קצביות צירקדית היא היכולת להתמצא בזמן בעצמאות יחסית מגורמים משפיעים חיצוניים. יכולת זו חיונית לתפקודים גופניים כגון הפרשת הורמונים או דם לַחַץ. שינויים פתאומיים באזור הזמן משליכים את השעון מחוץ לאזן ומתבטאים בג'ט-לג.
מהי קצביות היממה?
קצביות צירקדית היא היכולת להתמצא בזמן בעצמאות יחסית מגורמים חיצוניים. כמו רוב האורגניזמים האחרים, בני האדם מחזיקים בשעון פנימי המאפשר להם להתמצא בזמן מבלי להסתכל על שעון ממשי. המקצב הימתי נקרא גם שעון היממה ומתאים לשעון הפנימי הזה. זה נותן לבני האדם את היכולת ליצור תמונת זמן ללא תלות בגורמים חיצוניים. השעון הימתי שולט בעיקר בפעילות החוזרת מעת לעת, כגון שינה, רבייה או צריכת מזון בקביעות מסוימת. פעולות אלה המקיימות חיים ומינים מתקיימות אפוא בקצב קבוע יחסית, ללא תלות יחסית בגורמים חיצוניים ומודעות זמן בפועל. השעון הפנימי מסתגל לאורכי היום המשתנים לאחר חילופי עונות על ידי סנכרון מחדש. מכיוון שיש לסנכרן מחדש את השעון הפנימי מהר מדי בנסיעה לאזורי זמן אחרים, בתחילת הדרך חסר הסכמה. חוסר הסכמה זה בין זמני השעון הפנימיים והמעשית ידוע גם כג'ט-לג בהקשר לנסיעה למרחקים ארוכים.
פונקציה ומשימה
תפקודי גוף חיוניים רבים דורשים תקופתיים תאום. לדוגמא, יש לתאם את טמפרטורת גוף האדם באופן זה. הדבר נכון גם לגבי דם לַחַץ, לֵב קצב, וייצור שתן. הפרשת הורמונים תלויה גם בתקופתית תאום. לא רק סקס הורמונים צריך להיות מתואם מעת לעת. תפקודים גופניים חיוניים רבים נשלטים גם הם מבחינה הורמונלית, ומאז ההורמון לאזן היא מערכת האינטראקציה הדוקה, תיאום לא נכון של הורמון יחיד מרגיז את כל הגוף ואף יכול להיות לו השלכות מסכנות חיים. מכיוון שתפקודי הגוף הנ"ל אינם כפופים לשליטה מודעת, עליהם להיות בלתי תלויים בידע המודע בפועל של אותה תקופה. לכן, הקצב הימתי אחראי לשליטתם. השעון הפנימי האנושי מקבל את המידע שלו מקולטני אור מיוחדים בשכבה הגרעינית של הרשתית. תאי החישה האחראיים נקראים גם רגישים לאור גנגליון תאים ומצוידים במלנופסין הצילומי. הם ממוקמים בין גנגליון שכבת שכבת התא amacrine של הרשתית, שם הם מחוברים ל- tractus retinohypothalamicus, שמקרין את המידע שנאסף מהתאים עד לגרעין suprachiasmaticus ב ההיפותלמוס. הגרעין suprachiasmaticus נחשב לפיכך כמרכז הבקרה של השעון הפנימי. כאן, פונקציות הגוף המשתנות מעת לעת מתואמות בזמן. ברמה המולקולרית, כמה גנים מעורבים במקצבים היומיים, המקודדים גנטית לשעון הפנימי, כביכול. בנוסף לקריפטוכרומים, ה- CLOCK גֵן נחשב לאחד הגנים החשובים ביותר בהקשר זה. ה- BMAL 1 גֵן, גנים PER 1 עד 3 וזופרסין או פרפרסופיזין ידועים כיום גם כמרכיבים מולקולריים חשובים של השעון הפנימי. באינטראקציה מורכבת, הם שולטים הן בתעתיק והן בתרגום של לולאות לוויסות עצמי במשוב המתרחשות לאורך 24 שעות מדויקות יחסית. הגנים PER 2 ו- BMAL 1 תלויים באור ובטמפרטורה ומועתקים בתחילת היום, למשל. לאחר מכן הם נקשרים כדימר לרצף הרגולטורי של ה- DNA, ויוזמים שעתוק של הגנים האחרים.
מחלות והפרעות
כמה הפרעות שינה קשורים לתלונות שעון היממה הפונקציונליות. הקבוצה של אלה הפרעות שינה מכונה לעתים קרובות הפרעות בקצב השינה-ערות. המקצב הימתי אמור לספק לבני אדם כמות אידיאלית של שינה ובכך לנוח בשלבים חשוכים. בשלבי האור מושגת לפיכך רמה גבוהה של ביצועים. גירויים חיצוניים מתאימים את השעון הימתי למחזור 24 שעות. סטיות פתאומיות מהשינוי האור-כהה הרגיל מבלבלות את האורגניזם מכיוון שהן מתרחשות בפרק זמן בלתי צפוי. מכיוון שטיסות למרחקים ארוכים ושינויים באזור הזמן במיוחד מלוות בשינויים בלתי צפויים באור-כהה עבור האורגניזם, אלה שנפגעו משינה ביממה. -הפרעות בקצב התעוררות הן לעיתים קרובות נוסעים למרחקים ארוכים. אנשים עיוורים סובלים לעתים קרובות מהפרעות מכיוון שחסרים להם הגורמים החיצוניים לסינכרון ביניהם. כנ"ל לגבי עובדי משמרות, בהם הפרעת שינה מתבטא בעיקר כשינה או עייפות בזמן "הלא נכון". אצל עובדי משמרות קצב הסביבה אינו תואם את מקצב השינויים האור-כהה, מה שמוביל לבעיות בסנכרון השעון הפנימי. הפרעות שינה ביממה כרונית מתפתחות לעיתים קרובות דכאון או מחלות נפש אחרות. שעון פנימי מופרע יכול להיות קשור גם סיבתי למוטציה של הגנים היממה. מוטציות כאלה גורמות לפרקי זמן ארוכים או קצרים יותר, אשר עשויים לסטות מהמקצב הרגיל של 24 שעות במידה פחות או יותר. מחלות הקשורות לשעון היממה טרם נחקרו בצורה מספקת, מכיוון שאפילו הגנים הקשורים הם תגלית די חדשה. הקשר של המקצבים הימניים לאמור הפרעות שינה גם דורש מחקר נוסף. מחקרים העוסקים לכאורה בבעיה היממה היו מעטים.
