Kronobiyoloji (Zaman Bilimi) Hakkında
Kronobiyoloji, vücudumuzun zihinsel, fiziksel ve duygusal döngülerinin güneş ve ay ritimlerinden nasıl etkilendiğini araştıran bir biyoloji bilimi alanıdır. Örneğin, sirkadyen ritim, insan vücudunda meydana gelen 24 saatlik bir fizyolojik süreç döngüsüdür ve kronobiyoloji çalışmasında hayati bir döngüdür. Bu işlemler bozulduğunda veya insan vücudunda anormallikler olduğunda, bu konuda çözüm olabilecek alan kronobiyoloji çalışması içindedir.
Kronobiyolojinin Tarihi
Çoğumuz insan vücudunun iç saati hakkında çok az bilgiye sahiptir. Bununla birlikte, Avrupa’dan gelen genç bir bilim, son 30 yılda Kronobiyoloji olarak önem kazanmıştır. Kronobiyoloji, dünya dönerken insan organizmasını etkileyen gece-gündüz döngüsünü ifade eder. İnsanlığın başlangıcından bu yana, insanlık tarihi aydınlık ve karanlık tarafından şekillendirilmiştir. Genetik olarak oluşan zamanlayıcılar vücutlarımızın derinlerinde bulunur ve temel ritim kontrol edilir. Bununla ilgili bilgileri ne kadar zekice elde edersek, bize o kadar faydalı olur. Bu bağlantı, hastalıkların önlenmesi ve tedavisinde, ayrıca iyileşme sürecinde önemlidir.
Kronobiyolojinin başlangıcı 18. yüzyıla kadar uzanmaktadır. Gökbilimci Jean Jacques d’Ortous de Mairan, mimoza çiçeğinin günlük yaprak hareketlerini gözlemledi. Deneyler yoluyla, yaprakların sürekli karanlık bir ortamda bile sirkadyen bir ritimde sallanmaya devam ettiğini gösterebildi. Georg Christoph Lichtenberg, Christoph Wilhelm Hufeland, Carl von Linné ve en önemlisi Charles Darwin gibi ünlü bilim insanları benzer ritmik olayları bildirdiler. Ancak, kronobiyoloji araştırmasının 20. yüzyıla kadar gerçekten başladığı söylenemez. Wilhelm Pfeffer, Erwin Bünning, Karl von Frisch, Jürgen Aschoff, Colin Pittendrigh ve Arthur Winfree öncülerden bazılarıdır.
Kronobiyolojinin Üç Temel Döngüsü
Infradiyen Ritimler (“infra” altta anlamında ve “dies” gün anlamında), 24 saatten uzun süren ritimlerdir. Bunlar yalnızca birkaç günde, haftada, ayda veya hatta yılda bir kez tekrarlanır. İyi örnekler, kuş göçü, ay ritimleri (aya ait aşamaları takip eden yaklaşık 29.5 gün) ve yarı-ay (yaklaşık 14 gün) gibi gelgit döngüleriyle ilişkili mevsimsel ritimlerdir. Bir başka örnek, bir kadının menstrüel döngüsü gibi öngörülemeyen ritimlerdir.
Ultradiyen Ritimler (Latince “ultra” aşırı ve “dies” gün anlamında), 24 saatten kısa olan biyolojik ritimlerdir. Ultradien ritmini örnekleyen insan vücudunun birçok fizyolojik fonksiyonu vardır. Bu ritimler bir günde birden fazla döngüye sahiptir. Örneğin, bir yetişkin, her iki saatte bir çalışma ve dinlenme döngüsüne sahiptir. Ultradiyen ritimler, fiziksel, duygusal ve ruhsal işlevleri düzenler. Genellikle birkaç saat sürer ve besin alımını, kan dolaşımını, hormon atılımını, farklı uyku aşamalarını ve insan performans eğrisini içerirler. Bu işlemler vücudumuza milyonlarca yolla kurulmuştur. Bazıları neredeyse saniyeler içinde son bulur, örneğin solunumun kontrolü. Bazıları hücrede mikro dolaşım düzeyinde gerçekleşen işlemlerin çoğunluğu gibi yalnızca birkaç milisaniyelik bir sürede biter. Gelgit ritimleri (yaklaşık 12.4 saat), deniz yaşamında sıklıkla görülür, gelgitlerin yüksekten alçağa ve geriye doğru geçişini takip eder ve bir sörf bölgesi içinde yaşayan birçok insan için özel bir işleve sahip olurlar.
