A 'circadian rhythm' is a self-sustained biological rhythm (cycle) that repeats itself approximately every 24 hours. Circadian rhythms are generated by an internal clock, or pacemaker, and persist even in the absence of environmental time cues, collectively termed 'zeitgebers.' Although organisms generate circadian rhythms internally, they are entrained by environmental stimuli, particularly the light-dark cycle. Measurement of the endogenous melatonin rhythm provides relatively reliable surrogate way of assessing the timing of the internal circadian clock. Also, core body temperature and cortisol can be used as markers of circadian rhythms. The sleep-wake cycle, body temperature, and melatonin rhythm have a stable internal phase relationship in humans and other diurnal species. They play an important role in controlling daily behavioral rhythms including task performance, blood pressure, and synthesis and secretion of several hormones. In this review, we address not only the properties, methods of measurement, and markers of circadian rhythms, but also the physiological and psychological importance of human circadian rhythms.
Annamneedi, Venkata Prakash;Park, Jun Woo;Lee, Geum Seon;Kang, Tae Jin
Biomolecules & Therapeutics
/
제29권1호
/
pp.31-40
/
2021
All living beings on earth have an important mechanism of 24-h periodicity, which controls their physiology, metabolism, and behavior. In humans, 24-h periodicity is regulated by the superchiasmatic nucleus (SCN) through external and environmental cues. Peripheral organs demonstrate circadian rhythms and circadian clock functions, and these are also observed in cultured cell lines. Every cell contains a CLOCK: BMAL1 loop for the generation of circadian rhythms. In this review, we focused on cell autonomous circadian rhythms in immune cells, the inflammatory diseases caused by disruption of circadian rhythms in hormones, and the role of clock genes in inflammatory diseases.
We invesigated whether the circadian rhythms of plasma MHPG and HVA concentrations exist in 11 healthy young adults, and analyzed the patterns of their circadian rhythms. The results were as follows : 1) The change in the mean plasma MHPG concentrations analyzed by repeated measures ANOVA was not statistically significant. Five subjects showed significant circadian rhythms of plasma MHPG concentrations of each individual, and 4 of those had the acrophases between 17PM and 24PM. 2) The change in the mean plasma HVA concentrations analyzed by repeated measures ANOVA was not statistically significant. Six subjects showed significant circadian rhythms of plasma HVA concentrations of each individual, and 4 of those had the acrophases between 21PM and 6AM. In conclusion, the circadian rhythm pattern of plasma HVA concentrations in our result is consistent with the previous study. It was suggested that plasma MHPG and HVA concentrations should be measured more frequently, and the physical activities of subjects be controlled more strictly for the following study.
Living organisms are influenced by many external rhythms and they have adapted their physiology to periodically changing conditions. These adaptive strategies are controlled by endogenous innate programs of behavior and physiology which are determined by external signals ("Zeitgeber"). There are many biological rhythms, each with its own characteristic functional adaptation. Among them, the presence of endogenous time control of feeding and drinking becomes obvious. There are increasing evidences that the control of food intake, food selection, and drinking are regulated by the endogenous rhythms including a circadian rhythm. However, there have been many restrictions in understanding the endogenous control of food intake itself and its mechanism. To broaden our know ledges of the endogenous time control of feeding and drinking, the author reviwed the characteristics of the endogenous timing for food intake, the influence of circadian pacemakers and food-entrainable oscillators, the interaction between the circadian control and the external and internal conditions in the control of food intake, the conseqences of feeding, the circadian control of food selection, and the biological cycles in energy balance.
The avian pineal as well as the retina has been known to contain several types of photoreceptors with different visual pigments such as rhodopsin, iodopsin and the pineal specific opsin, pinopsin. These organs are also known to have circadian clock to regulate melatonin production. Exposure of animals to light causes a decline of the melatonin level and the phase shifts of melatonin rhythms in the pineal and retina. Therefore, the circadian clock system of these organs seem to consist of three elements, i.e., light input, oscillator and melatonin output systems. In birds, it was suggested that rhodopsin might be involved in the entrainment of pineal melatonin rhythms from the action spectrum experiment for controlling NAT activity rhythms. However, there are much more pinopsin-immunoreactive (Pino-IR) cells than rhodopsin (Rho-IR) and iodopsin (Iodo-IR) cells in the avian pineal. We found that Pino-IR cells appeared earlier embryonic stages than Rho-IR and Iodo-IR cells. So, we tried to identify the visual pigments involved in the circadian melatonin rhythms in the pineal and retina. Organ cultured pineals were exposed to monochromatic light to find out which opsin participates in regulation of melatonin rhythms. The action spectra showed a peak at 475nm, suggesting that pinopsin is the major photopigment to regulate melatonin production in birds.
