптимизировать свой циркадный ритм с точки зрения способности достигать полноценного сна

Здоровье человека

Короткий дневной сон не влияет на циркадные ритмы.

Основы циркадной медицины

Передовой край исследований циркадной биологии — это перевод основных механизмов биологических часов в клинические инструменты, и это особенно актуально для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. [111] [112] [113] [114] Сроки лечения в координации с биологическими часами, хронотерапия , также могут принести пользу пациентам с гипертонией (высоким кровяным давлением) за счет значительного повышения эффективности и снижения токсичности лекарств или побочных реакций. [115] 3) Экспериментально на моделях грызунов было показано, что «циркадная фармакология» или препараты, нацеленные на механизм циркадных часов, значительно уменьшают ущерб, вызванный сердечными приступами, и предотвращают сердечную недостаточность. [116] Важно, что для рационального перевода наиболее перспективных методов лечения циркадной медицины в клиническую практику крайне важно понимать, как они помогают лечить заболевания у представителей обоих биологических полов. [117] [118] [119] [120]

Причины нарушения циркадных ритмов

Внутреннее освещение

Требования к освещению для циркадной регуляции не просто такие же, как и для зрения; планирование внутреннего освещения в офисах и учреждениях начинает принимать это во внимание. [121] Исследования на животных по влиянию света в лабораторных условиях до недавнего времени рассматривали интенсивность света ( освещенность ), но не цвет, который, как можно показать, «действует как важный регулятор биологического времени в более естественных условиях». [122]

Синий светодиодный свет подавляет выработку мелатонина в пять раз сильнее, чем оранжево-желтый свет натриевой лампы высокого давления (HPS) ; металлогалогенная лампа , которая излучает белый свет, подавляет мелатонин со скоростью, более чем в три раза большей, чем HPS. [123] Симптомы депрессии, вызванные длительным воздействием ночного света, можно устранить, вернувшись к нормальному циклу. [124]

Пилоты и бортпроводники авиакомпаний

Из-за специфики работы пилотов авиакомпаний, которые часто пересекают несколько часовых поясов и областей солнечного света и темноты за один день и проводят много часов без сна как днем, так и ночью, они часто не могут поддерживать режим сна, который соответствует естественному циркадному ритму человека; эта ситуация может легко привести к усталости . NTSB считает, что это способствует многим несчастным случаям [125] и провел несколько исследований с целью найти методы борьбы с усталостью у пилотов. [126]

Эффект от наркотиков

Исследования, проведенные как на животных, так и на людях, показывают основные двунаправленные связи между циркадной системой и злоупотреблением наркотиками. Указывается, что эти злоупотребляющие наркотики влияют на центральный циркадный пейсмекер. У людей с расстройством, связанным с употреблением наркотиков, наблюдаются нарушенные ритмы. Эти нарушенные ритмы могут увеличить риск злоупотребления наркотиками и рецидива. Возможно, что генетические и/или экологические нарушения нормального цикла сна и бодрствования могут увеличить восприимчивость к зависимости. [127]

Трудно определить, является ли нарушение циркадного ритма причиной увеличения распространенности злоупотребления психоактивными веществами или же виноваты другие факторы окружающей среды, такие как стресс. Изменения циркадного ритма и сна происходят, как только человек начинает злоупотреблять наркотиками и алкоголем. Как только человек прекращает употреблять наркотики и алкоголь, циркадный ритм продолжает нарушаться. [127]

Стабилизация сна и циркадного ритма, возможно, поможет снизить уязвимость к зависимости и уменьшить вероятность рецидива. [127]

Циркадные ритмы и часовые гены, экспрессируемые в областях мозга за пределами супрахиазматического ядра, могут существенно влиять на эффекты, производимые такими наркотиками, как кокаин . [ необходима ссылка ] Более того, генетические манипуляции часовыми генами оказывают глубокое влияние на действие кокаина. [128]

Последствия нарушения циркадных ритмов

Разрушение

Нарушение ритмов обычно имеет негативный эффект. Многие путешественники испытывали состояние, известное как джетлаг , с сопутствующими симптомами усталости , дезориентации и бессонницы . [129]

Ряд других расстройств, таких как биполярное расстройство и некоторые расстройства сна , такие как синдром задержки фазы сна (DSPD), связаны с нерегулярным или патологическим функционированием циркадных ритмов. [130] [131]

Считается, что нарушение ритмов в долгосрочной перспективе имеет существенные неблагоприятные последствия для здоровья периферических органов за пределами мозга, в частности, приводит к развитию или обострению сердечно-сосудистых заболеваний. [132] [133]

Исследования показали, что поддержание нормального сна и циркадных ритмов важно для многих аспектов мозга и здоровья. [132] Ряд исследований также указали, что короткий сон в течение дня может снизить стресс и может повысить производительность без какого-либо измеримого влияния на нормальные циркадные ритмы. [134] [135] [136] Циркадные ритмы также играют роль в ретикулярной активирующей системе , которая имеет решающее значение для поддержания состояния сознания. Изменение [ необходимо разъяснение ] в цикле сон-бодрствование может быть признаком или осложнением уремии , [137] азотемии или острого повреждения почек . [138] [139] Исследования также помогли выяснить, как свет оказывает прямое влияние на здоровье человека через его влияние на циркадную биологию. [140]

Связь с сердечно-сосудистыми заболеваниями

Одно из первых исследований, направленных на определение того, как нарушение циркадных ритмов вызывает сердечно-сосудистые заболевания, было проведено на хомяках Тау, у которых имеется генетический дефект в механизме циркадных часов. [141] При содержании в 24-часовом цикле свет-темнота, который был «не синхронизирован» с их нормальным 22-часовым циркадным механизмом, у них развились серьезные сердечно-сосудистые и почечные заболевания; однако, когда животные Тау выращивались в течение всей своей жизни в 22-часовом ежедневном цикле свет-темнота, у них была здоровая сердечно-сосудистая система. [141] Неблагоприятное воздействие циркадного сбоя на физиологию человека изучалось в лабораторных условиях с использованием протокола сбоя [142] [143] и путем изучения сменных рабочих. [111] [144] [145] Циркадный сбой связан со многими факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний. Высокие уровни биомаркера атеросклероза, резистина, были зарегистрированы у сменных рабочих, что указывает на связь между циркадным смещением и образованием бляшек в артериях. [145] Кроме того, были обнаружены повышенные уровни триацилглицеридов (молекул, используемых для хранения избыточных жирных кислот), которые способствуют затвердению артерий, что связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями, включая сердечный приступ, инсульт и болезни сердца. [145] [146] Сменная работа и возникающее в результате этого циркадное смещение также связаны с гипертонией. [147]

Ожирение и диабет

Ожирение и диабет связаны с образом жизни и генетическими факторами. Среди этих факторов нарушение циркадного механизма и/или несоответствие циркадной системы синхронизации внешней среде (например, цикл свет-темнота) могут играть роль в развитии метаболических нарушений. [132]

