BİYOLOJİK SAATLER ve RİTİMLER (KRONOBİYOLOJİ) Bölüm-1 Canlıların bir çok biyolojik faaliyetlerinde belli bir ritmin gözlendiği çok eski zamanlarda farkedilmiştir. Ne var ki, biyolojik ritimlerin başlı başına bir bilim dalı olması ancak ondokuzuncu yüzyılın sonlarına rastlar. Bu gün bildiğimiz anlamda, biyolojik ritimleri ve onları yöneten etkenleri araştıran blim dalı Kronobiyoloji olarak bilinir. Kronobiyoloji, biyolojik ritimlerle ilgilenir. Ritim genel olarak, periyod, sıklık, büyüklük ve faz gibi özellikler gösteren, tekrarlayıcı karakterdeki olaylar olarak tanımlanabilir. Ritimlerin bu özelliklerinin kısa tanımları ise şu şekilde yapılabilir: * PERİYOD: Ritmin bir döngüsü için geçen zaman. * SIKLIK (Frequency): Birim zamanda tekrarlayan döngü sayısı. * GENLİK (Amplitude): Ortalama değerden sapma miktarı. * EVRE (Phase): Ritmin kendine has özellikler gösteren kısmı (başlama, bitiş evreleri gibi) (Şekil.1) Şekil 1: İki biyolojik fonksiyonunun ritmleri arasında gözlenen faz ilişkileri ve ritim özellikleri. Canlıların yürüttüğü biyolojik fonksiyonların ritimleri, genellikle çevre şartlarından döngüsel özellikler gösterenlerle eşzamanlı olarak yürür. Eğer bir canlı engelsiz bir şekilde dış ortamla ilişkili ise ve ritimlerini dış dünyadan gelen uyarılara göre düzenleyebiliyorsa, böyle ritimlere bağlı (entrained) ritimler denir. Bunun yanında, eğer canlı laboratuar ortamında, çevresel işaretlerden yalıtılmış bir biçimde yetiştirilirse, bu durumda tam olarak çevresel işaretlerle tutarlı olmasa da bir iç ritmi sürdürdüğü görülür. Bu tip ritimlere de serbest (free-running) ritimler denir. Canlının çevreden aldığı sinyallerin bir kısmı, ritimlerini düzenlemesi için bir işaret görevi yapar. Örneğin, ışık ve karanlık, canlının gece ve gündüz göstereceği faaliyetleri ayarlaması için çevresel bir işaret olarak kullanılır. Bunun gibi çevresel işaretlere, zeitgeber (almanca, zeit=zaman, geber=vermek) veya "ritim verici" denir. Bu ritim verici faktörler, ayın devri, yılın mevsimleri, güneşin durumu vb. olabileceği gibi, bunların arasında en önemlisi ışıktır. Şekil 2: Laboratuar hayvanlarındaki LH seviyelerinin saatlik, günlük ve yıllık dalgalanmaları. Saatlik dalgalanmalardaki sıklık ve genlik değişiklikleri günlük değişikliklere; günlük ritimlerdeki değişiklikler ise yıllık dalgalanmalara neden olur. BİYOLOJİK SAAT ÇEŞİTLERİ: Genel adlandırmaya göre, temel biyolojik saat çeşitleri aşağıda listelenmiştir. Sirkadian ritmin altında görülen sirkaseptan, sirkatrivijintan gibi isimlendirmeler, daha ziyade tıbbi terminolojide kullanılmaktadır. Tablo 1. * Sirkadian (Dünyanın dönüşü) 24 saat 22-26 saat o Ultradian <20 saat o İnfradian >28 saat o Sirkaseptan 7±3 gün o Sirkadiseptan 14±3 gün o Sirkavijintan 21±3 gün o Sirkatrivijintan 30±5 gün * Sirkatidal (Gel-gitler) 11-14 saat * Sirkalunar (Ayın evreleri) 26-32 gün * Sirkannual (Yılın mevsimleri) 330-400 gün Tablo 2. İnsanlarda Gözlenen Ritim Örnekleri
