Wielo-oscylatorowa teoria mechanizmu zegara biologicznego ssaków

Abstract

Cyklicznie zmieniające się warunki środowiska wywoływane obrotowym ruchem Ziemi są niezmiernie ważnym czynnikiem w procesie ewolucyjnym. Dlatego też, organizmy żywe wykształciły mechanizmy zwane zegarami biologicznymi, które pozwalają im nie tylko biernie na nie reagować, ale je przewidywać i adaptować do nich swoje procesy fizjologiczne oraz zachowania okołodobowe. Historycznie, jądra nadskrzyżowaniowe podwzgórza (ang. suprachiasmatic nuclei, SCN) uważane były za główny i jedyny zegar okołodobowy ssaków. Powszechne było przekonanie, że rytmiczna ekspresja genów zegarowych tego jądra i dobowe zmiany jego aktywności elektrycznej kontrolują wszystkie procesy rytmiczne organizmu. Nowe odkrycia kwestionują jednak teorię dominacji jednego oscylatora. Istnieje coraz więcej dowodów potwierdzających obecność i funkcjonowanie neuronalnych i nie-neuronalnych, niezależnych od SCN, endogennych oscylatorów zegara biologicznego, zlokalizowanych w wielu miejscach mózgowia i poza nim. W artykule opisujemy i charakteryzujemy nowo odkryte autonomiczne zegary mózgowia. Przedstawiamy dowody popierające teorię wielo-oscylatorową i jej rolę w zrozumieniu mechanizmu zegara biologicznego, w kontekście powszechności i znaczenia rytmów biologicznych w fizjologii i patologii funkcjonowania organizmu człowieka.