Sirkadiyen Ritimler (“circa” yaklaşık ve “dies” gün anlamında), yaklaşık 24 saat süren ritimlerdir, yani insan uykusu / uyanma döngüsü veya bitkilerin yaprak hareketleri. Sirkadiyen ritimlerin çoğu etkisi insanları doğrudan ve derhal etkiler, bu nedenle bunlar en yoğun şekilde araştırılırlar.
Bugün Kronobiyoloji
Kronobiyoloji alanı dünyada hızla genişlemektedir. Tıbbi uzmanlar, araştırmacılar ve genel nüfus, ilaç yönetiminden egzersiz için en etkili zamanın belirlenmesine kadar her konuda kronobiyolojik ilkelerin faydalarını görmeye başlıyor. Kronobiyoloji, genetik, endokrinoloji, ekoloji, psikoloji gibi alanlarda kullanılmaktadır. Kronobiyolojinin kronofarmakoloji branşı özellikle önemli olmuştur. Binlerce çalışma, bir ilacın kesin zamanlamasının yan etkileri nasıl azaltabileceği, hedef organ sistemi veya hastalığı üzerinde nasıl daha etkili olduğu ve hatta fizyolojik bir işlemi tamamen bozduğu konusunda bilgi vermiştir.
Birçok tanınmış kurum, kronobiyoloji üzerine yoğunlaşmış bölümler, laboratuvarlar ve müfredat eklemiştir. Bu kurumlar, modern tıbbın şekillendirilmesine ve doğuştan gelen biyolojik ritimlerimizin anlaşılmasına yardımcı olan çığır açan araştırma ve anlayışlar sağlamıştır. Melatonin, aynı zamanda “kronobiyolojinin ana hormonu” olarak da adlandırılır; ışığın çeşitli hastalıklar üzerindeki etkileri ve kronotip fenomeni, özellikle ilgi çekici alanlar olarak öne çıkmıştır.
Zaman tüm yaraları iyileştirmiyor
İç ve dış saatler, fiziksel, zihinsel ve duygusal işlevlerimizi, müdahale etmeye ihtiyaç duymadan kontrol eder. Hayatımızı bu ritimlere daha akıllıca uydurdukça fayda artar. İster oral mukoza ister karaciğer olsun, her fizyolojik sistem kendi biyolojik ritmini taşır. Bu bilgi, hastalık ve iyileşme için özel önem taşımaktadır. Astım, artrit, hipertansiyon, depresyon, kalp krizi, mide ülseri, uyku sorunları, serebral metabolik bozukluklar ve diğerlerinin kendi safhaları vardır. Hastalığın önlenmesi veya tedavisinde kullanılan aktif bileşenlerin kronobiyolojik faktörü çok önemlidir. Bugüne kadar, sadece bu maddelerin altında yatan sırların küçük bir kısmını gösterebiliyoruz. Bununla birlikte, birtakım önemli maddeler, kronolojik olarak anlamlı formül olarak mevcuttur, bilimsel olarak test edilmiş ve kanıtlanmıştır. Başlangıçta, kronobiyologlar ciddiye alınmadı. Günümüzde bilimleri beden, zihin ve zaman bağlantılarını araştıran kabul edilmiş bir araştırma dalıdır.
İç zaman düzenleyicileri döngülerimizi kontrol eder
Kronobiyolojik açıdan ortaya çıkan en önemli sonuç, genetik olarak belirlenmiş iç “zaman düzenleyicileri”nin tüm kontrol paketine sahip olduğumuzdur. En önemlisi, vücudumuz 24 saatlik bir iç çevrimi izler. Hormon salınımı sonunda iç saatlerimizin uyarımlarına bağlıdır. Beynimizin kontrolünde, kan dolaşımındaki 150 haberci madde, organlarımıza mevcut durum hakkında bilgi verir ve spesifik sonuçları iletir. Bu hormonların yükseltici ve azaltıcı etkisi vardır. Vücudumuzun sıcaklığı uyku sırasında azalır, uyandığımızda kan basıncımız yükselir vb. Bu ritimler, 24 saatte bir, gece gündüz tekrarlanır. Bilim adamları bu nedenle “sirkadiyen” bir ritimden bahsediyorlar. En kısa iniş ve çıkış döngüsü beyin dalgalarında ölçülür, bu da sadece milisaniyenin kesirleridir. En uzun günlük ritimler örneğin açlık ve uyku ihtiyacı, birkaç saate kadar uzanır.
Her an, kronobiyoloji, organlarımızdaki eylemleri eşsiz ve belirgin bir gösteriye dönüştürür. Bir saat sonra, bir saat önce olduğu gibi hiçbir şey kalmaz. Öyle görünüyor ki yaşla birlikte, iç saatlerimizden bazıları daha yavaş bazıları daha hızlı ilerliyor. Kontrolden çıkma eğiliminde olup yıllar içerisinde bazıları durma noktasına erişir. Organlar kendi ritmini geliştirmeye başlarlar ve rahatsızlıklar ortaya çıkar. Tedavi edilmedikleri takdirde, hastalıklar gelişebilir.
