آخر

النباتات تستجيب للإيقاعات اليومية


قد يؤدي تخزين المنتجات في دورات مظلمة فاتحة إلى تحسين قدرة المغذيات

تمتلئ الفواكه والخضروات الطازجة بالفيتامينات والعناصر الغذائية ، لكن هذه الفوائد تبدأ في فقدان قيمتها بمجرد وضع المنتجات المختارة على الرفوف.

أ دراسة جديدة يُظهر أن النباتات ، مثل البشر ، تستجيب لإيقاعات الساعة البيولوجية. بالنسبة للنباتات ، هذا يعني أن هناك أوقاتًا معينة من اليوم تحددها مستويات الضوء ، والتي تتراكم فيها المركبات المفيدة من الناحية التغذوية.

لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من البحث ، ولكن من الممكن أنه إذا تم تخزين الخضروات المحصودة في دورات مظلمة فاتحة تحاكي التقدم الطبيعي لضوء النهار ، فقد نتمكن من زيادة العناصر الغذائية للمنتجات التي نشتريها من المتجر.

عادة ، بمجرد حصاد المحاصيل وشحنها للتوزيع ، يتم الاحتفاظ بها في الظلام لتجنب التلف. خلال هذه العملية ، تنخفض مستويات المركبات المفيدة في طعامنا.

وجد العلماء أن نباتات مثل البطاطا الحلوة والسبانخ والعنب البري ستستمر في تراكم المركبات المفيدة حتى بعد حصادها ، لكنها تميل إلى الذروة في فترة ما بعد الظهر. وكيف يمكن للنبات أن يخبرنا أنه وقت الظهيرة؟ الحساسية للضوء.


إيقاعات الساعة البيولوجية وساعتك الداخلية: 4 طرق للمزامنة مع فصل الشتاء

بلات الشتاء ليست كلها في رأسك! الوقت من العام بين العطلة الشتوية وانبعاث الربيع يمكن أن يجلبها. تؤدي المواسم المتغيرة وقلة ضوء النهار والطقس البارد إلى قضاء المزيد من الوقت في الداخل ، ويمكن للميل إلى أن تكون أقل نشاطًا أن يؤدي إلى خلل في مزاجك وهرموناتك وعقلك.

هناك تفسيرات بيولوجية وفسيولوجية لماذا يمكن للتغيرات الموسمية ودرجات الحرارة الأكثر برودة وأيام الشتاء المظلمة أن تجعلك تشعر بأنك أقل نشاطًا ، وتتسبب في عدم انتظام الشهية ، وتؤثر على نومك ، وتجعلك تشعر بالإحباط خلال أشهر الشتاء.

يعاني الكثير من الناس من هذه التغييرات مع تغير المواسم ، وبعضهم أكثر عرضة لتأثيرات التغيرات الموسمية على الحالة المزاجية. في الواقع ، يعاني ما يصل إلى 4 إلى 6 في المائة من الأمريكيين من أعراض شديدة بما يكفي لتبرير التشخيص السريري للاضطراب العاطفي الموسمي (SAD) ، وهو نوع من الاكتئاب يتأثر بالتغير الموسمي. ويعاني ما يصل إلى 20 في المائة من حالات كآبة الشتاء الأكثر اعتدالاً.


كيف تعمل الإيقاعات اليومية

تشكل حوالي 20000 خلية عصبية "ساعتك الرئيسية" ، وهي جزء من دماغك يسمى نواة suprachiasmatic. هذه البنية ، التي تقع داخل منطقة تسمى الوطاء ، تتحكم في إيقاعاتك اليومية. بينما تسترشد إلى حد كبير بجيناتك وعوامل طبيعية أخرى داخل جسمك ، يمكن للأشياء الموجودة في العالم الخارجي أن تغيرها أيضًا.

أكبر جديلة هي الضوء. جسدك متصل بالنوم عندما يحل الظلام ويبقى مستيقظًا عندما يكون الضوء بالخارج. تربط الأعصاب عينيك مباشرة بساعة جسمك الرئيسية. عندما يتلاشى ضوء النهار ، تشير عيناك إلى دماغك لإنتاج المزيد من الميلاتونين ، وهو هرمون يجعلك تشعر بالنعاس. وعندما تشرق الشمس مرة أخرى ، تخبر الإشارات الدماغ أن يخفض الميلاتونين.


أدخل الإيثيلين

ينتج الإيثيلين ، المعروف باسم "هرمون الشيخوخة" ، عادة عن طريق النباتات ويشتهر بتعزيز نضج الفاكهة ، ولكن له أيضًا أدوارًا مهمة في النمو والاستجابة لمسببات الأمراض أو الضغوط الأخرى.

تطلق النباتات الإيثيلين كغاز ، وهذا هو السبب في أن وضع موزة صفراء بجانب ثمرة أفوكادو يمكن أن يساعدها على النضج بشكل أسرع.

يقول الدكتور هايدون: "غاز الإيثيلين هو وسيلة للنباتات للتواصل مع بعضها البعض ، مما يضمن ، على سبيل المثال ، نضج الثمار كلها في نفس الوقت".

استخدم الباحثون نبات الأرابيدوبسيس للتحقيق في دور الإيثيلين في النظم الدائرية للنباتات. الصورة: ويكيميديا

أثناء استكشاف الجينات والبروتينات التي تنظم الساعة اليومية في نبات الأرابيدوبسيس (نبات مزهر صغير متعلق بالكرنب والخردل) ، اكتشف تعاون بحثي بقيادة الدكتور هايدون والبروفيسور أليكس ويب في جامعات ملبورن وكامبريدج ويورك أن الإيثيلين هو أحد من مفاتيح الحفاظ على إيقاع الساعة البيولوجية للنبات.

تم تمويل العمل من قبل مجلس أبحاث التكنولوجيا الحيوية والعلوم البيولوجية في المملكة المتحدة ، وتم نشره في مجلة علم وظائف النبات.

الحديث القذر: المحادثة بين النباتات والتربة

يقول الدكتور هايدون: "كنا نعلم أن إنتاج الإيثيلين يتبع دورة الليل والنهار ، لكننا لم نكن نعلم أنه يتغذى أيضًا للمساعدة في تنظيم هذه الدورة".

هناك شبكة محددة جيدًا من بروتينات المستقبلات وعوامل النسخ التي تتوسط في إشارات الإيثيلين في النباتات. يعزز مسار إشارات الإيثيلين هذا إيقاعات الساعة البيولوجية من خلال العمل على الجينات المنظمة للساعة ، GIGANTEA ، والتي ينظمها السكر أيضًا.

"وجدنا أن الإيثيلين يقلل من الفترة اليومية ، ولكن السكر منع هذا التأثير."


اضطرابات النظم اليوماوي

تعتبر أنظمة التمثيل الغذائي والغدد الصماء الخاصة بك هي الأكثر تأثراً بإيقاع الساعة البيولوجية المضطرب. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الجلوكوز يتم استقلابه بشكل مختلف أثناء النهار عن الليل.

التمثيل الغذائي للكبد هو أيضًا وظيفة مهمة أخرى تتأثر بإيقاع الساعة البيولوجية. تشمل المسارات التي تتأثر بالظلام الفاتح مع الكبد ما يلي:

إن ساعتك البيولوجية الرئيسية في عقلك لها أيضًا صلة بالساعات المحيطية في جسمك. تشير الدراسات إلى أن المحاذاة الخاطئة في "دقات" هاتين الساعتين قد أظهرت أنه يغير نمو الخلايا ويعزز الالتهاب ويسرع من الشيخوخة.

تم ربط إيقاعات الساعة البيولوجية غير المنتظمة بالظروف الصحية التالية:

  • اضطرابات النوم
  • اضطراب القلب والأوعية الدموية
  • داء السكري
  • بدانة
  • كآبة
  • اضطراب ثنائي القطب
  • الاضطرابات العاطفية الموسمية
  • سرطان

المادة الكيميائية التي تخبر النباتات عندما يحين وقت النوم

ينبعث الموز الناضج غاز الإيثيلين ، المعروف باسم "هرمون الشيخوخة". Credit: Pixabay

كل واحد منا يمر بدورة يومية. نستيقظ ونقضي اليوم نأكل ونعمل ونلعب ثم ننام. العبث بهذه الدورة من خلال عدم النوم ، أو القيام بعمل نوبات ، أو السفر إلى منطقة زمنية مختلفة أو العيش حيث يوجد 24 ساعة من الضوء أو الظلام ، يمكن أن يتعارض حقًا مع رفاهيتنا وصحتنا على المدى الطويل.

معظم النباتات لها دورات متشابهة. خلال النهار ، `` تستيقظ '' المزارع الشمسية الصغيرة الموجودة في أوراق النبات وتحول ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون إلى سكر من خلال عملية التمثيل الضوئي ، ثم يتوقف هذا النظام ليلاً. تتبع العديد من العمليات النباتية الأخرى دورة مماثلة ، بعضها أكثر نشاطًا في النهار ، وبعضها أكثر نشاطًا في الليل.

يلقي بحث جديد الضوء على تأثير هذه الدورات على عمليات شيخوخة النبات ، والعكس صحيح.

يتم تنظيم دورة النهار والليل من خلال ما يعرف بالساعات اليومية. مُنحت جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2017 للدكتور جيفري هول والدكتور مايكل روسباش من جامعة برانديز في والثام ، ماساتشوستس ، جنبًا إلى جنب مع الدكتور مايكل يونغ ، في جامعة روكفلر في مدينة نيويورك ، لعملهما في الكشف عن الآلية الكامنة وراء الساعات اليومية في ذباب الفاكهة.

إذن ما هي الساعات اليومية؟

الساعات اليومية هي دورات مدتها 24 ساعة مسؤولة عن التحكم في الوظائف البيولوجية الأساسية في الكائنات الحية مثل التمثيل الغذائي وضغط الدم والنوم ومستويات الهرمونات.

يقول الباحث في إشارات النبات الدكتور مايك هايدون ، من كلية العلوم الحيوية بجامعة ملبورن ، إنه منذ اكتشافات Drs Hall و Rosbash and Young ، كان هناك الكثير من الأبحاث حول الآثار الصحية للاضطرابات على ساعاتنا اليومية مع تقدمنا ​​في العمر .

يقول الدكتور هايدون: "نحن نعلم أن الساعة تتغير مع تقدمنا ​​في العمر ، وقد تورطت في أمراض التمثيل الغذائي مثل السكري والسمنة. ومع ذلك ، لا نعرف الكثير عن كيفية تأثير الساعة على الشيخوخة في النباتات".

نشاط الساعة في نبات الأرابيدوبسيس كما تصوره جينة الساعة المدمجة مع جين Firefly Luciferase. الائتمان: مختبر فسيولوجيا النبات

في النباتات ، أظهرت الأبحاث أن الإشارات البيئية مثل درجة الحرارة وضوء الشمس تنظم الدورات اليومية. ومع ذلك ، ضع نباتًا في خزانة مظلمة ، وستستمر العديد من عمليات الليل والنهار هذه. ولكن كيف؟ هذا اللغز مفتون بالباحثين مثل الدكتور هايدون.

يقول: "إن التجارب الأولى التي تم الإبلاغ عنها والتي توضح إيقاعات الساعة البيولوجية في الظلام الدامس أجريت على النباتات في القرن الثامن عشر".

"لقد تطورت هذه الإيقاعات البيولوجية عدة مرات ، في النباتات والحيوانات والكائنات الحية الأخرى ، لذا فهي مهمة بشكل واضح."

يلعب السكر القديم العادي أو السكروز دورًا في ذلك.

يقول الدكتور هايدون: "في البشر ، نعلم أن إيقاع الساعة البيولوجية لدينا يمكن أن يتأثر بوقت تناولنا للأكل ، وهو نفسه في النباتات".

"قبل بضع سنوات ، أظهرت أنا وزملائي أن السكروز (الذي ينتج عن طريق التمثيل الضوئي) ضروري للحفاظ على إيقاعات الساعة البيولوجية في الظلام.

"وجدنا بعد ذلك أنه في ظل الضوء المستمر ، يمكن للسكر أن يقصر إيقاع الساعة البيولوجية ، وهذه الأنواع من حلقات التغذية الراجعة تساعد النباتات في الحفاظ على الدورة المثالية.

"لكننا لم نفهم حقًا الآلية الكامنة وراء ذلك".

تستمر الإيقاعات اليومية للنباتات ، حتى عندما يتم وضعها في خزانة مظلمة. الائتمان: روان هيوفيل / أنسبلاش

ينتج الإيثيلين ، المعروف باسم "هرمون الشيخوخة" ، عادة عن طريق النباتات ويشتهر بتعزيز نضج الفاكهة ، ولكن له أيضًا أدوارًا مهمة في النمو والاستجابة لمسببات الأمراض أو الضغوط الأخرى.