Сменная работа или хронический джетлаг имеют глубокие последствия для циркадных и метаболических событий в организме. Животные, которых заставляют есть во время периода покоя, демонстрируют повышенную массу тела и измененную экспрессию часовых и метаболических генов. [148] [146] У людей сменная работа, которая способствует нерегулярному времени приема пищи, связана с измененной чувствительностью к инсулину, диабетом и более высокой массой тела. [147] [146] [149]

Когнитивные эффекты

Снижение когнитивных функций связано с циркадным смещением. У хронических сменных работников наблюдается повышенный уровень операционных ошибок, ухудшение зрительно-моторной производительности и эффективности обработки, что может привести как к снижению производительности, так и к потенциальным проблемам безопасности. [150] Повышенный риск слабоумия связан с хроническими работниками ночной смены по сравнению с работниками дневной смены, особенно для лиц старше 50 лет. [151] [152] [153]

Общество и культура

В 2017 году Джеффри С. Холл , Майкл У. Янг и Майкл Росбаш были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине «за открытия молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм». [154] [155]

Циркадные ритмы были взяты в качестве примера научного знания, переносимого в публичную сферу. [156]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Edgar RS, Green EW, Zhao Y, van Ooijen G, Olmedo M, Qin X и др. (май 2012 г.). «Пероксиредоксины — это консервативные маркеры циркадных ритмов». Nature . 485 (7399): 459–464. Bibcode :2012Natur.485..459E. doi :10.1038/nature11088. PMC  3398137 . PMID  22622569.
  2. ^ Young MW, Kay SA (сентябрь 2001 г.). «Часовые пояса: сравнительная генетика циркадных часов». Nature Reviews. Genetics . 2 (9): 702–715. doi :10.1038/35088576. PMID  11533719. S2CID  13286388.
  3. ^ Vitaterna MH, Takahashi JS, Turek FW (2001). «Обзор циркадных ритмов». Alcohol Research & Health . 25 (2): 85–93. PMC 6707128. PMID  11584554 . 
  4. ^ ab Bass J (ноябрь 2012 г.). «Циркадная топология метаболизма». Nature . 491 (7424): 348–356. Bibcode :2012Natur.491..348B. doi :10.1038/nature11704. PMID  23151577. S2CID  27778254.
  5. ^ Теофраст, 'Περὶ φυτῶν ἱστορία'. "Исследование растений и второстепенные работы о запахах и погодных знаках, с английским переводом сэра Артура Хорта, барт 1916". Архивировано из оригинала 2022-04-13.
  6. ^ Брецль Х (1903). Ботанические исследования Александрсугеса. Лейпциг: Тойбнер.[ нужна страница ]
  7. ↑ Лу Г.Д. (25 октября 2002 г.). Небесные Ланцеты . Психология Пресс. стр. 137–140. ISBN 978-0-7007-1458-2.
  8. ^ де Майран JJ (1729). «Наблюдение Ботаники». История Королевской академии наук : 35–36.
  9. ^ Гарднер М.Дж., Хаббард К.Э., Хотта К.Т., Додд А.Н., Уэбб А.А. (июль 2006 г.). «Как растения определяют время». Биохимический журнал . 397 (1): 15–24. doi :10.1042/BJ20060484. PMC 1479754. PMID  16761955 . 
  10. ^ Dijk DJ, von Schantz M (август 2005 г.). «Сроки и консолидация человеческого сна, бодрствования и производительности симфонией осцилляторов». Журнал биологических ритмов . 20 (4): 279–290. doi : 10.1177/0748730405278292 . PMID  16077148. S2CID  13538323.
  11. ^ Данчин А. "Важные даты 1900–1919". Исследовательский центр HKU-Pasteur . Архивировано из оригинала 2003-10-20 . Получено 12-01-2008 .
  12. ^ Antle MC, Silver R (ноябрь 2009 г.). «Нейронная основа синхронизации и антиципаторного поведения». The European Journal of Neuroscience . 30 (9): 1643–1649. doi :10.1111/j.1460-9568.2009.06959.x. PMC 2929840. PMID  19878281 . 
  13. ^ Брюс В. Г., Питтендри CS (1957). «Эндогенные ритмы у насекомых и микроорганизмов». The American Naturalist . 91 (858): 179–195. doi :10.1086/281977. S2CID  83886607.
  14. ^ ab Pittendrigh CS (1993). «Временная организация: размышления дарвиновского наблюдателя за часами». Annual Review of Physiology . 55 (1): 16–54. doi :10.1146/annurev.ph.55.030193.000313. PMID  8466172. S2CID  45054898.
  15. ^ Pittendrigh CS (октябрь 1954 г.). «О независимости температуры в системе часов, контролирующей время появления дрозофилы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 40 (10): 1018–1029. Bibcode :1954PNAS...40.1018P. doi : 10.1073/pnas.40.10.1018 . PMC 534216 . PMID  16589583. 
  16. ^ Halberg F, Cornélissen G, Katinas G, Syutkina EV, Sothern RB, Zaslavskaya R, et al. (октябрь 2003 г.). "Трансдисциплинарные унифицирующие последствия циркадных открытий 1950-х годов". Journal of Circadian Rhythms . 1 (1): 2. doi : 10.1186/1740-3391-1-2 . PMC 317388 . PMID  14728726. В конце концов я вернулся, по той же причине, к "циркадному" ... 
  17. ^ Хальберг Ф (1959). «[Физиологическая 24-часовая периодичность; общие и процедурные соображения в отношении цикла надпочечников]». Internationale Zeitschrift für Vitaminforschung. Бейхефт . 10 : 225–296. ПМИД  14398945.
  18. ^ Koukkari WL, Sothern RB (2006). Введение в биологические ритмы: учебник по временной организации жизни с учетом их значения для здоровья, общества, воспроизводства и природной среды. Нью-Йорк: Springer. стр. 23. ISBN 978-1-4020-3691-0.
  19. ^ Halberg F, Carandente F, Cornelissen G, Katinas GS (1977). "[Глоссарий хронобиологии (перевод автора)]". Chronobiologia . 4 (Suppl 1): 1–189. PMID  352650.
  20. ^ Konopka RJ, Benzer S (сентябрь 1971 г.). «Часовые мутанты Drosophila melanogaster». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 68 (9): 2112–2116. Bibcode :1971PNAS...68.2112K. doi : 10.1073/pnas.68.9.2112 . PMC 389363 . PMID  5002428. 
  21. ^ Reddy P, Zehring WA, Wheeler DA, Pirrotta V, Hadfield C, Hall JC и др. (октябрь 1984 г.). «Молекулярный анализ локуса period у Drosophila melanogaster и идентификация транскрипта, участвующего в биологических ритмах». Cell . 38 (3): 701–710. doi :10.1016/0092-8674(84)90265-4. PMID  6435882. S2CID  316424.
