Zeitgeber - Zeitgeber

А Zeitgeber любой внешний сигнал или сигнал окружающей среды, который увлекает или синхронизирует биологические ритмы к 24-часовому циклу света / темноты Земли и 12-месячному циклу.[1][2]

История

Термин «цайтгебер» (Немецкое произношение: [ˈTsaɪtˌɡeːbɐ], буквально «дающий время», т. е. «синхронизатор») впервые был использован Юрген Ашофф, один из основоположников области хронобиология. Его работа продемонстрировала существование эндогенный (внутренние) биологические часы, которые синхронизируют биологические ритмы. Кроме того, он обнаружил, что определенные экзогенный (внешние) реплики, которые он назвал zeitgeber, влияют на синхронизацию этих внутренних часов.

Фотические и нефотические цейтгеберы

  • Свет (свет - более важный дух, чем социальные взаимодействия[3]).
  • Атмосферные условия
  • Медикамент
  • Температура
  • Социальные взаимодействия
  • Упражнение
  • Режимы питания / питья

Циркадные ритмы

Любой биологический процесс в организме, который повторяется в течение примерно 24 часов и поддерживает этот ритм при отсутствии внешних раздражителей, считается циркадный ритм.[4] Считается, что мозг супрахиазматическое ядро (SCN), или внутренний кардиостимулятор, отвечает за регулирование биологических ритмов организма, находящихся под влиянием комбинации внутренних и внешних сигналов.[2] Чтобы поддерживать синхронизацию часов и окружающей среды, цейтгеберы вызывают изменения концентраций молекулярных компонентов часов до уровней, соответствующих соответствующей стадии в 24-часовом цикле, процесс, называемый увлечение.[5]

Ранние исследования циркадных ритмов показали, что большинство людей предпочитают день, близкий к 25–26 часам, когда они изолированы от внешних раздражителей, таких как дневной свет и хронометраж. Однако это исследование было ошибочным, потому что оно не смогло защитить участников от искусственного света. Хотя испытуемые были защищены от сигналов времени (например, часов) и дневного света, исследователи не знали об эффектах задержки фазы электрического освещения в помещении.[6] Испытуемым разрешалось включать свет, когда они бодрствовали, и выключать, когда они хотели спать. Электрический свет вечером задерживает циркадную фазу; эти результаты стали хорошо известны.[7] Более поздние исследования показали, что у взрослых есть встроенный рабочий день, который в среднем составляет около 24 часов; внутреннее освещение действительно влияет на циркадные ритмы; и большинство людей спят наилучшего качества во время хронотип -определенные периоды сна. Исследование Чейслер и другие. в Гарварде обнаружили, что диапазон для нормальных, здоровых взрослых людей всех возрастов довольно узок:[8] 24 часа 11 минут ± 16 минут. «Часы» ежедневно сбрасываются на 24-часовой цикл вращения Земли.[7][9]

Биологические ритмы, включая циклы, связанные со сном и бодрствованием, настроением и когнитивными функциями, синхронизируются с внутренними циркадные часы.[10] Лучший способ наблюдать за работой этих часов - экспериментально лишить людей внешних сигналов, таких как свет и социальное взаимодействие, и позволить телу испытать «свободную» среду, то есть такую, в которой нет цейтгеберов, которые могли бы влиять на ритмы тела.[10] В этих условиях только циркадные часы изменяют биологические ритмы организма.[10] Однако обычно внешние сигналы, такие как световые и темные циклы и социальные взаимодействия, также влияют на ритмы тела. Эти zeitgebers делают это, предупреждая людей об изменениях вероятности возможных награды или угрозы в окружающей среде. Например, люди с большей вероятностью найдут пищу и укрытие в дневное время и с меньшей вероятностью обнаружат хищников в ночное время, что означает, что бодрствование, как правило, наиболее плодотворно в течение дня, а сон - самое безопасное занятие в ночное время.[11] Таким образом, смена света и темноты заставляет тело вставать днем ​​и утомляться ночью.

Существует множество различных цейтгеберов, и их относительное влияние на человека в любой момент времени зависит от ряда факторов, включая наличие и работу других типов цейтгеберов. Например, Юрген Ашофф показали, что люди могут компенсировать отсутствие некоторых zeitgebers, таких как естественный свет, вместо этого уделяя внимание социальным zeitgebers. В частности, люди, помещенные в полную темноту на четыре дня, не различались по ряду показателей, включая температуру тела и различные психомоторные задачи, такие как оценка времени и постукивание пальцами, от людей, помещенных в искусственную светло-темную среду, когда обе группы получали одинаковые строгий временной график.[12] Исследователи пришли к выводу, что социальные zeitgebers, такие как время приема пищи и взаимодействие с другими людьми, могут вовлекать биологические ритмы так же, как и у других обычных zeitgebers, таких как свет.