تطلق النباتات الإيثيلين كغاز ، وهذا هو السبب في أن وضع موزة صفراء بجانب ثمرة أفوكادو يمكن أن يساعدها على النضج بشكل أسرع.

يقول الدكتور هايدون: "غاز الإيثيلين هو وسيلة للنباتات للتواصل مع بعضها البعض ، مما يضمن ، على سبيل المثال ، نضج الثمار كلها في نفس الوقت".

أثناء استكشاف الجينات والبروتينات التي تنظم الساعة اليومية في نبات الأرابيدوبسيس (نبات مزهر صغير متعلق بالكرنب والخردل) ، اكتشف تعاون بحثي بقيادة الدكتور هايدون والبروفيسور أليكس ويب في جامعات ملبورن وكامبريدج ويورك أن الإيثيلين هو أحد من مفاتيح الحفاظ على إيقاع الساعة البيولوجية للنبات.

تم تمويل العمل من قبل مجلس أبحاث التكنولوجيا الحيوية والعلوم البيولوجية في المملكة المتحدة ، وتم نشره في مجلة علم وظائف النبات.

يقول الدكتور هايدون: "كنا نعلم أن إنتاج الإيثيلين يتبع دورة الليل والنهار ، لكننا لم نكن نعلم أنه يتغذى أيضًا للمساعدة في تنظيم هذه الدورة".

"هناك شبكة محددة جيدًا من بروتينات المستقبلات وعوامل النسخ التي تتوسط إشارات الإيثيلين في النباتات. ويعزز مسار إشارات الإيثيلين هذا إيقاعات الساعة البيولوجية من خلال العمل على الجينات المنظمة للساعة ، GIGANTEA ، والتي ينظمها السكر أيضًا.

استخدم الباحثون نبات الأرابيدوبسيس للتحقيق في دور الإيثيلين في النظم الدائرية للنباتات. الائتمان: ويكيميديا

"وجدنا أن الإيثيلين يقلل من الفترة اليومية ، ولكن السكر منع هذا التأثير."

تنظم الساعات اليومية دورات النباتات على مدار 24 ساعة ، لكن الدكتور هايدون يقول إن هناك "ساعات" أخرى تستجيب لمقاييس زمنية أطول ، مثل الدورات الموسمية ، ويمكن أن تكون عمليات الشيخوخة طويلة المدى هذه ، والتي تتأثر بشدة بالإيثيلين. تتأثر باضطرابات الساعات اليومية.

يقول: "من خلال التلاعب بها ، يمكننا ضبط معدلات التنمية لتحسين غلة المحاصيل أو العمر الافتراضي".

"على سبيل المثال ، يتم قطع الموز باللون الأخضر لتقليل الضرر أثناء النقل ثم يتم شحنه حول العالم. وبمجرد وصوله إلى وجهته ، يتم رشه غالبًا بالإيثيلين لإنضاجه.

يقول الدكتور هايدون: "أظهرت الأبحاث السابقة أن الخضار والفاكهة تعتمد على إيقاعاتها اليومية حتى بعد الحصاد".

لذا فإن هذا يثير السؤال ، هل يجب أن نخزن الفاكهة والخضار في الثلاجة ، أم يجب أن نسمح لهم بالحفاظ على دوراتهم الليلية الطبيعية على طاولة المطبخ؟

نصيحة الدكتور هايدون هي ترك الفاكهة والخضروات خارج الثلاجة.

"حتى بعد قطعها ، تظل الخضروات الخاصة بك خلايا نباتية حية. من الأفضل الاحتفاظ بها طازجة وقريبة من بيئتها الطبيعية قدر الإمكان."


V. فوائد التنظيم اليومي لعلم وظائف الأعضاء

تشير الطبيعة المنتشرة في كل مكان للتنظيم اليومي لفسيولوجيا النبات واستمرار السلوك اليومي طوال التطور إلى أن هناك ميزة تكيفية للتنظيم اليومي. تشير الأدلة الحديثة إلى أن الساعة اليومية قد تزيد من اللياقة الإنجابية للنباتات. النباتات التي يتم فيها تعطيل المذبذب CCA1 كان التعبير الزائد أقل قابلية للحياة في الأيام القصيرة جدًا (4 ساعات فاتحة / 20 ساعة مظلمة) من النوع البري (أخضر وآخرون., 2002 )

يُعتقد أن الساعة تزيد من اللياقة الإنجابية من خلال العمل كمقياس كرونومتر داخلي للإبلاغ عن الوقت الخارجي ولقياس مدة الوقت الخارجي أيضًا. في النباتات ، هذا هو الدور المحتمل للساعة في دورة ضوئية. وهذا يضمن تكوين الأزهار بالتزامن مع الأعضاء الآخرين للأنواع وخلال الموسم المناسب لتلك الأنواع. تسمح الساعة للمصنع بتنسيق الأنشطة الفسيولوجية والتنموية والاستقلابية في علاقة طور محددة بالدورة البيئية. الأهم من ذلك ، يسمح تنظيم الساعة البيولوجية بالتحكم في علم وظائف الأعضاء بأن يكون تنبؤيًا وليس مجرد رد فعل. أوضح الأمثلة على ذلك هو الجاهزية المنسقة لجهاز التمثيل الضوئي وجهاز الثغور في C.3 نباتات قبل الفجر (جونسون وآخرون., 1998 ).

أقل وضوحا هي الفوائد الفسيولوجية القابلة للقياس التي تؤدي إلى الزيادة الملحوظة في اللياقة الإنجابية. في السابق ، اقترحت أن التحكم اليومي في حركات الفم يزيد من كفاءة استخدام المياه (WUE) للنبات (الاستيعاب / التبخر) (Webb ، 1998). في نباتات C3 ، تعمل الساعة اليومية على تعزيز الفتح الثغري في الصباح خلال الجزء الأول من الفترة الضوئية عندما يكون الإشعاع الشمسي مرتفعًا ولكن درجة حرارة الهواء ليست كذلك. في فترة ما بعد الظهر ، عندما يُتوقع أن تكون درجات حرارة الهواء وفقدان الماء من التبخر النتح عالية ، فإن الساعة البيولوجية تعزز إغلاق الفم. يتم الترويج للإغلاق أيضًا في الفترة المظلمة عندما لا يحدث التمثيل الضوئي. سيؤدي ذلك إلى زيادة التمثيل الضوئي مع الحد من فقد الماء وبالتالي زيادة WUE.

قد يؤدي التحكم اليومي في فسيولوجيا الفم إلى زيادة WUE بثلاث طرق لا يمكن تحقيقها من خلال تنظيم وظيفة الفم عن طريق الإشارات البيئية والفسيولوجية وحدها (Webb ، 1998): أولاً ، يمارس المذبذب اليومي سيطرة تنبؤية على فسيولوجيا الفم ، وكلاهما يغير فتحة في مسام الفم وتقليل مرحلة التأخر بين الإدراك والاستجابة لإشارات الضوء / الظلام. يضمن الإيقاع الداخلي أن الخلايا الحامية تتوقع الفجر والغسق ، كما أن البوابات اليومية تزيد من حساسية الثغور للإشارات الضوئية عند الفجر ، مما يؤدي إلى فتح سريع بعد الأضواء على الإشارة. وبالمثل ، تتنبأ الثغور بالغسق وتبدأ في الإغلاق قبل عدة ساعات من حلول الظلام ، مما يقلل من فقد الماء. ثانيًا ، يضمن التحكم في الساعة البيولوجية تنسيق فسيولوجيا الفم مع الاستجابات الفسيولوجية والاستقلابية الأخرى ، مثل التمثيل الضوئي. سيؤدي فقدان تزامن الاستيعاب والتوصيل إلى تقليل WUE بشكل كبير. أخيرًا ، قد يحد التبويض اليومي من الاستجابات للإشارات خارج الخلية التي قد تكون غير مناسبة لمرحلة الدورة. على سبيل المثال ، قد يؤدي فتح الفم استجابةً لـ IAA في الورقة إلى زيادة فقد الماء وبالتالي تقليل WUE. ومع ذلك ، يتم منع هذا من خلال البوابة اليومية التي تقلل من حساسية الفم تجاه IAA أثناء الليل (Snaith & Mansfield ، 1985).

تم استخدام نهج النمذجة لتحديد تأثيرات إيقاعات الساعة البيولوجية في الحقل على تبادل الغازات Saururus cermuns L. ، نبات معمر للأراضي الرطبة (Williams & Gorton ، 1998). لم يكن هذا التحقيق قادرًا على تحديد فائدة كبيرة للتنظيم اليومي لعملية التمثيل الضوئي والتوصيل الثغري. قد يكون هذا يرجع جزئيًا إلى محاولة نمذجة التأثيرات الدقيقة من مجموعة بيانات صغيرة تم الحصول عليها من نوع واحد (Williams & Gorton ، 1998). يدرس مختبري أيضًا الفائدة الفسيولوجية للتنظيم اليومي لتبادل الغازات من خلال مقارنة WUE في طفرات الساعة البيولوجية "المتوقفة على مدار الساعة" والنوع البري من أرابيدوبسيس. تشير بياناتنا إلى أن الساعة اليومية تزيد WUE اللحظية في ظل بعض الظروف (A.N. Dodd وآخرون.، غير منشورة).


كيف تأكل بانسجام مع إيقاعاتك اليومية

مرة أخرى ، تتوافق العلوم الغربية المتطورة مع ما تدرسه حكمة الأيورفيدا طوال الوقت. كشفت دراسة مراجعة حديثة أنه عندما يتعلق الأمر بتوقيت الوجبات ، فإن علم الوراثة وعلوم التغذية يقرأان من كتاب الأيورفيدا.

الدراسة التي أجراها باحثون في جامعة إلينوي ونشرت في مراجعات التغذية ، نظرت في العلاقات بين إيقاعات الساعة البيولوجية وسلوكيات الأكل وتريليونات البكتيريا في الجهاز الهضمي السفلي لدينا ، والتي تسمى الميكروبات.

يتواصل دماغنا وأمعائنا وميكروباتنا مع بعضها البعض في محادثة ثلاثية معقدة ، لحظة بلحظة خلال اليوم. بينما لا يزال العلماء في حيرة من أمرهم بشأن الكود التفصيلي للمحادثة بين هذه الجوانب المتكاملة من الكل ، تقدم الأيورفيدا إرشادات للبقاء في حالة توازن.

إيقاعات الساعة البيولوجية

إن دوران الأرض بالنسبة للشمس يخلق دورات ضوئية ومظلمة على مدار 24 ساعة والتي ثبت أنها تؤثر على صحة الإنسان بطرق أكثر تعقيدًا مما كان يُفهم سابقًا. ثبت أن إيقاعات الساعة البيولوجية تؤثر على التعبير الجيني ، والتمثيل الغذائي (التفاعلات الفيزيائية والكيميائية المعقدة التي تدعم الحياة) ، ومجموعة من الوظائف التي تلعب دورًا في التغذية والصحة العامة - بما في ذلك كيفية تعامل الكبد مع الدهون ، ووظيفة القلب والأوعية الدموية ، والوزن ، وتنظيم سكر الدم.

بدأت العلوم السريرية الغربية للتو في النظر في كيفية تأثير إيقاعات الساعة البيولوجية على التغذية ، لكن الأيورفيدا تعتقد منذ فترة طويلة أن متى وكيف نأكل لا يقل أهمية عن ما نأكله. قد تساعد هذه المجموعة العلمية المدمجة حديثًا في تفسير سبب فائدة تناول أكبر وجبة لدينا في منتصف النهار - وهو دليل أيورفيدا لتناول الطعام في توازن مع الطبيعة.

إيقاعات الميكروبيوتا

ترتبط الصحة ارتباطًا وثيقًا بالميكروبات. تؤثر حالتها على جهاز المناعة لديك (كيف يتعامل جسمك مع العدوى والإصابات) على نظام التمثيل الغذائي (كيف يستخدم جسمك الطعام ويعمل بشكل عام) على الجهاز العصبي ورفاهية الجهاز الهضمي. تؤثر مجموعة من خيارات الحياة أيضًا على الكائنات الحية الدقيقة ، بما في ذلك خيارات الطعام ، والأدوية والمكملات ، والنوم ، والمرض ، والإجهاد ، وبيئتك ، وكما اتضح ، الوقت الذي تأكل فيه و "نافذة الأكل" (الوقت بين أحداث الأكل الأولى والأخيرة في اليوم).