  22. ^ Zehring WA, Wheeler DA, Reddy P, Konopka RJ, Kyriacou CP, Rosbash M и др. (декабрь 1984 г.). «Трансформация P-элемента с ДНК локуса периода восстанавливает ритмичность мутантной, аритмичной Drosophila melanogaster». Cell . 39 (2 Pt 1): 369–376. doi : 10.1016/0092-8674(84)90015-1 . PMID  6094014.
  23. ^ Bargiello TA, Jackson FR, Young MW (1984). «Восстановление циркадных поведенческих ритмов путем переноса генов у дрозофилы». Nature . 312 (5996): 752–754. Bibcode :1984Natur.312..752B. doi :10.1038/312752a0. PMID  6440029. S2CID  4259316.
  24. ^ Bargiello TA, Young MW (апрель 1984). «Молекулярная генетика биологических часов у дрозофилы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (7): 2142–2146. Bibcode : 1984Natur.312..752B. doi : 10.1038/312752a0. PMC 345453. PMID  16593450 . 
  25. ^ "Нобелевская премия по физиологии и медицине 2017 года". www.nobelprize.org . Получено 2017-10-06 .
  26. ^ [ ненадежный медицинский источник? ] «У мышей обнаружен ген, регулирующий биологические часы». Chicago Tribune . 29 апреля 1994 г.
  27. ^ [ необходим неосновной источник ] Vitaterna MH, King DP, Chang AM, Kornhauser JM, Lowrey PL, McDonald JD и др. (апрель 1994 г.). «Мутагенез и картирование гена мыши Clock, необходимого для циркадного поведения». Science . 264 (5159): 719–725. Bibcode :1994Sci...264..719H. doi :10.1126/science.8171325. PMC 3839659 . PMID  8171325. 
  28. ^ Debruyne JP, Noton E, Lambert CM, Maywood ES, Weaver DR, Reppert SM (май 2006). «Часовой шок: для функции циркадного осциллятора не требуются ЧАСЫ мыши». Neuron . 50 (3): 465–477. doi : 10.1016/j.neuron.2006.03.041 . PMID  16675400. S2CID  19028601.
  29. ^ Коллинз Б., Блау Дж. (май 2006 г.). «Сохранение времени без часов». Neuron . 50 (3): 348–350. doi : 10.1016/j.neuron.2006.04.022 . PMID  16675389.
  30. ^ Toh KL, Jones CR, He Y, Eide EJ, Hinz WA, Virshup DM и др. (февраль 2001 г.). «Мутация сайта фосфорилирования hPer2 при семейном синдроме опережающей фазы сна». Science . 291 (5506): 1040–1043. Bibcode :2001Sci...291.1040T. doi :10.1126/science.1057499. PMID  11232563. S2CID  1848310.
  31. ^ Jones CR, Campbell SS, Zone SE, Cooper F, DeSano A, Murphy PJ и др. (сентябрь 1999 г.). «Семейный синдром опережающей фазы сна: вариант циркадного ритма с коротким периодом у людей». Nature Medicine . 5 (9): 1062–1065. doi :10.1038/12502. PMID  10470086. S2CID  14809619.
  32. ^ Джонсон С. (2004). Хронобиология: биологическое измерение времени . Сандерленд, Массачусетс, США: Sinauer Associates, Inc., стр. 67–105.
  33. ^ Шарма ВК (ноябрь 2003 г.). «Адаптивное значение циркадных часов». Chronobiology International . 20 (6): 901–919. doi :10.1081/CBI-120026099. PMID  14680135. S2CID  10899279.
  34. ^ [ необходим непервичный источник ] Sheeba V, Sharma VK, Chandrashekaran MK, Joshi A (сентябрь 1999 г.). "Сохранение ритма вылупления у Drosophila melanogaster после 600 поколений в апериодической среде". Die Naturwissenschaften . 86 (9): 448–449. Bibcode : 1999NW.....86..448S. doi : 10.1007/s001140050651. PMID  10501695. S2CID  13401297.
  35. ^ [ необходим неосновной источник ] Guyomarc'h C, Lumineau S, Richard JP (май 1998). «Циркадный ритм активности японских перепелов в постоянной темноте: изменчивость ясности и возможность отбора». Chronobiology International . 15 (3): 219–230. doi :10.3109/07420529808998685. PMID  9653576.
  36. ^ [ необходим неосновной источник ] Zivkovic BD, Underwood H, Steele CT, Edmonds K (октябрь 1999 г.). «Формальные свойства циркадных и фотопериодических систем японских перепелов: кривая фазового отклика и эффекты T-циклов». Journal of Biological Rhythms . 14 (5): 378–390. doi : 10.1177/074873099129000786 . PMID  10511005. S2CID  13390422.
  37. ^ Mori T, Johnson CH (апрель 2001 г.). «Независимость циркадного ритма от деления клеток у цианобактерий». Журнал бактериологии . 183 (8): 2439–2444. doi :10.1128/JB.183.8.2439-2444.2001. PMC 95159. PMID  11274102 . 
  38. ^ Hut RA, Beersma DG (июль 2011 г.). «Эволюция механизмов хронометража: раннее возникновение и адаптация к фотопериоду». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Серия B, Биологические науки . 366 (1574): 2141–2154. doi :10.1098/rstb.2010.0409. PMC 3130368. PMID  21690131 . 
  39. ^ Дубови С, Сегал А (апрель 2017 г.). «Циркадные ритмы и сон у Drosophila melanogaster». Генетика . 205 (4): 1373–1397. doi : 10.1534/genetics.115.185157. PMC 5378101. PMID  28360128. 
  40. ^ [ ненадежный медицинский источник? ] Nagoshi E, Saini C, Bauer C, Laroche T, Naef F, Schibler U (ноябрь 2004 г.). «Экспрессия циркадных генов в отдельных фибробластах: автономные и самоподдерживающиеся осцилляторы передают время дочерним клеткам». Cell . 119 (5): 693–705. doi : 10.1016/j.cell.2004.11.015 . PMID  15550250. S2CID  15633902.
  41. ^ [ необходим неосновной источник ] Michel S, Geusz ME, Zaritsky JJ, Block GD (январь 1993). "Циркадный ритм в мембранной проводимости, выраженный в изолированных нейронах". Science . 259 (5092): 239–241. Bibcode :1993Sci...259..239M. doi :10.1126/science.8421785. PMID  8421785.
  42. ^ Refinetti R (январь 2010). «Циркадный ритм температуры тела». Frontiers in Bioscience . 15 (2): 564–594. doi : 10.2741/3634 . PMID  20036834. S2CID  36170900.
  43. ^ Scheer FA, Morris CJ, Shea SA (март 2013 г.). «Внутренние циркадные часы усиливают голод и аппетит вечером независимо от приема пищи и других форм поведения». Ожирение . 21 (3): 421–423. doi :10.1002/oby.20351. PMC 3655529. PMID 23456944  . 
  44. ^ [ ненадежный медицинский источник? ] Zivkovic BC (2007-07-25). "Clock Tutorial #16: Photoperiodism – Models and Experimental Approaches (оригинальная работа от 2005-08-13)". A Blog Around the Clock . ScienceBlogs. Архивировано из оригинала 2008-01-01 . Получено 2007-12-09 .