Психологические эффекты изменений

Поскольку внутренние часы устанавливаются с использованием zeitgebers, потеря или нарушение обычных zeitgebers может очень дезориентировать. Когда человек испытывает значительные изменения в zeitgebers, например, нерегулярное расписание ночной смены, эти изменения могут иметь множество негативных последствий. Одним из примеров этого явления является расстройство суточного биоритма в связи с дальним перелетом, в котором путешествие в другой часовой пояс вызывает десинхронизацию циклов сна-бодрствования, аппетита и эмоций. Такие нарушения zeitgeber могут также привести к снижению когнитивных функций, плохому настроению и, в некоторых случаях, приступам психического заболевания.

Когнитивной деятельности

Исследователи показали, что 24-часовые циркадные часы также влияют на когнитивные функции в самых разных парадигмах, включая серийный поиск, словесное рассуждение, рабочая память задачи, подавление неправильных ответов и ловкость рук.[10][13] Эффективность выполнения этих задач меняется в течение дня, при этом каждый тип задач имеет свой ежедневный ритм. Например, лучшее время для выполнения задачи с рабочей памятью, как правило, - полдень, тогда как немедленная память лучше всего утром, а простая обработка идеально выполняется вечером.[13] Кроме того, индивидуальные различия между участниками могут повлиять на ежедневные ритмы выступлений. Исследования показали, что дети наиболее успешно выполняют математические упражнения по утрам.[14] но пик успеваемости молодых людей приходится на вечер.[15] Такое различие в выполнении различных задач связано с рядом факторов, включая относительную нагрузку на рабочую память, изменение стратегии, доминирование в полушарии, способность подавлять неправильные ответы, возраст, уровень практики и время суток, многие из которых колеблются. в зависимости от времени суток.[13] На основании этих результатов исследователи приходят к выводу, что факторы, нарушающие циркадные ритмы, также могут влиять на когнитивные функции.

Расстройства настроения

Нарушения в zeitgebers могут оказывать негативное влияние на эмоции и настроение, а также на когнитивные функции.[10] Теоретически нарушение биологических ритмов Цайтгеберсом увеличивает риск некоторых форм психопатология. Существуют убедительные доказательства того, что люди, страдающие депрессией, испытывают нерегулярные биологические ритмы, включая нарушенные циклы сна и бодрствования, температуру и кортизол ритмы.[16] Эти результаты подтверждают теорию, впервые предложенную Элерсом, Фрэнком и Купфером в 1988 году, согласно которой стрессовые жизненные события могут привести к депрессивным эпизодам, нарушая социальные и биологические ритмы, что приводит к негативным симптомам, таким как нарушение сна, которые могут вызвать депрессию у уязвимых людей.[1] Недавняя работа также продемонстрировала, что такие вмешательства, как световая терапия, лишение сна и некоторые фармакологические антидепрессанты могут быть эффективными при лечении депрессии, возвращая эти ритмы в их естественное состояние.[17] Такие вмешательства влияют на настроение человека, температуру тела, уровень кортизола и мелатонин продуктивность, и все они у людей с депрессией нерегулярны.

