सर्केडियन लय और हार्मोनल चक्र

कई हार्मोन एक स्थिर दर पर स्रावित नहीं होते हैं, बल्कि एक आंतरिक घड़ी द्वारा निर्धारित लगभग 24 घंटे के कार्यक्रम के अनुसार बढ़ते और घटते हैं। हाइपोथैलेमस में एक केंद्रीय पेसमेकर इन लय को दिन-रात के चक्र के साथ सिंक्रनाइज़ करता है, ताकि कोर्टिसोल, वृद्धि हार्मोन और मेलाटोनिन जैसे हार्मोन विशिष्ट समय पर चरम पर पहुंचें।

Definition

हार्मोनल सर्केडियन लय हार्मोन स्राव के लगभग 24 घंटे के चक्र होते हैं जो एक आंतरिक आणविक घड़ी द्वारा उत्पन्न होते हैं और हाइपोथैलेमिक सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस द्वारा पर्यावरण के साथ सिंक्रनाइज़ होते हैं।

Scope

यह विषय स्तनधारी सर्केडियन घड़ी के आणविक और शारीरिक आधार, मास्टर पेसमेकर के रूप में सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस की भूमिका, घड़ी हार्मोन स्राव पर दैनिक लय कैसे थोपती है, और सर्केडियन, स्पंदित और लंबे हार्मोनल चक्रों के बीच के अंतर को शामिल करता है। यह एक शरीर विज्ञान का विषय है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन।

Core questions

• आणविक स्तर पर सर्केडियन लय क्या उत्पन्न करता है?
• सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस मास्टर घड़ी के रूप में कैसे कार्य करता है?
• कौन से हार्मोन प्रमुख दैनिक लय दिखाते हैं और वे कब चरम पर होते हैं?
• सर्केडियन लय स्पंदित और लंबे हार्मोनल चक्रों से कैसे संबंधित हैं?

Key concepts

• सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस (मास्टर घड़ी)
• घड़ी के जीन और प्रतिलेखन-अनुवाद प्रतिक्रिया लूप
• प्रकाश के प्रति अनुकूलन
• कोर्टिसोल दैनिक लय
• मेलाटोनिन और नींद-जागने का चक्र
• रात में वृद्धि हार्मोन का स्राव
• स्पंदित बनाम सर्केडियन स्राव
• अल्ट्राडियन और इन्फ्राडियन चक्र

Key theories

प्रतिलेखन-अनुवाद प्रतिक्रिया लूप

कोशिकीय सर्केडियन घड़ी घड़ी के जीनों के एक समूह से बनी होती है जिनके प्रोटीन उत्पाद अपने स्वयं के प्रतिलेखन को रोकते हैं; इस नकारात्मक-प्रतिक्रिया लूप में देरी लगभग 24 घंटे की अवधि के साथ एक आत्म-स्थायी दोलन उत्पन्न करती है।

परिधीय लय को सिंक्रनाइज़ करने वाला केंद्रीय पेसमेकर

सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस, रेटिना द्वारा प्रकाश के प्रति अनुकूलित, पूरे शरीर में घड़ियों का समन्वय करता है और न्यूरोएंडोक्राइन आउटपुट पर दैनिक समय थोपता है, हार्मोन लय को दिन-रात के चक्र के साथ संरेखित करता है।

Mechanisms

व्यक्तिगत कोशिकाओं के भीतर, घड़ी के जीनों का एक मुख्य समूह एक प्रतिलेखन-अनुवाद प्रतिक्रिया लूप बनाता है: सक्रिय करने वाले प्रोटीन दमनकारी जीनों की अभिव्यक्ति को बढ़ावा देते हैं जिनके उत्पाद तब सक्रियकर्ताओं को रोकते हैं, और अंतर्निहित देरी लगभग 24 घंटे का एक आत्म-स्थायी दोलन उत्पन्न करती है। हाइपोथैलेमस के सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस में ऐसी घड़ी कोशिकाओं का एक नेटवर्क होता है, जो रेटिना से प्रकाश संकेतों द्वारा हर दिन रीसेट होता है, और मास्टर पेसमेकर के रूप में कार्य करता है जो परिधीय घड़ियों और न्यूरोएंडोक्राइन आउटपुट को सिंक्रनाइज़ करता है। तंत्रिका और हार्मोनल मार्गों के माध्यम से सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस हाइपोथैलेमिक-पिट्यूटरी अक्षों पर दैनिक समय थोपता है, इसलिए कोर्टिसोल जागने के करीब चरम पर होता है, वृद्धि हार्मोन मुख्य रूप से प्रारंभिक गहरी नींद में जारी होता है, और मेलाटोनिन रात में बढ़ता है। ये सर्केडियन लय तेजी से स्पंदित स्राव और मासिक धर्म चक्र जैसे लंबे चक्रों पर आरोपित होते हैं।

Clinical relevance

चूंकि हार्मोन का स्तर दिन भर में अनुमानित रूप से बदलता रहता है, इसलिए हार्मोन को मापने का समय उसके मूल्य की व्याख्या का हिस्सा होता है, और सर्केडियन समय के व्यवधान को शारीरिक रूप से परिणामी के रूप में पहचाना जाता है। यह प्रविष्टि सामान्य स्राव के समय का वर्णन करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

आणविक घड़ी मॉडल और सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस की पेसमेकर भूमिका व्यापक रूप से उद्धृत समीक्षाओं में स्थापित हैं; घड़ी-जीन प्रतिक्रिया तंत्र की खोज को फिजियोलॉजी या मेडिसिन में 2017 के नोबेल पुरस्कार से मान्यता मिली थी। घड़ी के एंडोक्राइन आउटपुट, विशेष रूप से एचपीए अक्ष के साथ युग्मन को समर्पित समीक्षाओं में संक्षेपित किया गया है।

History

शरीर विज्ञान में दैनिक लय लंबे समय से देखी गई थी, लेकिन उनकी अंतर्जात, आनुवंशिक रूप से आधारित प्रकृति बीसवीं शताब्दी के अंत में प्रदर्शित की गई थी। स्तनधारी मास्टर घड़ी के रूप में सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस की पहचान और बाद में घड़ी के जीनों के क्लोनिंग ने प्रतिलेखन-अनुवाद प्रतिक्रिया लूप का खुलासा किया, जिससे हार्मोन स्राव के दैनिक समय के लिए एक आणविक तंत्र प्रदान किया गया।

Key figures

• Joseph S. Takahashi
• Steven M. Reppert
• Michael W. Young
• George P. Chrousos

Seminal works

• reppert-weaver-2002
• takahashi-2016

Frequently asked questions

शरीर की मास्टर घड़ी क्या है?

सुप्राचियास्मैटिक न्यूक्लियस, हाइपोथैलेमस का एक छोटा क्षेत्र। यह एक आत्म-स्थायी लगभग 24 घंटे की लय उत्पन्न करता है, प्रकाश द्वारा दैनिक रूप से रीसेट होता है, और पूरे शरीर में घड़ियों और हार्मोन लय को सिंक्रनाइज़ करता है।

कोर्टिसोल दिन भर में क्यों बदलता रहता है?

सर्केडियन घड़ी एचपीए अक्ष को चलाती है ताकि कोर्टिसोल का स्राव जागने के समय के आसपास चरम पर पहुंच जाए और रात में गर्त में गिर जाए, जिससे इसकी विशिष्ट दैनिक लय उत्पन्न होती है।