  45. ^ [ необходим неосновной источник ] Turek FW, Joshu C, Kohsaka A, Lin E, Ivanova G, McDearmon E и др. (май 2005 г.). «Ожирение и метаболический синдром у мышей с мутацией циркадных часов». Science . 308 (5724): 1043–1045. Bibcode :2005Sci...308.1043T. doi :10.1126/science.1108750. PMC 3764501 . PMID  15845877. 
  46. ^ Delezie J, Dumont S, Dardente H, Oudart H, Gréchez-Cassiau A, Klosen P и др. (август 2012 г.). «Ядерный рецептор REV-ERBα необходим для ежедневного баланса метаболизма углеводов и липидов». FASEB Journal . 26 (8): 3321–3335. doi : 10.1096/fj.12-208751 . PMID  22562834. S2CID  31204290.
  47. ^ [ необходим неосновной источник ] Delezie J, Dumont S, Dardente H, Oudart H, Gréchez-Cassiau A, Klosen P и др. (август 2012 г.). «Ядерный рецептор REV-ERBα необходим для ежедневного баланса метаболизма углеводов и липидов». FASEB Journal . 26 (8): 3321–3335. doi : 10.1096/fj.12-208751 . PMID  22562834. S2CID  31204290.
  48. ^ [ необходим неосновной источник ] Скотт Э.М., Картер А.М., Грант П.Дж. (апрель 2008 г.). «Связь между полиморфизмами в гене Clock, ожирением и метаболическим синдромом у человека». Международный журнал ожирения . 32 (4): 658–662. doi : 10.1038/sj.ijo.0803778 . PMID  18071340.
  49. ^ [ ненадежный медицинский источник? ] Шнеерсон Дж. М., Охайон М. М., Карскадон МА (2007). "Циркадные ритмы". Сон с быстрым движением глаз (REM) . Армянская медицинская сеть . Получено 19 сентября 2007 г.
  50. ^ «Ритмы жизни: биологические часы, которые контролируют повседневную жизнь каждого живого существа» Рассел Фостер и Леон Крейцман, Издательство: Profile Books Ltd.
  51. ^ [ ненадежный медицинский источник? ] Регештайн QR, Павлова M (сентябрь 1995). «Лечение синдрома задержки фазы сна». General Hospital Psychiatry . 17 (5): 335–345. doi :10.1016/0163-8343(95)00062-V. PMID  8522148.
  52. ^ Howell E (14 декабря 2012 г.). «Космическая станция получит новые лампочки для борьбы с бессонницей». Space.com . Получено 17 декабря 2012 г.
  53. ^ [ необходим неосновной источник ] Spilde I (декабрь 2005 г.). «Reinsdyr uten døgnrytme» (на норвежском букмоле). forskning.no. Архивировано из оригинала 3 декабря 2007 г. Проверено 24 ноября 2007 г. ...так что я не знаю, пока не придется ничего делать летом. Svalbardreinen имел det heller ikke om vinteren.
  54. ^ Folk GE, Thrift DL, Zimmerman MB, Reimann P (2006-12-01). "Активность млекопитающих – ритмы покоя в условиях непрерывного дневного света в Арктике". Biological Rhythm Research . 37 (6): 455–469. Bibcode : 2006BioRR..37..455F. doi : 10.1080/09291010600738551. S2CID  84625255. Демонстрируют ли местные животные, содержащиеся при естественном непрерывном дневном свете, эффект Ашоффа, описанный в ранее опубликованных лабораторных экспериментах с использованием непрерывного света, в которых циркадные паттерны активности крыс систематически изменялись на более длительный период, выражая 26-часовой день активности и отдыха?
  55. ^ [ необходим неосновной источник ] Merlin C, Gegear RJ, Reppert SM (сентябрь 2009 г.). «Антенные циркадные часы координируют ориентацию солнечного компаса у мигрирующих бабочек-монархов». Science . 325 (5948): 1700–1704. Bibcode :2009Sci...325.1700M. doi :10.1126/science.1176221. PMC 2754321 . PMID  19779201. 
  56. ^ [ необходим неосновной источник ] Kyriacou CP (сентябрь 2009 г.). «Физиология. Распутывание путешествий». Science . 325 (5948): 1629–1630. doi :10.1126/science.1178935. PMID  19779177. S2CID  206522416.
  57. ^ Silvegren G, Löfstedt C, Qi Rosén W (март 2005 г.). «Циркадная активность спаривания и влияние предварительного воздействия феромона на ритмы реакции феромона у моли Spodoptera littoralis». Журнал физиологии насекомых . 51 (3): 277–286. Bibcode : 2005JInsP..51..277S. doi : 10.1016/j.jinsphys.2004.11.013. PMID  15749110.
  58. ^ ab Webb AA (ноябрь 2003 г.). «Физиология циркадных ритмов у растений». The New Phytologist . 160 (2): 281–303. doi : 10.1046/j.1469-8137.2003.00895.x . JSTOR  1514280. PMID  33832173. S2CID  15688409.
  59. ^ abc McClung CR (апрель 2006 г.). «Циркадные ритмы растений». The Plant Cell . 18 (4): 792–803. doi :10.1105/tpc.106.040980. PMC 1425852. PMID  16595397 . 
  60. ^ Легрис М., Инс Й. Ч., Фанкхаузер К. (ноябрь 2019 г.). «Молекулярные механизмы, лежащие в основе морфогенеза растений, контролируемого фитохромом». Nature Communications . 10 (1): 5219. Bibcode :2019NatCo..10.5219L. doi :10.1038/s41467-019-13045-0. PMC 6864062 . PMID  31745087. 
  61. ^ Mizoguchi T, Wright L, Fujiwara S, Cremer F, Lee K, Onouchi H, et al. (август 2005 г.). «Отдельные роли GIGANTEA в содействии цветению и регулировании циркадных ритмов у Arabidopsis». The Plant Cell . 17 (8): 2255–2270. doi : 10.1105/tpc.105.033464. PMC 1182487. PMID  16006578. 
  62. ^ Kolmos E, Davis SJ (сентябрь 2007 г.). "ELF4 как центральный ген в циркадных часах". Plant Signaling & Behavior . 2 (5): 370–372. Bibcode : 2007PlSiB...2..370K. doi : 10.4161/psb.2.5.4463. PMC 2634215. PMID  19704602 . 
  63. ^ Pokhilko A, Fernández AP, Edwards KD, Southern MM, Halliday KJ, Millar AJ (март 2012). «Цепь часового гена в Arabidopsis включает репрессилятор с дополнительными петлями обратной связи». Molecular Systems Biology . 8 : 574. doi : 10.1038/msb.2012.6. PMC 3321525. PMID  22395476 . 
  64. ^ Ma Y, Gil S, Grasser KD, Mas P (апрель 2018 г.). «Целевой набор базального транскрипционного аппарата компонентами LNK Clock контролирует циркадные ритмы синтезируемых РНК у Arabidopsis». The Plant Cell . 30 (4): 907–924. doi :10.1105/tpc.18.00052. PMC 5973845 . PMID  29618629. 
