Evrim Ağacı
Reklamı Kapat
Reklamı Kapat

Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Bu yazı, Canlıların Evrimi yazı dizisinin 12. yazısıdır. Dizinin ilk yazısına gitmek için buraya, dizideki tüm yazıları görmek için buraya tıklayınız. Yazı dizileri, EA Akademi'nin bir parçasıdır.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

Biyolojik ritm, bir canlının ya da biyolojik olgunun belirli aralıklarla, bir frekans dahilinde tekrarlanmasına denir. Kimi zaman sirkadyen ritm olarak da bilinen biyolojik ritm, günlük bir döngüyü takip eden fiziksel, zihinsel ve davranışsal değişikliklerdir. Öncelikle bir organizma, çevresindeki aydınlığa ve karanlığa tepki verir. Buna yönelik davranışsal değişim sergiler.

Buna en güzel örnek, uyku döngümüzdür. Günün belirli saatlerinde uyur, belli saatlerinde uyanık kalırız ve bunu sürekli tekrar ederiz. Bir diğer örnek, vücut sıcaklığı ritmidir ve gün içerisinde belirli şekillerde ve sürekli olarak vücut sıcaklığı değişimi yaşanır. Ayrıca bu sadece organizma düzeyinde değil, çevresel boyutta da değerlendirilebilir. Gel-gitlerin sürekliliği, gece ve gündüzün birbirini takip etmesi, ayın fazları bunun örnekleridir. Bunların "biyolojik ritm" dahilinde değerlendirilme sebepleri, bu olguların canlıların aktivitelerinde çok önemli yerleri olmasıdır. 

Biyolojik Saat Nedir?

Biyolojik Saat, adından da anlaşılabileceği gibi, "zamanı" ölçmeye yarar. Ancak bildiğimiz saatlerden biraz farklı bir şekilde: Biyolojik bir saatin, harici güç kaynaklarına veya zamanı ölçmek için referans alacakları cisimlere (Güneş, Ay gibi) ihtiyaçları yoktur. Biyolojik saatlerin en önemli görevi, biyolojik ritmi sağlamaları ve üreme dönemleri gibi bazı önemli biyolojik zamanlamaları yerine getirmeleridir. 

Biyolojik saatler, bir organizmanın doğuştan gelen zamanlama araçlarıdır. Sirkadiyen ritmi üretirler ve onların zamanlamalarını düzenlerler. Vücuttaki hücrelerde etkileşime giren spesifik moleküllerden (proteinler) oluşurlar. Biyolojik saatler hemen hemen her doku ve organda bulunur. Bilim insanları insanlarda, meyve sineklerinde, farelerde, mantarlarda ve saatin bileşenlerini yapmaktan sorumlu diğer bazı organizmalarda benzer genleri tanımladılar.

Biyolojik saatimizin infografiği.
Biyolojik saatimizin infografiği.
Vikipedi

Ana Saat Nedir?

Beyindeki ana saat, biyolojik saatlerin hepsini koordine eder ve onları senkronize eder. İnsanları da içeren omurgalı hayvanlarda ana saat, suprakiazmatik çekirdek veya SCN adı verilen bir yapı oluşturan yaklaşık 20.000 sinir hücresinden (nöronlar) oluşan bir gruptur. SCN, beynin hipotalamus bölgesinde yer alır ve gözlerden doğrudan girdi alır. Bu bölgedeki Clk ve Per2 adlı genler sirkadyen ritmin oluşturulmasından sorumludur (2017 Fizyoloji ve Tıp alanında Nobel ödülü alan çalışma, Karolinska Enstitüsü’nde bu genler üstünde yapılmıştı). Ayrıca asetilkolin, glutamat ve serotonin gibi başlıca nörotransmitterler bu işleyişe katılır ve bu işleyişin önemli bileşenleridir.

Zeitgeber Nedir?

Suprakiazmatik çekirdekte biyolojik ritmi sıfırlayan uyaranlar zeitgeber olarak adlandırılır. Yeni döngülerin başlaması için ritm sıfırlanmalıdır. Işık en önemli zeitgeberlerden biridir. Endojen saatimiz, düzenli zeitgeberler ile günlük yirmi dört saatimizi senkronize eder. Egzersiz, beslenme düzeni, sıcaklık, iş hayatı, jet lag de zeitgeberlere örnek olarak verilebilir.

Suprakiazmatik Çekirdek Bunları Nasıl Yapıyor?

Suprakiazmatik çekirdek ritmi düzenlerken hipotalamusta kendine üç ana yol belirlemiştir. Bunlar; retinohipotalamik yol, genikulohipotalamik yol ve raphe çekirdeklerinin yollarıdır. Bu yolda suprakiazmatik çekirdeğe iletim sağlanabilmesi için; endokrin nöronlar, hipotalamusun paraventriküler çekirdeğinde bulunan otonom nöronlar, hipotalamusun içindeki ve dışındaki beyin bölgelerine biyolojik sinyalin iletimini sağlayabilen yolaklar eşlik eder.

