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Diferenças Individuais no Funcionamento do Sistema de Temporização Circadiana

Humano

Leandro Duarte

Departamento de Fisiologia e Biofísica-ICB/USP

Sistema de temporização circadiana

Ciclos externos

Osciladores

Ritmo

aparente

REVISÃO

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000 6

:00

12:0

0

18:0

0

0:0

0

6:0

0

12:0

0

18:0

0

0:0

0

6:0

0

12:0

0

18:0

0

0:0

0

6:0

0

12:0

0

18:0

0

0:0

0

6:0

0

12:0

0

18:0

0

0:0

0

curva

ajustada

MESOR ACROFASE

AMPLITUDE

Período

REVISÃO

Diferenças Individuais

Fase

Amplitude e Mesor

Período endógeno

CRONOTIPOS DIFERENTES:

Matutinos Vespertinos

Intermediários

M I V n

12% 61% 27% 172

16% 60% 24% 2135

15% 73% 12% 6631

34% 51% 15% 522

Facilidade acordar 1as horas da manhã

Dificuldade vigília além do horário de dormir

Estabilidade semana x final de semana (CVS)

Boa eficiência de sono; menor sonolência diurna

Menos cochilos, menores problemas de atenção

Menores indisposições emocionais

Menor uso de cafeína e benzodiazepínicos

Atraso do início do sono

Atraso do início da vigília

Instabilidade semana x final de semana (CVS)

Baixa eficiência de sono; maior sonolência diurna

Mais cochilos, maiores problemas de atenção

Maiores indisposições emocionais

Maior uso de cafeína e benzodiazepínicos

M

V

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

Diferenças de fase

Temperatura Baehr, 2000 2h 11min

Bailey, 2001 1h 08min

Kerkhoff & Van Dongen,1996 2h 34min

2h 07min

4h 36min

Waterhouse, 2001 3h

Horne & Ostberg, 1976 1h12min

R

R.A

R.Rc

Oral

R.A

R.Rc

Oral

Diferenças de fase

Cortisol

Bailey, 2001 55 min

Melatonina

2h 06min Griefahn, 2002 S.Rc

P.A

Outros ritmos...

Dinâmica do débito urinário

0

2

4

6

8

ml/

min

inicial inicial

final

final

VESPERTINO

MATUTINO

Duarte & Menna-Barreto, 2004

Alerta subjetivo = 9 h

Natale & Cicogna, 2002

Humor

Kerkhof, 1998

Kerkhof & Van Dongen 1996

= 6 h 4h RC

Necessidade de monitoramento de outros ritmos

Questionários para identificação

•Horne & Ostberg, 1976

adolescentes

adultos jovens

crianças

diferenciação semana

e final de semana

japonês

português alemão

espanhol

francês italiano

www.crono.icb.usp.br/cronotipo

alerta

temperatura

Natale & Cicogna, 2002

Classificação

Estudando as diferenças

Relação de fase entre os ritmos

Período endógeno

Genes de expressão rítmica

Relação de fase entre os ritmos

Acrofase TEMPERATURA e

ALERTA

Matutino = 4,0 h

Vespertino = 0,0 h

Relação de fase entre os ritmos

Natale & Cicogna, 1996

Vespertinos: = 13h

Matutinos: = 11h

Relação de fase entre os ritmos

Kerkhof & Van Dongen 1996

Relação de fase entre os ritmos

Baehr et al., 2000

Liu et al., 2001

Relação de fase entre os ritmos

Dividindo o STC em dois:

• Ritmos mais plásticos: ciclo vigília/sono, volume urinário, resposta a teste de desempenho

• Ritmos mais rígidos: temperatura central, sono REM, cortisol

Relação de fase entre os ritmos

Moore & Danchenko, 2002

NSQ

NÚCLEO PARAVENTRICULAR

HIPOTÁLAMO

POSTERIOR ÁREA PRÉ-ÓPTICA

PINEAL

Temperatura

corporal Atividade/Repouso

Melatonina

Tálamo

Prosencéfalo Basal

Ciclo vigília/sono

Neurofisiologia

CRDF

OTI e CRDF M x V ??