Социальные рефлексы и расстройства настроения

Некоторые исследователи предположили, что нарушения биологических ритмов, присутствующие у людей с депрессией, на самом деле могут быть результатом предыдущих нарушений социальных взаимодействий, которые служат сигналами для этих ритмов.[1] Эта возможность может помочь объяснить связь между стрессовыми жизненными событиями и развитием расстройств настроения. Например, молодоженам или сожительствующим парам часто приходится приспосабливаться к ритмам сна друг друга, когда они впервые начинают спать в одной постели. Эта корректировка может быть трудной и может привести к нарушениям качества и количества сна и, возможно, повысить риск депрессия как результат. Исследователи попытались изучить влияние жизненных событий, нарушающих социальные ритмы, на симптомы депрессии разными способами. В ряде исследований изучается, может ли потеря супруга, значительное негативное жизненное событие, часто связанное с усилением депрессивных симптомов, привести к усилению депрессии из-за нарушения социальных ритмов. Помимо горя, супруги, потерявшие близких, также могут иметь дело с изменениями в многочисленных социальных zeitgebers. Например, супруги, потерявшие близких, могут внезапно столкнуться с изменением времени приема пищи, обязанностями по дополнительным делам, социальными ожиданиями или просто реальностью повседневной жизни без обычного собеседника. Взятые вместе, результаты исследований супругов, потерявших близких, показывают, что, когда тяжелая утрата связана с изменениями в социальных ритмах, депрессивные симптомы могут усиливаться; однако, если люди, понесшие тяжелую утрату, способны поддерживать социальный ритм после смерти супруга, усиление депрессии менее вероятно.[2] Эти данные свидетельствуют о том, что стабильность социального ритма может не полностью зависеть от жизненных событий, но скорее имеет некоторые черты, подобные элементам, поскольку некоторые люди могут с большей вероятностью поддерживать социальные ритмы, чем другие, после наступления значимого жизненного события.

Недавние исследования также обнаружили связь между нарушением социальных ритмов и запуском маниакальных эпизодов в биполярное расстройство.[18] Различить расстройства Цайтгебера, ведущие к депрессии, от нарушений, ведущих к маниакальным эпизодам, оказалось непросто. Однако как при однополярной, так и при биполярной депрессии концепция социальных zeitgebers как потенциальных факторов риска повлияла на разработку вмешательств, направленных на снижение этого риска. При биполярном расстройстве Межличностная и социальная ритмическая терапия (IPSRT) предназначен для регулирования и нормализации социальных ритмов человека, включая время приема пищи, личные отношения, упражнения и социальные потребности. Регулируя социальные ритмы, терапевты, в свою очередь, надеются нормализовать биологические ритмы людей. Исследования не нашли достаточных доказательств того, что IPSRT улучшает настроение, но люди, проходящие IPSRT, испытывают более длительные периоды между эпизодами биполярного расстройства, что указывает на то, что нормализация социальных ритмов может иметь профилактический эффект.[17]