Suprakiazmatik çekirdeğin anatomik lokalizasyonu.
Suprakiazmatik çekirdeğin anatomik lokalizasyonu.
Circadian Therapeutic

İkincil Biyolojik Ritm Nedir?

Karaciğer, pankreas, kalp, böbrek, bağırsak ve ciltte de olduğu gibi vücutta birçok yerde ikincil ya da periferik olarak adlandırılan biyolojik ritmler vardır. Bu organlar ışık etkeninden ziyade yemek zamanlaması, ortam sıcaklığı gibi faktörler tarafından tetiklenseler de senkronizasyon suprakiazmatik çekirdek tarafından gerçekleştirilmektedir.

Sirkadiyen Ritmler Sağlığı ve Vücut Fonksiyonunu Etkiler Mi?

Evet! Sirkadiyen ritmler; uyku-uyanıklık döngüsünü (Optik sinirlerden gelen ışık azaldığında kendimizi uykulu hissetmemizi sağlayan melatonin hormonunun salınımını arttırırlar), hormon salınımını, yeme alışkanlıklarını ve besinlerin sindirimini, vücut ısısını ve diğer önemli vücut fonksiyonlarını etkileyebilir. Hızlı veya yavaş çalışan biyolojik saatler, bozuk veya anormal sirkadiyen ritmlere yol açabilir. Düzensiz ritmler; uyku bozuklukları, obezite, diyabet, depresyon, bipolar bozukluk ve mevsimsel duygulanım bozukluğu gibi çeşitli kronik sağlık koşullarıyla ilişkilendirilmiştir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Biyolojik Saatimizi Nasıl Hesaplarız?

Sirkadiyen saatler, periyodik biyokimyasal, fizyolojik ve davranışsal süreçlerin geniş bir repertuarını kullanıyor. Hücresel düzeyde, neredeyse her organda sirkadiyen dinamiklerini düzenleyen karmaşık bir biyokimyasal etkileşimler ağı tarafından yönetilirler. Meyve sineği, fare ve insandaki genetik çalışmalar, çekirdek saat genlerinin (Clock, Bmal1, Per1-3 ve Cry1-3 dahil) salınımlı aktivasyonu ve baskılanmasıyla evrimsel olarak korunmuş bir mekanizma ortaya çıkarmıştır. Memelilerde bu sistem, hücresel süreçleri koordine etmek için zamansal bilgi ileterek genomun neredeyse yarısının ekspresyonunu düzenler. Bu yüzlerce ritmik gen; çeşitli zamanlarda birçok organda olan diürnal (gündüzcül) salınım piklerini sergiler, muhtemelen farklı dokularda güne özgü olan fonksiyonları yansıtır.

Belirleyici olan genlerin aktifleşme sıklığına göre sıralanışı.
Belirleyici olan genlerin aktifleşme sıklığına göre sıralanışı.

Northwestern üniversitesindeki bilim insanları da bu çalışmalara dayanarak TimeSignature adlı, gen ekspresyonundan sirkadiyen zamanı saptayabilen algoritmayı geliştirdiler. TimeSignature testi sadece iki kan alımı gerektiriyor ve dış dünyadaki zamana kıyasla araştırmacılara vücudunuzdaki zamanı söyleyebiliyor. Örneğin, dış dünyadaki saat sabah 8 olsa bile vücudunuzdaki saat sabah 6 olabilir. Ayrıca, TimeSignature bu testi sadece 1.5 saat içerisinde yapabiliyor!

Ekip, vücuttaki 20.000 geni inceledi ve farklı zamanlara bağlı güçlü gen sinyalleri gösteren yaklaşık 40 civarında gen olduğunu buldu. Başka bir deyişle, bu 40 genin bir kişinin iç saatine bağlı olarak günün belirli saatlerinde aktifleşme olasılığının daha yüksek olduğu saptandı. Örneğin, bir insanın bedeni saatin sabah 6 olduğunu düşünüyorsa, A genini B den daha fazla ifade eder; saatin sabah 8 olduğunu düşünüyorsa, belki de daha fazla C genini ve biraz da A ve B genlerini ifade edecektir. TimeSignature testi bu kalıpları öğrenir ve vücudun saatinin ne zaman olduğu ile ilgili bir tahminde bulunabilir.

