İçimizde gündelik fonksiyonları düzene sokan tıkır tıkır işleyen bir saat var. Bu saate Biyolojik saat yada Sirkadiyen saat denmekte. 2016 yılında keşfedilen biyolojik saat, 2017 yılında Nobel Tıp Ödülünü almıştı. Uyku düzeni, beslenme alışkanlıkları, hormon salgılanması, tansiyon ve vücut sıcaklığını kontrol eden Biyolojik saatin ne olduğunu öğrenmek istiyorsanız yazımızı okumaya devam edin. Ayrıca Biyolojik saat nedir? Saat geninin tespiti  nasıl yapıldı? Biyolojik saat nasıl çalışır? sorularının cevabını bulabileceksiniz.

Biyolojik saat nedir? Biyolojik saat nasıl çalışır?

Yeryüzü’nde yaşam, gezegenimizin dönüşüne ayak uydurur. Uzun yıllardır biliyoruz ki aralarında insanların da olduğu canlı organizmaların içinde biyolojik bir saat vardır ve bu saat günün normal ritmini önceden kestirir ve fizyolojimizin buna uyum sağlamasına yardımcı olur.

Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash ve Michael W. Young biyolojik saatin içinde olup bitenlere göz atarak nasıl çalıştığını tespit edebildi. Bu keşif, bitkilerin, hayvanların ve insanların biyolojik ritme nasıl ayak uydurduğunu ve Dünya’nın dönüşü ile eşgüdümü nasıl sağladığını açıklıyor.

Model organizma olarak meyve sineklerini kullanan üçlü, günlük normal biyolojik ritmi kontrol altında tutan geni ayrıştırmayı başardı. Bu genin geceleri hücre içinde biriken bir proteini kodladığını ve gün içinde azaldığını ortaya çıkarttılar.

Daha sonra, bu mekanizmanın ilave protein bileşenlerini tespit ederek hücre içinde saat gibi çalışan mekanizmayı neyin yönettiğini buldular. Kusursuz bir hassasiyetle çalışan iç saatimiz, günün farklı saatlerine fizyolojimizin uyum sağlamasına yol açar.

Bu saat, davranış, hormon düzeyleri, uyku, vücut sıcaklığı ve metabolizma gibi kritik işlevleri düzenler. Dış çevremiz ile bu iç biyolojik saat arasında geçici bir uyumsuzluk olduğunda sağlığımız bozulur. Örneğin yolculuk sırasında birkaç saat dilimini aştığımız zaman “jet lag” dediğimiz durum ortaya çıkar.

Ayrıca yaşam tarzımız ile iç saatimizin yönetimindeki ritim arasında kronik bir uyumsuzluk baş gösterirse çeşitli hastalıkların ortaya çıkma olasılığı artar.

Nobel Tıp ödülü alan Biyolojik saati keşfeden bilim adamları: Jeffrey Hall, Michael Rosbash ve Michael Young

İçimizde tıkır tıkır işleyen saat : Biyolojik saat

Canlı organizmaların pek çoğu çevrelerindeki günlük değişikliklere uyum sağlar. 18. yüzyılda astronom Jean Jacques d’Ortous de Mairan mimoza bitkisini inceledi ve yapraklarının gün içinde açık kaldığını ve hava kararmaya başlayınca kapandığını keşfetti.

Bitkinin sürekli karanlıkta kalması durumunda ne olacağını merak eden de Mairan gün ışığından bağımsız olarak yaprakların günlük düzenini sürdürdüğünü gördü. Bu da bitkilerin kendi biyolojik saatleri olduğunun bir göstergesiydi.

Diğer bilim insanları yalnızca bitkilerin değil, hayvan ve insanların da biyolojik saatlerini olduğunu ve bu saatin gün içindeki dalgalanmalara fizyolojimizi hazırladığını buldu.

Bu düzenli uyuma Latince circadianrhythm adı verildi. Latince circa “çevre-etraf”, dies ise “gün” anlamına gelir. Ancak bu saatin nasıl çalıştığı bilinmiyordu.

Saat geninin tespiti

1970’li yıllarda Seymour Benzer ve öğrencisi Ronald Konopka meyve sineklerinde sirkadiyen ritmini kontrol eden genleri tespit etmeye çalıştılar. Sineklerin bilinmeyen bir genindeki mutasyonun sirkadiyen saatlerini bozduğunu ortaya çıkarttılar. Bu gene “period-dönem” adını verdiler.

