ساعت بیولوژیکی بدن چگونه به ما کمک میکند؟

بر اساس تحقیقات دانشمندان در قسمت های مختلف بدن انسان ساعت هایی وجود دارد که فعالیت های طبیعی بدن را کنترل میکنند. به عنوان مثلا در مغز انسان ساعتی قرار دارد که کمک میکند روز و شب را با توجه به روشنایی روز درک کنید این ساعت بدنی در همه قسمت های بدن از جمله کبد و طحال انسان نیز میتواند موجود باشد و استثنایی برای آن نیست زیرا تمامی اجزاء بدن انسان بر طبق ریتم مشخصی در حال فعالیت هستند

این ساعت ها به بدن کمک میکند تا الگوی مختلف فعالیت های بدن مشخص شود ،زمان خواب،گرسنه شدن ،ترشح همرمونهای مختلف بدن و یا میزان قند خون و موارد دیگر طبق الگوی خاصی مدیریت و تنظیم میشود

برخی از دانشمندها معتقد هستند که این ساعت های بیولوژیکی یک مزینت به بدن موجودات زنده می دهد که باعث میشود بتوانند در انتخاب های طبیعی رقابت داشته باشند و این قابلیت کمک میکند که بتوان ساعت زیستیرا توسعه و یا تغییر داد.این تطابق ساعتی بدن بسیار پر اهمیت و کاربردی می باشد.

بعضی دانشمندان بر این عقیده هستند که موجودات مختلف ساعات زیستی مختلف خود را خودشان را به صورت مستقل ساخته اند و این کار را برای حفظ ساختار بدنی خودشان در مقابل خطرات و مشکلات محیطی با توجه به محیط زندگی خودشان تطبیق داده اند و تنظیم کرده اند

ساعت های زیستی به مرور پیشرفت کرده اند و این ساعتها نسبت به قدمتی که دارند پیشرفت های قابل توجهی کرده اند همانطور که ساعت های معمولی تغییر کرده اند و از یک ساعت آفتابی ساده به پیچیده ترین ساعت ها تبدیل شده اند.

این‌ساعت‌ها از مولکول‌های  پروتییننی تشکیل شده‌اند که نوسانات زیادی دارند. در زمان‌های خاصی از روز،ساعت‌های پروتیینی مشخصی فعال می‌شوند تا مولکول‌های RNA پیام‌رسان را تولید کنند. این مولکول‌ها توسط سلول‌ها برای ساختن دیگر ساعت‌های پروتیینی استفاده می‌شوند. در نهایت مقدار ساعت‌های پروتیینی به حدی می‌رسد که ساخت RNA پیام‌رسان متوقف می‌شود. این ساعت‌های پروتیینی، توسط دیگر پروتیین‌ها تجزیه می‌شوند و از بین می‌روند تا مقدار آن‌ها از حد توقف ساخت مولکول RNA پیام‌رسان پایین‌تر آید. بدین ترتیب دوباره تولید RNA پیام‌رسان شروع می‌شود و این چرخه ادامه می‌یابد.

درست مثل برندهای مختلف ساعت که تنوع مدلی زیادی دارند ساعت زیستی مجودات مختلف نیز از این تنوع برخوردار هستند .چرخه‌ی ساعت‌های پروتیینی این موجودات زنده نیز با هم تفاوت زیادی دارند ولی  در همه ی این موجودات روز و شب به عنوان ملاکی برای ساختن دیگر پروتئین ها از پیام رسان RNA استفاده میکندد.

مطمئناً ساعت های زیستی برای موجودات زنده امری حیاتی است ولی نمیتوان صرفا گفت ساعت های زیستیصرفا برای فرار از اشعه مضر خورشید بوجود آمده اند. در حقیقت یک مدرک مهم برای نظریه‌ی «فرار از نور»، این است که سلول‌ها فرایند ساختن DNA را در شب انجام می‌دهند. سپس در روز که نور فرابنفش زیادی در محیط وجود دارد، آن‌ها را ترمیم می‌کنند. بعضی پروتیین‌ها که ساعت‌های زیستی را می‌سازند، در ترمیم مولکول DNA هم دخیل هستند.