وجد الباحثون أن الكائنات الحية الدقيقة نهارية ، مما يعني أنها أكثر نشاطًا في النهار منها في الليل. كما أن أدمغتنا وأجسادنا نهارية أيضًا. توجد عدادات ضوئية داخلية في دماغ الإنسان ، وفي بروتينات الساعة في كل خلية تقريبًا. تتفاعل دورات النوم والاستيقاظ التي توجهها ساعات النهار المظلمة والضوء مع الجهاز العصبي المركزي والغدة النخامية لتؤثر على الغدد الصماء (الهرمونية) والأنظمة الأخرى.

استعادة التوازن

تاريخيا ، كنا نأكل أثناء النهار ، ونصوم في الليل. ومع ذلك ، مع ظهور الضوء الاصطناعي ، لم نعد نأكل وفقًا للإيقاعات الطبيعية لليوم ، ولكن كلما كان ذلك مناسبًا. ثبت أن المدخول الغذائي غير المتوافق مع الساعة اليومية يؤثر سلبًا على صحة الإنسان ، على سبيل المثال ، أظهرت دراسة نُشرت في عام 2018 أن العاملين في النوبات الليلية لديهم خطر الإصابة بالسمنة بنسبة 43 في المائة.

بغض النظر عن البيئات الحديثة التي نخلقها والتي تمكننا من العمل بشكل مستقل عن حدود الطبيعة ، في أعماق كل خلية في أجسامنا ، نحن مرتبطون ارتباطًا وثيقًا بتلك الإيقاعات. أنا لا أقترح تجنب الضوء الاصطناعي ، ولكن بدلاً من ذلك ، فإننا نجلب الوعي لتأثيره المحتمل المزعزع للاستقرار ، وفهم الصفات المغذية للضوء الطبيعي والإيقاعات ، ونأخذ وقتًا لإعادة توجيه الضوء الطبيعي ، ودورات النوم والاستيقاظ الطبيعية ، والطبيعية. دورات الأكل / الصيام.

فيما يلي بعض النصائح لإعادة ربط نظامك الغذائي بالتدفق الطبيعي للطبيعة والحياة.


مقدمة

الساعات اليومية ليس لها فترة محددة

تدفع الساعات اليومية الإيقاعات البيولوجية لتوقع دورات الضوء والظلام ودرجات الحرارة لكوكب يدور ، ولإحداث مراحل وتسلسل الأحداث البيولوجية بطريقة منسقة. تعدل الأنظمة اليومية أيضًا مسارات الإشارات بحيث يمكن أن تعتمد الاستجابة البيولوجية للمحفز على الوقت من اليوم الذي يتم فيه تسليم التحفيز 1،2،3،4،5،6. تتميز المذبذبات اليومية المولدة للإيقاع ببعض الخصائص الرائعة 7،8،9: فهي قادرة على التذبذبات ذاتية الاستدامة مع فترة قريبة من 24 ساعة في ظروف بيئية ثابتة يمكنها أن تجبر على دورات خارجية قسرية من خلال تعديل الطور والفترة تمامًا مثل البندول ، يمكن أن يكون للمذبذب تردد طبيعي ، مما يعني أن هناك فترة من دورات الضوء والظلام (عادة ما تكون قريبة من 24 ساعة) التي يرن فيها المذبذب لإنتاج إيقاعات السعة الأعلى ، ويتم تعويض المذبذبات اليومية بدرجة الحرارة بحيث تكون فترة المذبذب اليومي أقل حساسية لدرجة الحرارة في النطاق الفسيولوجي مما هو متوقع من القوانين الفيزيائية. في حين أن هذه السلوكيات ليست فريدة في علم الأحياء عن المذبذبات اليومية 10 ، إلا أن مجموعها يميل إلى منح المذبذبات اليومية جوًا من الغموض ، مما يجعلها تظهر خارج عوالم البيولوجيا الطبيعية. أدت هذه الخصائص إلى ظهور مؤشرات تذبذب يومية كما يشار إليها غالبًا باسم "الساعات" (الشكل 1). اكتسب هذا التشبيه زخمًا مع الاكتشافات القائلة بأن المذبذبات اليومية للنبات والحيوان والفطريات تشتمل على حلقات ردود فعل سلبية لتنظيم النسخ ، والتي تُعتبر أحيانًا مماثلة لتروس الساعة الميكانيكية (الشكل 1). القياس له قوة لأن ردود الفعل في المذبذبات اليومية ، مثل تروس الساعة ، تولد إشارات التوقيت ، وتوفر القوة وتعويض درجة الحرارة ، وهي أساس التكيف مع إشارات الوقت الخارجية 11. ومع ذلك ، فإن هذه "الساعات" ليست منيعة على الإشارات الداخلية والخارجية ، ويمكنها الاستجابة للإشارات البيئية من خلال التغييرات في الفترة والمرحلة. نناقش سبب استجابة الساعات اليومية للإشارات البيئية من خلال تغيير الفترة التي يكون فيها للأرض فترة دوران ثابتة. نحن نركز على المصنع النموذجي نبات الأرابيدوبسيس thaliana لكن ضع في اعتبارك أن المفاهيم قد تكون قابلة للتطبيق على نطاق واسع على الساعات اليومية للنباتات والفطريات والكائنات وحيدة الخلية والأعضاء المحيطية للثدييات. قد يختلف الوضع في الخلايا حيث تقترن المذبذبات الجزيئية اليومية بقوة عن طريق الإشارات الكهربائية ، كما هو الحال في النواة فوق التصالبية لأدمغة الثدييات ، لأن الاقتران القوي سيجعل تلك المذبذبات أقل حساسية للاضطراب.

المذبذبات اليومية عبارة عن أجهزة ضبط الوقت. أ يحتوي المذبذب اليومي على شبكة من المنظمين النسخيين. تنظم المكونات بعضها البعض في سلسلة زمنية ، يُشار إليها بتدفق الأسهم. تم حذف التنظيم الشامل بين المكونات من أجل الوضوح للحصول على التفاصيل ، انظر المراجع في النص. يمكن تجميع المكونات وظيفيًا كمثبطات تشبه MYB (سماوي) ، ومنشطات تشبه MYB (أحمر) ، ومنظمات استجابة زائفة (أصفر) ، ومنظمات ليلية (رمادي غامق) ، وبروتينات تشارك في استقرار البروتين (رمادي فاتح). ب غالبًا ما يتم تصور المذبذب اليومي على أنه ساعة ميكانيكية ، مع "التروس" المكونة من المجموعات الوظيفية لمنظمي النسخ ، و "العقارب" التي توفر قراءة للوقت ويتم ضبط الساعة على وقت جديد عند الضوء (المربع الأصفر ) والواجهات الداكنة (الصندوق الأسود) (الخط الأحمر المنقط). ج يُعتقد أن Entrainment تحدث من خلال تغييرات غير بارامترية تقفز من نقطة واحدة في الدورة إلى أخرى في تغيير فوري تقريبًا في حالة المذبذب والتغييرات البارامترية التي تتطلب تسريعًا أو تباطؤًا للمذبذب

التعديل الديناميكي لفترة الأرابيدوبسيس اليومية

يتم تغيير الوقت الذي يستغرقه مذبذب الساعة البيولوجية Arabidopsis لإكمال دورة واحدة في ظروف بيئية ثابتة ، والمعروفة باسم فترة التشغيل الحر ، بالضوء ودرجة الحرارة والأيضات مثل السكريات والهرمونات مثل الإيثيلين والأيونات مثل Ca 2+ (الجدول) 1). تتناقص الفترة اليومية مع زيادة شدة الضوء 12 ، بينما تزداد مع فترات ضوئية أطول أثناء الالتفاف 13. تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى تقليل الفترة اليومية ، على الرغم من أن استجابة الفترة لدرجة الحرارة أقل بكثير من معظم الأنشطة البيولوجية الأخرى ، والتي لها معدل تغير من اثنين إلى ثلاثة استجابة لتغيرات 10 درجات مئوية في النطاق الفسيولوجي 14،15. يؤدي نقص السكر إلى زيادة الفترة اليومية ، وإذا تمت إضافة السكروز أو الجلوكوز أو الفركتوز في ظل هذه الظروف إلى النظام ، تقل الفترة اليومية 16. يمكن أن تؤثر المستقلبات الأخرى أيضًا على الفترة اليومية 3′-phosphoadenosine 5′-phosphate والنيكوتيناميد كلاهما يزيد من الفترة اليومية 17،18. يمكن أن تؤثر الهرمونات أيضًا على الفترة اليومية ، حيث يقلل الإيثيلين من الفترة 19 ويزيد حمض الأبسيسيك (ABA) بمقدار 20 وينقص 21 الفترة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأيونات تنظيم الدورة اليومية. يكون تأثير Ca 2+ من خلال الإشارة إلى 22 ، في حين أن تأثير Fe 3+ يمكن أن يكون تغذويًا 23. تنظم السكريات و ABA الفترة اليومية بسرعة من خلال شبكات النسخ مما يشير إلى أن مسارات الإشارات التي تضبط فترة المذبذب قد نشأت لمنح ميزة 21 ، 24. يحدث تقلب الفترة اليومية أيضًا بين خلايا النبات. تتميز الخلايا الجذرية باختلاف أكبر في الفترة اليومية من تلك الموجودة في hypocotyl و cotyledon ، تلك الموجودة في الجزء العلوي من الجذر لها فترة أطول من hypocotyl ، ولكن تلك الموجودة في طرف الجذر لها فترة سريعة جدًا 25.

إن قدرة هذه الإشارات على ضبط الفترة اليومية بسرعة هي مثال على اللدونة المظهرية استجابةً لمنبه ، حيث يكون النمط الظاهري هو الفترة اليومية. اللدونة المظهرية ديناميكية لأن درجة واتجاه التغيير في الفترة يمكن أن يعتمد على الوقت من اليوم ويمكن عكسه. لهذه الأسباب ، نطلق على استجابات الفترة اليومية للمنبهات "اللدونة الديناميكية". لا ينبغي الخلط بين هذه اللدونة الديناميكية التي ينظمها التحفيز في الفترة اليومية مع تأثيرات الطفرات الجينية التي تغير الفترة اليومية تحت جميع الظروف ، مثل المختبر المعزول للطفرات اليومية القصيرة والطويلة من Arabidopsis 8.

ترتبط بعض الإشارات التي تنظم الفترة اليومية ، بما في ذلك الضوء ودرجة الحرارة (الجدول 1) ، بمزامنة مذبذب الساعة البيولوجية مع دورات البيئة في عملية الالتفاف. الانسياب اليوماوي هو تعديل طور المذبذب اليومي ليتناسب مع توقيت دورات الضوء ودرجة الحرارة بحيث يمكن للنظام تتبع وقت الفجر أثناء تغيره خلال الفصول. قدم مؤسسو علم الأحياء اليومي الحديث نظريتين لآليات الالتفاف 26،27: اقترح بيتندريغ أن المذبذب اليومي يتطور كل يوم بطريقة شبه فورية في عرض غير حدودي للالتفاف ، إنه حدث متقطع يسبب سرعة. التغيرات في حالة المذبذب اليومي (الشكل 1 ج). في حين اعتبر Aschoff الالتفاف كعملية مستمرة حيث يتسارع مذبذب الساعة البيولوجية باستمرار ويتباطأ للتكيف مع البيئة في انحباس حدودي (الشكل 1 ج). نجادل بأن اللدونة الديناميكية للفترة اليومية توفر نظرة ثاقبة للآليات الجزيئية للالتفاف ويمكن أن تساهم في فهم كيفية حدوث كل من الالتفاف البارامترية وغير البارامترية ، وهي رؤية لم تكن متاحة لمقدمي هذه الفرضيات. ومع ذلك ، فإن الإشارات الأخرى التي تنظم الفترة اليومية لا ترتبط بوضوح بالدورات البيئية ، على سبيل المثال. لذلك فإننا نعتبر ABA والإيثيلين (الجدول 1) كيف يمكن أن تقرن اللدونة الديناميكية أيضًا المذبذب ببيولوجيا الخلية.

