Ցիրկադային ռիթմ

Ցիրկադային ռիթմ կամ ցիրկադային ցիկլ, օրգանիզմի բնական պրոցես, որը կարգավորում է քնի և արթունության հերթափոխումը՝ կրկնվելով մոտավորապես 24 ժամը մեկ։ Սա կարող է վերաբերել օրգանիզմի ներսում առաջացող ցանակացած պրոցեսներին, միաժամանակ փոխազդելով շրջակա միջավայրի ազդակների հետ։ Այս 24-ժամյա ռիթմերը կարգավորվում են ցիրկադային ժամացույցի կողմից և նկատվում են կենդանիների, բույսերի, սնկերի և ցիանոբակտերիաների շրջանում։ Ցիրկադային տերմինը ծագում է լատիներեն circa, որը նշանակում է «մոտավորապես», և dies բառից, որը նշանակում է «օր»։ 24-ժամանոց ցիկլը հաճախ անվանում են նաև ցերեկային ռիթմ։ Չնայած ցիրկադային ռիթմերը էնդոգեն երևույթներ են, ամեն դեպքում դրանք ադապտացվում են շրջակա միջավայրին արտաքին ազդակների միջոցով, որոնք կոչվում են zeitgebers (գերմաներենից՝ ժամանակ տվող), որի մեջ մտնում է լույսը, ջերմաստիճանը և օքսիդավերականգնաման ռեակցիաները։ Ցիրկադային ռիթմի խանգարումները մարդկանց շրջանում հայտնի են, որպես քնի խանգարումներ՝ կապված ցիրկադային ռիթմերի հետ։

Պատմություն
Արևելյան մշակույթում և բնիկ ամերիկացիների շրջանում առկա են բազմաթիվ հիշատակություններ կապված «մարմնի բնական ցիկլեր»-ի հետ, բայց ամենավաղ հիշատակումը եղել է արևմուտքից, որի հեղինակը եղել է մ․թ․ա․ 4-րդ դարի կապիտան Թեոֆրասը, ով ծառայել է Ալեքսանդր Մակեդոնացու գլխավորությամբ։ Իր «Περὶ φυτῶν ἱστορία» կամ «Ուսումնասիրություն բույսերի մասին» գրքում Թեոֆասը նկարագրել է «ծառ՝ բազմաթիվ տերևներով, նման վարդի, և որը գիշերը փակվում էր, իսկ արևածագին բացվում, ցերեկը արդեն ամբողջությամբ բացված էր, երեկոյան այն կամաց-կամաց փակվում էր և գիշերը մնում փակ։ Տեղացիները ասում էին, որ այն քնում է»։ Նկարագրված ծառը հետագայում բուսաբան Բրեցլի կողմից պարզաբանվում է, որ եղել է թամարինդային ծառը ։ Մարդկանց շրջանում ցիրկադային ռիթմերի մասին հիշատակում եղել է նաև 13-րդ դարի չինական բժշկական տեքստերում։ 1729 թվականին ֆրանսիացի գիտնական Ժան-Ժակ դ'Օրտու դե Մերանը անց է կացնում փորձարկում, որի նպատակն է եղել տարբերակել էնդոգեն ժամացույցը և արտաքին ազդակների նկատմամբ պատասխանները։ Նա նշում է, որ Mimosa pudica բույսի մոտ 24-ժամյա օրինաչափությունները պահպանվել են նույնիսկ մութ պայմաններում։ 1896 թվականին Պատրիկը և Գիլբերտը նկատեցին, որ երկարատև անքնությունից հետո, քնելու ցանկությունը մեծանում և փոքրանում է 24-ժամվա ընթացում։ Իսկ 1918 թվականին Ջ․Ս․Շիմանսկին ապացուցեց, որ կենդանիները կարող են պահպանել 24-ժամյա ակտիվությունը նույնիսկ արտաքին ազդակների բացակայության պայմաններում, օրինակ՝ լույսի և ջերմաստիճանի։ 20-րդ դարի սկզբերում մեղուների կերակրման ժամանակ նկատվեց ցիրկադային ռիթմ։ Գիտնականները կատարեցին բազմաթիվ փորձարկումներ ապացուցելու համար արդյոք այդ ռիթմերը կապված են էնդոգեն ժամացույցի հետ, թե ոչ։ 1935 թվականին ցիրկադային ռիթմերի առկայությունը զուգահեռաբար հայտնաբերվեց դրոզոֆիլ ճանճերի մոտ գերմանացի զոոլոգներ Գանս Կալմուսի և Էրվին Բյունինգի կողմից։