ک نوع سیانوباکتر یا همان جلبک سبزآبی (Synechococcus elongatus) وجود دارد که صاحب ساده‌ترین ساعت زیستی شناخته شده است. این باکتری سه پروتیین به نام KaiA، KaiB و KaiC دارد. این سه پروتیین به اضافه‌ی دو پروتیین جانبی، به باکتری کمک می‌کنند تا بتواند با انباشت پروتیین‌های لازم برای فوتوسنتز و دیگر فعالیت‌های روزانه، برای طلوع خورشید آماده شود.

«تاکائو کوندو» (Takao Kondo) از دانشگاه ناگویای ژاپن در نشریه‌ی ساینس در سال ۲۰۰۵ نوشته: «سه عدد ساعت- پروتیینی در لوله‌ی آزمایش انداخته شدند و انرژی آن‌ها بوسیله‌ی «آدنوزین تری‌فسفات» (adenosine triphosphate) تامین شد. ساعت زیستی، با آهنگی ثابت مولکول فسفات را به پروتیین KaiC اضافه و کم می‌کرد.» این یافته باعث شگفت‌زدگی پژوهشگران شد، چرا که آن‌ها فهمیده بودند ساعت‌های زیستی می‌توانند بدون DNA هم کار کنند. در ضمن مشخص شد که آن‌ها لازم نیست برای نگه داشتن زمان،‌ دائما RNA پیام‌رسان و فرایند تولید پروتیین را فعال و غیر فعال کنند.

جلبک‌های سبزآبی و اجداد اسرارآمیز حشرات و حیوانات، بیش از یک میلیارد سال پیش، شاخه‌های متفاوتی را در درخت تکامل و انتخاب طبیعی درست کردند. ساعت‌های پروتیینی جلبک‌های سبزآبی مثل ساعت‌های پروتیینی مرکزی پستانداران نیست. بنابراین بعضی از پژوهشگران به اینکه ساعت‌های فاقد DNA می‌توانند در موجودات زنده‌‌ی پیچیده‌تر از جلبک‌ها کار کنند، شک دارند.

ساعت زیستی موجود در گلوبول قرمز خون، کاملا از چرخه‌ی پروتیین و RNA پیام‌رسان بی‌نیاز است. در گلوبول‌های قرمز، پروتیین‌های آنتی‌اکسیدان به نام پروکسی‌ردوکسین، مولکول‌های اکسیژن را با ریتم ساعت‌وار جذب یا دفع می‌کنند. عمل آن‌ها به از بین بردن هیدروژن پروکسید کمک می‌کند. هیدروژن پروکسید یک محصول جانبی در فعالیت‌های معمولی تولید انرژی سلول‌هاست. هیدروژن پروکسید و دیگر اکسیدان‌ها می‌توانند به قسمت‌های مختلفی از سلول آسیب برسانند، بنابراین کنترل آن‌ها ضروری است.

هرچند که هنوز هیچ‌کس ساعت مادر را پیدا نکرده، ولی بعضی از دانشمندان خیلی فیلسوفانه درباره‌ی اینکه چرا این فرایند می‌توانسته از آغاز برای موجودات زنده مفید باشد فکر می‌کنند. فرار از پرتوهای مضر خورشید و گریز از مسمومیت با اکسیژن، احتمالا دلایل کافی برای پیدایش ساعت‌های زیستی نیستند. بعضی از پژوهشگران می‌گویند که مزیت داشتن یک ساعت، می‌تواند جدا نگه داشتن واکنش‌های متناقض شیمیایی یا کمک به عملکرد روان‌تر سلول‌ها باشد. این کار با استفاده از برنامه‌ریزی‌ برای تولید مولکول‌هایی که برای هر مرحله از واکنش‌های شیمیایی زنجیره‌ای نیاز هستند صورت می‌گیرد.