تتضمن اللدونة الديناميكية للفترة اليومية PRR7

توفر خصائص الشبكة نظرة ثاقبة حول كيفية تمتع المذبذب اليومي بمرونة ديناميكية للدورة. تؤدي الموجات الزمنية لتنظيم النسخ إلى وجود ذروة نشاط لمكونات المذبذب في أوقات مختلفة من اليوم (الشكلان 1 و 2). CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1 (CCA1) و LATE ELONGATED HYPOCOTYL (LHY) هي عوامل نسخ شبيهة بـ MYB يتم التعبير عنها بالقرب من الفجر ، وتقمع التعبير عن مجموعة من منظم رد الفعل (PRR) الجينات التي يتم التعبير عنها بالتسلسل (9,7,5 و 1 (المعروف أيضًا باسم توقيت تعبير CAB 1 (TOC1)))، مع PRR1 (TOC1) وجود تعبير الذروة بالقرب من الغسق 8. قمع PRRs CCA1 / LHY التعبير 8. وهكذا مرة واحدة PRR تم تنشيط التعبير بواسطة REVEILLE 8 ، وهو بروتين آخر يشبه MYB 28 ، تمنع PRRs التعبير عن CCA1 / LHY حتى قرب الفجر التالي. في الليل ، هناك استهداف لبروتين TOC1 للتحلل بواسطة بروتين F-box ZEITLUPE (ZTL) 29. تلعب GIGANTEA (GI) دورًا في تثبيت بروتين ZTL خلال النهار ومنع تفاعله مع بروتينات TOC1 حتى الليل 30. يتكون المركب المسائي من خلال الارتباط المشترك بين EARLY FLOWERING 3 (ELF3) و 4 (ELF4) مع LUX ARRHYTHMO (LUX) ، والتي قد تعمل معًا كمثبطات في الشبكة اليومية 31. منظم الضوء WD1 (LWD1) جنبًا إلى جنب مع أعضاء عائلة عامل النسخ 1-CYCLOIDEA-PCF (TCP) من TEOSINTE BRANCHED ، بما في ذلك CCA1 HIKING EXPEDITION 1 (CHE) (TCP20) ، CCA1 المروج لتنظيم تعبيره 32. يتم توفير مدخلات الضوء إلى النظام من خلال phytochromes ، والتي تعمل من خلال بروتينات PHYTOCHROME INTERACTING (PIF) 33 و cryptochromes و ZTL 8. تساهم التعديلات اللاحقة للترجمة لمكونات المذبذب اليومي في التوقيت اليومي من خلال Ca 2+ للإشارة 22 وتعديلات هيستون 34،35 و polyADPribosylation 36 الفسفرة وانتقال البروتين 37.

تتجلى الطبيعة المترابطة بشكل فضفاض للمذبذب من خلال مرونة وقت الذروة للتعبير عن مكونات المذبذب اليومي. يتم رسم ذروة وفرة نسخة المذبذب مع الوقت منذ الفجر (ح). المؤامرة العلوية: فترة ضوئية من 6 ساعات فاتحة (صندوق أصفر) و 18 ساعة مظلمة (صندوق رمادي) القطعة السفلية: 18 ساعة فاتحة 6 ساعات داكنة. يتحول وقت القمم بين الفترات الضوئية بالنسبة إلى الفترة الضوئية الخارجية وفيما يتعلق ببعضها البعض. المسافة من الخط الزمني على ذ المحور لتخطيط الوضوح ولا ينقل أي معنى. تم الحصول على البيانات من الجدول S2 45

يمكن أن تؤدي العيوب في مكونات المذبذب إلى تغيير فترة التشغيل الحر ، أو حتى تؤدي إلى عدم انتظام ضربات القلب. على سبيل المثال، toc1-1 هي فترة قصيرة متحولة 38 ، ztl-1 هي فترة طويلة متحولة 39 و قزم 3 تصبح النباتات عدم انتظام ضربات القلب في ضوء ثابت 40. يمكن أن تؤثر بعض الطفرات في مكونات المذبذب اليومي أيضًا على قدرة المذبذب اليومي على ضبط الفترة اليومية بشكل ديناميكي استجابة للإشارات. على سبيل المثال، prr7 المسوخ لها فترة زمنية ثابتة في الضوء الأحمر ، بينما تقصر فترة النوع البري مع زيادة شدة الضوء 41. الفترة الثابتة نسبيًا لـ prr7 المسوخات مقارنةً باللدونة الديناميكية للنوع البري تم إثباتها أيضًا للسكروز 16 والنيكوتيناميد 42. السكريات مثل الجلوكوز والفركتوز والسكروز تقصر الفترة اليومية 16 ، في حين أن النيكوتيناميد يزيد الفترة اليومية 42 ، ولكن كلا الاستجابتين غائبان في prr7 المسوخ. وهكذا في حين prr7 عادة ما يتم وصف المسوخ على أنها فترة طويلة 8 ، قد يكون هذا وصفًا غير كامل. وبدلاً من ذلك ، فإن النمط الظاهري الظاهر لفترة طويلة من prr7 قد تكون الطفرات نتيجة لدونة الديناميكية النسبية للفترة اليومية في النوع البري ، مقارنة بصلابة الفترة في prr7 المسوخ. عدم قدرة prr7 المسوخ لضبط الفترة اليومية ديناميكيًا استجابةً للضوء الأحمر ، وتشير السكريات والنيكوتيناميد إلى ذلك PRR7 قد يكون لها وظيفة في تنظيم فترة المذبذب اليومي. تم اقتراح أن PRR7 ، الذي يعمل جنبًا إلى جنب مع PRR9 ، يعمل كمفتاح تبديل يقود المذبذب من الحالة الصباحية لنشاط CCA1 / LHY إلى الحالة المسائية لنشاط TOC1 43. هذا الدور الذي يلعبه السائق في التبديل من نظام ثنائي الاستقرار إلى نظام آخر قد يجعل PRR7 و PRR9 مناسبين بشكل فريد لتلقي المدخلات التي تضبط الساعة اليومية للإشارات البيئية ، والنبض مثل التعبير عن PRR7 / 9 يوفر القدرة على تقييد الردود في أوقات معينة من اليوم 43.

المرحلة اليومية من البلاستيك ديناميكيًا

مثل الفترة اليومية ، فإن المرحلة اليومية هي أيضًا بلاستيكية بشكل ديناميكي. تشير المرحلة إلى العلاقة بين حدث داخلي وحدث الوقت الخارجي. على سبيل المثال ، قد يكون لبعض الأحداث في المذبذب اليومي ذروة نشاطها عند الفجر أو الغسق. عادة ، يشار إلى هذه على مراحل عند الفجر أو الغسق. نظرًا للتغيرات في طول اليوم عند خطوط العرض الأعلى ، يمكن ضبط توقيت الأحداث في المذبذب مرحليًا من خلال عملية السحب لضمان التطابق بين التوقيت الداخلي والأحداث في البيئة. على سبيل المثال ، في كامبريدج ، المملكة المتحدة ، خط العرض 52 درجة شمالاً ، يتغير وقت الفجر بحوالي 4 ساعات على مدار العام بسبب التغيرات الموسمية. ل CCA1 التعبير عن الذروة قرب الفجر ، الوقت من اليوم ذلك CCA1 يجب أن يتغير التعبير الذروة الذي يحدث بمقدار 4 ساعات على مدار العام. يحدث هذا التعديل لأن المذبذب يمكنه الدخول في الوقت الجديد لإشارة الفجر من خلال تعديلات المرحلة كل يوم 44.

تعمل التغييرات في الفترة الضوئية أيضًا على ضبط وقت ذروة التعبير عن مكونات المذبذب (الشكل 2) 44. مع زيادة طول اليوم ، هناك زيادة في الفترة اليومية 13 ، وهذا قد يكون سبب ارتفاع جينات المذبذب في وقت لاحق بعد الفجر في الفترات الضوئية الطويلة (الشكل 2). بينما تميل جميع جينات المذبذب إلى الذروة لاحقًا في الفترات الضوئية الطويلة ، فإن الجينات ليست مقفلة تمامًا مع بعضها البعض من حيث الطور. في تجربة تم فيها قياس وفرة نسخة المذبذب عبر دورات الضوء والظلام (دييل) بأطوال نهارية تبلغ 6 ساعات أو 18 ساعة ، LHY بلغ ذروته 0.9 ساعة لاحقًا في فترة 18 ساعة ضوئية مقارنة بفترة 6 ساعات ضوئية ، في حين أن توقيت ذروة الوفرة TOC1 / PRR1 بعد 3.7 ساعات في أطول فترة ضوئية و PRR9 كان بعد 4.5 ساعات 44. إذا كانت مكونات المذبذب مرتبطة بإحكام ، فستستجيب بشكل مشابه لأطوال مختلفة من الفترة الضوئية. بدلاً من ذلك ، يبدو أن العلاقة بين المكونات من حيث وقت ذروة التعبير تتمتع بدرجة من اللدونة. النتيجة هي أن الوقت بين نشاط كل مكون يمكن أن يتغير بشكل كبير. على سبيل المثال ، في الفترة الضوئية القصيرة ، الوقت بين ذروة CCA1 إلى PRR9 هي 4.3 ساعات ، بينما في فترة الضوء الطويل تبلغ 6.1 ساعات و 44. وبالمثل ، في الفترة الضوئية القصيرة ، توجد فجوة مقدارها 3.9 ساعة بين الذروة PRR9 و PRR7، ولكن في الفترة الضوئية الطويلة يتم تقليل هذا إلى 0.4 ساعة. يبدو أن بعض المكونات لها روابط أكثر إحكامًا مع بعضها البعض ، مثل تلك التي تشكل المجمع المسائي (ELF3, ELF4 و لوكس) ، والتي تبلغ ذروتها في وقت واحد تقريبًا في كلتا الفترتين الضوئيتين (الشكل 2).

بالإضافة إلى اللدونة النسبية في التوقيت بين بعض المكونات ، هناك أيضًا علاقة بلاستيكية بين طور مكونات المذبذب وتوقيت دورة الضوء والظلام. في حين CCA1 / LHY دائما الذروة قرب الفجر ، لا توجد علاقة مماثلة بين جينات المذبذب الأخرى ودورة الضوء / الظلام (الشكل 2). على سبيل المثال ، في الفترة الضوئية القصيرة ، تبلغ ذروتها جميع النصوص المعقدة المسائية بعد فترة وجيزة من الغسق ، ولكن في الفترة الضوئية الطويلة ، تكون الذروة بعد منتصف النهار مباشرة (الشكل 2). وقت الذروة TOC1 /PRR1 و GI ينتقل التعبير أيضًا من الظلام إلى الضوء في الفترات الضوئية المختلفة (الشكل 2).

في حين أن توقيت وفرة جزيئات الحمض النووي الريبي قد لا يعكس تمامًا توقيت نشاط البروتينات المشفرة ، فإن التغيير في توقيت التعبير عن جينات المذبذب يوضح اللدونة التنظيمية في المذبذب لأن التعبير عن نصوص المذبذب يمثل ناتج الأحداث التنظيمية في المذبذب ويظهر استجابة البلاستيك لهذه الأحداث التنظيمية للتغيرات في الفترة الضوئية. تدل مرونة مرحلة مكونات المذبذب اليومي على أن الجينات لا ينبغي اعتبارها مثل التروس المقترنة بإحكام في آلية الساعة. يتم التقاط مرونة مرحلة ذروة التعبير بشكل جيد من خلال النماذج التي تعتبر النظام شبكة تنظيمية معقدة ، بدلاً من أن يتكون من حلقات ردود فعل منفصلة 45. الاقتراح القائل بأن مذبذب الساعة البيولوجية أرابيدوبسيس يشتمل على أنظمة ثنائية الاستقرار يمكن أن يفسر جزئيًا كيف يمكن أن تنشأ الديناميكيات التذبذبية من نظام يكون فيه توقيت التعبير عن المكونات من البلاستيك للغاية بحيث لا يمكن اعتبار المذبذب كمذبذب متقارب بإحكام يشبه الساعة 43.

قد تسمح اللدونة الديناميكية بالتجريد

التزامن مع البيئة المحلية هو جوهر النظام اليومي وقد يكون أكثر أهمية من القدرة المميزة للأنظمة اليومية لتوليد إيقاعات مستدامة ذاتيًا لأن النباتات التي تحتوي على مذبذبات وظيفية تعمل بشكل سيئ في البيئات التي لا تستطيع فيها الانخراط جيدًا في الضوء و دورة مظلمة 2،46. يمكننا تصور مشكلة الانجراف اليومي على أنها إعادة ضبط وقت ساعة سفر ميكانيكية بعد رحلة نفاثة إلى منطقة زمنية جديدة 27. ستعتمد وتيرة دقات الساعة على عمل الساعة الميكانيكية ، في حين أن موضع العقارب ، الذي يعادل المرحلة ، سيحدده مالك الساعة (الشكل 3). سيضبط المالك عقارب الساعة على التوقيت المحلي الذي توجد فيه ، مع كون المالك معادلًا ل zeitgeber (إشارة ضبط الوقت). بعد رحلة طيران إلى منطقة زمنية جديدة ، سيقوم المالك بضبط عقارب الساعة على المنطقة الزمنية الجديدة عن طريق لف الآلية في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة ، أي مع أو عكس الدوران الافتراضي للساعة.يمكن أن نرى من هذا القياس أن المالك يغير بشكل عابر سرعة دوران العقارب حول وجه الساعة. على سبيل المثال ، يمثل دوران العقارب في اتجاه عقارب الساعة من الساعة السادسة إلى التاسعة صباحًا تسارعًا مؤقتًا للسرعة. بعد التغيير الجذاب في السرعة إلى الموضع الجديد ، ستعود العقارب لاحقًا إلى سرعة التشغيل الحر الافتراضية التي تحددها آلية الساعة. أدناه ، نحدد الدليل على أن التغيرات العابرة التي يسببها التحفيز في الفترة اليومية مرتبطة أيضًا باحتباس المذبذبات اليومية. في حين أنه من المهم لمذبذبات الساعة البيولوجية أن تستجيب للإشارات ، يجب ألا تكون هذه الاستجابات غير مقيدة. هناك مفاضلات في بنية الأنظمة اليومية ، لأن الساعات الأكثر دقة ، والتي تقاوم الاضطرابات الخارجية ، هي الأبطأ في الالتفاف ، وبالتالي فإن الدقة الأقل تفضل الانجذاب القوي ، ومع ذلك ، فإن درجة الدقة مطلوبة لمنع عدم الاستقرار 47 .

