Jürgen Aschoff - Jürgen Aschoff

Jürgen Aschoff
Jürgen Aschoff (1913-98)
Nascer	( 1913-01-25 )25 de janeiro de 1913 Freiburg Im Breisgau , Alemanha
Faleceu	12 de outubro de 1998 (12/10/1998)(com 85 anos) Freiburg Im Breisgau, Alemanha
Nacionalidade	alemão
Alma mater	Universidade de Bonn
Conhecido por	Regra de Aschoff, modelo Aschoff-Wever
Carreira científica
Campos	Cronobiologia
Instituições	Universidade de Göttingen Instituto Max Planck de Pesquisa Médica Instituto Max Planck de Fisiologia Comportamental

Jürgen Walther Ludwig Aschoff (25 de janeiro de 1913 - 12 de outubro de 1998) foi um médico , biólogo e fisiologista comportamental alemão . Junto com Erwin Bünning e Colin Pittendrigh , ele é considerado um dos co-fundadores do campo da cronobiologia .

O trabalho de Aschoff no campo da cronobiologia introduziu a ideia de que mudar o ciclo claro-escuro de uma pessoa pode resultar em efeitos prejudiciais, como correlações com doenças mentais.

Vida

Aschoff nasceu em Freiburg Im Breisgau como o quinto filho do patologista Ludwig Aschoff (conhecido por descobrir o Aschoff-Tawara ou nó atrioventricular ) e sua esposa Clara. Ele cresceu no mundo liberal, mas moralmente rígido, da academia prussiana. Depois do Abitur em um colégio humanístico, ele - segundo sua própria declaração "sem interesse específico" - estudou medicina na Universidade de Bonn , onde ingressou na Burschenschaft (fraternidade) Alemannia Bonn. A carreira científica de Aschoff começou em 1938, quando ele se mudou para a Universidade de Göttingen para estudar fisiologia da termorregulação com Hermann Rein . Em 1944, ele recebeu a venia legendi . Ele então se tornou professor na Universidade de Göttingen em 1949.

Em 1952, seu mentor, Hermann Rein, foi nomeado diretor do Instituto Max Planck de Pesquisa Médica em Heidelberg . Rein trouxe Aschoff para o Instituto como um colaborador para estudar os ritmos circadianos em humanos, pássaros e camundongos. Aschoff então mudou-se para o Instituto Max Planck de Fisiologia Comportamental em Andechs para trabalhar com Gustav Kramer , que mostrou navegação com compasso solar compensada em pássaros, e Erich von Holst , que estudou osciladores fisiológicos. De 1967 a 1979, foi diretor do Instituto Max Planck de Fisiologia Comportamental e professor extraordinário em Munique . Aschoff foi membro científico e membro dos Kollegiums do Instituto Max Planck de Fisiologia do Comportamento, bem como senador da Sociedade Max Planck de 1972 a 1976.

Aschoff era conhecido como um excelente palestrante com uma voz estrondosa e tinha um interesse especial em criar uma comunidade científica e incentivar jovens cientistas. Após sua aposentadoria em 1983 e retorno a Freiburg, Aschoff continuou seu trabalho científico na forma de novas publicações. Apenas a morte de sua esposa Hilde quebrou sua vitalidade incomum. Jürgen Aschoff morreu dez meses depois de sua esposa em 1998, após uma curta doença aos 85 anos.

Trabalhos

Aschoff forneceu uma base sólida para o campo da cronobiologia por meio de sua pesquisa sobre ritmos circadianos e arrastamento em muitos organismos diferentes, como ratos, camundongos, pássaros, macacos , macacos e humanos. Suas primeiras pesquisas se concentraram em compreender as propriedades dos ritmos circadianos e como esses ritmos podem mudar em resposta a estímulos. Seu trabalho posterior foi mais aplicável a patologias, como transtornos psiquiátricos e perigos de horários de trabalho por turnos , que podem resultar da manipulação de Zeitgebers específicos . O trabalho de Aschoff no campo da cronobiologia introduziu a ideia de que mudar o ciclo claro-escuro de uma pessoa pode resultar em efeitos prejudiciais, como correlações com doenças mentais.