Վերջապես 1954 թվականին իրականացվեց կարևոր փորձարկում, որի ժամանակ ցույց տրվեց, որ Drosophila pseudoobscura-ի էկլոզիան իրականացվում է ցիրկադային ռիթմով։ Փորձարկումը ցույց տվեց նաև, որ ջերմաստիճանը կենսական նշանակություն ուներ թռչելու համար, թռիչքը դանդաղում էր, բայց նույնիսկ ցածր ջերմաստիճանում այն իրականացվում էր։ Ցիրկադային ռիթմ տերմինը շրջանառության մեջ է դրվել 1959 թվականին՝ Ֆրանց Հալբերգի կողմից։ Ըստ Հալբերգի՝

1977 թվականին, միջազգային խրոնոբիոլոգիայի միջազգային անվանակարգի կոմիտեն պաշտոնապես ընդունեց եզրույթը։

Ռոն Կոնոպկան և Սեյմուր Բենզերը նույնականացրեցին առաջին ժամային մուտացիան դրոզոֆիլ ճանճի մոտ 1971 թվականին, անվանելով գենը ՝ «ժամանակաշրջան» («period»`per gene), գենետիկորեն պայմանավորված ռիթմիկ վարքի առաջին հայտնաբերումը։ Կոնոպկան, Ջեֆրի Խոլլը, Մայքլ Ռոբաշը և նրանղ թիմը ցույց տվեցին, որ  per լեկուսը հանդիսանում է ցիրկադային ռիթմի կենտրոնը, և կորցնելով այդ լոկուսը, կորում է ցիրկադային ռիթմը։ Բացի այդ Մայքլ Ու․ Յանգի խումբը ցույց per լոկուսի անալոգիական էֆեկները, իսկ հետագայում նաև բացահայտեցին կարևորագույն գեները և նեյրոնները դրոզոֆիլ ճանճի ցիրկադային ռիթմի համար՝ ստանալով դրա համար Նոբելյան մրցանակ 2017 թվականին։ Ջոզեֆ Տակախաշին հայտնաբերեց կաթնասունների առաջին ցիրկադային ռիթմերի մուտացինան՝ (clockΔ19) 1994 թվականին։ Հետագա փորձարկումների ժամանակ սակայն, երբ հեռացնում էին այդ գենը, կենդանու մոտ ֆենոտիպային որևէ փոփոխություն չէր դրսևորվում, նրանք ունենում էին նորմալ ցիրկադային ռիթմ, ինչը կասկածի տակ է առնում գենի կարևորությունը այդ պրոցեսների կենսագործման համար։ Մարդու առաջին մուտացիան կապված ցիրկադային ռիթմի հետ հայտնաբերվել է Կրիստ Ջոնսոնի կողմից  Յուտա նահանգի բնակչի մոտ, իսկ գենետիկ նկարագրությունը տրվել է Ին-Խու Ֆուի և Լուի Պտաչեկի կողմից։ Մուտացիան ունեցող անձիք հանդիսանում էին էքստրեմալ «արտույտներ», նրանց մոտ քնի ռեժիմը 4 ժամ առաջ է եղել, նաև դիտվել են ռիթմային այլ փոփոխություններ։ Այս սինդրոմի հիմքում ընկած է ամինաթթվի փոփոխումը՝ S662➔G։