قد يتضمن Entrainment تغييرات عابرة في سرعة مذبذب. يمكننا تصور مشكلة الانجراف على أنها ضبط عقارب ساعة السفر عند التنقل بين المناطق الزمنية. في الرسوم المتحركة ، يمكننا أن نرى أنه إذا قمنا بتحريك المناطق الزمنية وإعادة ضبط عقارب الساعة إلى منطقة زمنية جديدة ، فهناك تسريع مؤقت أو إبطاء لحركة العقارب للتكيف مع المنطقة الزمنية الجديدة ، قبل أن تعود الساعة إلى سرعتها الثابتة

الطفرات في BIG (At3G02260)، وهو بروتين شبيه بالكولوزين ، يؤثر على اللدونة الديناميكية للدورة اليومية وينتج عنه نباتات لا تلتحم بشكل جيد من النوع البري 13. وجد أن BIG متورط في اللدونة الديناميكية للفترة اليومية لأن الطفرات تغير الاستجابة للنيكوتيناميد 13. يزيد النيكوتيناميد من الفترة اليومية في جميع الكائنات الحية المختبرة ، بما في ذلك Arabidopsis 18 و Mouse 48 و Ostreococcus 49. قد ينظم النيكوتيناميد الفترة اليومية من خلال تثبيط نشاط إنزيم ADPR و Ca 2+ للإشارة 18 أو SIRTUINs 48 أو تقليل تراكم H3K4me3. الطفرات في كبير جعل مذبذب الساعة البيولوجية أرابيدوبسيس شديد الحساسية للنيكوتيناميد بحيث يزيد العلاج الفترة اليومية بحوالي 3 ساعات في النوع البري ، ولكن حتى 6 ساعات في النباتات الطافرة 13. لا يقتصر الخلل في اللدونة الديناميكية لهذه الفترة على الاستجابات للنيكوتيناميد فقط ، كبير كما أن المسوخات شديدة الحساسية للضوء ، ولها مذبذبات تعمل بشكل أسرع عند شدة الإضاءة المنخفضة مقارنة بالنباتات البرية 13. وبالتالي، كبير المسوخ ، مثل prr7، لديهم عيوب في قدرتهم على ضبط الفترة اليومية ديناميكيًا ، وقد غيرت هاتان الطافرتان المرحلة في دورات الضوء والظلام 13،16،24،41،42 ، وفي حالة prr7 المسوخ ، هناك أيضًا عيب في الطور بعد الدخول في دورات درجة الحرارة 50. تشير هذه البيانات إلى أن التعديل الديناميكي للدورة اليومية يرتبط بالانجذاب إلى كل من الضوء ودرجة الحرارة 13،16،24،41،42،50. من المحتمل أن تكون المرونة الديناميكية للسرعة البيولوجية ، وبالتالي الفترة الزمنية ، مرتبطة بالالتفاف في الكائنات الحية الأخرى أيضًا. أظهرت دراسات النمذجة أن خصائص انحباس مذبذب الساعة البيولوجية للماوس يتم حسابها إذا كانت سرعة المذبذب في حالة تعديل مستمر 51.

يمكننا النظر في اثنين من السيناريوهات المعقولة التي يرتبط فيها تغيير الفترة اليومية بالتجريد. في إحداها ، قد يؤدي التغيير الناجم عن التحفيز في تعبير أو نشاط أحد المكونات إلى تغيير الوقت المستغرق بين حدث واحد في المذبذب والحدث التالي (على سبيل المثال ، التغيير في معدل النسخ أو الترجمة أو تدهور البروتين) ، مما قد يغير السرعة وبالتالي فترة المذبذب (الشكل 1 ج). على سبيل المثال ، سيؤدي تقليل الوقت بين إنتاج بروتين واحد والآخر إلى تقدم المرحلة لأن السرعة قد زادت ، مما يقلل الفترة. نظرًا لأن مكونات المذبذب نشطة في أوقات مختلفة من اليوم (الأشكال 1 و 2 و 4) ، يمكن أن يقتصر التغيير الناجم عن التحفيز على جزء معين من المسار وبالتالي مؤقتًا ، مما يعني وجود تغيير مؤقت في السرعة من المذبذب ، يمثل اللدونة الديناميكية. مثال على التغيير العابر الناجم عن التحفيز في وفرة مكون مذبذب هو القمع الناجم عن السكر لـ PRR7 التعبير في الصباح ، وهو ما يكفي لتقدم المرحلة اليومية 52. يمكن اعتبار هذا شكلاً من أشكال الالتفاف البارامترية لأن التعبير عن PRR7 يمكن نمذجة بواسطة معلمة تصف نطاق القيم المحتملة لـ PRR7 وفرة تعتمد على قوة تحفيز السكر 52. يصف السيناريو الثاني ما يسمى الآليات غير البارامترية. في هذا السيناريو ، يمكن أن تكون التغيرات الديناميكية في الفترة اليومية نتيجة للتغيرات المتقطعة في الطور ، والناجمة عن تغير كبير وسريع في حالة مكون مذبذب ، مما يؤدي إلى "قفزة" إلى مرحلة أخرى دون تغيير واضح في السرعة (الشكل 1 ج). يمكن أن تنتج القفزات في الطور عن التغيرات السريعة التي يسببها التحفيز في حالة بروتين مذبذب ، مثل تفاعلات البروتين والبروتين أو الفسفرة أو الثباتية في الشبكة. في حين أن التغيير الفوري في الطور لا يغير السرعة ، فإنه سيغير الفترة ، لأن الفترة هي السرعة بالإضافة إلى تغير الطور.

تعديل الطور الديناميكي للمذبذب اليومي من خلال تنظيم المكونات الفردية. يحدث Entrainment من خلال إرسال إشارات إلى المكونات الفردية بناءً على توفرها الزمني. عند الفجر ، يتم تنظيم عوامل النسخ الخاضعة للتنظيم الضوئي ، بما في ذلك PIF3 CCA1 التعبير 33 ، السكريات تنظم bZIP63 لتعديل PRR7 التعبير لتأسيس فجر استقلابي 16،24 ويتم استشعار الغسق من خلال تحلل بروتين TOC1 بوساطة ZTL في الظلام 29. كل حدث احتجاز هو شبه منفصل ، ويمكن أن يكون له إمكانية لمكونات المصب ، ولكن قد يكون أيضًا مقيدًا مؤقتًا بسبب المدخلات اللاحقة. الطبيعة المتسلسلة تشبه مسار الإشارات بدلاً من إعادة ضبط آلية الساعة بأكملها. يشير شكل الموجة لهذه المكونات في دورة مظلمة مدتها 12 ساعة و 12 ساعة إلى ارتفاع الذروة إلى أوقات التنظيم المحتمل. أحمر (CCA1) ، أسود (PRR7) ، أزرق (TOC1). الخطوط المتقطعة هي mRNA ، والخط الصلب هو البروتين. تم الحصول على بيانات المؤامرات من مجموعات البيانات الرقمية 45 من CCA1 مرنا 71 ، PRR7 مرنا 72 والبروتين 55 ، و TOC1 39 مرنا والبروتين 37. لا تحتوي هذه المجموعة على بيانات دورة الضوء / الظلام لبروتين CCA1 45

الضبط الديناميكي من خلال تنظيم مكونات المذبذب

من المعقول النظر في كيفية وصول المذبذب اليومي في فترة وطور مناسبين عندما يتم تنظيمه بواسطة مدخلات متعددة مثل الضوء والسكريات. من المحتمل أن يكون الضوء والسكريات إشارات متنافسة ، والإشارة "الأقوى" هي التي تحدد مرحلة المذبذب. ومع ذلك ، نظرًا لأن مكونات المذبذب اليومي ليست مقفلة بشكل صارم مع بعضها البعض 44 ، فمن الممكن النظر في سيناريو بديل قد يكون فيه أحداث إعادة ضبط متعددة تضبط المرحلة ديناميكيًا ، اعتمادًا على إشارات الإدخال التي تنظم المكونات الفردية للمذبذب في أوقات مختلفة من اليوم. لقد اقترحنا أنه بالإضافة إلى الفجر ، هناك حدث تحديد المرحلة الثانية الذي يحدث من خلال تنظيم PRR7 التعبير للتكيف مع "الفجر الأيضي" 16. في هذا النموذج ، هناك فصل زمني بين تنظيم CCA1 / LHY بالضوء عند الفجر وتنظيم PRR7 عن طريق إشارات السكر عند الفجر الأيضي. يقتصر التنظيم بواسطة الإشارات على أوقات محددة من اليوم ، اعتمادًا على الديناميكيات الزمنية لموجة التعبير عن مكونات المذبذب اليومي (الشكل 4). يؤدي التطبيق المستمر للسكريات إلى تسريع المذبذب (الجدول 1) ، بينما يتسبب نبضة السكر في حدوث تقدم في الطور ، والذي يقتصر على وقت مبكر من الفترة الضوئية لأن هذا هو الوقت الذي يتم فيه PRR7 هو أعربت. PRR7 هي أول استجابة نسخية للمذبذب للسكريات و PRR7 مطلوب للاستجابة للسكريات 16. السكريات تنظم PRR7 الوفرة من خلال عامل نسخ إشارات السكر bZIP63 ، وهو مطلوب أيضًا لاستجابة مذبذب الساعة البيولوجية للسكريات في الصباح 24. تشرح النمذجة الرياضية سبب قمع PRR7 يتسبب التعبير في تقدم طور فقط في الصباح وتأخر طور إذا تم تطبيق السكر ليلاً في غياب السكريات ، PRR7 تتراكم النصوص في النهار وتكون منخفضة في الليل. قمع إشارة السكر في اليوم PRR7 تعمل وفرة النسخ على دفع المذبذب إلى مرحلة أكثر شبهاً بالليل ، بينما إذا وصلت إشارة السكر هذه في الليل ، فإنها تؤخر تراكم PRR7 تأخير بداية مرحلة اليوم للمذبذب 52. أهمية هذا التعديل في المرحلة اليومية من خلال تنظيم بوساطة السكر PRR7 من خلال bZIP63 يتضح من المرحلة المتأخرة من prr7-11 و bZIP63-1 المسوخ في دورات الضوء والظلام 24.

لقد تم اقتراح أن السكريات تنظم أيضًا المذبذب اليومي من خلال ربط مساحيق التركيبات بمروجي CCA1 و LHY 53. أثناء تحريض CCA1 يتم تخفيف التعبير عن طريق السكريات بيف المسوخ 53 ، CCA1 قد لا يكون المدخل الأساسي لإشارات السكر في النظام اليومي لأن الزيادات التي يسببها السكر في CCA1 نشاط المروج غائب في prr7-11 16. بالإضافة إلى، PRR7 يتم تنظيم النصوص في الدورة الأولى من العلاج باستخدام مثبط التمثيل الضوئي DCMU (3- (3،4-ثنائي كلورو فينيل) -1،1-ثنائي ميثيل يوريا) ، مما يتسبب في انخفاض توافر السكر ، ولكن CCA1 لا يتغير التعبير حتى الدورة اللاحقة ، ويفترض أن ذلك نتيجة لتنظيم CCA1 بواسطة PRR7 16. قد ينطبق التنظيم الديناميكي بوساطة السكر للفترة والمرحلة اليومية أيضًا على الأنواع الأخرى لأن السكريات هي أيضًا منظمات محتملة لمذبذب الساعة البيولوجية لنبات استقلاب حمض Crassulacean (CAM) Kalanchoë fedtschenkoi 54 .

