FISIOLOGIA ANIMAL - Cronobiologia (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura FISIOLOGIA ANIMAL
Año del apunte 2014
Páginas 6
Fecha de subida 01/11/2014
Descargas 10
Subido por

Vista previa del texto

SEMINARI 2 – CRONOBIOLOGIA CRONOBIOLOGIA – Concepte Àrea de la fisiologia que estudia els ritmes biològics (fenòmens cíclics) dels éssers vius: origen, característiques i implicacions.
Les variables biològiques no són constants sinó que mostren oscil·lacions temporals.
Els sistemes de control homeostàtic controlen el grau de “variabilitat” o “oscil·lació” d'aquestes variables.
Permet una millor definició del criteri de “normalitat” per a una variable – Millor definició d’allò “fisiològic” enfront d’allò “patològic (s’ha de definir un valor normal per saber quan hi haurà patologia).
AVANTATGES ADAPTATIVES DELS RITMES - - Millor adaptació a un entorn canviant de forma cíclica.
o Permet la previsió de funcions abans que aquestes siguin necessàries per sobreviure.
Menor requeriment energètic per a l'organisme.
o És termodinàmicament més econòmic mantenir un paràmetre oscil·lant al voltant d'un valor que mantenir-ho fix en aquest mateix valor.
Els ritmes biològics estan associats a impulsos que reben del medi. Si el medi canvia de manera repetitiva, les variables s’anticipen  cicle.
Totes les variables tenen funció de sinus o cosinus. Els paràmetres que defineixen un ritme són: - Mesor: valor mig del ritme – valor al voltant del qual es produeix l’oscil·lació.
Amplitud: valor d’oscil·lació del ritme.
Acrofase: moment en que s’arriba al valor màxim.
Nadir (Batifase): moment en què s’arriba al valor mínim.
Període (τ): temps d’una oscil·lació completa.
Per exemple, el ritme de la Tª en l’espècie humana: - Mesor: 37ºC - Amplitud: 0’5ºC - Període (τ): 24h PROPIETATS DEL RITMES - - - Endògens: no depenen de condicions ambientals. Si ens aïllen, seguim tenint el ritme de son encara que no veiem la llum.
Ritme de curs lliure: quan s’eliminen les influències externes, el ritme que s’adquireix s’anomena ritme de curs lliure, el qual té un període, el període endogen tau (τ)  període molt estable, difícil de modificar. És específic per cada espècie i per cada ritme.
Sincronitzables: responen a estímuls cíclics del medi i se sincronitzen amb ells.
Els estímuls capaços de produir entrainment (procés pel quall els ritmes endògens s’acoblen als del medi) s’anomenen zeitgeber.
Sincronitzadors: estacions de l’any, contacte social (menstruació en dones), etc.
Hereditaris: els ritmes es mantenen al llarg de les generacions. Poden aparèixer ritmes híbrids (ritmes de τ intermedi al dels progenitors). Hi ha molts gens que determinen l’aparició de ritmes biològics.
TIPUS DE RITMES BIOLÒGICS La classificació es fa en funció del període. Es classifiquen en 3 grups: - Ultradians: potencial d’acció neurones, respiració, cor. τ < 20h Circadians: temperatura, son – vigília, hormones. τ ≈ 24h (20 – 28h) Infradians: dos grups importants. τ > 28h o Circaanuals: hivernació, reproducció, inmigració; important el canvi en hores de llum i foscor.
o Circalunars: menstruació, ramadà; en funció de la lluna.
La vida mateixa es un ritme per alguns biòlegs.
El zeitberger més important a part del contacte social és la llum; els animals hem de tenir un mecanisme que mesuri com canvia la llum al llarg del dia i de les estacions. A partir d’aquesta informació, el nostre organisme detecta el pas del temps; és a dir, la presència de ritmes adaptats a canvis ambientals suggereix la capacitat de poder mesurar el pas del temps.
A aquestes estructures amb les quals el nostre organisme detecta el pas del temps els diem rellotges biològics.
La primera estructura que es va detectar és una àrea del sistema central; són uns nuclis anomenats nuclis supraquiasmàtics (NSQ). Estan implicats en la ritmicitat circadiana. S’ha vist que són neurones amb activitat elèctrica o metabòlica cíclica; formen un cicle de per si. A més reben informació aferent de la retina (canvis de llum).
Si es destrueixen aquests NSQ, els ritmes biològics canvien i poden desaparèixer; si se’ls dóna estímuls, certs ritmes són alterats.
FUNCIONAMENT NSQ El nucli supraquiasmàtic és un centre primari de regulació dels ritmes circadianos mitjançant l'estimulació de la secreció de melatonina per la glàndula pineal. La informació sobre la llum ambiental la rep a través dels ulls, ja que la retina posseeix cèl·lules ganglionars amb un pigment anomenat melanopsina, les quals a través del tracte retinohipotalámico porten informació als NSQ.
Glàndula pineal: la informació lluminosa de la retina arriba a la glàndula pineal.
Aquesta és una estructura fotuda dins la massa del cervell, per tant necessita una via nerviosa i li arriba a través dels NSQ. Per tant la glàndula pineal és un candidat a ser rellotge biològic capaç d’indicar la duració de les fases de la llum.
Aquesta glàndula és capaç de distingir fases de foscor a través de la producció de melatonina – la llum és el seu mecanisme per controlar els ritmes de reproducció (melatonin signal).
La N acetil transferasa és un enzim sensible a la llum. Quan hi ha poca llum, és activa.
En el gràfic, la barra blava representa les hores de foscor; quan la via es veu afavorida, el producte enzimàtic s’acumula i es produeix melatonina.
EFECTES BIOLÒGICS DE LA MELATONINA - - És la base de la sincronització del cicle son – vigília (en humans).
Cicles reproductius en espècies de reproducció estacional (adequació de l’activitat del sistema reproductor a les condicions ambientals i control del moment de maduració gonadal).
Control del desenvolupament puberal (en humans).
Antienvelliment / antioxidant Immunostimulant Es reprodueixen quan els nivells de melatonina són baixos.
Els animals pinealectomitzats es reprodueixen tot l’any.
...