Չափանիշներ
Որպեսզի կեսաբանական ռիթմը կոչվի ցիկադային, այն պետք է համապատասխանի երեք հիմանական չափանիշների ՝
 Ռիթմը ունի ազատ-ընթացող էնդոգեն ընթացք, որը տևում է մոտավորապես 24 ժամ։ Ռիթմը պահպանվում է մշտական, այսինքն նաև մութ ժամանակ՝ 24 ժամյա տևողությամբ։ Ռիթմի մշտական ընթացքը ցանկացած պայմաններում անվանում են ազատ-ընթացքով ժամանակաշրջան, որը նշանակվում է հունական τ (տաու) տառով։ Այս չափանիշի կարևորությունն է տարբերակել ցիրկադային ռիթմերը առօրյա արտաքին ազդակների ազդեցությունից։ Ռիթմը չենք համարի էնդոգեն, եթե այն ստուգված չէ և չի պահպանվում առանց արտաքին ազդակների տևական ազդեցության։ Ցերեկային կենդանիների մոտ (ովքեր ակտիվ են օրվա լուսավոր ժամանակաշրջանում), τ սովորաբար փոքր ինչ երկար է 24 ժամից, այն ինչ գիշերային կենդանիների մոտ τ 24 ժամից կարճ է։
 Ռիթմերը ներդաշնակ են։ Ռիթմը կարող է վերաթողարկվել արտաքին ազդակների ազդեցությունից՝ օրինակ լույս, ջերմաստիճան։ Արտաքին ազդակը, որը նպաստում է ռիթմի պահպանման համար անվանում են zeitgeber՝ «ժամանակ տվող»։ Ճանապարհորդությունները, որի ժամանակ մարդ մի ժամային գոտուց անցում է մյուս ժամային գոտի, ցայտուն արտահայտում են այս դրսևորումը, երբ մարդ ադապտացվում է տեղական ժամին, սակայն մարդ սովորաբար զգում է ժամային գոտու փոփոխությունը նախքան այս ադապտացիան։
 Ռիթմերը դրսևորում են ջերմաստիճանային կոմպենսացիա։ Այսինքն, դրանք պահպանում են ցիրկադային պարբերականությունը ֆիզիոլոգիական ջերմաստիճանի հետ կապակցված։ Տարբեր օրգանիզմներ կենսագործում են ջերմաստիճանային լայն սպեկտորում, և ջերմաստիճանային տատանումը ազդում է կորիզի բոլոր մոլեկուլյար պրոցեսների վրա։ Որպեսզի ժամանկը հետևվի, ցիրկադային ժամացույցը պետք է պահպանի 24-ժամյա պարբերականությունը, չնայած կինետիկայի փոփոխությանը, սա հայտնի է որպես ջերմաստիճանային կոմպենսացիա։ Ջերմաստիճանային գործակից Q10-ը համարվում է այդ կոմպենսացիայի չափման միավորը։ Եթե ջերմաստիճանի բարձրացման ժամանակ Q10-ը մնում է 1, ապա ռիթմը համարվում է ջերմաստիճան-կոմպենսացված։

Ծագում
Ցիրկադային ռիթմերը հնարավորություն են տալիս կանխատեսել և պատաստվել շրջակա միջավայրի հստակ և պարբերական փոփոխություններին։ Նման կերպ, այդ օրգանիզմները առավել լավ են կազմակերպում ռեսուրսները, օրինակ՝ լույս, սնունդ, քան այն օրգանիզմները, որոնք չեն կարող կանխագուշակել նման փոփոխությունները։ Այդ իսկ պատճառով համարվում է, որ ցիրկադային ռիթմերի առկայությունը էվոլյուցիոն տեսանկյունից առավելություն են։ Ռիթմիկությունը, ամեն դեպքում, կարևոր է նաև ներքին մետաբոլիկ ռեակցիաների կարգավորման համար, ինչպես արտաքին ազդակների հետ փոխգործության համար։ Այս մասին վկայում են դրոզոֆիլ պտղաճանճերի մոտ պահպանվող ցիրկադային ռիթմերը, այն դեպքում երբ դրանց սերունդները երկար ժամանկ կենսագործել են լաբորատոր պայմաններում, ինչպես նաև այն սերունդների մոտ, որոնք երկար ժամանակ պահվել են մութ պայմաններում։