في دورة الضوء والظلام ، سيستمر تأثير إشارة ، مثل السكر ، على الطور فقط حتى يضبط zeitgeber آخر (مانح الوقت) المرحلة من خلال مكون آخر من مذبذب الساعة البيولوجية (الشكل 4). على سبيل المثال ، في Arabidopsis ، قد يضبط الانتقال من الضوء إلى الظلام عند الغسق المرحلة من خلال تنظيم TOC1 ، الذي يتم تنظيم وفرته في الظلام بواسطة ZTL و GI 29. بمجرد أن تبدأ الدورة في الفجر التالي ، يتم التنشيط الخفيف لـ CCA1 / LHY سيؤدي المروجون إلى تعديل طور آخر للمذبذب اليومي 33. النظر في تنظيم خفيف CCA1 / LHY، تنظيم PRR7 من خلال حالة السكر وإدخال الغسق من خلال استقرار TOC1 ، من الممكن أن نرى أنه يمكن أن تكون هناك تغييرات طور ديناميكية تحدث خلال الدورة من خلال التأثير على نشاط المكونات الفردية ، والتي لا تتغذى بالضرورة إلى دورة diel التالية لأن zeitgebers لاحقًا اضبط أيضًا المذبذب (الشكل 4). لذلك ، فإن المرحلة اليومية في تعديل ديناميكي مستمر. يصبح هذا أكثر وضوحًا عندما يُنظر إلى أن الإشارات الأخرى تضبط مرحلة النظام اليومي لأرابيدوبسيس ، على سبيل المثال ، يمكن أن تجر درجة الحرارة المذبذب من خلال آليات تشمل PRR7 و 9 (المراجع 50 ، 55 ، 56) وحالة النيتروجين أيضًا يمكن أن تنظم مرحلة الساعة اليومية من خلال تنظيم CCA1 التعبير 57. توفر مرونة المرحلة هذه فرصة لضبط توقيت المكونات ونواتجها المنظمة في بيئة دائمة التغير.

تساهم اللدونة الديناميكية في التوازن الكربوني

العديد من الهرمونات والمستقلبات والأيونات التي تنظم فترة المذبذب اليومي (الجدول 1) ليس لها ارتباطات واضحة مع توقيت الفجر أو الغسق ، وبالتالي من غير المرجح أن تساهم في ضمان تزامن المذبذب اليومي مع الإشارات الخارجية. على الأرجح أنها توفر ملاحظات من الحالة الفسيولوجية والاستقلابية للنبات لضبط مكونات المذبذب اليومي للتأكد من أن المذبذب ينظم المسارات الفسيولوجية والتمثيل الغذائي بشكل مناسب. فرضية "الفجر الأيضي" هي مثال يُقترح فيه مذبذب لإدخال المعدل المتغير لإنتاج التمثيل الضوئي للسكريات التي تعتمد على الظروف الجوية السائدة ، ربما لضبط توقيت إنتاج النصوص وتنظيم المسارات المشاركة في التمثيل الضوئي و التمثيل الغذائي 16. تم عرض ردود الفعل من مستويات السكر الذاتية إلى المذبذب اليومي من خلال تغير الفترة اليومية والمرحلة في انخفاض ثاني أكسيد الكربون.2، أو بعد العلاج بمثبط التمثيل الضوئي ، DCMU 16. اقترح امتداد لهذا المفهوم أن المذبذب اليومي قد يساهم في الإدارة المتجانسة لاحتياطيات الكربون العابرة المرتبطة بضوء وظلام دورة الدييل 58،59. تقوم مصانع C3 و C4 بإصلاح الكربون (C) خلال النهار عن طريق التمثيل الضوئي. يتم تخصيص نسبة مئوية من C الثابت لاحتياطي C للاستهلاك ليلاً للبقاء على قيد الحياة في الظلام. في نبات الأرابيدوبسيس ، الاحتياطي المؤقت هو النشا ، الذي يتم استهلاكه بالكامل عند الفجر ، حيث يعتمد معدل التراكم والخسارة على طول اليوم وقريبًا من الخطي (الشكل 5 أ) 60. الساعة اليومية هي منظم لاحتياطي النشا ، وإذا تم اختراق هذا التنظيم ، فهناك تأثير شديد على النمو 61.

قد تساهم اللدونة الديناميكية للإيقاعات اليومية في التوازن الكربوني في نبات الأرابيدوبسيس. أ هناك تغيرات دييل في تجمع النشا العابر المخزن في البلاستيدات الخضراء ، حيث يكون معدل التراكم والفقد قريبًا من الخطي والتكيف مع الفترة الضوئية. ب لقد تم اقتراح أن الساعة اليومية تولد ناتجًا يمثل مقياسًا للوقت حتى الفجر (T). يتفاعل هذا مع مقياس لحجم حبيبات النشا (S) لضبط معدل ثابت لتحلل النشا حتى الفجر. في هذا النموذج ، يتم حساب معدل التحلل بشكل فردي في 100s من البلاستيدات الخضراء في خلية متوسطة. تفترض فئة النموذج هذه أن حجم تجمع النشا منظم 63. ج اقتراح آخر هو أن الساعة اليومية تنظم نشاط تدهور النشا (β) ، بحيث يصل إلى ذروته قرب الفجر. السكريات المنبعثة من تحلل النشا في التغذية المرتدة للبلاستيدات الخضراء لتنظيم مذبذب الساعة البيولوجية في النواة عن طريق التأثير على مجموعة C المتاحة. د في الصباح ، يؤدي ارتفاع معدل تغير السكريات إلى تعزيز تقدم المرحلة (أحمر) ، والذي سيكون له تأثير تقليل β في أي نقطة زمنية معينة. سيزداد تأخير الطور في الصباح في أي نقطة زمنية ، مما يؤدي إلى زيادة نشاط تحلل النشا (غير موضح). تأخيرات المرحلة بالسكريات في الليل سيكون لها تأثير تقليل β

يتم تخزين احتياطي النشا المؤقت في البلاستيدات الخضراء حيث يتم ضغط بوليمرات الجلوكوز بشكل كبير في بنية حبيبية. إن شبكة التفاعلات المتضمنة في تركيبها وتدهورها ليس مسارًا خطيًا ، مما جعل العملية برمتها تحديًا لفك التشابك. يشمل التحلل الفسفرة العكسية لسلاسل الجلوكان الموجودة على سطح الحبيبة لتعطيل هيكلها شبه البلوري. يتيح ذلك الترطيب لانشقاق روابط α- (1،4) glycosidic عن طريق الأشكال الإسوية المتعددة لـ α- أو β-amylase ، مما يؤدي إلى إطلاق مالتو-أوليجوساكاريدس أو المالتوز الحر ، على التوالي. يتم استقلاب بقايا المالتوتريوز إلى جلوكوز يتم تصديره مع المالتوز إلى العصارة الخلوية عبر الغلاف الداخلي للبلاستيدات الخضراء 62.

لحل كيف يمكن لهذه العملية الرائعة أن تتكيف مع طول اليوم ، تم اقتراح نماذج رياضية للآليات الممكنة. أحد الاقتراحات هو أن النبات يحسب معدل تحلل النشا الليلي بناءً على كمية النشا عند الغسق والوقت المتبقي حتى الفجر ، المقدرة بواسطة مذبذب الساعة البيولوجية 63. في هذا النموذج ، المذبذب اليومي هو ضابط للوقت يوفر ناتجًا للوقت اليومي (T). وقد تم تصور هذا على أنه جزيئين ، T (الناتج اليومي) و S (قياس النشا) ، والتي تتفاعل على سطح جزيء النشا لتنظيم معدل التحلل الليلي (الشكل 5 ب). الافتراض القائل بقياس قيمة مرتبطة بكمية النشا عند الغسق ، وتحديد معدل تحلل ثابت حتى الفجر ، له أساس قوي في الملاحظة التجريبية ، حيث يزداد معدل تحلل النشا في الليل مع شدة الضوء أثناء النهار لضمان أن يتم استنفاد النشا الإضافي المتراكم عند الغسق بسبب الفجر ومعدلات تحلل النشا تتكيف أيضًا مع فرض وقت متأخر أو مبكر غير متوقع للغسق 64. على الرغم من أن هوية S و T غير معروفة ، فقد تم التكهن بأن دورة الفسفرة وإزالة الفسفرة على سطح النشا يمكن أن تكون مرشحًا جيدًا للتحكم في ديناميكيات النشا. تدعم هذه الفرضية التجارب التي تُظهر أن طفرات ديكيناز الماء الفسفوجلوكان (PWD) ، والتي تفسفر مواضع C3 للجلوكوز ، غير قادرة على ضبط تدهور النشا بشكل صحيح إلى ليلة مبكرة بشكل غير متوقع ، ومستوى الفوسفات لكل وحدة كتلة من النشا على طول تشبه دورة diel السلوك المتوقع لتركيز جزيء S 63. تم توسيع النموذج للنظر في الأدوار المختلفة المحتملة للضوء والظلام والتنظيم اليومي لتدهور النشا والتوليف 64. لقد تم اقتراح أن كيناز AKINβ1 الذي يشير إلى الإجهاد هو مرشح جيد لمستشعر مظلم للسماح بتعديل معدل تحلل النشا إلى الفترة الضوئية 65.

في نموذج بديل ، لا يتم قياس النشا. وبدلاً من ذلك ، فإن الجزيء ، أو الإشارة ، التي تعكس حالة C المتاحة (من عملية التمثيل الضوئي والتي يطلقها تدهور النشا) تعدل مرحلة نشاط تحلل النشا الذي تنظمه الساعة البيولوجية (β الشكل 5 ج). تجمع C المتاح المقاس هو C الذي لا يوجد في تجمع تخزين مثل النشا وبدلاً من ذلك هو البركة المتاحة للتخصيص للتنفس أو النمو أو التخزين. في النموذج ، تم وصف هذا التجمع باسم "السكروز" لتمييزه عن النشا ولكنه يدرك أن السكروز لا يمثل سوى مجموعة فرعية من مجموعة C المتاحة وقد لا يكون السكر الذي يتم قياسه. هنا ، سوف نشير إلى التماثل المتماثل لـ C المتاح ، ما لم يتم وصف تأثيرات السكريات المحددة. β يمكن أن يمثل نشاط واحد أو أكثر من الإنزيمات المهينة للنشا ، والتي تزيد من النشاط خلال الليل إلى الذروة قرب الفجر وتقليل النشاط إلى حوض بالقرب من الغسق (الشكل 5 د). β يضمن إطلاق السكريات الكافية للحفاظ على التوازن المتماثل C المتاح. اعتبر الإصدار الأول من هذا النموذج أن النشاط المهين للنشا (β) هو عبارة عن شكل جيبي بسيط يقوم بتعديل المرحلة استجابة لحالة C المتاحة وتم تحسينه لتقليل مجاعة النبات 66. تمت مراجعة هذا لاحقًا لاعتبار أن التماثل المتماثل لـ C المتاح هو الأمثل ، بدلاً من الجوع ، لأن الجوع نادرًا ما يحدث في الظروف العادية. في هذه النماذج ، يتم تعديل جانب من جوانب النظام اليومي ديناميكيًا لتنظيم مرحلة β ولا يتم قياس النشا.

prr7-11، التي لا تستطيع ضبط المذبذب اليومي ديناميكيًا استجابةً للسكريات والإشارات الأخرى ، لديها معدل أعلى لتراكم النشا في الأيام الطويلة مقارنة بالنوع البري ، مما يوفر دعمًا تجريبيًا للفرضية القائلة بأن التعديل الديناميكي للمذبذب اليومي يساهم في توقيت تحلل النشا 58. إن الدور المقترح للضبط الديناميكي للمذبذب بواسطة C المتوفر يسهل فهمه في عمليات المحاكاة والتجارب مع النقل بين دورات النهار / الليل لأطوال فترة ضوئية مختلفة لأن هذا يزعج C homoeostasis. على سبيل المثال ، إذا تم نقل النبات من 16 ساعة فاتحة / 8 ساعات مظلمة إلى 8 ساعات فاتحة / 16 ساعة مظلمة ، فإن تحلل النشا الليلي غير كافٍ لدعم الاتزان المتجانس C المتاح خلال الليلة الأولى بسبب تراكم النشا غير الكافي والليل لفترة طويلة ، وبالتالي تكون مستويات C منخفضة عند الفجر. عندما يبدأ التمثيل الضوئي ، هناك إشارة C كبيرة متاحة موجبة تعمل على تقدم المرحلة اليومية ، مما يقلل β في كل نقطة زمنية في الصباح (الشكل 5 د). ينتج عن هذا الانخفاض خلال فترة الضوء تراكم المزيد من النشا (بسبب انخفاض نسبة النشا) مما يضمن تخزين ما يكفي من النشا للسماح بتوازن C في الليل الطويل التالي. على العكس من ذلك ، يؤدي الانتقال من يوم قصير إلى يوم طويل إلى زيادة C المتوفرة في الليل ، مما ينتج عنه إشارة C متوفرة سلبية عند الفجر وتأخير المرحلة اليومية. التنبؤ من هذه المحاكاة هو أن المذبذب اليومي الذي لا يستطيع ضبط توقيت تدهور النشا ديناميكيًا استجابة لمعدل تغير C المتاح سيكون له تراكم أعلى للنشا في الأيام الطويلة لأن النظام لن يستجيب بشكل مناسب لإشارات الفجر C المتاحة ، والذي تم تأكيده تجريبياً في prr7-11 58 .