Hipotalamus anatomisi ve beyninin alttan görünümü.
Hipotalamus anatomisi ve beyninin alttan görünümü.
Düşünen Makine

Saat geni programının periferik kandaki mononükleer hücreler (PBMC) dahil hemen hemen tüm dokularda mevcut olduğu keşfi, hücreye özerk saatlerin varlığını göstermektedir ve sirkadiyen değerlendirme için alternatif bir yaklaşım sunmaktadır. Bu periferik saatler, pineal hormon olan melatoninin ritmik ekspresyonunu ve adrenalden kortizol sekresyonunu tetiklediği gibi vücut sıcaklığını ve beslenme ritmini de düzenleyen, hipotalamik suprakiazmatik nükleusun (SCN) içindeki nöral pacemaker ile senkronize olmuştur. PBMC’deki gen ekspresyonundaki değişiklikler alışılmış uyuma-uyanma zamanlarıyla ilişkilidir ve PBMC ritmlerinin, sirkadyen uyuma-uyanma değişikliklerini tetikleyen SCN’deki pacemaker tarafından resetlendiği kavramıyla tutarlıdır.

Northwerstern üniversitesi Feinberg Tıp Fakültesi Nöroloji anabilim dalında uyku tıbbı şefi olan eş yazar Dr. Phyllis Zee şöyle diyor:

Bu gerçekten kişiselleştirilmiş tıbbın ayrılmaz bir parçası. Pek çok ilacın dozaj için en uygun zamanları vardır. Vücudunuzda saatin kaç olduğunu bilmek, en etkili yararı elde etmek için kritik öneme sahiptir. Tansiyon ilacı, kemoterapi veya radyasyon almak için en iyi zaman başkalarından farklı olabilir.

Bu ve bunun gibi çalışmalar da umarız çözüme kavuşmamış hastalıkların tedavisinde bir umut ışığı olur.

Biyolojik Saatler ve Ritmler Neden Evrimleşti?

Çünkü çevre hiçbir zaman sabit değildir, sürekli olarak değişir. En basitinden, Dünya'nın kendi etrafında dönmesinden dolayı düzenli olarak gündüz ve gece, Dünya'nın Güneş'in etrafında dönmesinden dolayı mevsimler, Ay'ın Dünya'nın etrafında dönmesinden dolayı gel-gitler meydana gelir. Bunlara çevresel ritmler denir. İşte bunlara adapte olabilmemiz için, vücudumuzun biyolojik bir saate ihtiyacı vardır. Bu, bizim kontrolümüz dışında çalışan biyolojik saatimizdir. 

Bunların evrimleşmesinin sebebi, bazı hayati davranışların (beslenme, üreme, vb.) "doğru zamanda" yapılabilmesinin sağlanmasıdır. Örneğin siyanobakterilerde, fotosentez ve nitrojen bağlanması (fixation) aynı anda olabilmektedir. Ancak nitrojen, ortamda oksijen bol miktarda bulunurken bağlanamaz. Bu sebeple, biyolojik saatin evrimi sonucu, bu iki işlem birbirinden ayrılmıştır. Fotosentez gündüz yapılırken, gece nitrojen bağlanır. Buna zamansal ayrışım denir.

Ayrıca Biyolojik Saatler, çok önemli bir diğer olayın sağlanabilmesi için evrimleşmiştir: Av zamanları. Bir grup canlı, gündüzleri aktifken, bir diğer grup geceleri aktiftir. Eğer bir av geceleri aktifse, o avın avcısının biyolojik saati, gece kalkmak üzere "kurulmuştur", böylece potansiyel yemeğini asla kaçırmaz. Aynı şekilde avlar da, mümkün olduğunca avcıların ortamda bulunmadığı zaman aktif olmaya çalışırlar. Elbette, meydana gelen zorunlu çakışmalar sonucu "avlanma" olayı gerçekleşir. Örneğin Türkiye'de bolca görebileceğiniz avurtlak ve kör fareler, kışın akşam 5-7 gibi ortaya çıkmaktadır. Bu saatlerde hava kararmaya başlar ve diurnal (gündüz avlanan) avcılar artık gündüzkü kadar iyi göremezler. Tabii bu defa da, nokturnal (gece avlanan) avcılar başa bela olmaktadır. İşte buna, doğal denge denir.

Bir diğer evrimleşme sebebi ise organizmaların doğal ortama katılabilmeleri içindir. Örneğin uykudan uyanmadan önce, insan biyolojik saati kortizol hormonu salgılayarak metabolik hızı arttırırlar, böylece başlayacak gün için enerji ihtiyacı hissetmeyiz. 

Biyolojik Saat Neden Önemlidir? 

Biyolojik saatleri vücudumuz pek çok yerde kullanmaktadır. Örneğin tıpkı bir saat çaların belirlenen bir saatte çalması gibi, canlıların vücudundaki biyolojik saatler de belirli zamanlarda belirli tepkilerin verilmesini sağlarlar. Örneğin bir canlının beslenme koşulları en iyi olduğu zaman, organizmanın aktivitesini arttırmaya çalışırlar.

