Bronisław Cymborowski REGULACJA RYTMÓW BIOLOGICZNYCH

Podobne dokumenty
Rytm biologiczny okresowe natężenie procesów

Biorytmy, sen i czuwanie

Fotoperiod Wpływ fotoperiodu na preferencję termiczną pojedynczych osobników

Sen i czuwanie rozdział 9. Zaburzenia mechanizmów kontroli ruchowej rozdział 8

Zanieczyszczenie świetlne jako czynnik desynchronizujący oddziaływania neuro-endokryno-immunologiczne. Krystyna Skwarło-Sońta w. 13;

Tematy prac licencjackich w Zakładzie Fizjologii Zwierząt

Rytmy biologiczne uniwersalny system odczytywania czasu

Wymagania edukacyjnych z przyrody dla wątku biologia

JAKOŚĆ ŚWIATŁA. Piotr Szymczyk. Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej, AGH

POZIOMY WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH Z BIOLOGII DLA UCZNIÓW Z UPOŚLEDZENIEM W STOPNIU LEKKIM

Zagadnienia: Wzrost i rozwój

Spodoptera: W jaki sposób fotoperiod wpływa na fizjologię?

ROLA ZEGARA BIOLOGICZNEGO W SYNCHRONIZACJI PROCESÓW ODPORNOŚCIOWYCH. KRYSTYNA SKWARŁO-SOŃTA 11 grudnia 2014

Owady jako zwierzęta modelowe w badaniach rytmów biologicznych.

Pracownicy samodzielni: dr hab. Piotr Bębas Kierownik Zakładu prof. dr hab. Krystyna Skwarło-Sońta pracownik emerytowany

Sedno sprawy. Ponieważ to mhtt powoduje HD, wielu naukowców skupia się na znalezieniu sposobów zmniejszania jego stężenia w mózgach pacjentów HD.

Światło czy ciemności?

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 CZĘŚĆ 2. PRZEDMIOTY PRZYRODNICZE

Opis kierunkowych efektów kształcenia w obszarze nauk przyrodniczych na I stopniu kierunku BIOLOGIA

Proponowane tematy prac magisterskich

Ewolucjonizm NEODARWINIZM. Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach

Wymagania edukacyjne kl. IV. Dzi ał pro gra mu I. Ja i moje otoczenie. Poziom wymagań konieczny podstawowy rozszerzający dopełniający

ZEGAR BIOLOGICZNY KOŃCA MILENIUM: OD ZEGARA KWIATOWEGO DO ZEGARA MOLEKULARNEGO

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 CZĘŚĆ 2. PRZEDMIOTY PRZYRODNICZE ZASADY OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ ARKUSZE: GM-P5

Wpływ interakcji międzypółkulowych na plastyczność mózgu po

Pracownicy samodzielni: dr hab. Piotr Bębas Kierownik Zakładu dr hab. Paweł Majewski

V REGULACJA NERWOWA I ZMYSŁY

Co nas chroni przed UV?

Wiadomości naukowe o chorobie Huntingtona. Prostym językiem. Napisane przez naukowców. Dla globalnej społeczności HD.

Informacje o GMO, konieczne do określenia stopnia zagrożenia.

określone Uchwałą Senatu Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego Nr 156/2012/2013 z dnia 25 września 2013 r.

Wymagania edukacyjne do poszczególnych działów programowych - klasa VI

1. Zamknięte użycie GMO wymaga ZGODY Ministra Środowiska na wniosek zainteresowanego użytkownika.

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2015/2016 CZĘŚĆ 2. ZASADY OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ ARKUSZ GM-P8

KARTA KURSU Biologia z przyrodą

października 2013: Elementarz biologii molekularnej. Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II

Wprowadzenie do technologii HDR

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA. z dnia 4 października 2002 r.

Temat: Patentowanie genów analiza obecnych regulacji prawnych oraz alternatywnych rozwiązań w świetle teorii filozoficzno-prawnych prawa patentowego

Biologia medyczna, materiały dla studentów

Rytmy biologiczne człowieka

Szczegółowy opis wszystkich sprawdzanych czynności wraz z poziomem ich wykonania zawiera poniższa tabela.