  65. ^ abcdefghij Dodd AN, Salathia N, Hall A, Kévei E, Tóth R, Nagy F и др. (июль 2005 г.). «Циркадные часы растений увеличивают фотосинтез, рост, выживаемость и конкурентное преимущество». Science . 309 (5734): 630–633. Bibcode :2005Sci...309..630D. doi :10.1126/science.1115581. PMID  16040710. S2CID  25739247.
  66. ^ abcde Dodd AN, Belbin FE, Frank A, Webb AA (2015). "Взаимодействие между циркадными часами и фотосинтезом для временной и пространственной координации метаболизма". Frontiers in Plant Science . 6 : 245. doi : 10.3389/fpls.2015.00245 . PMC 4391236. PMID  25914715. 
  67. ^ Webb AA, Seki M, Satake A, Caldana C (февраль 2019 г.). «Непрерывная динамическая регулировка циркадного осциллятора растений». Nature Communications . 10 (1): 550. Bibcode : 2019NatCo..10..550W. doi : 10.1038/s41467-019-08398-5. PMC 6358598. PMID  30710080 . 
  68. ^ аб Хейдон М.Дж., Мельчарек О., Робертсон ФК, Хаббард К.Е., Уэбб А.А. (октябрь 2013 г.). «Фотосинтетическое увлечение циркадных часов Arabidopsis thaliana». Природа . 502 (7473): 689–692. Бибкод : 2013Natur.502..689H. дои : 10.1038/nature12603. ПМЦ 3827739 . ПМИД  24153186. 
  69. ^ Farré EM, Kay SA (ноябрь 2007 г.). «Уровни белка PRR7 регулируются светом и циркадными часами у Arabidopsis». The Plant Journal . 52 (3): 548–560. doi : 10.1111/j.1365-313X.2007.03258.x . PMID  17877705.
  70. ^ Veleri S, Wülbeck C (май 2004). «Уникальные самоподдерживающиеся циркадные осцилляторы в мозге Drosophila melanogaster». Chronobiology International . 21 (3): 329–342. doi :10.1081/CBI-120038597. PMID  15332440. S2CID  15099796.
  71. ^ Yoshii T, Hermann-Luibl C, Helfrich-Förster C (2015). "Циркадные световые пути у дрозофилы". Коммуникативная и интегративная биология . 9 (1): e1102805. doi :10.1080/19420889.2015.1102805. PMC 4802797. PMID  27066180 . 
  72. ^ Boothroyd CE, Young MW (2008). «Входы и выходы циркадных часов дрозофилы». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1129 (1): 350–357. Bibcode : 2008NYASA1129..350B. doi : 10.1196/annals.1417.006. PMID  18591494. S2CID  2639040.
  73. ^ Grima B, Lamouroux A, Chélot E, Papin C, Limbourg-Bouchon B, Rouyer F (ноябрь 2002 г.). «F-box protein slimb контролирует уровни часовых белков period и timeless». Nature . 420 (6912): 178–182. Bibcode :2002Natur.420..178G. doi :10.1038/nature01122. PMID  12432393. S2CID  4428779.
  74. ^ Ko HW, Jiang J, Edery I (декабрь 2002 г.). «Роль Slimb в деградации белка периода дрозофилы, фосфорилированного Doubletime». Nature . 420 (6916): 673–678. Bibcode :2002Natur.420..673K. doi :10.1038/nature01272. PMID  12442174. S2CID  4414176.
  75. ^ Helfrich-Förster C (март 2005 г.). «Нейробиология циркадных часов плодовой мушки». Genes, Brain and Behavior . 4 (2): 65–76. doi : 10.1111/j.1601-183X.2004.00092.x . PMID  15720403. S2CID  26099539.
  76. ^ Лалчхандама К (2017). «Путь к Нобелевской премии по физиологии и медицине 2017 года». Science Vision . 3 (Suppl): 1–13.
  77. ^ abc Leloup JC, Goldbeter A (февраль 1998 г.). «Модель циркадных ритмов у дрозофилы, включающая образование комплекса между белками PER и TIM». Journal of Biological Rhythms . 13 (1): 70–87. doi :10.1177/074873098128999934. PMID  9486845. S2CID  17944849.
  78. ^ Goldbeter A (сентябрь 1995 г.). "Модель циркадных колебаний в белке периода дрозофилы (PER)". Труды. Биологические науки . 261 (1362): 319–324. Bibcode : 1995RSPSB.261..319G. doi : 10.1098/rspb.1995.0153. PMID  8587874. S2CID  7024361.
  79. ^ ab Goldbeter A (ноябрь 2002 г.). «Вычислительные подходы к клеточным ритмам». Nature . 420 (6912): 238–245. Bibcode :2002Natur.420..238G. doi :10.1038/nature01259. PMID  12432409. S2CID  452149.
  80. ^ "Биологические часы у млекопитающих". BioInteractive . Медицинский институт Говарда Хьюза. 4 февраля 2000 г. Архивировано из оригинала 5 мая 2015 г. Получено 5 мая 2015 г.
  81. ^ Welsh DK, Takahashi JS, Kay SA (март 2010). «Супрахиазматическое ядро: клеточная автономия и сетевые свойства». Annual Review of Physiology . 72 : 551–77. doi :10.1146/annurev-physiol-021909-135919. PMC 3758475. PMID 20148688  . 
  82. ^ Pfeffer M, Korf HW, Wicht H (март 2018). «Синхронизирующие эффекты мелатонина на суточные и циркадные ритмы». Общая и сравнительная эндокринология . 258 : 215–221. doi :10.1016/j.ygcen.2017.05.013. PMID  28533170.
  83. ^ Калпеш Дж. "Оздоровление с искусственным светом" . Получено 11 января 2016 г.
  84. ^ [ ненадежный медицинский источник? ] Scheer FA, Wright KP, Kronauer RE, Czeisler CA (август 2007 г.). "Пластичность внутреннего периода человеческой циркадной системы синхронизации". PLOS ONE . 2 (8): e721. Bibcode : 2007PLoSO...2..721S. doi : 10.1371/journal.pone.0000721 . PMC 1934931. PMID  17684566 . 
  85. ^ [ ненадежный медицинский источник? ] Даффи Дж. Ф., Райт КП (август 2005 г.). «Увлечение циркадной системы человека светом». Журнал биологических ритмов . 20 (4): 326–38. doi :10.1177/0748730405277983. PMID  16077152. S2CID  20140030.
  86. ^ Khalsa SB, Jewett ME, Cajochen C, Czeisler CA (июнь 2003 г.). «Кривая фазового отклика на одиночные яркие световые импульсы у людей». Журнал физиологии . 549 (ч. 3): 945–52. doi :10.1113/jphysiol.2003.040477. PMC 2342968. PMID  12717008 . 
  87. ^ Cromie W (1999-07-15). «Биологические часы человека переведены на час назад». Harvard Gazette . Получено 2015-07-04 .
  88. ^ ab Duffy JF, Cain SW, Chang AM, Phillips AJ, Münch MY, Gronfier C, et al. (сентябрь 2011 г.). «Различие пола в почти 24-часовом внутреннем периоде человеческой циркадной системы синхронизации». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (Приложение_3): 15602–8. Bibcode : 2011PNAS..10815602D. doi : 10.1073/pnas.1010666108 . PMC 3176605. PMID  21536890 . 