Trabalho cedo

Aschoff começou sua pesquisa sobre a fisiologia da termorregulação por autoexperimentação. Ele descobriu que havia um ritmo de 24 horas de variação na temperatura corporal. Após esses experimentos, ele começou a investigar os mecanismos básicos do ritmo circadiano. Na década de 1950, ele conheceu e começou a colaborar com Erwin Bünning e Colin Pittendrigh. Aschoff iniciou mais experimentos estudando os ritmos circadianos de pássaros e camundongos sob condições constantes. Seus resultados levaram à conclusão de que as oscilações circadianas de processos biológicos eram inatas e não exigiam exposição prévia a um dia de 24 horas para serem expressas.

Aschoff também aplicou esses métodos a experimentos com ritmos circadianos humanos, construindo um "bunker" subterrâneo para isolar os seres humanos de quaisquer pistas ambientais externas. Indivíduos colocados neste bunker podiam ligar ou desligar as luzes de acordo com seus próprios ritmos internos. Depois de mais de vinte anos rastreando os ciclos de sono-vigília, temperatura corporal, produção de urina e outros resultados fisiológicos e comportamentais, Aschoff e seu colaborador Rütger Wever concluíram que os humanos têm osciladores circadianos endógenos. Essa descoberta se tornou a base para nossa compreensão de muitos problemas médicos, como envelhecimento , distúrbios do sono e jet lag .

Em 1960, Aschoff cunhou o termo Zeitgeber (do alemão para "doador de tempo" ou "sincronizador") para se referir a sinais ambientais externos que sincronizam um oscilador endógeno com o ciclo ambiental. Para investigar as propriedades dos osciladores endógenos naturais, Aschoff expôs organismos a condições constantes sem pistas de Zeitgeber (luz constante ou escuridão constante). As observações deste artigo foram formuladas nas regras fundamentais dos relógios biológicos.

Regra de Aschoff

A partir dos experimentos comunicados em 1960, Aschoff observou que, sob condições de luz constante, a fase de atividade encurta em organismos noturnos e aumenta em organismos diurnos. Essas tendências foram denominadas compressão alfa e expansão alfa , respectivamente. Em homenagem a seu mentor, Pittendrigh chamou essa observação de "Regra de Aschoff" em uma publicação de 1960, e a designação permanece até hoje.

A regra de Aschoff está relacionada ao modelo de entrainment paramétrico , que assume mudanças de fase contínuas. Aschoff e Pittendrigh abordaram o campo com diferentes modelos de como os osciladores entram, o que resultou em diferentes modelos preditivos. O modelo paramétrico de Aschoff afirma que o arrastamento ocorre por meio de mudanças graduais no relógio que se adaptam a um novo ciclo de claro-escuro. Embora isso não seja mais reconhecido como o modelo correto no campo, Serge Daan sugeriu em 1998 que Aschoff fez contribuições qualitativas que fornecem alternativas valiosas para as inconsistências no campo atual.

Depois trabalho

Muito do trabalho posterior de Aschoff envolveu testes em seres humanos. Ele descobriu que a ausência de um ciclo claro-escuro não impede que os humanos entrem em contato. Em vez disso, saber a hora do dia a partir de dicas sociais, como os horários regulares das refeições, é o suficiente para o arrastamento. Aschoff também descobriu que diferentes saídas circadianas, como temperatura corporal e atividade locomotora, podem ser sincronizadas internamente ou dessincronizadas, dependendo da força do Zeitgeber. Na escuridão constante, a temperatura retal e o início e a duração do sono tornaram-se dessincronizados em alguns indivíduos, e a temperatura retal no momento do início do sono foi correlacionada à duração do período de sono. Ele hipotetizou que a dessincronização interna , as diferenças de fase resultantes das diferenças de período entre dois processos de saída circadiana, poderiam estar relacionadas a muitos transtornos psiquiátricos.