Período endógeno

tau

tau Matutinos < tau Vespertinos

Duffy et al., 2001

CORRIDA DE OSCILADORES

V M

IDOSOS

JOVENS

Duffy & Czeisler, 2002

MAT

VES

MAT

VES

VES

MAT

VES

MAT

Tom

in

Genes de expressão rítmica

CLOCK BMAL

TIM CRY

cry CRYs

PERs

CKI epsilon

PER

P

PER

PER

P

PER

CRY

P

TIM PER

P

tim TIM

per

E-box +

MECANISMO MOLECULAR DOS OSCILADORES

CLOCK BMAL

TIM CRY

cry CRYs

PERs

CKI epsilon

PER

P

PER

PER

P

PER

CRY

P

TIM PER

P tim

per

E-box +

MECANISMO MOLECULAR DOS OSCILADORES

CLOCK BMAL

TIM CRY

cry CRYs

PERs

CKI epsilon

PER

P

PER

PER

P

PER

CRY

P

TIM PER

P

per

E-box +

MECANISMO MOLECULAR DOS OSCILADORES

-

CLOCK BMAL

TIM CRY

cry CKI epsilon

PER

P

PER

PER

P

PER

CRY

P

TIM PER

P

per

E-box

MECANISMO MOLECULAR DOS OSCILADORES

-

Genes de expressão rítmica

per1 2548G e per1 2548A Katzenberg et al., 1999

clock 3111C e clock 3111T Katzenberg et al., 1998

tim 2634G e tim 2634A Pedrazzoli et al., 1998

Mutação

per2

*

Síndrome da fase avançada do sono

Síndrome da fase atrasada do sono per3

Ascher, 2003

Toh, 2001

Robiliards, 2002

clock bmal

TIM CRY

cry CRYs

PERs

CKI epsilon

PER

P

PER

PER

P

PER

CRY

P

TIM PER

P tim

TIM

per

E-box +

MECANISMO MOLECULAR DOS OSCILADORES

TIM CRY

PER

PER

P

PER

CRY

P

TIM PER

P

-

Perspectivas de estudos….

Período endógeno

Relação de fase entre diferentes ritmos

Curva de Resposta dependente de fase

Capacidade de arrastamento

Diferenças morfológicas nos genes de expressão rítmica

CRONOTIPOS

MODELO

MATEMÁTICO “Cronotipos Humanos:

aplicação de modelo

matemático”

Duarte, L., Lopes, J. R.

HUMOR

“Variação Circadiana de

Humor: Comparação

Entre Diferentes

Cronotipos.”

Porto, R., Duarte, L.,

Menna-Barreto, L.

MODELO

ANIMAL “Plasticidade do

Sistema de

Temporização em

Roedores da Espécie

Trinomis yonenagae:

Comparação entre

Indivíduos Matutinos

e Vespertinos”

Duarte, L., Spinelli, E.,

Menna-Barreto, L.

DEPRESSÃO “Associação da Depressão com

o Cronotipo do Indivíduo”

Mesquita, E., Duarte,L., Menna-Barreto, L.

PROSUL “Relação de fase entre os ritmos

de temperatura periférica, atividade/

repouso e o ciclo claro-escuro em

cronotipos extremos”

Duarte, L., Areas, R., Menna-Barreto

Projetos em desenvolvimento:

Vespertino

Matutino

Enquanto os vespertinos não sincronizam…

Sonolência em horários “impróprios”

Maior exposição aos perigos associados à

vida noturna

Letargia e ou estados depressivos

OBRIGADO PELA ATENÇÃO!

lduarte@icb.usp.br

“A máxima igualdade é aquela que permite o exercício das diferenças”