Մինչև այսօր պարզ չէ ցիրկադային ռիթմերի էվոլյուցիան։ Տեսակետներ են եղել, ըստ որոնց, լուսազգայուն սպիտակուցները և ցիրկադային ռիթմերը միասին ծագել են դեռևս ամենավաղ բջիջներում, նպատակ ունենալով պաշտպանել ռեպլիկացվող ԴՆԹ-ն՝ վտանգավոր ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից՝ ցերեկային ժամերին։ Սակայն այս տեսությունների համար բավականաչափ ապացույցներ առկա չեն, և հակառակը, ամենապարզ օրգանիզմները, ովքեր ունեն ցիրկադային ռիթմեր՝ ցիանոբակտերիաները, սինթեզում են ԴՆԹ ցերեկային ժամերին։ Վերջիններս հանդիսանում են պարզագույն օրգանիզմները, որոնք ունեն ցիրկադային ռիթմեր և այն հնարավոր է եղել ստանալ լաբորատոր պայմաններում երեք սպիտակուցների սինթեզի հաշվին՝ (KaiA, KaiB, KaiC)։ Դրոզոֆիլ պտղաճանճի per գենին համարժեք գենի մուտացիան մարդու օրգանիզում հանգեցնում է քնի խանգարման՝ FASPS (Familial advanced sleep phase disorder) սինդրոմի զարգացման։ Այժմ հայտնի են բազմաթիվ գեներ, որոնք այս կամ այն կերպով ազդում են ցիրկադային ռիթմերի վրա։ Այժմ հայտնի է, որ ցիրկադային ռիթմերը կարող են կենսագործել մեկ բջջի մակարդակով, այսինքն այն բջիջ-ինքնակարգավորվող երևույթ է։ Բայց միաժամանակ տարբեր բջիջնրեր կարող են փոխազդել միմյանց հետ, ինչը հանգեցնում է սինխրոնիզացիային։ Դրանք կարող են համագործակցել նաև գլխուղեղի էնդոկրին գեղձերի հետ, ինչի հաշվին տեղի է ունենում հորմոնների պարբերական արտադրում։ Այս հորմոնների ռեցեպտորները կարող են տեղակայված լինել ամբողջ մարմնով և սինխրոնիզացնել տարբեր օրգանների ցիրկադային ժամերը։ Նման կերպ, օրինակ, օրվա ժամի մասին ինֆորմացիան՝ հաղորդված աչքերի միջոցով, համագործակցում և ազդում է նաև մնացած օրգանների վրա, օրինակ՝ քնի/արթունության, մարմնի ջերմաստիճանի, ծարավի և ախորժակի կոորդիանցիաները կենսաբանական ժամերի միջոցով։

Կենդանիներ
Ցիրկադային ռիթմերը առկա են կենդանիների՝ այդ թվում մարդու, քնի և սնվելու ռեժիմներում։ Գոյություն ունի նաև հստակ օրինաչափություններ մարմնի ջերմաստիճանի, գլխուղեղի ակտիվության, հորմոնների արտադրության, բջիջների ռեգեներացիայի և այլ կենսաբանական գործընթացների դեպքում։ Բացի այդ, ֆոտոպարբերականությունը, որը օրգանիզմի ֆիզիոլոգիական ռեակցիան է գիշեր և ցերեկի տևողությանը, կենսական կարևորություն ունի ինչպես բույսերի, այնպես էլ կենդանիների համար։ Սեզոնային հաջորդականության, եղանակային պայմանների, սննդի առկայության կամ գիշատիչների առկայության կանխագուշակումը շատ տեսակների գոյության համար նշանակալի դեր ունի։

Ցիրկադային ռիթմի խանգարման հետևանքներ
Ցիրկադային ռիթմերը պայմանավորող գեների մուտացիան կամ դելեցիան մկների մոտ հանգեցնում է որոշակի մետաբոլիկ փոփոխությունների։ Մկները, ովքեր ունեն այդ գենի մուտացիա կամ դելեցիա հակված են հիպերֆագիայի և ունենում են հավելյալ քաշ, նաև ունենում են գլյուկոզի նյությափոխանակության խանգարումներ։ Սակայն դեռ հստակ հայտնի չե արդյոք մարդկանց մոտ այդ գենի պոլիմորֆոզը կապված է մետաբոլիկ համախտանիշի զարգացման հետ թե ոչ։

Լույս-մութ ցիկլի աազդեցություն
Ցիրկադային ռիթմը կապված է լույս-մութ ցիկլի հետ։ Կենդանիները, այդ թվում մարդը գտնվելով տոտալ մթության մեջ տևական ժամանակ, ի վերջո սկսում են կենսագործել ազատ ռիթմով։ Նրանց քնի ցիկլը տեղափոխվում է հետ կամ առաջ՝ ամեն «օր», կախված այն բանից ավելի կարճ թե երկար է իրենց «օրը» 24 ժամից։ Ամբողջովին կույր կաթնասունները, օրինակ կույր Spalax sp.-ը, ընդունակ է պահպանել իր էնդոգեն ժամերը, արտաքին ազդակների բացահայտ բացակայության պայմաններում։ Չնայած նրանք չունեն աչքեր, նրանց ֆոտոռեցեպտորները, որոնք զգայուն են լուսի նկատմամբ, շարունակում են գործել։