Bilim, uyku ile alakalı olarak kabul edilen 80 civarında rahatsızlığı ayırt eder. Tam da kronofarmakolojinin izlediği hedef budur: Doğru zamanda doğru formülasyon. Mevcut hedef, giderek artan sayıda hastalık veya fiziksel işlev bozukluğunda sirkadiyen bir bileşen belirlemektir. Bu, tedavi için şaşırtıcı seçenekler ortaya çıkarır; daha etkili ve daha az yan etkiye sahiptir. Kronobiyolojik ilaçlar veya gıda takviyeleri iç zaman düzenleyicimizi yeniden kalibre eder.
Işık ve karanlık organlarımızın nasıl çalışacağını kontrol eder
Işık-karanlık faktörü, günlük işlevlerimizi 24 saatlik bir ritme sürekli olarak uyarlar. Vücudumuzun içinde bu bilgiler melatonin adı verilen bir sinyal hormonuna dönüştürülür. Melatonin, karanlıkta gün ışığına kadar çok sayıda görevi tamamlar. Saat 23.00 civarı melatonin seviyelerinde genellikle normal değerin sekiz ila on katına ani bir artış olur. Bu, birçok organın faaliyetlerini yavaşlatıp kendilerini yenilemek için bir işarettir. Bununla birlikte, birçok yaşlı insan bu karanlık melatonin artışını büyük oranda kaybetmiştir. Uyku, kan basıncı, vücut ısısı ve hormonlar gibi birçok ritim kontrolsüz kalır. Bu durumlarda akıllı bir biçimde kronolojik destek gerekir. Heyecan verici yeni çalışmalar önemli sonuçlar elde etmektedir. Araştırmacılar, tümör hücrelerinin bölünme eğiliminde olan saatini anlamaya başlıyor. Sağlıklı hücrelerden farklı olan zaman düzenleyicileri tümörleri kontrol eder. Bu nedenle, terapötik sitotoksinlerin, tümör büyümesi üzerindeki etkisi daha yüksek olduğunda ve etkileri geri kalan hücrelere daha az zararlı olduğunda, hedef organa sokulması çok önemlidir. Günümüzde iç saatlerimizle uyumlu terapötik önlemlerin araştırılması olan kronofarmakoloji, şu anda biyolojik araştırmanın en büyüleyici alanıdır. Ritim bozuklukları sonucu oluşan hastalıkları giderek daha fazla anlamaya başlıyoruz.
İç saatimizin zekası
Her hücre, amino asit yapı taşları gibi son derece spesifik maddeler üretir. Arzulanan konsantrasyona ulaşıldığında, üretim durdurulur. Enzimler, maddeleri saatler içinde parçalar. Yeni bir döngü başlar. Bazı genler (“saat genleri” olarak da adlandırılır) bu işlemler için açma / kapama anahtarları gibi davranır. Neredeyse her tür insan dokusunda bulunabilirler ve etkileri inanılmaz derecede çok yönlü, sofistike ve akıllıdır. İnsan vücudunun tüm bölümleri, haberci madde ve nöronal uyarıların bilgilerini alan alıcılara sahiptir. “Saat genleri” onların duyarlılığını kontrol eder. Bu aynı zamanda vitaminler, eser elementler ve ilaçlar da dahil olmak üzere diğer biyolojik açıdan etkili maddelerin etkisi için de geçerlidir. Esas anahtar beynin merkezinde konumlanan ve 3 yapıdan oluşan diensefalonda bulunur. Diensefalon, retinada bulunan özel fotosellerden mesajlar alır. Kısa bir süre önce çözülmüş olan bu sensörler nesneleri veya renkleri tanımaz ancak günün saati, ortam atmosferi ve mevsimleri algılar. Bunlar, tüm iç saatlerin ayarlandığı bir kontrol odası olarak bütün olarak tanımlanabilecek bir eylem mekanizmasının başlangıç noktasıdır. Bu kontrol odası, gündüz ve gece arasındaki değişimi dışarıdaki dünyadan vücudumuzdaki sayısız ritme aktarır ve onları birbirlerine birleştirir. Işık güçlü bir etki üretecidir. Kalp krizinden bir kişinin hayatta kalması belki de yoğun bakım ünitesinin penceresinden parlayan güneş ışınlarına bağlı olabilir. Bir hastanenin kuzey kanadındaki yataklar gizemli bir şekilde daha yüksek bir ölüm oranı ile ilişkilidir!