Юрген Ашофф - Jürgen Aschoff

Юрген Ашофф
Юрген Ашофф (1913-98)
Родился	(1913-01-25)25 января 1913 г. Фрайбург-им-Брайсгау, Германия
Умер	12 октября 1998 г.(1998-10-12) (85 лет) Фрайбург-им-Брайсгау, Германия
Национальность	Немецкий
Альма-матер	Боннский университет
Известен	Правило Ашоффа, модель Ашоффа – Вевера.
Научная карьера
Поля	Хронобиология
Учреждения	Геттингенский университет Институт медицинских исследований Макса Планка Институт Макса Планка поведенческой физиологии

Юрген Вальтер Людвиг Ашофф (25 января 1913 г. - 12 октября 1998 г.^[1]) был Немецкий врач, биолог и поведенческий физиолог. Вместе с Эрвин Бюннинг и Колин Питтендрай, он считается соучредителем области хронобиология.^[1]

Работа Ашоффа в области хронобиологии представила идею о том, что смещение цикла свет-темнота может привести к вредным последствиям, таким как корреляция с психическим заболеванием.

Жизнь

Ашофф родился в Фрайбург-им-Брайсгау как пятый ребенок патолог Людвиг Ашофф (известен открытием Ашофф-Тавара или атриовентрикулярный узел ) и его женой Кларой. Он вырос в либеральном, но морально строгом мире прусской академии.^[1] После Abitur в гуманистической средней школе он - по его собственному утверждению, «не имеющий особого интереса» - изучал медицину в Боннский университет, где он присоединился к Burschenschaft Alemannia Bonn. Научная карьера Ашоффа началась в 1938 году, когда он переехал в Геттингенский университет учиться терморегуляция физиология с участием Герман Рейн.^[1] В 1944 г. он получил Venia Legendi. Затем в 1949 году он стал профессором Геттингенского университета.^[2]

В 1952 году его наставник Герман Райн был назначен директором Институт медицинских исследований Макса Планка в Гейдельберг.^[1] Рейн привел Ашоффа в институт в качестве сотрудника для изучения циркадные ритмы у людей, птиц и мышей.^[1] Затем Ашофф переехал в Институт Макса Планка поведенческой физиологии в Андекс работать с Густав Крамер, которые показали навигацию по солнечному компасу с временной компенсацией у птиц, и Эрих фон Хольст, изучавшие физиологические осцилляторы.^[2] С 1967 по 1979 год он был директором Института поведенческой физиологии Макса Планка и экстраординарным профессором в области физиологии поведения. Мюнхен. Ашофф был научным членом и членом коллегии Института физиологии поведения Макса Планка, а также сенатором от Общество Макса Планка с 1972 по 1976 гг.

Ашофф был известен как отличный лектор с громким голосом, и он проявлял особый интерес к созданию научного сообщества и поощрению молодых ученых.^[2][3] После выхода на пенсию в 1983 году и возвращения во Фрайбург Ашофф продолжил свою научную деятельность в форме дальнейших публикаций. Только смерть его жены Хильды сломала его необыкновенную жизненную силу. Юрген Ашофф умер через 10 месяцев после своей жены в 1998 году после непродолжительной болезни в возрасте 85 лет.^[2]

Работа

Ашофф заложил прочную основу для области хронобиологии благодаря своим исследованиям циркадных ритмов и увлечение у многих различных организмов, таких как крысы, мыши, птицы, макаки, обезьяны и люди. Его ранние исследования были сосредоточены на понимании свойств циркадных ритмов и того, как эти ритмы могут изменяться в ответ на раздражители. Его более поздние работы были более применимы к патологиям, таким как психические расстройства и опасности сменная работа расписания, которые могут возникнуть в результате манипулирования определенными Zeitgebers.^[1] Работа Ашоффа в области хронобиологии представила идею о том, что смещение цикла свет-темнота может привести к вредным последствиям, таким как корреляция с психическим заболеванием.^[4]