Արկտիկական կենդանիներ
Նորվեգական Տրյոմս համալսարանի հետազոտությունները ցույց են տվել, որ որոշ արկտիկական կենդանիներ, օրինակ՝ կաքավը, հյուսիսային եղնիկը, ցուցաբերում են ցիրկադային ռիթմեր միայն տարվա այն եղանակներին, երբ լինում են հստակ արևածագեր և մայրամուտեր։ Հետազոտությունները պարզել են, որ արկտիկական այլ կենդանիներ ևս կարող են չցուցաբերել ցիրկադային ռիթմեր միայն լույսի կամ միայն մութ ժամանակ։

Բույսեր
Բույսերի ցիրկադային ռիթմերը տեղեկացնում են նրանց, թե տարվա որ եղանակն է և թե արդյոք նպատակահարմար ժամանակ է բույսի ծաղկման համար, որպեսզի փոշոտող կենդանիներին գրավի։ Ռիթմի դրսևորմանը նպաստում են տերևների շարժը, աճը, գազափոխանակությունը, ֆերմենտների ակտիվացումը, ֆոտոսինթեզի ակտիվությունը և բույրի արտադրումը։ Ցիրկադային ռիթմերը ակտիվոնում են, երբ բույսերը սինխրոնիզացվում են շրջակա միջավայրի լույսի հետ։ Այդ ռիթմերը հանդիսանում են էնդոգեն գեներացվող, ինքնապահպանվող և հարաբերականորեն կայուն շրջապատի ջերմաստիճանի որոշակի դիապազոնի շրջանակներում։ Այսպիսով, օրինակ շրջակա միջավայրի կանխատեսվող փոփոխությունների շնորհիվ, կարելի է փոխել բույսի ֆիզիոլոգիական վիճակը՝ տալով ադապտիվ առավելություն։ Ցիրկադային ռիթմերի մասին ինֆորմացիան լայնորեն կիրառվում է գյուղատնտեսության շրջանակներում, հնարավորություն տալով տնտեսվարողներին ճիշտ կազմակերպել սերմացանը, այդպիսով խուսափելով մեծ կորուստներից։

Լույսը ազդակ է, որի միջոցով բույսերը սինխրոնիզացվում են շրջակա միջավայրի հետ՝ կլանվելով բազմաթիվ ֆոտոռեցեպտորների հետ։ Կարմիր և կապույտ լույսերը կլանվում են որոշակի ֆիտոքրոմների և կրիպտոքրոմների կողմից։ Ֆիտոքրոմներից մեկը՝ phyA, համարվում է մութ պայմաններում աճեցված ծիլերի հիմնական ֆիտոքրոմը, և այն լույսի պայմաններում շատ արագ քայքայվում է, առաջացնելով Cry1։ Ավելի վաղ հայտնի է դարձել, որ բույսի ցիրկադային ռիթմի համնկնումը միջավայրի պայմաններին կարող է դրական ազդել բույսի կենսագործունեության վրա։ Հետազոտությունները հանգել են նման եզրակացության, անց կացնելով հետազոտություն Arabidopsis thaliana-ի երեք տեսակներով։ Բույսերից երկուսը ունեցել են մուտացիա՝ մեկի ցիրկադային ռիթմը եղել է 24 ժամ, մյուսինը՝ 27 ժամից ավել, իսկ երորրդինը՝ 24 ժամից պակաս է եղել։
24 ժամ ցիրկադային ռիթմով Arabidopsis-ին աճեցրել են երեք տարբեր միջավայրերում։ Միջավայրներից մեկը ունեցել է 20 ժամանոց ցիկլ՝ 10 ժամ լուս և 10 ժամ մութ, մյուսը ունեցել է 24 ժամաոց ցիկլ՝ 12 ժամ լույս և 12 ժամ լույս, և վերջինը ունեցել է 28 ժամանոց ցիկլ՝ 14 ժամ լույս և 14 ժամ մութ։ Բույսերը առավել լավ են աճել 24 ժամանոց ցիկլի պայամաններում, եթե միջավայրում նույնպես ցիկլը եղել է 24 ժամանոց։

