Циркадные ритми. Природа осциллятора

Ви перебуваєте: Циркадные ритми

Яка фізична основа цих ендогенних циркадных ритмів? Це важко з'ясувати, тому що кожна клітка набагато складніше, чим ми собі представляємо, а весь організм - агрегат з багатьох кліток - ще більш складний. Деякі аспекти цієї складності можна безпосередньо бачити, наприклад, за допомогою електронного мікроскопа; інші можна виявити фізичними й хімічними методами, як, скажемо, при вивченні структури макромолекул білка й нуклеиновых кислот; про третіх вдається укласти лише непрямим образом, виходячи зі складності поведінки біологічних систем. Саме із цією останньою ситуацією ми й зустрічаємося, спостерігаючи ендогенні ритми

Щоб довідатися що-небудь про природу осциллятора, багато дослідників намагалися з'ясувати, які умови можуть змінити період (час, необхідне для одного повного циклу) або фазу ритму. Передбачається, що будь-який ефективний фактор порушує внутрішню роботу годин. Якби ми перешкодили коливанню аркуша Samanea, нерухомо закріпивши його на кілька годин, то після звільнення він швидко прийняв би те ж кутове положення, що й незакріплений контрольний аркуш. Таким чином, механічна перешкода заважає прояву ритму, але не впливає на відлік часу годинником. Напроти, зміни освітленості й температури, а також деякі хімічні речовини (іони Li+, важка вода, этанол) можуть змінювати фазу ритму. Про всі ефективні щодо цього речовинах відомо, що вони впливають на властивості клітинних мембран. Це привело багатьох дослідників до думки, що періодичні зміни мембран є складовою частиною 'годинного механізму'. Мембранні поверхні оточують усю клітку й окремі компартменты клітинного вмісту. Ритмічно регулюючи потоки метаболітів у клітку й із клітки, в органеллы й з органелл, біологічний годинник міг би створювати ритмічні зміни в хімізмі й фізіології кліток

Подібного роду зміни в структурі мембрани дійсно спостерігали в одноклітинної водорості Gonyaulax. Очевидно, зустрічальність у мембрані деяких білкових часток, спостережуваних в електронному мікроскопі після заморожування й сколювання, змінюється з околосуточной періодичністю. Однак ми не знаємо, як генеруються ці ритмічні зміни в структурі мембрани. Це ключове питання, на яке потрібно відповісти, якщо ми прагнемо зрозуміти природу біологічного годинника