Ранняя работа

Ашофф начал свои исследования физиологии терморегуляции с экспериментов на себе. Он обнаружил, что существует 24-часовой ритм изменения температуры тела.^[1] После этих экспериментов он начал исследовать основные механизмы циркадного ритма. В 1950-х он познакомился и начал сотрудничать с Эрвином Бюннингом и Колином Питтендрайем. Ашофф начал дальнейшие эксперименты, изучая циркадные ритмы птиц и мышей в постоянных условиях. Его результаты привели к выводу, что циркадные колебания биологических процессов были врожденными и не требовали предварительного воздействия 24-часового дня.^[1]

Ашофф также применил эти методы к экспериментам с циркадными ритмами человека, построив подземный «бункер», чтобы изолировать людей от любых внешних факторов окружающей среды. Субъектам, помещенным в этот бункер, разрешалось включать и выключать свет в соответствии с их собственным внутренним ритмом. После более чем двадцати лет отслеживания циклов сна и бодрствования, температуры тела, диуреза и других физиологических и поведенческих показателей Ашофф и его сотрудники Рютгер Вевер пришли к выводу, что у людей есть эндогенные циркадные осцилляторы.^[1][5] Это открытие стало основой для нашего понимания многих медицинских проблем, таких как: старение, нарушения сна, и расстройство суточного биоритма в связи с дальним перелетом.^[1]

В 1960 году Ашофф ввел термин Zeitgeber (от немецкого «дающий время» или «синхронизатор») для обозначения внешних сигналов окружающей среды, которые синхронизируют эндогенный осциллятор с циклом окружающей среды.^[6] Чтобы исследовать свойства естественных эндогенных осцилляторов, Ашофф подвергал организмы постоянным условиям без подсказок Цайтгебера (постоянный свет или постоянная темнота). Наблюдения из этой статьи были сформулированы в фундаментальных правилах биологических часов.

Правило Ашоффа

Из экспериментов, о которых было сообщено в 1960 году, Ашофф отметил, что при постоянном освещении фаза активности у ночных организмов укорачивается, а у дневных - удлиняется. Эти тенденции были названы альфа-сжатие и альфа-расширение соответственно.^[6] В честь своего наставника Питтендрай назвал это наблюдение «Правилом Ашоффа» в публикации 1960 года, и это название сохраняется и по сей день.^[7]

Правило Ашоффа связано с моделью параметрический унос, что предполагает непрерывные изменения фазы.^[8] Ашофф и Питтендрай подошли к этой области с различными моделями увлечения осцилляторов, что привело к различным прогнозным моделям.^[9] Параметрическая модель Ашоффа утверждает, что увлечение происходит через постепенные изменения часов, которые адаптируются к новому циклу свет-темнота. Хотя эта модель больше не считается правильной в этой области, Серж Даан предположил в 1998 году, что Ашофф внес качественный вклад, который обеспечивает ценные альтернативы несоответствиям в текущей области.^[9]

Позже работа

Большая часть более поздних работ Ашоффа включала тесты на людях. Он обнаружил, что отсутствие цикла свет-темнота не препятствует увлечению людей. Скорее всего, для увлечения достаточно знать время дня по социальным сигналам, например, по расписанию регулярного приема пищи.^[10] Ашофф также обнаружил, что различные циркадные сигналы, такие как температура тела и двигательная активность могут быть либо внутренне синхронизированы, либо десинхронизированы в зависимости от мощности Zeitgeber. В постоянной темноте ректальная температура, начало и продолжительность сна были десинхронизированы у некоторых субъектов, и ректальная температура во время начала сна коррелировала с продолжительностью приступа сна. Он предположил, что внутренняя десинхронизация, фазовые различия, возникающие из-за разницы периодов между двумя процессами циркадного выброса, могут быть связаны со многими психическими расстройствами.^[11]