Alguns dos trabalhos posteriores de Aschoff também integraram seu interesse inicial em termorregulação com seu trabalho sobre o ritmo circadiano. Ele encontrou um ritmo circadiano na condutância térmica, uma medida da transferência de calor do corpo. A condutância mínima em mamíferos e pássaros oscila com a fase circadiana, com uma ampla gama de valores de condutância. Isso permite que os animais liberem calor durante o período de atividade, quando apresentam maior metabolismo basal, bem como conservam calor durante o período de repouso, quando apresentam menor metabolismo basal. Em pássaros, o ritmo circadiano na condutância resulta principalmente das taxas circadianas de perda de calor por evaporação. Nos mamíferos, a condutância oscila com os ritmos circadianos na resistência ao calor do corpo e na taxa de fluxo sanguíneo.

Seguindo seus estudos de temperatura, ele descobriu que uma espécie de mamífero pode entrar em um ciclo de temperatura, mas essa temperatura é um Zeitgeber fraco em comparação com um ciclo claro-escuro.

Aschoff descreveu os sinais de mascaramento como entradas que contornam o marca-passo, mas, ainda assim, levam à modulação de um comportamento circadiano que também é controlado pelo marca-passo. O arrastamento paramétrico é o arrastamento que não resulta de uma mudança instantânea de fase, governada por uma Curva de Resposta de Fase , como no caso de sinais de mascaramento. O termo Aschoff usado para esse fenômeno é “excitação” devido a zeitgebers não fóticos. Os dados de ensaios experimentais mostram uma relação entre os efeitos de mascaramento e a fase, levando a um efeito de “desmascaramento”, pelo qual animais arrítmicos em condições constantes têm períodos de corrida livre em ciclos de claro-escuro de alta frequência. Aschoff concluiu que o oscilador ou relógio circadiano “se integra” sobre a intensidade da luz à qual foi exposto, e então responde com uma mudança no período de atividade, como visto em pintassilgos verdes, tentilhões, hamsters e tigres. Aschoff concluiu, no entanto, que os efeitos não paramétricos, ao contrário dos efeitos paramétricos, são a principal fonte de arrastamento.

Modelo Aschoff-Wever

1) Um aumento na duração do pôr do sol avança a fase de um organismo para animais noturnos e diurnos.

2) Um aumento na força do zeitgeber deve aumentar conforme a duração do pôr do sol aumenta.

Influência em outros pesquisadores

Aschoff publicou artigos com Pittendrigh e Serge Daan, este último também um pesquisador fundamental em cronobiologia. Em seu trabalho recente, Daan tentou reconciliar a ideia de arrastamento paramétrico à luz proposta por Aschoff com o modelo não paramétrico de arrastamento proposto por Pittendrigh, e os resultados de um artigo de 2008 do laboratório de Daan emprestam evidências adicionais ao modelo de arrastamento paramétrico de Aschoff .

Embora a colaboração de Aschoff com Gustav Kramer nunca tenha sido totalmente realizada devido à morte repentina deste último, Aschoff continuou a usar pássaros como organismos modelo e a trabalhar com ornitólogos.

Regra de Aschoff (prêmio)

Em um jantar realizado em homenagem a Aschoff na Conferência Gordon de Cronobiologia de 1991, o professor Till Roenneberg deu início à entrega anual do prêmio Regra de Aschoff a cientistas que avançaram no campo da cronobiologia, apresentando uma placa com uma régua ao professor Maroli K. Chandrashekera. Os destinatários escolhem o vencedor no ano seguinte e devem seguir duas diretrizes:

• O sucessor deverá ser um cronobiólogo atuando em país diferente do atual titular do prêmio.
• O sucessor deve estar trabalhando com organismo diferente do atual detentor do prêmio.

Publicações selecionadas

• Exogenous and Endogenous Components in Circadian Rhythms "(1960),
• Beginn und Ende der täglichen Aktivität freilebender Vögel “(mit R. Wever, 1962),
• Circadian Clocks "(1965)," Desynchronization and Resynchronization of Human Circadian Rhythm "(1969),
• Aschoff, Jürgen. (1965) Circadian Rhythms in Man. Ciência . 148: 1427–1432.

Referências