  89. ^ abc Benloucif S, Guico MJ, Reid KJ, Wolfe LF, L'hermite-Balériaux M, Zee PC (апрель 2005 г.). «Стабильность мелатонина и температуры как маркеров циркадной фазы и их связь со временем сна у людей». Journal of Biological Rhythms . 20 (2): 178–88. doi : 10.1177/0748730404273983 . PMID  15834114. S2CID  36360463.
  90. ^ Адам EK, Куинн ME, Тавернье R, МакКуиллан MT, Дальке KA, Гилберт KE (сентябрь 2017 г.). «Суточные наклоны кортизола и результаты психического и физического здоровья: систематический обзор и метаанализ». Психонейроэндокринология . 83 : 25–41. doi : 10.1016/j.psyneuen.2017.05.018. PMC 5568897. PMID  28578301 . 
  91. ^ Baehr EK, Revelle W, Eastman CI (июнь 2000 г.). «Индивидуальные различия в фазе и амплитуде циркадного температурного ритма человека: с акцентом на утро-вечер». Журнал исследований сна . 9 (2): 117–27. doi : 10.1046/j.1365-2869.2000.00196.x . PMID  10849238. S2CID  6104127.
  92. ^ Seizer L, Cornélissen-Guillaume G, Schiepek GK, Chamson E, Bliem HR и Schubert C (2022) Примерно недельный паттерн в динамической сложности клеточной иммунной активности здорового субъекта: биопсихосоциальный анализ. Фронт. Психиатрия 13:799214. doi: 10.3389/fpsyt.2022.799214
  93. ^ "Семинар NHLBI: "Циркадные часы на стыке здоровья и заболеваний легких" 28-29 апреля 2014 г. Краткое изложение". Национальный институт сердца, легких и крови. Сентябрь 2014 г. Архивировано из оригинала 2014-10-04 . Получено 20 сентября 2014 г.
  94. ^ Degaute JP, van de Borne P, Linkowski P, Van Cauter E (август 1991 г.). «Количественный анализ 24-часового артериального давления и сердечного ритма у молодых мужчин». Гипертония . 18 (2): 199–210. doi : 10.1161/01.hyp.18.2.199 . PMID  1885228.
  95. ^ Quartel L (2014). «Влияние циркадного ритма температуры тела на результаты экзамена A-level». Бакалаврский журнал психологии . 27 (1).
  96. ^ Mohawk JA, Green CB, Takahashi JS (14 июля 2013 г.). «Центральные и периферические циркадные часы у млекопитающих». Annual Review of Neuroscience . 35 : 445–62. doi :10.1146/annurev-neuro-060909-153128. PMC 3710582. PMID  22483041 . 
  97. ^ Там же.
  98. ^ Pendergast JS, Niswender KD, Yamazaki S (11 января 2012 г.). "Тканеспецифическая функция Period3 в циркадной ритмичности". PLOS ONE . ​​7 (1): e30254. Bibcode :2012PLoSO...730254P. doi : 10.1371/journal.pone.0030254 . PMC 3256228 . PMID  22253927. 
  99. ^ Сингх М (10 октября 2013 г.). «Чувство времени нашей кожи помогает защитить от повреждения ультрафиолетом». NPR . Получено 19 февраля 2019 г.
  100. ^ Abraham U, Granada AE, Westermark PO, Heine M, Kramer A, Herzel H (ноябрь 2010 г.). «Связь управляет диапазоном увлечения циркадных часов». Молекулярная системная биология . 6 : 438. doi :10.1038 / msb.2010.92. PMC 3010105. PMID  21119632. 
  101. ^ Cao Q, Gery S, Dashti A, Yin D, Zhou Y, Gu J, et al. (октябрь 2009 г.). «Роль часового гена per1 при раке простаты». Cancer Research . 69 (19): 7619–25. doi :10.1158/0008-5472.CAN-08-4199. PMC 2756309 . PMID  19752089. 
  102. ^ Kawara S, Mydlarski R, Mamelak AJ, Freed I, Wang B, Watanabe H и др. (декабрь 2002 г.). «Низкодозовые ультрафиолетовые лучи B изменяют экспрессию мРНК генов циркадных часов в культивируемых кератиноцитах человека». Журнал исследовательской дерматологии . 119 (6): 1220–3. doi : 10.1046/j.1523-1747.2002.19619.x . PMID  12485420.
  103. ^ Дамиола Ф., Ле Мин Н., Прейтнер Н., Корнманн Б., Флери-Олела Ф., Шиблер У. (декабрь 2000 г.). «Ограниченное питание разъединяет циркадные осцилляторы в периферических тканях с центральным водителем ритма в супрахиазматическом ядре». Гены и развитие . 14 (23): 2950–61. doi :10.1101/gad.183500. PMC 317100. PMID  11114885 . 
  104. ^ Duffy JF, Czeisler CA (июнь 2009 г.). «Влияние света на циркадную физиологию человека». Sleep Medicine Clinics . 4 (2): 165–177. doi :10.1016/j.jsmc.2009.01.004. PMC 2717723. PMID  20161220 . 
  105. ^ Czeisler CA, Duffy JF, Shanahan TL, Brown EN, Mitchell JF, Rimmer DW и др. (июнь 1999 г.). «Стабильность, точность и почти 24-часовой период циркадного ритмоводителя человека». Science . 284 (5423): 2177–81. doi :10.1126/science.284.5423.2177. PMID  10381883. S2CID  8516106.
  106. ^ Aldrich MS (1999). Медицина сна. Нью-Йорк: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-512957-1.
  107. ^ Wyatt JK, Ritz-De Cecco A, Czeisler CA, Dijk DJ (октябрь 1999 г.). «Циркадная температура и ритмы мелатонина, сон и нейроповеденческая функция у людей, живущих по 20-часовому дню». The American Journal of Physiology . 277 (4 Pt 2): R1152-63. doi :10.1152/ajpregu.1999.277.4.R1152. PMID  10516257. S2CID  4474347.
  108. ^ Wright KP, Hull JT, Czeisler CA (декабрь 2002 г.). «Связь между бдительностью, производительностью и температурой тела у людей». American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology . 283 (6): R1370-7. CiteSeerX 10.1.1.1030.9291 . doi :10.1152/ajpregu.00205.2002. PMID  12388468. 
  109. ^ Zhou X, Ferguson SA, Matthews RW, Sargent C, Darwent D, Kennaway DJ и др. (Июль 2011 г.). «Сон, бодрствование и зависящие от фазы изменения нейроповеденческой функции при вынужденной десинхронизации». Sleep . 34 (7): 931–41. doi :10.5665/SLEEP.1130. PMC 3119835 . PMID  21731143. 
  110. ^ Kosmadopoulos A, Sargent C, Darwent D, Zhou X, Dawson D, Roach GD (декабрь 2014 г.). «Влияние разделенного графика сна и бодрствования на нейроповеденческую эффективность и прогнозы эффективности в условиях вынужденной десинхронизации». Chronobiology International . 31 (10): 1209–17. doi :10.3109/07420528.2014.957763. PMID  25222348. S2CID  11643058.
  111. ^ ab Alibhai FJ, Tsimakouridze EV, Reitz CJ, Pyle WG, Martino TA (июль 2015 г.). «Последствия нарушений циркадных ритмов и сна для сердечно-сосудистой системы». Канадский журнал кардиологии . 31 (7): 860–872. doi :10.1016/j.cjca.2015.01.015. PMID  26031297.