Peki, ama bu gen sirkadiyen ritmi nasıl etkiliyordu?

Bu yıl Nobel’e hak kazanan bilim insanları da meyve sinekleri üzerinde çalışıyorlardı. Hedefleri saatin aslında nasıl çalıştığını bulmaktı.

1984’te Jeffrey Hall ve Michael Rosbash Brandeis Üniversitesi’nde, Michael Young ise Rockefeller Üniversitesi’nde işbirliği içinde çalışarak period genini ayrıştırmayı başardılar.

Jeffrey Hall ve Michael Rosbash PER proteinini keşfetti. PER, period geninin kodladığı protein idi. Bu protein geceleri hücre içinde birikim yapıyor, gündüzleri ise miktarında azalma oluyordu. Böylece PER protein düzeyi 24 saatlik bir döngüde, sirkadiyen ritmi ile eşgüdüm içinde dalgalanmalar gösteriyordu.

Oxford Üniversitesi’nden biyolojik saat uzmanı Profesör Russel Foster “Bu sistemi bir kez bozulması bile metabolizma üzerinde ciddi etkisi olacağını” diyor.

Biyolojik saat nasıl çalışıyor?

Bir sonraki hedefleri sirkadiyen salınımlarının nasıl oluştuğunun ve devamlılık sağladığının ortaya çıkartılması idi. Jeffrey Hall ve Michael Rosbash PER proteininin period geninin faaliyetlerini engellediğini varsayıyordu.

PER’in bunu engellemek için genetik malzemenin yer aldığı hücre çekirdeğine ulaşması gerekiyordu. Jeffrey Hall ve Michael Rosbash PER proteininin geceleri çekirdekte biriktiğini keşfetti. Peki ama protein oraya nasıl ulaşıyordu?

1994’te Michael Young ikinci bir saat geni buldu ve adını “timeless-zamansız” koydu. Bu gen TIM denilen proteini salgılıyordu.

TIM proteini normal sirkadiyen ritmi (Circadian clock) için gerekliydi.

Young’a göre TIM, PER’e bağlandığı zaman iki protein hücre çekirdeğine ulaşıyor ve döngüyü kapatmak için period gen aktivitesini bloke ediyordu.

Paradigma değiştiren bu keşifler biyolojik saatin çalışma ilkelerini ortaya çıkartıyor. Biyolojik saat karmaşık fizyolojimizin pek çok yönüyle yakından ilgilidir. Çünkü genlerimizin büyük bir kısmı biyolojik saat tarafından düzenleniyor ve sonuç olarak fizyolojimiz günün farklı evrelerine mükemmel uyum sağlıyor.

Biyolojik Saat insanda nasıl çalışıyor? 8 vakitte biyolojik saatin farklılığı

1. Sabah saati | 06.00-08.59 arası

• Kalp krizi tehlike bölgesi olarak tanımlanıyor.
• Uyanmak için iyi bir zaman,
• Kalp krizi riski yüksek olan zaman,
• Erkeklerin en çok testosteron hormonu salgıladıkları zaman,
• Dikkatli olunmalı. Günün kalp krizi riskinin en yüksek olduğu zaman dilimi. Damarların daha da sert olduğu bu zamanda, kanın daha katı olacağı, tansiyon ise gün içinde en yüksek seviyede olacağını unutmayın.
• Bunların hepsi kalp krizi riskini artıran faktörler olduğunu düşünürsek, birde aniden hızlanan metabolizmanın etkisi ve uyku hormonu melatoninde hızlıca düşmeye başlar.
• Spor yapmak için iyi bir zaman değil

2. Öğlen öncesi | 09.00-11.59

• Zihnin en uyanık olduğu zaman dilimi.
• Kortizolun en yüksek olduğu seviye
• En üst düzeyde uyanık olduğunuz dönem
• Kısa süreli hafızanın en güçlü olduğu dönem
• Muhtemelen iştesiniz ve yoğun bir düşünce sürecine girmiş olmalısınız. Stres hormonu kortizol doğal zirvesinde. Kortizol beyninizin alarm durumunu güçlendiriyor.
• İnsanlar, öğle yemeğini yeme öncesinde genelde daha verimli oluyor ve bu arada bellekleri de güçlü.
• Meşgul olmaya devam edin, derin bir düşüş yolda.