Некоторые из более поздних работ Ашоффа также объединили его первоначальный интерес к терморегуляции с его работой над циркадным ритмом. Он обнаружил циркадный ритм в теплопроводности, измерении передачи тепла от тела.^[12] Минимальная проводимость у млекопитающих и птиц колеблется в зависимости от циркадной фазы и имеет широкий диапазон значений проводимости. Это позволяет животным выделять тепло в период их активности, когда у них более высокий базальный метаболизм, а также сохранять тепло во время периода отдыха, когда у них более низкий базальный обмен.^[12] У птиц циркадный ритм проводимости в основном обусловлен суточной скоростью потери тепла за счет испарения. У млекопитающих проводимость колеблется в зависимости от циркадных ритмов теплового сопротивления тела и скорости кровотока.^[12]

Продолжая свои исследования температуры, он обнаружил, что некоторые виды млекопитающих могут участвовать в температурном цикле, но эта температура является слабым Zeitgeber по сравнению с циклом свет-темнота.^[13]

Ашофф описал маскирующие сигналы как входные сигналы, которые обходят кардиостимулятор, но тем не менее приводят к модуляции циркадного поведения, которое также контролируется кардиостимулятором.^[14] Параметрический унос - это унос, который не является результатом мгновенного изменения фазы, как регулируется Кривая фазового отклика, как и в случае маскировки сигналов. Термин Ашофф, используемый для этого явления, - «возбуждение» из-за нефотических цейтгеберов. Данные экспериментальных анализов показывают взаимосвязь между эффектами маскировки и фазой, что приводит к эффекту «демаскирования», при котором животные с аритмией в постоянных условиях имеют периоды автономной работы в высокочастотных циклах свет-темнота. Ашофф пришел к выводу, что осциллятор или циркадные часы «интегрируются» по интенсивности света, которому он подвергается, а затем реагируют изменением периода активности, как это наблюдается у зеленушек, зябликов, хомяков и чижей. Однако Ашофф пришел к выводу, что непараметрические эффекты, в отличие от параметрических, являются основным источником увлечения.^[15]

Модель Ашоффа – Вевера

1) Увеличение продолжительности заката продвигает фазу организма у ночных и дневных животных.

2) Увеличение силы zeitgeber должно увеличиваться по мере увеличения продолжительности заката.^[16]

Влияние на других исследователей

Ашофф опубликовал статьи как с Питтендрием, так и с Сержем Дааном, который также является ведущим исследователем в области хронобиологии.^[9] В своей недавней работе Даан попытался согласовать идею параметрического увлечения светом, предложенную Ашоффом, с непараметрической моделью увлечения, предложенной Питтендри, и результаты из статьи 2008 года из лаборатории Даана предоставляют дополнительные доказательства модели параметрического увлечения Ашоффа. .^[17]

Хотя сотрудничество Ашоффа с Густавом Крамером так и не было реализовано полностью из-за внезапной смерти последнего, Ашофф продолжал использовать птиц в качестве модельных организмов и работать с орнитологами.^[18]

Правило Ашоффа (приз)

На ужине в честь Ашоффа на Гордонской конференции по хронобиологии 1991 г. Тилль Реннеберг инициировал ежегодное вручение премии «Правило Ашоффа» ученым, продвинувшимся в области хронобиологии, представив мемориальную доску с линейкой профессору Мароли К. Чандрашекера.^[19][20] Получатели выбирают победителя в следующем году и должны соблюдать два правила:

• Преемник должен быть хронобиологом, работающим в стране, отличной от страны нынешнего обладателя премии.
• Преемник должен работать с организмом, отличным от организма нынешнего обладателя приза.

Избранные публикации

• Экзогенные и эндогенные компоненты циркадных ритмов »(1960),
• Beginn und Ende der täglichen Aktivität freilebender Vögel “(mit R. Wever, 1962),
• Циркадные часы »(1965),« Десинхронизация и ресинхронизация циркадного ритма человека »(1969),
• Ашофф, Юрген. (1965) Циркадные ритмы у человека. Наука. 148: 1427–1432.^[21]