Сезонное аффективное расстройство

Сезонное аффективное расстройство может возникнуть в результате недостатка цайтгеберов (например, света) в зимние месяцы, которые стимулируют система активации вознаграждений, что приводит к подавленному настроению. Некоторые исследования указали на гормон мелатонин, который регулируется циркадными ритмами, как на возможный механизм.[19] Потому что циркадные часы синхронизируют циклы сна и бодрствования человека, чтобы они совпадали с периодами дня, в течение которых потенциал вознаграждения наиболее высок, то есть в дневное время.[11] - и недавние исследования показали, что суточные ритмы активации вознаграждения у людей также модулируются циркадными часами,[11] внешние воздействия на эти ритмы могут повлиять на настроение человека.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Элерс, Синди Л .; Франк, E .; Купфер, Д. Дж. (1988). «Социальные духи и биологические ритмы». Архив общей психиатрии. 45 (10): 948–52. Дои:10.1001 / archpsyc.1988.01800340076012. PMID  3048226.
  2. ^ а б c Грандин, Луиза Д .; Сплав, Лорен Б .; Абрамсон, Лин Ю. (2006). «Социальная теория Цайтгебера, циркадные ритмы и расстройства настроения: обзор и оценка». Обзор клинической психологии. 26 (6): 679–694. Дои:10.1016 / j.cpr.2006.07.001. PMID  16904251.
  3. ^ Роеннеберг, Тилль; Кумар, Ч. Джайрадж; Мерроу, Марта (23 января 2007 г.). "Циркадные часы человека увлекаются солнечным временем" (PDF). Текущая биология. 17 (2): R44 – R45. Дои:10.1016 / j.cub.2006.12.011. ISSN  0960-9822. PMID  17240323. S2CID  21533227.
  4. ^ Refinetti, R .; Менакер, М. (1992). «Циркадный ритм температуры тела». Физиология и поведение. 51 (3): 613–37. Дои:10.1016/0031-9384(92)90188-8. PMID  1523238. S2CID  27734031.
  5. ^ То, Конг Леонг (август 2008 г.). "Обзор фундаментальных наук по биологии циркадного ритма и нарушениям циркадного сна" (Обзор, полный текст, PDF). Annals Academy Med Сингапур. 37 (8): 662–8. PMID  18797559. Получено 15 августа 2009.
  6. ^ Даффи, Жанна Ф .; Кеннет П. Райт-младший (август 2005 г.). «Увлечение циркадной системы человека светом (обзор)». J Biol Rhythms. Мудрец. 20 (4): 326–338. Дои:10.1177/0748730405277983. PMID  16077152. S2CID  20140030.
  7. ^ а б Чарльз А. Чейслер, доктор медицины (1999 г.). "Биологические часы человека переводят на час назад". Получено 23 сентября 2007. Разница между нашими испытуемыми с 95-процентным уровнем уверенности не превышала плюс-минус 16 минут, что является удивительно малым диапазоном.
  8. ^ Чейслер, Калифорния; Даффи Дж. Ф.; Shanahan TL; Коричневый EN; Митчелл Дж. Ф.; Риммер DW; Ronda JM; Silva EJ; Allan JS; Emens JS; Dijk DJ; Kronauer RE (25 июня 1999 г.). «Стабильность, точность и почти 24-часовой период циркадного кардиостимулятора человека». Наука. 284 (5423): 2177–81. Дои:10.1126 / science.284.5423.2177. PMID  10381883.
  9. ^ Панда, С .; Hogenesch, J. B .; Кей, С. А. (2002). «Циркадные ритмы от мух к человеку». Природа. 417 (6886): 329–35. Bibcode:2002Натура 417..329П. Дои:10.1038 / 417329a. PMID  12015613. S2CID  4410192.
  10. ^ а б c d е Kyriacou, Charalambos P .; Гастингс, Майкл Х. (2010). «Циркадные часы: гены, сон и познание». Тенденции в когнитивных науках. 14 (6): 259–267. Дои:10.1016 / j.tics.2010.03.007. PMID  20418150. S2CID  29030872.
  11. ^ а б c Мюррей, G .; Николас, К. Л .; Kleiman, J .; Dwyer, R .; Кэррингтон, М. Дж .; Allen, N.B .; Триндер, Дж. (2009). «Часы природы и настроение человека: циркадная система модулирует мотивацию вознаграждения». Эмоции. 9 (5): 705–16. Дои:10.1037 / a0017080. PMID  19803592.
  12. ^ Aschoff, J .; Fatranská, M .; Giedke, H .; Doerr, P .; Stamm, D .; Виссер, Х. (1971). «Циркадные ритмы человека в непрерывной темноте: вовлечение социальных сигналов». Наука. 171 (3967): 213–215. Bibcode:1971 г., Наука ... 171..213А. Дои:10.1126 / science.171.3967.213. JSTOR  1731431. PMID  5538832. S2CID  40935482.
  13. ^ а б c Перевозчик, Джули; Монах, Тимоти Х. (2000). «Циркадные ритмы исполнения: новые тенденции». Международная хронобиология. 17 (6): 719–732. Дои:10.1081 / CBI-100102108. PMID  11128289. S2CID  17913894.
  14. ^ Rutenfranz J, Helbruegge T. 1957. Über Tageschwankungen der Rechengeschwindigkeit bei 11-jährigen Kindern. Z Kinderheilk. 80: 65–82
  15. ^ Блейк, М. Дж. Ф. (1967). «Время суток влияет на производительность при выполнении ряда задач». Психономическая наука. 9 (6): 349–350. Дои:10.3758 / BF03327842.
  16. ^ Пан Т.А. (1985). «Аффективные расстройства: биологические аспекты». Acta Neurologica. Лондон: Издательство Оксфордского университета. 7 (2): 129–34. PMID  2409751.
  17. ^ а б Monteleone, P .; Мартиадис, В .; Май, М. (2011). «Циркадные ритмы и значение лечения при депрессии». Прогресс в нейропсихофармакологии и биологической психиатрии. 35 (7): 1569–74. Дои:10.1016 / j.pnpbp.2010.07.028. PMID  20691746. S2CID  24239162.
  18. ^ Malkoff-Schwartz, S .; Франк, E .; Anderson, B.P .; Hlastala, S.A .; Luther, J. F .; Sherrill, J. T .; Houck, P. R .; Купфер, Д. Дж. (2000). «Нарушение социального ритма и стрессовые жизненные события в начале биполярных и униполярных эпизодов». Психологическая медицина. 30 (5): 1005–16. Дои:10.1017 / s0033291799002706. PMID  12027038.
  19. ^ Lam, R .; Левитан, Р. (2000). «Патофизиология сезонного аффективного расстройства: обзор». Журнал психиатрии и неврологии. 25 (5): 469–480. ЧВК  1408021. PMID  11109298.