Hur kroppens inre klocka påverkar den allmänna hälsan
Vad är biologiska klockor & Cirkadiska rytmer?
Alla levande varelser (människor, djur, växter, svampar och mikroorganismer) har anpassat var och en av sina biologiska processer till dygnets dygnscykel.
Den cirkadiska eller cirkadiska rytmen, även kallad ”den biologiska klockan”, reglerar i varje levande organism vissa mycket nödvändiga och viktiga biologiska funktioner, som t.ex. sömn-väckningscykeln, hormonutsöndringen, blodtrycket och till och med ämnesomsättningen!
Vetenskapen som handlar om tallkottkörteln och hypofysen kallas för kronologi och bygger på studiet av biologiska rytmer.
Biologisk eller cirkadisk rytm är den dagliga cykel som följer varje levande organism och kännetecknas av en rytmisk växling i nivåerna av kemiska komponenter och deras homeostas i kroppen och anpassning av biologiska funktioner.
Och även om dessa rytmer är uteslutande endogena, med många biokemiska vägar inblandade i regleringen, påverkas de direkt av den stora anpassningsförmåga som de uppvisar från olika externa faktorer som värme och dagsljus!
Nyliga upptäckter – Nobelpriset i fysiologi
Det är värt att notera att årets Nobelpris i fysiologi och medicin tilldelades Jeffrey Hall, Michael Rosbash och Michael Young, vetenskapsmän av amerikansk härkomst, som tilldelades priset för sina upptäckter om de molekylära mekanismer som styr den cirkadiska rytmen.
Dessa upptäckter belönades eftersom de gav de nödvändiga förklaringarna till hur varje levande organism lyckas anpassa sin biologiska rytm på ett sådant sätt att den är synkroniserad med jordens rotation.
Detta uppnåddes genom att isolera den gen som kontrollerar den biologiska rytmen, och därmed visa hur denna gen är ansvarig för att koda för ett protein som finns i cellerna under natten och som bryts ner under dagen.
Biologisk – cirkadisk rytm påverkas med tiden av beteendemönster och externa stimuli.
I en vidare analys är de centrala aktiviteter som är förknippade med den biologiska klockan och som kan hålla den reglerad eller gradvis åsidosätta den följande:
– Sömnen regleras av den biologiska klockan, där ljuset är det huvudsakliga externa stimulus som håller den inställd.
– Maten är det huvudsakliga stimulus för att synkronisera de cirkadiska rytmerna i kroppens perifera vävnader.
– Metabolismen är direkt relaterad till cirkadisk rytm och födointag, eftersom den är den enda som ansvarar för energiproduktionsplanering som liknar de aktiviteter som alla förväntas uppfylla under dagen.
– Immunförsvaret är effektivare under vakenhet, då kroppens behov ökar.
– Åldrandet reglerar inte cirkadiska rytmer. Detta leder till att äldre personer får svårigheter med grundläggande dagliga aktiviteter, såsom sömn, energiproduktion osv.
– Transatlantiska eller interkontinentala resor orsakar fysisk och psykisk utmattning samt desorientering av de biologiska rytmerna.
– Cellcykel och celldifferentiering tycks styras av cirkadiska rytmer, utan att det ännu avslöjas på vilket sätt.
Vetenskapliga data
Centrum för människokroppens biologiska funktioner ligger i hjärnans övre hypotalamus som kallas den hyperchumoriska kärnan. Under många år har det ansetts vara den enda klockan som består av neuroner som reagerar på det rytmiska sömn-väcknings- och näringsbeteendet.
Denna centrala klocka är involverad i styrningen av grundläggande fysiologiska processer i hela kroppen. Fram till nyligen var det inte alls klart hur denna centralklocka fungerar och inte heller hur den kommunicerar de många olika cellulära fysiologiska funktionerna.
Det har nyligen upptäckts att den mänskliga organismens funktioner, liksom variationer av dem, inte kan aktiveras av enbart en centralklocka. Forskare har upptäckt att varje cell, inklusive mikrober, har en självständig och fullt fungerande klocka.
Mer specifikt tycks varje vävnad och varje organ ha unika dygnscykler, som ansvarar för specifika biologiska funktioner men också för unika metaboliska funktioner i varje organ.
Därmed kan vi vara säkra på att varje enskild cell i kroppen består av en grundläggande genetisk klocka, som en kärna, och sedan finns det ett stort antal distinkta hjälprytmer med genetiska cykler som ansvarar för synkroniseringen av ämnesomsättningen samt för dess beteende hos varje cell, vävnad och organ.
Det är värt att notera att det sätt på vilket alla dessa autonoma och olika cirklar är relaterade till varandra och synkroniserade med den centrala klockan, som skickar neurologiska meddelanden och hormoner till en 24-timmars dag-natt-cykel, är nyss upptäckt!
Förändringar i den biologiska klockan påverkar människokroppens fysiologi
Mänskliga celler består av ett stort antal gener och fungerar i en 24-timmars cykel. Det är en av de största uppsättningarna av genetiska nätverk som påverkar de viktigaste funktionerna i fysiologin.
Dessa nätverk påverkas främst av:
- exponering för dagsljus och nattmörker,
- timmar av ätande och sovande.
Varje förändring i den biologiska rytmen påverkar kommunikationen mellan celler och vävnader, vilket resulterar i deras gradvisa avreglering.
Genetiska och epigenetiska nätverk producerar specifika tider för att utföra vissa funktioner som skulle vara svåra eller omöjliga att utföra samtidigt. Dessa rytmiska cirklar av cirkadiska rytmer optimerar produktionen och utnyttjandet av energi för alla nödvändiga aktiviteter.
I själva verket kan störningar i dessa processer leda till olika metaboliska sjukdomar, såsom diabetes mellitus, hyperlipidemi, fetma, störningar i sköldkörteln och osteoporos.
En ny forskning har till exempel visat att strikta kost- och fastestunder kan påverka onormala rytmer positivt för att bota även kroniska sjukdomar!
De variabler som interagerar med den biologiska klockans kontrollcentra är relaterade till energibalans, matning och fasta, samt ljus och mörker. Dessa variabler inkluderar temperatur samt fysisk aktivitet.
Den kanske mest utforskade variabeln är en speciell diet som kallas fast bestämd diet (dvs. att äta vid samma tidpunkt varje dag). Detta har interaktioner med energibalanscykler som inkluderar absorption, lagring av molekyler och deras användning.
Det råder inte längre något tvivel om att tidpunkten för livets aktiviteter, särskilt ätande och sovande, har en betydande inverkan på om vi utvecklar flera sjukdomar.
Centrala klockor sänder rytmiska signaler som synkroniserar många cellfunktioner till kroppens vävnader. Individuella celler har dock sina egna klockor, liksom specifika metaboliska cykler, men också cykler som är förknippade med specifika funktioner i vävnaderna.
På något sätt samordnas allt detta på hjärnans, kroppsorganens och de enskilda cellernas nivå.
Vi vet kanske redan att cellerna vet hur stora de ska vara, vilken position de har och vilka funktioner de har på nätet. Vad vi ännu inte kan vara 100 procent säkra på är hur de kommunicerar med varandra. Detta är en process som verkar extremt komplicerad.
En sammanfattning av cirkadiska klockor för människans ämnesomsättning
Frigt på morgonen
1) melatoninproduktionen upphör
2) ökar blodtrycket
3) tarmrörelsen stimuleras
4) ökar testosteron
.