Ri, Hwajung;Lee, Jongbin;Sonn, Jun Young;Yoo, Eunseok;Lim, Chunghun;Choe, Joonho
Molecules and Cells
/
제42권4호
/
pp.301-312
/
2019
Post-transcriptional regulation underlies the circadian control of gene expression and animal behaviors. However, the role of mRNA surveillance via the nonsense-mediated mRNA decay (NMD) pathway in circadian rhythms remains elusive. Here, we report that Drosophila NMD pathway acts in a subset of circadian pacemaker neurons to maintain robust 24 h rhythms of free-running locomotor activity. RNA interference-mediated depletion of key NMD factors in timeless-expressing clock cells decreased the amplitude of circadian locomotor behaviors. Transgenic manipulation of the NMD pathway in clock neurons expressing a neuropeptide PIGMENT-DISPERSING FACTOR (PDF) was sufficient to dampen or lengthen free-running locomotor rhythms. Confocal imaging of a transgenic NMD reporter revealed that arrhythmic Clock mutants exhibited stronger NMD activity in PDF-expressing neurons than wild-type. We further found that hypomorphic mutations in Suppressor with morphogenetic effect on genitalia 5 (Smg5) or Smg6 impaired circadian behaviors. These NMD mutants normally developed PDF-expressing clock neurons and displayed daily oscillations in the transcript levels of core clock genes. By contrast, the loss of Smg5 or Smg6 function affected the relative transcript levels of cAMP response element-binding protein B (CrebB) in an isoform-specific manner. Moreover, the overexpression of a transcriptional repressor form of CrebB rescued free-running locomotor rhythms in Smg5-depleted flies. These data demonstrate that CrebB is a rate-limiting substrate of the genetic NMD pathway important for the behavioral output of circadian clocks in Drosophila.
Circadian rhythms in subjective alertness, mood, and performance can be classified as psychological rhythm, compared with physiological rhythm such as body temperature and hormonal change. While in normal condition entrained by 24hr zeitgeber, subjective alertness would reach its maximum value around midday, subjective alertness would parallel body temperature rhythm with its peak at evening in non-entrained, free-running state. With desynchronization technique, subjective alertness rhythm is thought to be controlled by both temperature and sleep-wake rhythm oscillator. Circadian performance rhythms depend on the kind of task tested. It shows parallelism with body temperature rhythm when subjects are tested with simple, repetitive task. But when tested with tasks requiring complex verbal reasoning or immediate memory, subjects would perform them best at early morning, with performance decreasing as time of day advances. The desynchronization technique shows that circadian performance rhythm of simple, repetitive task is dependent on temperature oscillator but circadian performance rhythm of complex verbal reasoning is influenced by both temperature and sleep-wake rhythm oscillator or another independent oscillator. It would be worthwhile to compare psychological rhythm with hormonal change such as cortisol and melatonin. And more simple and time-saving method than desynchronization technique may facilitate the study of the mechanism underlying psychological rhythm.
The cyclic environmental conditions brought about by the 24 h rotation of the earth have allowed the evolution of endogenous circadian clocks that control the temporal alignment of behaviour and physiology, including the uptake and processing of nutrients. Both metabolic and circadian regulatory systems are built upon a complex feedback network connecting centres of the central nervous system and different peripheral tissues. Emerging evidence suggests that circadian clock function is closely linked to metabolic homeostasis and that rhythm disruption can contribute to the development of metabolic disease. At the same time, metabolic processes feed back into the circadian clock, affecting clock gene expression and timing of behaviour. In this review, we summarize the experimental evidence for this bimodal interaction, with a focus on the molecular mechanisms mediating this exchange, and outline the implications for clock-based and metabolic diseases.
Circadian rhythms can be seen in a variety of physiological functions in insects. Light is a powerful zeitgeber not only synchronizing but also modulating the rhythm to adjust insect's temporal structure to seasonal changes in the environmental cycle. There are two general effects of the length of light phase within 24 hr light cycles on the circadian rhythms, i.e., the modulation of free-running period and the waveform. Since the photoperiodic modulation of the free-running period is induced even in the clock mutant flies, per$\^$s/, the free-running period is not fully determined genetically. In crickets, the ratio of activity (a) and rest phase (p) under the constant darkness (DD) is clearly dependent on the photoperiod under which they have been kept. When experienced the longer photoperiod it becomes smaller. The magnitude of change in a/p-ratio is dependent on the number of cycles they experienced. The neuronal activity of the optic lobe in DD shows the a/p-ratio changing with the preceding photoperiod. These data suggest that a single circadian pacemaker stores and maintains the photoperiodic information and that there is a system that accumulates the effects of single photoperiod to cause greater effects.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.