I en nyligt rapporterede, første nogensinde at finde, fysikere fra Boston University og fysiologer fra Bostons Brigham and Women Hospital (BWH) har konstateret, at kroppens biologiske ur påvirker mønstrene for hjerte-sats kontrol hos raske personer, uafhængig af søvn / vågner cyklus eller anden adfærd påvirkninger.
Deres analyse af hjerteslag dynamikken i raske personer i undersøgelsen viste signifikant døgnrytme, herunder en bemærkelsesværdig reaktion ved de indre circadian fase, svarende til 10 am, tidspunkt på dagen som oftest forbundet med uønskede kardiale hændelser hos personer med hjertesygdomme.
Den BU / BWH team vil rapportere sine resultater i december 28 udgave af Proceedings of National Academy of Sciences. Sponsoreret af tilskud fra National Institutes of Health, blev de institutionelle hold ledet af Plamen Ivanov, en videnskabelig medarbejder i BU Center for Polymer Studies, som påtog sig en analyse af data, og Steven Shea, direktør for BWH medicinske chronobiology program og lektor i medicin ved Harvard Medical School, som har ledet den eksperimentelle del af forskningen.
Hjertesygdom er den hyppigste dødsårsag i USA, der tegner sig for 29 procent af dødsfald som følge af landets 10 førende årsager (herunder drab og ulykker), ifølge de seneste statistikker (2001) fås fra National Center for Health Statistics.
Når medlemsstaterne udformer deres undersøgelse af denne dødelige sygdom, de BU / BWH holdet trak på tilsyneladende forskellige resultater i epidemiologi, kardiologi, circadian biologi, biomedicinsk teknik, og fysik til at konstruere en tilgang, der vil vurdere hjerteslag udsving hos raske personer i forskellige døgnrytmen faser. Hertil kommer, vælger de at analysere data fra disse personer, der bruger redskaber fra statistisk fysik, der beskriver forholdet mellem frekvenserne af store og små begivenheder. Med disse værktøjer, håber forskerne at finde, om underliggende mønstre i hjerteslag data fra undersøgelsens deltagere blev påvirket af døgnrytmen faser.
I mere end et årti har forskere ved Center for Polymer Studies anvendte statistiske fysik metoder til undersøgelser af hjerte-dynamik, sondering for skjulte mønstre. Forrige statistiske evalueringer af hjerteslag udsving med Ivanov og andre har vist, at de af raske personer udviser en selv-lignende struktur over en vifte af tidsplaner, der er, vil udsvingene fundet i et vindue i 10 slag være statistisk svarer til dem, der findes i et hjerteslag interval på 100 slag og eller en af 1000 beats.
"Disse undersøgelser har vist, at denne selv-lignende struktur i den tidsmæssige rækkefølge hjerteslag udsving ændrer sig med visse former for adfærd, såsom søvn eller vågner, hvile eller motion," forklarer Ivanov. "Baseret på disse observationer, vi antager, at disse dynamiske mønstre også vil ændre sig med døgnrytmen. Dette gav stødet til undersøgelsens design. "
Epidemiologiske undersøgelser, også har vist et mønster til begivenheder i forbindelse med hjertebanken uregelmæssigheder som myokardieinfarkt, slagtilfælde, angina pectoris, arytmier og pludselig hjertedød. Disse begivenheder har vist sig at have en stærk 24-timers dag / nat mønster og, Interessant nok, er blevet fundet at forekomme oftest omkring 10:00 Dag / nat mønstre af sygdommens sværhedsgrad er ofte forbundet med søvn / vågner adfærd, men, forskerne hypotese , kan de også være knyttet til en intern instans ur, den endogene circadian pacemaker, der styrer meget af vores fysiologi, selv når adfærdsmønstre er uændrede. Kropstemperatur, Shea noter, stiger i løbet af dagen og falder om natten, selv når en person ikke sove om natten. Den døgnrytmen cyklus normalt "nulstiller" sig selv hver dag som reaktion på visse eksterne signaler, de fleste særligt skarpt lys, såsom sollys.
For at fjerne enhver indflydelse fra søvn / vågner cyklus, Shea og hans team ansat en "tvungen desynchrony" protokollen om de fem raske frivillige, der deltog i undersøgelsen. For 10 dage boede deltagerne i svagt oplyste rum afskåret fra nogen udefra eller tid signaler. Forskerne justeret planlagt adfærd (sove perioder, spise, og lignende), gradvist flytte adfærdsmønstre, indtil deltagerne havde en 28-timers dag, omkring 19 vågne timer og 9 timer søvn. Denne 28-timers søvn / vågner tidsplan blev opretholdt i syv "dage", mens core kropstemperatur, der anvendes til at markere deltagernes interne circadian faser, fortsatte med at svinge med en ca 24-timers periode, med angivelse af deres søvn / vågner cyklusser var blevet eksperimentelt adskilt fra deres døgnrytmen.