Öte yandan biyolojik saatler, zamanı farkında olmadan ölçmemizi sağlarlar. Bu, beslenme, çiftleşme, göç, dinlenme ve diğer aktivitelerimizi ayarlamamızı sağlar.

Bir diğer görevi ise, bulunduğumuz ortamın zaman dilimine adapte olabilmemizdir. Çünkü her canlının bulunduğu ortama adapte olduğu bir zaman hissiyatı (time sense) vardır. Örneğin arılar, günün hangi saatinde beslenmeleri gerektiğini çok iyi bilirler. İşte bu, Biyolojik Saat yardımıyla gerçekleşir.

Biyolojik Saatler Nerede Kullanılırlar?

Günlük hayatımızda biyolojik saatler ile ilgili birçok durumla karşılaşırız. Bunlardan en meşhur ikisi, gece mesaisi ve jet-lag'dir. Gece mesaisi yapan insanların biyolojik saatleri kayacağı için, o gün ve sonraki günlerde eski dengesini sağlamakta zorlanacaktır. Bunun sebebi, bazı hormonların biyolojik saate göre salgılanmalarıdır ve bu hormonlar salgılanmayınca, insanın doğal dengesi bozulacaktır.

Jet-lag olayı ise, uzun uçuşlar sebebiyle gün saatinin değişiminin insan vücuduna yansımasıdır. Örneğin, Türkiye-Almanya arası 2-3 saat, Almanya-Amerika arası 9-10 saat sürmektedir. Aktarmaların 4 saat ve 7 saat olduğunu varsayarsak, Amerika'dan Türkiye'ye gelmek yaklaşık 24 saat sürmektedir. Dünya, batıdan doğuya döndüğü için, uçak da Amerika dönüşü doğuya doğru uçtuğu için, örneğin 14 Haziran tarihinde saat 15.00'da Amerika'dan yola çıkan biri, Dünya üzerinde sabitlenmiş bir noktaya göre 24 saat sonra, 15 Haziran tarihinde saat 15.00 civarında iniş yapacaktır. Ancak uçuş boyunca, kişi öğlen vakti yola çıkmasına rağmen, Güneş'in doğduğu ve ilerlediği yöne doğru ilerleyeceğinden, gün çok hızlı geçecek ve bir an önce gece olacaktır.

Benzer şekilde, daha uyuma fırsatı bulamadan gece bitecektir; zira "Güneş'in yönü"nde (doğuya) gidildiği için, 8 saatlik bir gece 4-5 saate kadar inebilecektir. Bu sebeple bir an önce günler değişecektir. İşte bu, biyolojik saatimizin sapmasına ve bünyemizin işlevlerini düzgün yerine getirememesine sebep olur.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Bilim Budur! 4
  • Muhteşem! 3
  • Tebrikler! 3
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 3
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Umut Verici! 1
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • Rosemary Braun, et al. (2018). Universal Method For Robust Detection Of Circadian State From Gene Expression. PNAS | Arşiv Bağlantısı, sf: 115-139.
  • Damla Uludağ. Biyolojik Ritim: Vücudumuzun Orkestra Şefi. (2017, Mart 26). Alındığı Tarih: 01 Haziran 2019. Alındığı Yer: Sinirbilim | Arşiv Bağlantısı
  • Yasemin Saplakoğlu. Blood Test Could Tell You What Time It Is In Your Body. (2018, Eylül 10). Alındığı Tarih: 01 Haziran 2019. Alındığı Yer: LiveScience | Arşiv Bağlantısı
  • EurekAlert. What Time Is It In Your Body?. (2018, Eylül 10). Alındığı Tarih: 01 Haziran 2019. Alındığı Yer: EurekAlert | Arşiv Bağlantısı
  • NIH. Circadian Rhythms. (2017, Ağustos 01). Alındığı Tarih: 28 Şubat 2020. Alındığı Yer: NIH | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 14/07/2020 23:22:17 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/51

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Grip
Fizik
Hamilelik
Büyük Patlama
Moleküler Biyoloji
Göz
Tür
Enfeksiyon
Samanyolu Galaksisi
Cinsellik Araştırmaları
Hafıza
Cinsiyet Araştırmaları
Canlılık Ve Cansızlık Arasındaki Farklar
Eczacılık
Sosyal
Astrobiyoloji
İnsanın Evrimi
Ses Kaydı
Bilim İnsanları
Çekirdek
Kimyasal Evrim
Kanser
Savunma
Galaksi
Oyun Teorisi
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“İnsanın geleceği yıldızlardadır ve bu gelecek, çocukça bir budalalık ve cahil bir batıllığa heba etmek için fazlasıyla önemlidir.”
Isaac Asimov
Geri Bildirim Gönder