Badanie dynamiki białek jądrowych w żywych komórkach metodą mikroskopii konfokalnej

Realizacja Programu Gospodarki Niskoemisyjnej poprzez modernizację oświetlenia w budynku użyteczności publicznej

Podstawy fizjologii zwierząt - opis przedmiotu

Układ limbiczny. Przetwarzanie informacji przez mózg. kognitywistyka III. Jacek Salamon Tomasz Starczewski

Melatonina: naturalny środek nasenny

ZEGAR BIOLOGICZNY I RYTMIKA OKOŁODOBOWA

Scenariusz lekcji. Temat: Budowa czynności układu wydalniczego

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

CZYNNIK ROZPRASZAJĄCY PIGMENT JAKO MEDIATOR ZEGARA BIOLOGICZNEGO OWADÓW

Studia podyplomowe: Nauczanie biologii w gimnazjach i szkołach ponadgimnazjalnych

Ochrona ostoi karpackiej fauny puszczańskiej - korytarze migracyjne (KIK/53)

Zegar biologiczny w oddziaływaniach neuroendokryno-immunologicznych: rola szyszynki i melatoniny

Zagrożenia i ochrona przyrody

biologia rozwoju/bezkręgowce: taksonomia, bezkręgowce: morfologia funkcjonalna i filogeneza i biologia rozwoju mikologia systematyczna

AD/HD ( Attention Deficit Hyperactivity Disorder) Zespół Nadpobudliwości Psychoruchowej z Zaburzeniami Koncentracji Uwagi

Wymagania edukacyjne

KARTA KURSU TOKSYKOLOGIA KOMÓRKOWA. Kod Punktacja ECTS* 2. Poznanie sposobów oceny toksycznego działania czynników egzogennych na poziomie komórkowym.

Zagadnienia dla klasy 4 do I części konkursu (test)

TEMATY PRAC LICENCJACKICH I MAGISTERSKICH W ZAKŁADZIE FIZJOLOGII ZWIERZĄT 2015/2016

Komórki neurosekrecyjne

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2013/2014

POWTÓRZENIE TREŚCI NAUCZANIA Z BIOLOGII KLASY III ROZPISKA POWTÓRZEŃ ROK 2007/2008 Klasa I Treści programowe Dział powtórzeniowy Przewidziana data

TEST - BIOLOGIA WERONIKA GMURCZYK

ZASTOSOWANIE MD-TISSUE W TERAPII ANTI-AGING

SEN. Daria Pracka, Tadeusz Pracki

Grecja 1400 r p.n.e cele kultowe Daleki Wschód zabawa i rozrywka Cele naukowe XIX wiek Pierwsze szczepy wsobne na początku XX wieku

KARTA KURSU. Modelowanie komputerowe w anatomii i fizjologii człowieka

Jeden z narządów zmysłów. Umożliwia rozpoznawanie kształtów, barw i ruchów. Odczytuje moc i kąt padania światła. Bardziej wyspecjalizowanie oczy

KLASA VI WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE OCENY (BIOLOGIA) Poziom wymagań

biologia w gimnazjum OBWODOWY UKŁAD NERWOWY

ENCELADUS KSIĘŻYC SATURNA. Wojciech Wróblewski Źródło: en.wikipedia.org

Emocje. dr hab. Adriana Schetz IF US

WYKŁAD XIII ROŚLINY WZROST I ROZWÓJ

Fizjologiczne podstawy rekreacji ruchowej z elementami fizjologii ogólnej człowieka. Pod redakcją naukową Andrzeja Eberhardta

KARTA KURSU MODELOWANIE KOMPUTEROWE W ANATOMII I FIZJOLOGII. Computational modeling in human anatomy and physiology. Kod Punktacja ECTS* 4

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU DOBRZE MIEĆ O(G)LEJ W GŁOWIE. O KOMÓRKACH UKŁADU NERWOWEGO.


GRAWITACJA I ELEMENTY ASTRONOMII

KARTA KURSU. Punktacja ECTS* Dr Marek Guzik


Scenariusz lekcji biologii dla klasy I gimnazjum

Seminarium Wpływ realizacji studyjnych wizyt na rozwój kompetencji zawodowych kadry akademickiej

Fizjologia zwierząt M (45 godz.) Koordynator ćwiczeń. dr Joanna Kotwica-Rolińska. Tel: Pokój 34A 2015/2016

Wymagania edukacyjne z PRZYRODY dla klasy VI- rok szkolny 2018/2019

Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie Wydział Hodowli i Biologii Zwierząt

Uczenie się biologii wymaga dobrej organizacji pracy Sposoby odżywiania się organizmów

Przyroda UwB. I rok studiów

Zakład Fizjologii Zwierząt

Anna Szabłowska. Łódź, r

dr Cezary Lipiński dr Marek Szelągowski dynamic Sp. z o.o. 3 czerwca 2010

Proponowane tematy prac licencjackich

1. Zasady nauczania przyrody. Charakterystyka zasad nauczania. Część praktyczna: Portfolio Omówienie regulaminu praktyki z przyrody.

ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA DO ĆWICZEŃ Z BIOFIZYKI DLA STUDENTÓW I ROKU WYDZIAŁU LEKARKIEGO W SEMESTRZE LETNIM 2011/2012 ROKU.

WZÓR RAPORTU WYNIKÓW MATURALNYCH PRZEDMIOTY DODATKOWE

Biologia klasa 6. Wymagania edukacyjne do działów na poszczególne oceny

E f e k t y k s z t a ł c e n i a

Dr. habil. Anna Salek International Bio-Consulting 1 Germany

Transkrypt:

Leszczyński L. 1976 с. Wpływ zrzutu wód podgrzanych na faunę denną jezior okolic Konina. Ш. Próba interpretacji przyczyn i skutków zmian fauny dennej pod wpływem zrzutu wód podgrzanych. Roczn. Nauk Roln., Ser. 11, 97, 49-68. Pojmańska T. 1984 a. An analysis of seasonality of incidence and maturation of some fish parasites, with regard to thermal factor. I. General methods. Ergasilus sieboldi Nordmann, 1832. Acta parasit. pol., 29, 217-228. Pojmańska T., 1984 b. An analysis of seasonality of incidence and maturation of some fish parasites, with regard to thermal factor. II. Caryophyllaeus laticeps (Pallas, 1781). Acta parasit. pol., 29, 229-239. Pojmańska T. 1984 с. An analysis of seasonality of incidence and maturation of some fish parasites, with regard to thermal factor. III. Bunodera luciopercae (Mueller, 1776). Acta parasit. pol., 29, 313-321. Pojmańska T. 1985 a. An analysis of seasonality of incidence and maturation of some fish parasites, with regard to thermal factor. IV. Bucephalus polymorphus Baer, 1827. Acta parasit pol., 30, 25-34. Pojmańska T. 1985 b. An analysis of seasonality of incidence and maturation of some fish parasites, with regard to thermal factor. V. Digcncans of the genus Sphaerostoma Rudolphi, 1809. Acta parasit. pol., 30, 35-46. Pojmańska T., Dzika E. 1987. Parcasites of bream (Abramis brama L.) from the lake Goslawskie (Poland) affected by long-term thermal pollution. Acta parasit. pol.,32, 139-161. Pojmańska T., Grabda-Kazubska В., Kazubski S. L., Machalska J., Niewiadomska К. 1980. Parasite fauna of five fish species from Konin lakes complex, artificially heated with thermal effluents, and from Goplo lake. Acta parasit pol., 27, 319-357. Striżak О. I. 1972. Vlianie podogrctyh vod Kon'akovskoj GRES na parazitov ryb Ivankovskogo vodohraniliśća. Rybnohozjajstvcnnoe izućcnie vnutrcnnych vodocmov, 8, 42-47. Sul'man S. S. 1966. Miksosporidii fauny SSSR. Izd. Nauka, Moskva-Ixningrad, 1-504. Wilkońska II. 1977. Wzrost ploci (Rutilus rutilus L.) w podgrzewanym jeziorze Lichcńskim. Roczn. Nauk Roln.. Ser. II, 97, 61-75. Wilkońska H., Żuromska II. 1977 a. Obserwacje rozrodu ryb w jeziorach konińskich podgrzewanych zrzutami ciepłych wód z elektrowni. Roczn. Nauk Roln., Ser. H, 97, 77-89. Wilkońska II., Żuromska II. 1977 b. Wzrost narybku w podgrzewanych jeziorach konińskich. Roczn. Nauk Roln., Ser. II, 97, 77-89. Bronisław Cymborowski REGULACJA RYTMÓW BIOLOGICZNYCH Powszechnie znane są dobowe zmiany zachowania się zwierząt i człowieka, związane z fazami aktywności i spoczynku. Ich powiązanie z cyklem dnia i nocy jest tak oczywiste, że aż do naszych czasów umykało wszelkim bada- 167

