Cronobiologia

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O relógio biológico circadiano acompanhado por alguns parâmetros fisiológicos.

Cronobiologia , do grego χρόνος chrónos ' tempo ' e da biologia ('estudo da vida'), é um ramo da biologia que estuda fenômenos periódicos (cíclicos) em organismos vivos e sua adaptação aos ritmos solar e lunar relativos. [1] Esses ciclos são conhecidos como ritmos biológicos . Os termos relacionados cronômica e cronoma têm sido usados ​​em alguns casos para descrever tanto os mecanismos moleculares envolvidos nos fenômenos cronobiológicos quanto os aspectos mais quantitativos da cronobiologia, particularmente quando é necessário comparar os ciclos de diferentes organismos.

Os estudos cronobiológicos encontram ajuda em várias disciplinas, como anatomia comparada , fisiologia , genética , biologia molecular e etologia de indivíduos. [1]

Descrição

Variações no tempo e na duração da atividade biológica em organismos vivos ocorrem para muitos processos biológicos essenciais. Isso ocorre em animais (comer, dormir, acasalar, hibernação , migração , regeneração celular , etc.) e em plantas (movimentos das folhas , reações fotossintéticas , etc.). Eles identificam:

Fundo

Um ciclo circadiano foi descoberto no século XVIII pelo cientista francês Jean Jacques Dortous de Mairan ao estudar o movimento das folhas das plantas. Em 1751, o botânico e naturalista sueco Carolus Linnaeus projetou um relógio de flores usando certas espécies diurnas de plantas florais . [2] Organizando as espécies selecionadas em um padrão circular, ele desenhou um relógio que indicava a hora do dia observando quais flores abriam e quais fechavam. Por exemplo, ele descobriu que a planta barba do falcão abriu flores às 6h30, enquanto outras espécies, como Leontodons , não abriram suas flores até 7h00.

Em 1924 Alexander Chizhevsky , formou-se na Faculdade de Medicina da Universidade de Moscou , publicou os trabalhos interdisciplinares "fatores físicos por trás do processo da história" e "catástrofes epidemiológicos e de atividade periódica do Sol" estudar os ciclos nos organismos vivos em relação ao do ciclo solar e com o ciclo das fases da lua . Chizhevsky desenvolveu uma nova disciplina, heliobiologia , um ramo da astrobiologia . Em 1939, Chizhevsky foi eleito presidente honorário do Congresso Internacional de Física Biológica, após sua publicação de 1936, The Earth's Echo of Solar Storms . [3] No entanto, Chizhevsky logo foi preso pelo governo soviético e exilado na Sibéria durante a ditadura de Joseph Stalin . As publicações de Chizhevsky foram censuradas e sua pesquisa datando da década de 1930 a respeito da relação entre os ciclos circadianos humanos e o sangue e os parâmetros eletromagnéticos dos eritrócitos foi proibida; foi publicado em 1973 , 40 anos depois. A publicação de 1928 de Chizhevsky intitulada "A Influência do Cosmos na Psicose Humana" foi censurada na União Soviética , embora em 2003 esse trabalho tenha sido relatado como uma referência em um artigo no Journal of Circadian Rhythms . [4]

O simpósio de 1960 realizado no Cold Spring Harbor Laboratory parecia definir o momento em que pesquisadores, de áreas muito diferentes, descobriram o fato de que estavam todos estudando o mesmo fenômeno. O encontro antecipado lançou as bases para o desenvolvimento moderno da cronobiologia.

Na década de 1960, Patricia DeCoursey inventou a curva de resposta de fase (PRC), um diagrama de tempo que mostra o efeito de um tratamento capaz de influenciar o ritmo circadiano (por exemplo, o início do sono em diferentes momentos do dia).).

Franz Halberg, da Universidade de Minnesota , que cunhou o termo circadiano , é geralmente considerado um dos pais da cronobiologia moderna. No entanto, foi Colin Pittendrigh, e não Halberg, que foi eleito diretor da Sociedade de Pesquisa em Ritmos Biológicos na década de 1970 . Halberg pediu mais ênfase nos aspectos humanos e médicos , enquanto Pittendrigh teve um treinamento pessoal mais voltado para a evolução e ecologia . Sob a direção de Pittendrigh, a pesquisa foi conduzida em todos os tipos de organismos, tanto vegetais quanto animais. Mais recentemente, tem sido difícil obter financiamento para essas pesquisas em organismos que não sejam camundongos , ratos e humanos. [5] [6]

Recentemente, a fototerapia e a administração oral de melatonina foram estudadas pelo Dr. Alfred J. Lewy ( Oregon Health & Science University ) e outros pesquisadores como um método para controlar o ritmo circadiano animal e humano. Os homens podem ser pessoas pela manhã ou à noite; essas variações são chamadas de cronótipos e existem várias ferramentas de avaliação e marcadores biológicos para sua caracterização.