يُقترح أن يكون التعديل الديناميكي للمذبذب اليومي على C المتاح هو الأكثر أهمية في تنظيم النشاط المهين للنشا أثناء النهار ، وليس في الليل ، نظرًا لأن اعتماد المرحلة اليومية للنشاط المهين للنشا أثناء الليل المطلوب للحفاظ على توازن C متوفر هو يكاد يكون ثابتا بغض النظر عن الفترة الضوئية 58. يشرح هذا النموذج سبب تقدم السكريات في المرحلة اليومية في الصباح وتسبب تأخيرًا في المرحلة في الليل 16 ، من خلال إثبات أن التقليل من تقلبات C المتاحة استجابة لنبض محاكى للسكريات في الصباح يتطلب تقدمًا في المرحلة اليومية لـ β إلى نقطة على المنحنى حيث يوجد مستوى أقل من النشاط لتقليل كمية السكريات المنبعثة من النشا. في الليل ، يتطلب خفض للتعامل مع نبضة من السكر تأخرًا في الطور (الشكل 5 د) 58.

من المحتمل أن السكروز لم يتم قياسه ، ولكن بدلاً من ذلك ، فإن تريهالوز 6 فوسفات (T6P) ، وهو سكر مؤشر ، هو علامة لأنه بالإضافة إلى تعديل طور المذبذب اليومي 24 ، ينظم T6P معدل تدهور النشا في الظلام 67. الانتفاخات التي يسببها C منخفضة من PRR7 يتم قمع التعبير بواسطة bZIP63 عن طريق تعديل T6P لنشاط KIN10 ، مما يشير إلى مسار إشارة يقوم من خلاله مذبذب الساعة البيولوجية بتعديل المرحلة لتنظيم β 24. ومع ذلك ، حتى يتم تحديد مرشح ، سيكون من الصعب التمييز بين ما إذا كان T6P ينظم مباشرة نشاط تدهور النشا 67 أو ينظم تدهور النشا من خلال تعديل المرحلة اليومية 24 ، أو كليهما.

تختلف الفئتان النموذجيتان المقترحتان لتنظيم تجمعات النشا العابرة (الشكل 5) ليس فقط في الأدوار المقترحة لمذبذب الساعة البيولوجية ، ولكن أيضًا في اعتبار الأنظمة كأمثلة على التقدم المتقدم (نووي إلى عضوي الشكل 5 ب) أو رجعي ( عضية إلى شكل نووي. 5 ج) تشير إلى 68. في مسار التقدم التقدمي ، توزع النواة إشارة توقيت T لكل حبيبات النشا في كل من 100s من البلاستيدات الخضراء لخلية الوسطية لتنظيم تدهور النشا (الشكل 5 ب). في المسار الرجعي ، التغييرات في C المتاحة بسبب السكريات المنبعثة من تدهور التغذية المرتدة للنشا إلى النواة لتنظيم التحكم اليومي في تدهور النشا مما يوفر ميزة التنظيم المركزي للمخازن الموزعة ، في هذه الحالة التحكم النووي في حبيبات النشا في 100 ثانية من البلاستيدات الخضراء (الشكل 5 ج). تشير الحاجة إلى تنظيم العديد من المتاجر إلى أنه من المحتمل أن بعض أشكال التغذية المرتدة يجب أن تشارك في المسار ، ويبدو أن هذا ينطوي على تنظيم تدهور النشا بواسطة T6P ، مع الدليل الحالي على 24 مقابل 67 على مدار الساعة اليومية المشاركة في هذا. استجابة.

تتراكم الحبوب النشا العابر في الورقة بطريقة خطية ، على غرار نبات الأرابيدوبسيس ، ولكن عادة ما تكون الكربوهيدرات العابرة الرئيسية هي السكروز المخزن في الفجوة 69. إن فهم سبب تخزين بعض الأنواع للسكروز بدلاً من النشا ، والآليات التي يحدث بها ذلك ستوفر نظرة ثاقبة تنظيمية. لا يقتصر التراكم الخطي وتخزين مخازن الكربوهيدرات على النباتات فقط. تخزين الجليكوجين في البكتيريا الزرقاء له خطية مماثلة للتراكم والفقد ، والاعتماد على الفترة الضوئية لمعدل التراكم ويتضمن تنظيم الساعة البيولوجية 70. كما هو الحال مع النشا في نبات الأرابيدوبسيس ، فقد ثبت أنه من الممكن نمذجة توقيت تراكم الجليكوجين كخاصية ناشئة للتخصيص الأمثل للموارد على أساس تحسين النمو 58،70. قد ترتبط الأشكال الأخرى للتوازن المتجانس أيضًا بالتعديل الديناميكي لمذبذبات الساعة البيولوجية لأن تعويض درجة الحرارة لمذبذب الساعة البيولوجية في Arabidopsis يتضمن تنظيم SUMOylation ، والطفرات المعيبة في هذه العملية قد غيرت التغيرات الديناميكية في الفترة استجابةً لدرجة الحرارة 15.

المذبذبات اليومية ليست معزولة بشكل فريد عن علم الأحياء

تظهر البيانات الجديدة التي توضح دور الإشارات في تنظيم فترة ومرحلة الساعة اليومية في نبات الأرابيدوبسيس أن مذبذب الساعة البيولوجية للنبات لا ينفصل بشكل دائم عن بقية الخلية. بدلاً من ذلك ، يتم تعديل الفترة والمرحلة اليومية بشكل ديناميكي (الجدول 1). لا يتم قفل مكونات المذبذب معًا مثل تروس الساعة ، فيمكنها الاستجابة بشكل شبه مستقل للإشارات المختلفة ، على سبيل المثال PRR7 يتم تنظيمه بواسطة إشارات منخفضة السكر ، بينما PRR9 لا تستجيب 16 ومكونات المذبذب تغير علاقتها الزمنية استجابة للتغيرات في الفترة الضوئية 44. تشير هذه النتائج إلى أن المذبذب اليومي هو نظام تعديل ديناميكي يستجيب للعديد من الإشارات للمشاركة في مزامنة الوقت الداخلي مع الوقت الخارجي ، وربما لتنظيم بيولوجيا الخلية.


إيقاعات الساعة البيولوجية & # 8211 الصوم 19

من المفيد أحيانًا النظر إلى الأشياء من وجهة نظر تطورية. يمكننا أن ننظر إلى البشر الأوائل ونقدم بعض التوصيات العامة. صحيح أنه لا يوجد دليل أو يوجد دليل على الإطلاق ، لكن التمرين لا يزال مفيدًا وممتعًا.

غالبًا ما يكون هناك جدل كبير حول ما إذا كان ينبغي لنا أن نأكل باستمرار ، أو من حين لآخر. على سبيل المثال ، يوصي البعض بتناول الطعام بمجرد الاستيقاظ ثم كل 2.5 ساعة أو نحو ذلك خلال النهار. من ناحية أخرى ، يقول مؤيدو الصيام المتقطع إنه يكفي تناول الطعام مرة واحدة في اليوم أو حتى مرة كل يومين. إذن ما هي الحقيقة & # 8217s؟ أولاً ، اسمحوا لي أن أقول إن هناك أشخاصًا يستخدمون كلا النظامين ويعملون بشكل جيد. لكن أي نظام يصنع أكثر يشعر؟

إذا كان من المفترض أن يرعى البشر ، فنحن & # 8217d أبقار.

دعونا نعتبر أبناء عمومتنا & # 8211 الثدييات البرية النهمة. يكاد لا يسمع به ، في العالم الطبيعي ، ل يتطلب التغذية 3 مرات في اليوم ، كل يوم من أجل البقاء بصحة جيدة. تأكل معظم الثدييات الكبيرة النهمة بشكل متكرر أقل من ذلك بكثير. العواشب الملتزمة ، بسبب كثافة السعرات الحرارية المنخفضة في طعامها ، غالبًا ما تتطلب رعيًا ثابتًا & # 8211 فكر في الأبقار والأغنام. على سبيل المثال ، يحتوي العشب على كثافة منخفضة جدًا من السعرات الحرارية. كثير من العشب غير قابل للهضم ويمر عبر البقرة ليخرج كسماد.

تأكل معظم الحيوانات آكلة اللحوم ، مثل الأسود والذئاب عدة مرات فقط في الأسبوع أو حتى عدة مرات في الشهر. في بعض الأحيان يكون هذا بسبب ندرة الطعام ، ولكن حتى في أوقات الوفرة ، فمن المحتمل أن يكون ذلك بسبب عدم توفر الطعام بسهولة. اصطياد حمار وحشي أصعب بكثير من اصطياد كيس من الشيتوس. من المحتمل أيضًا أن يكون لهذا علاقة بكثافة السعرات الحرارية ، لأن معظم الأطعمة الحيوانية تمتصها أجسامنا.

شاهدنا جميعًا تلك البرامج التلفزيونية مع الأسود والنمور في جميع أنحاء قطيع من الحمار الوحشي ينام بعيدًا في الشمس الإفريقية الحارة. حسنًا ، لم تكن تلك الأسود جائعة وبالتالي لم تأكل. يبدو أن وجبة واحدة في الأسبوع تعمل بشكل جيد بالنسبة لهم. إذا حدث أن جثة فرس النهر تغسل على الشاطئ ، فمن المؤكد أنها تأكل. لذا ، افهم أن تناول الطعام عدة مرات في اليوم ليس ضروريًا للحيوانات آكلة اللحوم والحيوانات آكلة اللحوم. نحن لسنا مدفوعين فقط لتناول الطعام بسبب نقص المغذيات.

لا يتأثر القدرة الجسدية والعقلية بالأسد & # 8217s أسبوع & # 8216 Fast & # 8217. إذا جعلهم الصيام بطيئين وأغبياء ، فإن فصيلة الأسد لن تعيش طويلاً. لا ، الفاصل الزمني الطويل بين الوجبات لا يضعفها بأي شكل من الأشكال. أكلوا وجبة كبيرة # 8211 تخزين الكثير من السعرات الحرارية في أجسامهم ثم استخدموا هذه السعرات الحرارية المخزنة للبقاء على قيد الحياة. # 8217s طبيعي.

لدى الثدييات تكيفات تسمح لها بالبقاء على قيد الحياة مع الإمداد الغذائي المتقطع. أي أن الجسم لديه وسيلة لتخزين الطاقة الغذائية ، بحيث يمكن للأسد أن يأكل مرة واحدة في الأسبوع. هذا ينطبق على البشر أيضًا. الطريقة الرئيسية للقيام بذلك هي تخزين الجليكوجين في الكبد (السكر المخزن) ثم تخزين الدهون الثلاثية في الأنسجة الدهنية. عندما تأكل ، فإنك تضع طاقة الطعام في متاجرك. عندما تصوم ، فإنك تسحب طاقة الطعام. لا يمكن تصور أن الثدييات مصممة بهذا النظام المذهل لتخزين الطاقة الغذائية ، ومع ذلك لا يزال من الضروري تناول الطعام كل ساعتين للبقاء بصحة جيدة. هذا & # 8217s مثل بناء حمام سباحة ومنتجع صحي مذهلين ، ثم تقرر بشكل تعسفي أنه لا يمكنك التبلل بعد كل شيء.

مجتمعات الصيادين والحيوانات البرية تقريبًا لم تتعرض أبدًا لمشاكل السمنة ومرض السكري من أمراض القلب والأوعية الدموية ، حتى في أوقات الوفرة. تشير التقديرات إلى أن الأطعمة الحيوانية توفر حوالي 2/3 من سعراتها الحرارية. لذا ، فبالرغم من كل الأسنان الحديثة التي صرخت باللحوم والدهون المشبعة ، يبدو أن أسلافنا واجهوا مشاكل بسيطة في تناولها. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن العديد من المجتمعات تناولت أنظمة غذائية تعتمد على الكربوهيدرات (مثل Kitavans و Okinawans) ولم تكن تعاني أيضًا من مشاكل السمنة. يبدو أنها مشكلة حديثة ، وأظن أن الحبوب المكررة والسكر يلعبان دورًا ساحقًا هنا.

بدأت الأمور تتغير منذ حوالي 10000 عام مع الثورة الزراعية. بدأ الإنسان المبكر في الزراعة بدلاً من الصيد ، مما أدى إلى زيادة موثوقية الطعام مما يسمح بنمط نموذجي لتناول الطعام 2-3 مرات في اليوم. حتى مع ذلك ، كان هناك القليل من السمنة حتى وقت قريب نسبيًا (1970 & # 8217s الولايات المتحدة الأمريكية).