использованная литература

1. Даан С., Гвиннер Э (1998). «Юрген Ашофф (1913–1998)». Природа. 396 (6710): 418. Дои:10.1038/24750. PMID  9853745.
2. "Articles38.htm | dec25 | currsci | Индийская академия наук".
3. Даан, Серж; Эберхард Гвиннер (3 декабря 1998 г.). «Пионер биологических ритмов» (PDF). Природа. 396 (6710): 418. Дои:10.1038/24750. PMID  9853745. Архивировано из оригинал (PDF) 13 августа 2011 г.. Получено 28 апреля 2011.
4. Eastwood, M. R .; А. М. Питер (1988). «Эпидемиология и сезонное аффективное расстройство». Психологическая медицина. 18 (4): 799–806. Дои:10.1017 / S0033291700009727. PMID  3078047.
5. «Виртуальный музей».
6. Ашофф Дж (1960). «Экзогенные и эндогенные компоненты в циркадных ритмах». Колд Спринг Харб Симп Квант Биол. 25: 11–28. Дои:10.1101 / SQB.1960.025.01.004. PMID  13684695.
7. Питтендрай CS (1960). «Циркадные ритмы и циркадная организация живых систем». Колд Спринг Харб Symp Quant Biol. 25: 159–84. Дои:10.1101 / SQB.1960.025.01.015. PMID  13736116.
8. Стиллман, Брюс (2007). Часы и ритмы. Колд-Спринг-Харбор: CSHL Press. п. 513.
9. Даан, Серж. «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-09-28. Получено 2011-04-20. «Колин Питтендрай, Юрген Ашофф и естественное вовлечение циркадных систем». Лекция Колина С. Питтендри, 9 мая 1998 г., по 20 апреля 2011 г.
10. Aschoff, J .; и другие. (Январь 1971 г.). «Циркадные ритмы в непрерывной темноте: увлечение социальными сигналами». Наука. 171 (3967): 213–215. Дои:10.1126 / science.171.3967.213. PMID  5538832.
11. Зулли Дж., Вевер Р. и Ашофф Дж. (1981). «Зависимость начала и продолжительности сна от циркадного ритма ректальной температуры» (PDF). Европейский журнал физиологии. 391 (4): 314–318. Дои:10.1007 / bf00581514. PMID  7312563.
12. Ашофф, Дж. (1981). «Тепловая проводимость у млекопитающих и птиц: ее зависимость от размера тела и циркадной фазы». Комп. Biochem. Физиол. 69A (4): 611–619. Дои:10.1016/0300-9629(81)90145-6.
13. Tokura, H .; Ашофф, Дж. (1983). «Влияние температуры на циркадный ритм коснохвостых макак Macaca nemestrina». Am. J. Physiol. 245 (6): 800–804. Дои:10.1152 / ajpregu.1983.245.6.R800. PMID  6660324.
14. Ашофф Дж .: Маскировка циркадных ритмов цейтгеберами в противоположность увлечению. В кн .: Тенденции хронобиологии, под ред. Hekkens W, Th JM, Jerkhof GA и Rhietveld WJ, Pergamon Press, Oxford and New York, стр. 149–161, 1988
15. Ашофф Дж. (1999). «Маскировка и параметрические эффекты высокочастотных циклов свет-темнота». JPN J Physiol. 49 (1): 11–19. Дои:10.2170 / jjphysiol.49.11. PMID  10219104.
16. «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-08-22. Получено 2011-04-14.
17. Комас М., Беерсма Д.Г., Хижина РА, Даан С. (2008). «Сброс циркадной фазы в ответ на переходы свет-темнота и темнота-свет». J Biol Rhythms. 23 (5): 425–34. Дои:10.1177/0748730408321567. PMID  18838608.
18. Бертольд, Питер (2000). "In Meoriam: Юрген Ашофф, 1913–1998". Аук. 117 (3): 779–780. Дои:10.2307/4089602. JSTOR  4089602.
19. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-03-16. Получено 2011-04-20. | Доступ 20 апреля 2011 г.
20. «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-03-16. Получено 2011-04-20.
21. Голомбек, Диего А .; Розенштейн, Рут Э. (2010). «Физиология циркадного увлечения». Физиологические обзоры. 90 (3): 1063–1102. Дои:10.1152 / Physrev.00009.2009. PMID  20664079.