Destaca-se também a contribuição do biólogo alemão Jürgen Aschoff , considerado um dos fundadores da cronobiologia moderna junto com Franz Halberg e Colin Pittendrigh.

Ferramentas de avaliação

Em 1976 , JA Horne e O. Östberg desenvolveram o Morningness-Eveningness Questionnaire como uma ferramenta para determinar se uma pessoa tem o nível mais alto de alerta durante o dia ou à noite. [7] Em seu artigo, eles distinguiram entre pessoas da manhã e da noite, enquanto outros autores às vezes usam os termos "cotovia" e "coruja", respectivamente, para indicar aqueles que se enquadram em dois cronótipos diferentes. Horne e Östberg observaram que, embora a distinção entre os tipos da manhã e da noite remonta a 1900 , foi somente graças aos trabalhos de Freeman-Hovland ( 1934 ) e Kleitman ( 1939 ) que a pesquisa sistemática sobre esses diferentes cronótipos começou. Öquist ( 1970 ) produziu um questionário sueco para distinguir tipos noturnos de matinais; este questionário foi modificado por Östberg em 1973 , estabelecendo as bases para o subsequente Questionário Morningness-Eveningness de Horne e Östberg em inglês . Usando este questionário, Horne e Östberg encontraram diferenças estatisticamente significativas entre os tipos noturno e matinal em relação aos horários de sono e despertar, mas não encontraram diferenças relevantes em relação a diferentes durações de sono. Os dois cientistas também observaram que era necessário considerar a idade da pessoa para avaliar seu cronótipo, observando como "ir para a cama às 23h30 pode ser indicativo de um tipo matinal em uma população de alunos, mas pode estar mais relacionado a um tipo noturno em uma faixa etária de 40 a 60 anos. " Horne e Östberg também observaram como os picos de temperatura variam entre os tipos de manhã e à noite. Depois que esses autores elaboraram sua escala, outros autores também desenvolveram ferramentas de avaliação para esses conceitos, e há algumas evidências de que os tipos manhã e noite podem, na verdade, ser dois tipos separados.

Outros campos

A cronobiologia é um campo de investigação interdisciplinar. Ele interage com a medicina e outras áreas de pesquisa, como jet lag , distúrbios do sono , endocrinologia , geriatria , medicina esportiva , medicina espacial e fotoperiodismo . [8] [9] [10]

A teoria infundada dos biorritmos , que afirma descrever um conjunto de variações cíclicas no comportamento humano com base em ciclos fisiológicos e emocionais, não faz parte da cronobiologia.

Observação

  1. ^ a b Jay C. Dunlap, Jennifer J. Loros Patricia J. DeCoursey,Chronobiology , Sinauer Associates Inc, 2003, ISBN 978-0-87893-149-1 .
  2. ^ Para obter uma descrição dos ritmos circadianos das plantas, consulte a contribuição de de Mairan, Linnaeus e Darwin em Biological Clocks - Garden Variety Experiments Arquivado em 25 de dezembro de 2005 no Internet Archive .
  3. ^ O livro, no idioma russo original, pode ser baixado online aqui
  4. ^ O artigo em questão é esta Arquivado 19 jan 2007 em Internet Archive .
  5. ^ Bora Zivkovic, ClockTutorial # 2a, Quarenta e cinco anos de generalizações empíricas de Pittendrigh , em um blog ao redor do relógio , ScienceBlogs, 3 de julho de 2006. Página visitada em 13 de março de 2008 .
  6. ^ Bora Zivkovic, pulsos de disparo nas bactérias V , um blog em torno do relógio , ScienceBlogs, 17 de maio de 2006. Recuperado em 13 de março de 2008 .
  7. ^ JA Horne, Östberg, O., Um questionário de autoavaliação para determinar a manhã-noite em ritmos circadianos humanos , em International Journal of Chronobiology , vol. 4, não. 2, 1976, pp. 97-110.
  8. ^ Teodor T. Postolache,Sports Chronobiology, An Issue of Clinics in Sports Medicine , Saunders, 2005, ISBN 978-1-4160-2769-0 .
  9. ^ David Lloyd Ernest Lawrence Rossi, Ultradian Rhythms in Life Processes: Inquiry into Fundamental Principles of Chronobiology and Psychobiology , Springer-Verlag Berlin e Heidelberg GmbH & Co. K, 1992, ISBN 978-3-540-19746-1 .
  10. ^ DK Hayes, Chronobiology: Its Role in Clinical Medicine, General Biology, and Agriculture , John Wiley & Sons, 1990, ISBN 978-0-471-56802-5 .

Bibliografia

links externos

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