  112. ^ Martino TA, Young ME (июнь 2015 г.). «Влияние циркадных часов кардиомиоцитов на физиологию и патофизиологию сердца». Журнал биологических ритмов . 30 (3): 183–205. doi : 10.1177/0748730415575246 . PMID  25800587. S2CID  21868234.
  113. ^ Mistry P, Duong A, Kirshenbaum L, Martino TA (октябрь 2017 г.). «Сердечные часы и доклинический перевод». Клиники сердечной недостаточности . 13 (4): 657–672. doi : 10.1016/j.hfc.2017.05.002 . PMID  28865775.
  114. ^ Азиз ИС, Макмахон АМ, Фридман Д, Рабинович-Никитин И, Киршенбаум ЛА, Мартино ТА (апрель 2021 г.). «Циркадное влияние на воспалительный ответ при сердечно-сосудистых заболеваниях». Current Opinion in Pharmacology . 57 : 60–70. doi : 10.1016/j.coph.2020.11.007 . PMID  33340915. S2CID  229332749.
  115. ^ Grote L, Mayer J, Penzel T, Cassel W, Krzyzanek E, Peter JH и др. (1994). «Ночная гипертензия и сердечно-сосудистый риск: последствия для диагностики и лечения». Журнал кардиоваскулярной фармакологии . 24 (Suppl 2): ​​S26–S38. doi :10.1097/00005344-199412001-00006. PMID  7898092.
  116. ^ Reitz CJ, Alibhai FJ, Khatua TN, Rasouli M, Bridle BW, Burris TP и др. (2019). «SR9009, вводимый в течение одного дня после ишемии-реперфузии миокарда, предотвращает сердечную недостаточность у мышей, воздействуя на сердечную инфламмасому». Communications Biology . 2 : 353. doi : 10.1038/s42003-019-0595-z. PMC 6776554. PMID  31602405 . 
  117. ^ Alibhai FJ, Reitz CJ, Peppler WT, Basu P, Sheppard P, Choleris E и др. (февраль 2018 г.). «Женские особи мышей ClockΔ19/Δ19 защищены от развития возрастной кардиомиопатии». Cardiovascular Research . 114 (2): 259–271. doi : 10.1093/cvr/cvx185 . PMID  28927226.
  118. ^ Alibhai FJ, LaMarre J, Reitz CJ, Tsimakouridze EV, Kroetsch JT, Bolz SS и др. (апрель 2017 г.). «Нарушение работы ключевого циркадного регулятора CLOCK приводит к возрастным сердечно-сосудистым заболеваниям». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 105 : 24–37. doi : 10.1016/j.yjmcc.2017.01.008 . PMID  28223222.
  119. ^ Bennardo M, Alibhai F, Tsimakouridze E, Chinnappareddy N, Podobed P, Reitz C и др. (декабрь 2016 г.). «Зависимость экспрессии генов от дня и ночи и воспалительные реакции в ремоделировании мышиного сердца после инфаркта миокарда». American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology . 311 (6): R1243–R1254. doi :10.1152/ajpregu.00200.2016. PMID  27733386. S2CID  36325095.
  120. ^ Pyle WG, Martino TA (октябрь 2018 г.). «Циркадные ритмы по-разному влияют на сердечно-сосудистые заболевания у мужчин и женщин: роль пола и гендера». Current Opinion in Physiology . 5 : 30–37. doi : 10.1016/j.cophys.2018.05.003 . ISSN  2468-8673. S2CID  80632426.
  121. ^ Rea MS, Figueiro M, Bullough J (май 2002 г.). «Циркадная фотобиология: новая основа для практики и исследований освещения». Lighting Research & Technology . 34 (3): 177–187. doi :10.1191/1365782802lt057oa. S2CID  109776194.
  122. ^ Walmsley L, Hanna L, Mouland J, Martial F, West A, Smedley AR и др. (апрель 2015 г.). «Цвет как сигнал для управления циркадными часами млекопитающих». PLOS Biology . 13 (4): e1002127. doi : 10.1371/journal.pbio.1002127 . PMC 4401556. PMID  25884537 . 
  123. ^ Хардт Р. (1 января 1970 г.). «Опасности светодиодного синего света. Подавление мелатонина, приводящее к бессоннице и раку | Роберт Хардт». Academia.edu . Получено 24 декабря 2016 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  124. ^ Bedrosian TA, Nelson RJ (январь 2017 г.). «Время воздействия света влияет на настроение и мозговые контуры». Трансляционная психиатрия . 7 (1): e1017. doi :10.1038/tp.2016.262. PMC 5299389. PMID  28140399 . 
  125. ^ [1] [ мертвая ссылка ]
  126. ^ Нарушение циркадного ритма и полеты. FAA на https://www.faa.gov/pilots/safety/pilotsafetybrochures/media/Circadian_Rhythm.pdf Архивировано 01.05.2017 на Wayback Machine
  127. ^ abc Logan RW, Williams WP, McClung CA (июнь 2014 г.). «Циркадные ритмы и зависимость: механистические идеи и будущие направления». Behavioral Neuroscience . 128 (3): 387–412. doi :10.1037/a0036268. PMC 4041815 . PMID  24731209. 
  128. ^ Prosser RA, Glass JD (июнь 2015 г.). «Оценка действия этанола в супрахиазматических циркадных часах с использованием подходов in vivo и in vitro». Alcohol . 49 (4): 321–339. doi :10.1016/j.alcohol.2014.07.016. PMC 4402095 . PMID  25457753. 
  129. ^ "Наука смены часовых поясов". Timeshifter . Получено 2023-01-03 .
  130. ^ Gold AK, Kinrys G (март 2019). «Лечение нарушения циркадного ритма при биполярном расстройстве». Current Psychiatry Reports . 21 (3): 14. doi :10.1007/s11920-019-1001-8. PMC 6812517. PMID  30826893 . 
  131. ^ Zhu L, Zee PC (ноябрь 2012 г.). «Расстройства циркадного ритма сна». Neurologic Clinics . 30 (4): 1167–1191. doi :10.1016/j.ncl.2012.08.011. PMC 3523094. PMID  23099133 . 
  132. ^ abc Zelinski EL, Deibel SH, McDonald RJ (март 2014). «Проблема с дисфункцией циркадных часов: множественные пагубные эффекты на мозг и тело». Neuroscience and Biobehavioral Reviews . 40 (40): 80–101. doi :10.1016/j.neubiorev.2014.01.007. PMID  24468109. S2CID  6809964.
  133. ^ Ориц-Тульдела Э, Мартинес-Николас А, Диас-Мардоминго С, Гарсия-Эрранс С, Переда-Перес I, Валенсия А, Пераита Х, Венеро С, Мадрид Дж, Рол М. 2014. Характеристика биологических ритмов при легкой форме Когнитивные нарушения. Биомед исследования Интернэшнл.
  134. ^ Хершнер SD, Червин RD (2014-06-23). ​​«Причины и последствия сонливости среди студентов колледжей». Природа и наука сна . 6 : 73–84. doi : 10.2147/NSS.S62907 . PMC 4075951. PMID  25018659 . 
  135. ^ Milner CE, Cote KA (июнь 2009 г.). «Преимущества дневного сна у здоровых взрослых: влияние продолжительности дневного сна, времени суток, возраста и опыта дневного сна». Journal of Sleep Research . 18 (2): 272–281. doi : 10.1111/j.1365-2869.2008.00718.x . PMID  19645971. S2CID  22815227.