niom. Wierzono bowiem, że dobowe zmiany aktywności i spoczynku są zwykłą reakcją organizmu na następstwo dnia i nocy. Dopiero kiedy stwierdzono, że umieszczenie zwierzęcia w tzw. warunkach stałych; stałego oświetlenia lub stałej ciemności nie powoduje zniesienia rytmiki dobowej aktywności i spoczynku, ruszyła lawina badań nad wewnętrznym mechanizmem, zwanym obecnie zegarem biologicznym, regulującym najróżniejsze procesy życiowe. Badania nad fizjologią rytmów biologicznych koncentrują się obecnie wokół trzech głównych zagadnień: 1) przejawów funkcjonowania zegara biologicznego i jego ogólnych własności; 2) jego lokalizacji w organizmie oraz 3) molekularnych mechanizmów, leżących u podłoża działania zegara biologicznego. Przez wiele lat badań nad rytmami biologicznymi głównie opisywano i charakteryzowano ich przejawy uwidaczniające się na różnych poziomach organizacji życia. Dzięki tym badaniom możemy już dzisiaj przeprowadzić dość wnikliwą analizę rytmiki dobowej. Na przykład, umieszczenie zwierzęcia w stałych warunkach światła lub stałej ciemności pozwoliło na wykazanie istnienia rytmiki spontanicznej, okołodobowej, zwanej też cirkadialną (z łac. circa - około, dies - dzień). Odkrycie tego faktu pozwoliło na przeprowadzenie badań nad czynnikami synchronizującymi rytmikę dobową (Rye. 1). O zdecydowanie synchronizującej roli światła przekonują nas bardzo proste doświadczenia z zastosowaniem krótkich pulsów świetlnych stosowanych w różnych porach doby na przebieg spontanicznej aktywności lokomotorycznej chomika (Ryc. 2). W stałej ciemności chomik jest aktywny w okresie subiektywnej" nocy, a odpoczywa i śpi w okresie subiektywnego" dnia. Jeżeli pulsy świetlne przypadają na okres jego spoczynku, wtedy praktycznie nie mają żadnego wpływu na fazę tego rytmu. Gdy stosuje się je na początku okresu aktywności, następuje opóźnienie fazy rytmu; stosowanie zaś bodźców świetlnych pod koniec aktywności powoduje znaczne jej przyspieszenie. Tego typu badania dotyczą właściwości zegara biologicznego organizmu i przede wszystkim dostarczają nam dowodów na jego istnienie. W dalszym ciągu referatu przedstawiono badania na temat lokalizacji zegara biologicznego u różnych organizmów. Na przykład u świerszczy domowych (Acheta domesticus) jest on zlokalizowany w komórkach neurosekrecyjnych pars intercerebralis ich mózgu, bowiem ich zniszczenie prowadzi do natychmiastowej utraty rytmiki aktywności lokomotorycznej (Ryc. 3). Dalej wykazano, że jeżeli takiemu nierytmicznemu owadowi implantuje się do odwłoka mózg pochodzący od dawcy rytmicznego, uzyskuje on rytmiczność na okres 2-3 dni. Doświadczenia te wykazują niezbicie, że zegar biologiczny, kierujący rytmiką aktywności lokomotorycznej świerszczy, ma swoje określone miejsce w ich mózgu. Pozostaje pytanie, w jaki sposób mózg owada oddziałuje na układ regulujący aktywność lokomotoryczną owada? Aby odpowiedzieć na to pytanie przeprowadzono wiele doświadczeń, między innymi z zastosowaniem parabiozy owada rytmicznego z nierytmięznym, które doprowadziły do stwierdzenia, że zegar biologiczny owada oddziałuje na układ regulujący aktywność lokomoto- 168