Կաթնասուններ
Առաջնային ցիրկադային ռիթմերը կաթնասունների մոտ տեղակայված են սուպրախիազմածիկ կորիզներում՝ բջիջների առանձին խումբ՝ տեղակայված հիպոթալամուսում։ Այս կենտրոնի վնասումը բերում է քուն-աթունության ռիթմի բացարձակ խանգարման։ Այս կենտրոնը ստանում է լուսավորության մասին ինֆորմացիան աչքերի միջոցով։ Աչքի ցանցաթաղանթը պարունակում է «դասական» ֆոտոռեցեպտորներ՝ ցուպիկներ և սրվակներ, որոնք մասնակցում են սովորական տեսողության համար։ Բայց ցանցաթաղանթը պարունակում է նաև մասնագիտացված գանգլիոզ բջիջներ, որոնք ուղղակիորեն լուսազգայուն են և պրոյեկցվում են սուպրախիազմածիկ կորիզներում։ Այս բջիջները պարունակում են ֆոտոպիգմենտ մելանօպսին անվանբ և դրանց ազդակները անցնում են ցանցենի-հիպոթալամուս ուղով, որը տանում է դեպի սուպրախիազմածիկ կորիզներ։ Եթե կենտրոնի բջիջները առանձնացնեն և աճեցվեն լաբորատոր պայմաններում, ապա դրանք կշարունակեն իրենց ռիթմիկությունը՝ անկախ արաքին ազդակների առկայությունը։ Սուպրախիազմածիկ կորիզները ստանում են իրենց ինֆորմացիան գիշերվա և ցերեկի մասին ցանցաթաղանթից, այնուհետև փոխանցում է այն էպիֆիզ, որը իր հերթին արտադրում է մելատոնին։ Մելատոնինի արտադրման պիկը լինում է գիշերը, և նվազում է օրվա ընթացքում։ Մարդու ցիրկադային ռիթմերը կարող են լինել մի քիչ ավել կամ պակաս քան 24 ժամն է։ Ըստ Հարվարդի համալսարանի հետազոտությունների, մարդիկ կարող են ներգրավված լինել 23,5 ժամային կամ 24,65 ժամային ցիկլերում։

Մարդիկ 
Ցիրկադային ռիթմերի ուսումնասիրությունից պարզ է դարձել, որ մարդկանց մեծամասնությունը, երբ զերծ են եղել արտաքին գրգռիչներից (օրինակ՝ ցերեկային լույս և քրոնոմետրաժ), կնախընտրեին, որպեսզի օրվա տևողությունը լիներ 25 ժամ։ Սակայն այս հետազոտությունը այդքան էլ արժանահավատ չէ, քանի որ դրա ժամանկ մասնակիցներին հնարավոր չի եղել զերծ պահել արհեստական լույսից։ Ամեն դեպքում մասնակիցները պաշտպանված են եղել ժամի մասին ազդակներից՝ ժամացույցից և ցերեկային լույսից։ Այսինքն արհեստական լույսի ազդեցությունից մասնակիցները կարող էին ավելի ուշ քնել։ Հետագայում Հարվարդի համալսարանիանի գիտնականները 1999 թվականին ապացուցեցին, որ մարդու բնական ռիթմը մոտ է 24 ժամ 11 րոպեին՝ առավել մոտ օրվան։ Այս հետազոտության է հանգել նաև առավել թարմ՝ 2010 թվականին կատարված հետազոտությունը, որտեղ նաև սեռային տարբերություններն են գրանցվել։ Այսպիսով, կանանց մոտ ցիրկադային ռիթմը եղել է 24,09 ժամ, իսկ տղամարդկանց մոտ 24,19 ժամ։ Այս հետազոտության ժամանակ, որպես կանոն, կանայք նախընտրել են ավելի վաղ արթնանալ, սակայն սրա կենսաբանական մեխանիզմը դեռևս անհայտ է։