  136. ^ Ловато Н., Лак Л. (2010). Влияние дневного сна на когнитивные функции . Прогресс в исследовании мозга. Т. 185. С. 155–166. doi :10.1016/B978-0-444-53702-7.00009-9. ISBN 978-0-444-53702-7. PMID  21075238.
  137. ^ Sinert T, Peacock PR (10 мая 2006 г.). "Острая почечная недостаточность". eMedicine с WebMD . Получено 03.08.2008 .
  138. ^ Maung SC, El Sara A, Chapman C, Cohen D, Cukor D (май 2016 г.). «Нарушения сна и хроническая болезнь почек». World Journal of Nephrology . 5 (3): 224–232. doi : 10.5527/wjn.v5.i3.224 . PMC 4848147. PMID  27152260 . 
  139. ^ Nakano S, Uchida K, Kigoshi T, Azukizawa S, Iwasaki R, Kaneko M и др. (август 1991 г.). «Циркадный ритм артериального давления у нормотензивных субъектов с NIDDM. Его связь с микрососудистыми осложнениями». Diabetes Care . 14 (8): 707–711. doi :10.2337/diacare.14.8.707. PMID  1954805. S2CID  12489921.
  140. ^ Фигейро МГ, Реа М.С., Буллоу Дж.Д. (август 2006 г.). «Влияет ли архитектурное освещение на рак груди?». Журнал канцерогенеза . 5 : 20. doi : 10.1186/1477-3163-5-20 . PMC 1557490. PMID  16901343. 
  141. ^ ab Martino TA, Oudit GY, Herzenberg AM, Tata N, Koletar MM, Kabir GM и др. (май 2008 г.). «Дезорганизация циркадного ритма вызывает серьезные сердечно-сосудистые и почечные заболевания у хомяков». American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology . 294 (5): R1675–R1683. doi :10.1152/ajpregu.00829.2007. PMID  18272659. S2CID  13356393.
  142. ^ Scheer FA, Hilton MF, Mantzoros CS, Shea SA (март 2009 г.). «Неблагоприятные метаболические и сердечно-сосудистые последствия циркадного сбоя». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (11): 4453–4458. Bibcode : 2009PNAS..106.4453S. doi : 10.1073/pnas.0808180106 . PMC 2657421. PMID  19255424 . 
  143. ^ Scheer FA, Michelson AD, Frelinger AL, Evoniuk H, Kelly EE, McCarthy M и др. (2011). «Эндогенная циркадная система человека вызывает наибольшую активацию тромбоцитов во время биологического утра независимо от поведения». PLOS ONE . ​​6 (9): e24549. Bibcode :2011PLoSO...624549S. doi : 10.1371/journal.pone.0024549 . PMC 3169622 . PMID  21931750. 
  144. ^ Рабинович-Никитин I, Либерман B, Мартино TA, Киршенбаум LA (февраль 2019 г.). «Циркадно-регулируемая клеточная смерть при сердечно-сосудистых заболеваниях». Circulation . 139 (7): 965–980. doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.036550 . PMID  30742538. S2CID  73436800.
  145. ^ abc Kervezee L, Kosmadopoulos A, Boivin DB (январь 2020 г.). «Метаболические и сердечно-сосудистые последствия сменной работы: роль циркадных нарушений и нарушений сна». Европейский журнал нейронауки . 51 (1): 396–412. doi :10.1111/ejn.14216. PMID  30357975. S2CID  53031343.
  146. ^ abc Proper KI, van de Langenberg D, Rodenburg W, Vermeulen RC, van der Beek AJ, van Steeg H и др. (май 2016 г.). «Связь между сменной работой и метаболическими факторами риска: систематический обзор лонгитюдных исследований». American Journal of Preventive Medicine . 50 (5): e147–e157. doi :10.1016/j.amepre.2015.11.013. hdl : 1874/346787 . PMID  26810355.
  147. ^ ab Delezie J, Challet E (декабрь 2011 г.). «Взаимодействие метаболизма и циркадных часов: реципрокные нарушения». Annals of the New York Academy of Sciences . 1243 (1): 30–46. Bibcode : 2011NYASA1243...30D. doi : 10.1111/j.1749-6632.2011.06246.x. PMID  22211891. S2CID  43621902.
  148. ^ Джонстон JD (июнь 2014 г.). «Физиологические реакции на прием пищи в течение дня». Обзоры исследований питания . 27 (1): 107–18. doi :10.1017/S0954422414000055. PMC 4078443. PMID  24666537 . 
  149. ^ van Drongelen A, Boot CR, Merkus SL, Smid T, van der Beek AJ (июль 2011 г.). «Влияние сменной работы на изменение веса тела — систематический обзор продольных исследований». Scandinavian Journal of Work, Environment & Health . 37 (4): 263–275. doi : 10.5271/sjweh.3143 . PMID  21243319. S2CID  35457083.
  150. ^ Челлаппа С.Л., Моррис СиДжей, Шеер Ф.А. (январь 2019 г.). «Влияние циркадного дисбаланса на когнитивные способности у хронических посменных работников». Научные отчеты . 9 (1): 699. Бибкод : 2019NatSR...9..699C. doi : 10.1038/s41598-018-36762-w. ПМК 6346005 . ПМИД  30679522. 
  151. ^ Leng Y, Musiek ES, Hu K, Cappuccio FP, Yaffe K (март 2019). «Связь между циркадными ритмами и нейродегенеративными заболеваниями». The Lancet. Neurology . 18 (3): 307–318. doi : 10.1016 /S1474-4422(18)30461-7. PMC 6426656. PMID  30784558. 
  152. ^ Ван ZZ, Сунь Z, Чжан ML, Сюн K, Чжоу F (2022-11-07). «Связь между сменной работой, ночной работой и последующей деменцией: систематическая оценка и метаанализ». Frontiers in Neurology . 13 : 997181. doi : 10.3389/fneur.2022.997181 . PMC 9677942. PMID  36419534 . 
  153. ^ Leso V, Caturano A, Vetrani I, Iavicoli I (январь 2021 г.). «Работа в сменную или ночную смену и риск деменции: систематический обзор». European Review for Medical and Pharmacological Sciences . 25 (1): 222–232. doi :10.26355/eurrev_202101_24388. PMID  33506911.
  154. ^ Cha AE (2 октября 2017 г.). «Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена трем американцам за открытие «часового гена»». The Washington Post . Получено 2 октября 2017 г.
  155. ^ "Нобелевская премия по физиологии и медицине 2017 года – Пресс-релиз". Нобелевский фонд. 2 октября 2017 г. Получено 2 октября 2017 г.
  156. ^ Benjakob O, Aviram R (июнь 2018 г.). «Часовая Википедия: от широкой перспективы к исследованию случая». Журнал биологических ритмов . 33 (3): 233–244. doi : 10.1177/0748730418768120 . PMID  29665713. S2CID  4933390.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Циркадный ритм .