لذلك ، من الممكن بالتأكيد تناول اللحوم وقليل من مرض السكري. من الممكن أيضًا تناول الكربوهيدرات وقليل من مرض السكري. تركز المشكلة ، (التغذية & # 8217s Greatest Blunder) بقلق شديد على محتوى المغذيات الكبيرة (مقدار الدهون وكمية الكربوهيدرات). إن استجابة الأنسولين هي المهمة ، وليس انهيار المغذيات الكبيرة. السمية تكمن في يتم المعالجةوليس الطعام. لذا فإن الحبوب والسكريات عالية التكرير والمعالجة ، وكذلك الزيوت النباتية هي المشكلة ، وليس الكربوهيدرات والدهون.

إيقاعات الساعة البيولوجية

يمكن التنبؤ بإيقاعات الساعة البيولوجية ، والتغيرات المستمرة على مدار 24 ساعة في السلوكيات ، والهرمونات ، والنشاط الغدي ، إلخ. تُفرز معظم هرمونات الجسم ، بما في ذلك هرمون النمو ، والكورتيزول وهرمون الغدة الدرقية في إيقاع الساعة البيولوجية. تطورت هذه الإيقاعات للاستجابة للاختلافات في الغالب في الإضاءة المحيطة التي يحددها الموسم والوقت من اليوم (الذي يتحكم في توافر الطعام). تظهر هذه الأنماط في جميع الحيوانات تقريبًا من الذباب إلى البشر ، ويقدر أن 10٪ من جينات الكائن الحي و # 8217 تظهر تغيرات الساعة البيولوجية.

الساعة اليومية الرئيسية هي النواة فوق التصالبية (SCN). يُعتقد أن الطعام كان نادرًا نسبيًا في العصر الحجري القديم وكان متاحًا في الغالب خلال ساعات النهار. هذا في الغالب لأن البشر يصطادون ويأكلون نهارًا وبمجرد غروب الشمس ، حسنًا ، لا يمكنك رؤية الطعام أمام وجهك. الحيوانات الأخرى هي حيوانات ليلية وقد يكون لها إيقاعات يومية أكثر ملاءمة لتناول الطعام في الليل ، ولكن ليس البشر.

إذن ، هل هناك فرق بين الأكل أثناء النهار والأكل في الليل؟ حسنًا ، الدراسات قليلة ، لكنها ربما تكون موحية. قارنت إحدى الدراسات المثيرة للاهتمام تأثير تناول وجبة فطور كبيرة مقابل عشاء كبير. في حين أن هناك العديد من دراسات الارتباط ، هذه واحدة من دراسات التدخل القليلة التي أجريت على البشر على عكس الفئران. فضل معظمهم تناول وجبة الإفطار ، أو تناول الطعام في وقت مبكر من اليوم ، على الرغم من أن معظم الدراسات تحتوي على الكثير من الأمور المربكة بحيث لا تكون مفيدة حقًا.

لذا فإن ما فعلته هذه الدراسة هو تعيين مجموعتين عشوائيًا من النساء ذوات الوزن الزائد لتناول وجبة فطور كبيرة (مجموعة BF) أو عشاء كبير (مجموعة D). تناول كلاهما 1400 سعرة حرارية / يوم ، وتمت مطابقة تركيبة المغذيات الكبيرة لكل نظام غذائي & # 8211 فقط تم تغيير توقيت أكبر وجبة. بينما فقدت المجموعتان الوزن ، كانت مجموعة BF متفوقة بشكل واضح في كل من فقدان الوزن وحجم الخصر (مقياس مهم للدهون الحشوية) بنحو 2.5 مرة (-8.7 كجم مقابل -3.6 كجم). />

فلماذا يوجد مثل هذا الاختلاف الكبير في زيادة الوزن؟ حسنًا ، قد يشرح هذا الرسم البياني الإضافي الأشياء قليلاً. يوضح الرسم البياني استجابة الأنسولين للوجبات. تناولت مجموعة BF المزيد من الأنسولين في الصباح بينما تناولت المجموعة D المزيد في الليل ، كما هو متوقع. ومع ذلك ، من خلال جمع المنطقة الواقعة تحت المنحنى (AUC & # 8211 الرسم البياني إلى أقصى اليمين) ، يمكنك رؤية ذلك بشكل عام ، كان لدى مجموعة العشاء ارتفاع أكبر بكثير في الأنسولين. هذا رائع. أدت نفس السعرات الحرارية الإجمالية إلى زيادة إفراز الأنسولين بناءً على توقيت الوجبة.

أظهرت دراسة سابقة أصغر في عام 1992 نفس الشيء. استجابة للوجبة نفسها التي أعطيت في وقت مبكر أو متأخر من اليوم ، كانت استجابة الأنسولين 25-50٪ أكبر في المساء.

زيادة الوزن ، بالطبع مدفوعة بالأنسولين. لذلك ، في حين أن الكربوهيدرات والسعرات الحرارية كانت متطابقة في كلا المجموعتين ، فإن استجابة الأنسولين لم تكن كذلك ، مما أدى إلى زيادة الوزن بالنسبة للمجموعة D. هذا يوضح النقطة المهمة للغاية السمنة هي خلل هرموني وليس خلل في السعرات الحرارية. هذه الدراسة لها آثار عميقة على توقيت الوجبة. من المؤكد أن هناك ارتباطًا معروفًا بين العمل الليلي والسمنة. ومع ذلك ، قد يكون لهذا أيضًا علاقة بزيادة استجابة الكورتيزول بسبب النوم المضطرب.

الآن ، هذا لا يعني بالضرورة أنه يجب عليك تناول وجبة كبيرة بمجرد استيقاظك. لكن هذا يعني أن تناول وجبة كبيرة في المساء (بعد غروب الشمس) قد يسبب ارتفاعًا أكبر في الأنسولين من تناول نفس الوجبة خلال ساعات النهار. تكمن مشكلة الإفطار عمومًا في أننا في عجلة من أمرنا في الصباح ونميل إلى تناول الكربوهيدرات المكررة للغاية (الخبز المحمص والحبوب والخبز وما إلى ذلك) والتي تميل أيضًا إلى تحفيز الأنسولين بشدة. لكن الانتظار حتى الظهر لتناول وجبة غداء كبيرة لأن وجبتك الرئيسية تبدو حلاً جيدًا. يؤدي هذا أيضًا إلى تجنب & # 8216 الخروج من الباب & # 8217 أو & # 8216 الاستيلاء على الكعك & # 8217 نوعًا من الاستجابة للحث على & # 8216 تناول وجبة الإفطار & # 8211 & # 8217s أهم وجبة في اليوم & # 8217.

كما تنصح الحكمة الشعبية ، بالطبع ، بتجنب تناول وجبات كبيرة في المساء. السبب المقدم عادة هو شيء على غرار & # 8220 ، إذا كنت تأكل قبل النوم مباشرة ، فلن تحصل على فرصة لحرقها وسيتحول كل شيء إلى دهون & # 8221. ربما ليس صحيحًا من الناحية الفنية ، ولكن ربما يوجد شيء ما هنا. يبدو أن تناول الطعام في وقت متأخر من الليل يسبب السمنة بشكل خاص.

هناك أيضًا إيقاع يومي طبيعي للجوع. بعد كل شيء ، إذا كان ذلك بسبب تناول الطعام ، فسنشعر بالجوع باستمرار في الصباح بعد صيام الليل الطويل. لكن التجارب والدراسات الشخصية تؤكد أنه من المفارقات أن الجوع موجود أدنى في الصباح. هذه & # 8216 paradoxical & # 8217 لأن وجبة الصباح تتبع أطول فترة في اليوم بدون طعام. عادة ما يكون الإفطار هو أصغر وجبة في اليوم وليس أكبرها. يشير هذا إلى وجود إيقاع يومي مستقل عن دورة الأكل / الصيام.

يُظهر هرمون الجريلين ، وهو هرمون الجوع ، إيقاعًا يوميًّا ملحوظًا مع انخفاض في الساعة 0800. ومن المثير للاهتمام ، أنه مع الصيام ، يبلغ هرمون الجريلين ذروته في اليوم الأول والثاني ثم ينخفض ​​بثبات. يتماشى هذا تمامًا مع ما يتم ملاحظته سريريًا ، حيث يكون الجوع هو أسوأ مشكلة في الصيام في اليوم الأول والثاني. يفيد العديد من الأشخاص الذين يقضون فترات صيام أطول أن الجوع يختفي عادة بعد اليوم الثاني.

ينخفض ​​الجوع عادةً إلى أدنى مستوى له في الساعة 7:50 صباحًا ويبلغ ذروته في الساعة 7:50 مساءً. ينطبق هذا على جميع الأطعمة تقريبًا. ومن المثير للاهتمام أن الخضار لا تظهر أي إيقاع يومي في الرغبة في تناول الطعام. لا أعرف حقًا ما يعنيه هذا ، لكنني لا أعتقد ذلك & # 8217s لأن الخضروات ليست لذيذة.

افهم مرة أخرى أن هذه إيقاعات طبيعية متأصلة في تركيبتنا الجينية. إذا أزلت كل المحفزات الخارجية ، فستظل هذه الإيقاعات قائمة. ماذا يعني أن الجوع هو الأدنى في الصباح؟ أحد الآثار المترتبة على ذلك هو أن الجوع ليس بهذه البساطة & # 8216 ؛ كلما طالت مدة عدم تناول الطعام ، زادت جوعك & # 8217 & # 8217. لا ، هناك العديد من المدخلات الخفية ويلعب التنظيم الهرموني للجوع دورًا رئيسيًا.

ومع ذلك ، فإن الدراسات متضاربة. فشلت بيانات NHANES حول تناول الطعام في المساء في إظهار أي ارتباط بين الأكل المتأخر وزيادة الوزن ، كما كان متوقعًا. ومع ذلك ، يجب مراعاة احتمال أن يؤدي تناول الطعام خلال ساعات النهار إلى تقليل إفراز الأنسولين.

إذن ، ما هو المعنى العملي؟ في الساعة 0800 صباحًا ، يتم قمع جوعنا بنشاط من خلال إيقاعنا الهرموني اليومي. يبدو أن إجبار المرء على تناول الطعام يأتي بنتائج عكسية. & # 8217s النقطة؟ الأكل لا يؤدي إلى فقدان الوزن. إن إجبار أنفسنا على تناول الطعام في وقت لا نشعر فيه بالجوع ليس من المرجح أن يكون استراتيجية ناجحة.

ومع ذلك ، فإن تناول الطعام في وقت متأخر من الليل يبدو أيضًا استراتيجية سيئة. يزداد الجوع إلى أقصى حد في حوالي الساعة 7:50 مساءً في نفس الوقت الذي يتم فيه تحفيز الأنسولين إلى أقصى حد بواسطة الأطعمة. وهذا يعني ارتفاع مستويات الأنسولين لنفس كمية الطعام المتناولة. سيؤدي هذا المستوى المرتفع من الأنسولين بشكل طبيعي إلى زيادة الوزن. هذا هو النمط المعتاد لتناول الطعام في أمريكا الشمالية ، حيث يكون العشاء هو الوجبة الرئيسية. هذا مدفوع في الغالب ، ليس بسبب المخاوف الصحية ، ولكن بسبب ساعات العمل واليوم المدرسي. وهذا يترك أيضًا عمال المناوبة في وضع غير مؤات. يميلون إلى تناول وجبات أكبر في وقت لاحق من المساء ، مما يؤدي إلى ارتفاع الأنسولين.

لذا يبدو أن الإستراتيجية المثلى هي تناول وجبة كبيرة في منتصف النهار & # 8211 في وقت ما بين الساعة 12:00 والساعة 3:00 مساءً وكمية صغيرة فقط في ساعات المساء. ومن المثير للاهتمام ، أن هذا هو نمط الأكل المتوسطي التقليدي. لقد تناولوا تقليديًا وجبة غداء كبيرة ، تليها قيلولة ثم وجبة خفيفة صغيرة الحجم تقريبًا & # 8216dinner & # 8217. بينما نعتقد في كثير من الأحيان أن حمية البحر الأبيض المتوسط ​​صحية بسبب الأطعمة ، قد يلعب توقيت الوجبات دورًا أيضًا.

نصيحة واحدة أخيرة & # 8211 يجب علينا بالتأكيد جميعًا أخذ قيلولة.والأفضل من ذلك ، أن تأخذ قيلولة على ضفاف البحيرة في أرجوحة شبكية.


شاهد الفيديو: حلقات التغذية الاسترجاعية: كيف تحقق الطبيعة إيقاعها - أنجي مارغريت نوتيل (شهر نوفمبر 2021).