ryczną za pośrednictwem jakiejś rytmicznie uwalniającej się do ich hemolimfy substancji. Dalsze badania przeprowadzone w tym zakresie doprowadziły do stwierdzenia, że tą substancją jest neurosekrct produkowany we wspomnianych już komórkach neurosekrecyjnych pars inlercerebrałis mózgu. Badania nad lokalizacją zegara biologicznego u kręgowców, a ściślej u ssaków, rozpoczęły się od momentu wykrycia w mózgu szczurów drogi siatkówkowo-podwzgórzowej oraz jądra nadskrzyżeniowego podwzgórza (nucleus suprachiasmaticus). Zniszczenie tego jądra powoduje zniesienie dobowej rytmiki aktywności lokomotorycznej szczurów. Innym miejscem, w którym może być zlokalizowany zegar biologiczny kręgowców jest szyszynka. Na przykład wykazano, że u wróbli domowych (Passer domeslicus) usunięcie szyszynki prowadzi do utraty rytmiki aktywności lokomotorycznej. W tych badaniach wykazano również, że implantacja szyszynki pobranej od dawcy z charakterystycznym rytmem aktywności lokomotorycznej do biorcy nierytmicznego - powoduje uzyskanie przez tego ostatniego określonej rytmiki, zgodnej z fazą rytmu dawcy. Zatem w przypadku kręgowców mamy do czynienia przynajmniej z dwoma ośrodkami, w których może być zlokalizowany zegar biologiczny. Jednym z nich jest szyszynka a drugim jądro nadskrzyżeniowe podwzgórza. Podobnie zresztą i u omawianych już owadów, poza pars inlercerebrałis mózgu występują i inne ośrodki układu nerwowego, w których może znajdować się zegar biologiczny - są nimi płaty wzrokowe mózgu. W dalszej części referatu przedstawiono dowody istnienia rytmicznych zmian różnych procesów biochemicznych wspomnianych ośrodków układu nerwowego pełniących funkcję zegara biologicznego w warunkach in vitro, a więc po całkowitym ich wyizolowaniu z organizmu. Na przykład mózg świerszczy wyizolowany z rytmicznych pod względem aktywności lokomotorycznej owadów wykazuje wyraźne dobowe zmiany syntezy neurosekretu w komórkach neurosekrecyjnych pars inlercerebrałis w warunkach in vitro (Rye. 4). Również szyszynka pobrana od kurcząt w dalszym ciągu rytmicznie produkuje i uwalnia do płynu inkubacyjncgo melatoninę. Badania tego typu są niezmiernie ważne, bo przyczyniają się do poznawania molekularnego podłoża zegara biologicznego. Do poznania tego podłoża przyczyniają się także intensywnie ostatnio prowadzone badania genetyczne. Stwierdzono na przykład, że pod wpływem metanosulfonianu etylu otrzymuje się różne mutanty muszki owocowej Drosophila melanogaster. począwszy od owadów nierytmicznych pod względem aktywności lokomotorycznej, a skończywszy na owadach mających rytm tej aktywności znacznie odbiegający od rytmu naturalnego. Intensywnie prowadzone badania ostatnich kilku lat doprowadziły do wykrycia genu per (od periodicity) występującego w chromosomie X. Zagadnienia te, jak i wiele innych, omówiono obszernie w specjalnym zeszycie Kosmosu" poświęconym rytmom biologicznym (Kosmos, tom 40, Nr 1, 1991). 169

6 Rye. 1 Rytm aktywności i spoczynku chomika syryjskiego w warunkach DD (dni: 1-6), LD (dni: 7-16) i ponownie w wamnkach DD (dni: 17-25). Po zastosowaniu warunków LD obserwuje się natychmiastową synchronizację rytmu aktywności i spoczynku tego zwierzęcia. Pola zaciemnione oznaczają aktywność, linie poziome - kolejne dni eksperymentu (wg Cymborowskicgo, 1974). 0 6 u *» 9*dl i ' I 0 i -1 I Ł -2 В f\. 0 t U» It aodz Ryc. 2. Wpływ krótkich błysków światła na spontaniczną (rejestrowaną w sta łej ciemności) rytmikę aktywności lokomotorycznej chomika. A - zapis aktyw ności ruchowej chomika w stałej ciemności. Gwiazdki oznaczają momenty sto sowania piętnastominutowego bodźca świetlnego. В - zmiany rytmu polega jące na jej przyspieszeniu lub opóźnianiu w zależności od momentu zastoso wania bodźca świetlnego. 170

18 6 18 6 18 6 18 6 18 6 18 6 18» godz. Rye. 3. Zapis aktywności ruchowej świerszcza domowego przed i po zniszczeniu komórek neurosckrecyjnych pars iniercerebralis mózgu tych owadów. Moment usunięcia komórek zaznaczono strzałką. W wyniku tego zabiegu obserwuje się duży wzrost aktywności ruchowej oraz utratę jej rytmu (wg Cymborowskiego, 1973). go<u Ryc. 4. Dobowe zmiany syntezy neurosekretu badanej metodą autoradiograficzną w komórkach pars iniercerebralis mózgu świerszczy hodowanych w warunkach LD 12 : 12. Jasna strzałka oznacza maksimum syntezy RNA w tych komórkach. Ciemna strzałka oznacza maksimum nagromadzenia neurosekretu w tych komórkach. 171