3. Öğle arası | 12.00-14.59

• Biyolojik öğle uykusu
• Midenizdeki faaliyetler artıyor
• Öğle yemeği sonrası vücudun uyanıklığında gerileme
• Yol kazaları ölümlerinde artış
• Öğle yemeğinde karnımızı doyurduktan sonra mide faaliyetlerinde artış yaşanıyor.
• Ancak farkındalık ve uyanıklık durumunda gerilemeye yol açtığı için bu hızla ‘biyolojik siesta’ya neden olur.
• Saat 14.00’ten sonra, özellikle de yaşlılar arasında ölümlü yol kazalarında artış görülür. Vücut uyuşmuştur, içki içmek için de kötü bir zamandır.

4. İkindi vakti | 15:00-17:59

• Spor yapın!
• Akciğer ve kalp-damar sisteminin en güçlü olduğu an
• Vücudun iç ısısı zirveye ulaşıyor
• Spor yapmak için en ideal zaman.
• Gidin ve terleyin! Vücudun ısısı öğleden sonra geç saatlerde artar, ciğerler ve kalp daha iyi çalışır, kaslar da yüzde 6 daha güçlüdür.
• Bazı insanlar bu dönemi dünya rekoru kırma şanslarını arttırmak için fırsat olarak görürler.

5. Akşam vakti |18.00-20.59

• Yediklerinize dikkat edin
• Ağır yemek için kötü bir zaman
• Karaciğer alkolle daha iyi baş ediyor ama almamanız daha sağlıklı.
• Sezgisel düşünme daha iyi
• Yemeğe ya da bir şeyler içmeye hazır mısınız? Çünkü çok geçe bırakmak istemeyebilirsiniz.
• Son araştırmalar, vücudun yiyecekleri işleme sisteminin geç saatlere doğru değiştiğine işaret ediyor.
• Akşamları çok yemek yemek obezite ve diyabet riskini artırabilir.

6. Yatsı vakti |21.00-23.59

• Uyumaya hazırlanıyorsunuz
• Melatonin üretimi başlıyor
• Vücut ısısı düşüyor
• Uyumak için iyi bir zaman
• Uyku zamanına doğru bir gidişiniz var. Beyindeki pineal bezi uyumanız için bol bol melatonin hormonu salgılamaya başlıyor.
• Vücut ısınız düşüyor ve biyolojik saatiniz koltuktan yatağa geçme zamanınızın geldiğini söylüyor. Bu durum, “tarla kuşu” olan sabah insanlarında, “gece kuşu” olan gece insanlarından daha erken görülür.

7. Uyku vakti |00.00-02.59

• Vücut kendini kapatır,
• Uyku hormonu melatonin zirveye ulaşıyor,
• Dikkat ve uyanıklık en düşük seviyede,
• Beyin kendini yıkarken, hafızayı da güçlendiriyor.
• Artık uyku zamanı. Vücuttaki hormonal değişiklikler uyku vaktinin geldiğini söylüyor.
• Beyin kendini zor geçen bir günün ardından oluşan atık toksinlerden arındırırken, bağırsaklar da gece için kendilerini kapatıyor.
• Hâlâ uyanıksanız, dikkatiniz gece çalışırken kaza yapma riski doğuracak kadar düşük seviyede. Dikkatli olmalısınız.

8. Beynin kapanma vakti | 03.00-05.59

• Vücut hızla uykulu hale gelir,
• En düşük iç vücut ısısı,
• Ciddi astım nöbetleri yaygın şekilde ortaya çıkar,
• Normal doğumların büyük bölümü gerçekleşir,
• Hâlâ gecenin derin bir saati ve vücudunuzun uyanmasına, yataktan çıkmanıza daha var.
• Uyku hormonu melatonin seviyesi yüksek, ama şafak vakti yaklaştıkça da azalıyor.
• Vücudunuzun iç ısısı düşmekte enerjiniz de cilt onarımı gibi başka yerlere yöneliyor.

Ayrıca Bakınız

• Gerçek yaşınızı biliyor musunuz? Kronolojik yaş mı biyolojik yaş mı?