Կենսաբանական մարկերները և դրանց ազդեցությունը 
Կաթնասունների ցիրկադային ռիթմի հետազոտման համար նշվում են հետևյալ մարկերնեը՝

 Մելատոնինը՝ սինթեզված էպիֆիզի կողմից 
 Մարդու մարմնի միջին ջերմաստիճանը 
 կորտիզոլի մակարդակը պլազմայում
Հետազոտության անց կացման համար մասնակիցները պետք է արթուն լինեն, բայց լինեն հանգիստ և կիսապառկած վիճակում՝ տոտալ մթության մեջ։ Նրանց բազալ ջերմաստիճանը չափվել է անընդհատ։ Չնայած նորմալ քրոնոտիպերը շատ են, այնուամենայնիվ չափահաս մարդու ջերմությունը միջինում հասնում է իր նվազագույն աստիճանին առավոտյան ժամը 5։00-ին՝ արթնանալու ընդունված ժամից 2 ժամ առաջ։ Երիտասարդ անձանց շրջանում նվազագույն ջերմաստիճանը լինում է 4։00 ՝ ցերեկային տիպերի համար և 6։00՝ գիշերային տիպերի համար։

Մելատոնինը ցերեկային ժամերին բացակայում է կամ լինում է շատ ցածր։ Նրա արտադրման սկիզբը սկսում է լույսի պակասից մետավորապես 21։00-ին՝ dim-light melatonin onset (DLMO)։ Նրա հիմնական մետաբոլիտը կարող է հայտնաբերվել առավոտյան մեզում։ Որպես ցիրկադային մարկեր օգտագործվել է ինչպես DLMO-ն այնպես էլ նրա քանակը արյան և թքի մեջ։ Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ մելատոնիոնի արտադրումը առավել լավ կորելացվում է ոչ թե մարմնի ջերմաստիճանի, այլ քնի ռեժիմի հետ։ Մյուս ֆիզիոլոգիական փոփոխությունները, որոնք կատարվում են ցիրկադային ռիթմերին համապատասխան, ներառում են սրտի կծկումների հաճախականությունը, բջջային բազմաթիվ պրոցեսներ, օքսիդացիոն սթրեսը, բջջային մետաբոլիզմը, իմունային և վերականգնողական ռեակցիաները, էպիգենետիկ մոդիֆիկացիաները, էնդոպլազմատիկ ռետիկուլային սթրեսը, աուտոֆագիան։ Հետազոտությունները պարզել են, որ տղամարդկանց մոտ սրտի զարկերի հաճախականությունը նվազագույնը լինում է քնի ընթացքում, իսկ ամենաբարձրը լինում է արթնանալուց անմիջապես հետո։

Մարդու առողջություն

Ցիրկադային ռիթմի հիմունքներ
Ցիրկադային ռիթմերի օգտագործումը որպես կլինիկական գործիք լայնորեն տարածվում է, այսինքն ճիշտ կազմակերպելով մարդու կենսակերպը, մարդը կարող է առավել առողջ և երկար կյանք ունենալ։ Այս ճյուղը կոչվում է ցիրկադային բժշկություն։ Օրինակ հիվանդանոցներում, «ցիրկադային լուսավորությունը» կամ լուսավորության նվազումը համապատասխան ժամերին կարող է բարելավվել միոկարդի ինֆարկտով հիվանդների կանխատեսումը։ Ցիրկադային քրոնոթերապիան կամ դեղերի ընդունման ժամանակի ճիշտ ընդունումը կարող է կանխել սրտի ռեմոդուլյացիան՝ սրտային հիվանդների մոտ։ Նույնը կարող է նկատվել զարկերակային գերճնշում ունեցող անձանց շրջանում ՝ ի հաշիվ դեղերի կողմնակի ազդեցությունների նավազման և արդյունավետության բարձրացման։ Այս պահին ցիրկադային բժշկությունը արագ տեմպերով զարգանում է և ցանկացած նոր մեթոդ կարևոր է տարբեր հիվանդությունների բուժումը առավել արդյունավետ դարձնելու գործում։

Ծանոթագրություններ 

Քուն
Քրոնոբժշկություն
Նեյրոֆիզիոլոգիա
Էթոլոգիա
Նյարդաբանություն
Կենսաբանական գործընթացներ
Կենսաբանական ցիկլեր
Ֆիզիոլոգիական գործընթացներ