Cirkadisk

Cirkadisk, eller cirkadiska rytmer, syftar på biologiska processer som uppvisar endogena, ungefär 24 timmar långa cykler och som kan anpassas till omgivningen genom synkronisering med ljus och andra tidsgivare. Dessa rytmer finns hos nästan alla organismer och reglerar bland annat sömn–vakenhet, hormoner, metabolism och kroppstemperatur.

Det centrala klocksystemet hos däggdjur är beläget i suprachiasmatiska kärnorna (SCN) i hypothalamus. På molekylär nivå består cirkadiska rytmer av transkriptions- och translationsfeedback-loopar som involverar generna CLOCK och BMAL1, vilka reglerar uttrycket av PER och CRY. När dessa proteiner ackumuleras hämmar de CLOCK-BMAL1-komplexet, vilket skapar en cykel som varar cirka 24 timmar och upprepas kontinuerligt i frånvaro av yttre signaler.

Ljus är den viktigaste tidsgivaren. Retina, särskilt melanopsin-expressiva ganglieceller, förmedlar signaler till SCN och justerar rytmen. Melatonin frisätts från tallkottkörteln under mörker och bidrar till sömn. Kroppstemperatur, blodtryck och frisättning av hormoner som kortisol följer också cirkadiska mönster.

SCN fungerar som ledaren för ett nätverk av perifera klockor som finns i många vävnader och organ. Dessa klockor hålls i synk med SCN via neural- och hormonella signaler och kan i viss mån entrainas oberoende av centrala klockan.

Bristande eller oregelbunden cirkadisk reglering är kopplad till olika hälsoproblem, bland annat sömnstörningar, metabolt syndrom, fetma, diabetes och vissa mentala hälsotillstånd. Skiftarbete, jetlag och nattlig ljusexponering kan störta rytmen. Historiemässigt var endogenitetens existens tydlig redan hos växter på 1700-talet, och senare forskning kartlade de molekylära klockmekanismerna och clock-generna hos djur och människor.