Selv når vi ikke er på arbejde, er vi på vagt – vores biologiske ur.

Et system af biologiske ure styrer kroppens daglige, eller cirkadiske, rytme. Disse ca. 24 timers cyklusser af fysiske, mentale og adfærdsmæssige ændringer findes i de fleste organismer, lige fra mennesker til frugtfluer, planter og selv små mikrober. Cirkadiske rytmer bestemmer søvnmønstre, bidrager til jetlag og er ansvarlige for den groggy følelse, du måske vil opleve, efter at du er “rykket frem” til sommertid i den kommende weekend. Forskning støttet af National Institutes of Health har vist, at cirkadiske rytmer også påvirker hormonproduktion, sult, cellefornyelse og kropstemperatur og er forbundet med fedme, depression og sæsonbestemt affektiv lidelse.

Hvad får dem til at tikke?

Biologiske ure er ikke lavet af tandhjul og hjul, men snarere af grupper af interagerende molekyler i celler i hele kroppen. Et “hovedur” holder alting i synkronisering. Hos hvirveldyr, herunder mennesker, er hoveduret placeret i hjernen. Vores ligger i hypothalamus i en gruppe af nerveceller kaldet den suprachiasmatiske kerne eller SCN.

Kroppens ure styres delvist af interne faktorer, herunder talrige gener og de proteiner, de producerer. I 2006 opdagede forskere fra University of California, Irvine, at et protein med det passende navn CLOCK er en vigtig komponent i styringen af de cirkadiske rytmer hos mennesker, frugtfluer, mus, svampe og andre organismer. Som modvægt til CLOCK findes et metabolisk protein kaldet SIRT1, som registrerer cellernes energiforbrug. Forstyrrelser i CLOCK-SIRT1-ligevægten kan føre til søvnforstyrrelser og øget sult. Hvis proteinerne forbliver kronisk ubalanceret, kan det bidrage til fedme.

Biologiske ure påvirkes også af signaler fra omgivelserne – primært lys og mørke. SCN er placeret lige over synsnerverne, som videresender information fra øjnene til hjernen, så det er ideelt placeret til at modtage information om mængden af indkommende lys. Når der er mindre lys, som f.eks. efter solnedgang, anviser SCN hjernen, at den skal producere mere melatonin, et hormon, der gør dig søvnig. På denne måde styrer hoveduret vores søvn-væk-cyklus.

Cirkadiske rytmer er måske mest kendt i forbindelse med jetlag, hvor passage gennem flere tidszoner forskyder kroppens ur i forhold til uret på dit armbåndsur. At “miste” eller “vinde” tid under en flyrejse kan få kroppen til at føle sig desorienteret, især hvis den forventer dagslys, når det i virkeligheden er mørkt, eller omvendt. Til sidst er din krop i stand til at tilpasse sin døgnrytme til de nye omgivelser. Men en hjemrejse vil forstyrre den igen og kræve endnu en nulstilling.

Tid til behandling

Forståelse af døgnrytmer kan være med til at føre forskere til bedre behandlinger af søvnforstyrrelser, jetlag, depression og endda kræft.

For eksempel har forskere ved University of North Carolina-Chapel Hill målt aktiviteten af DNA-reparationssystemer på forskellige tidspunkter af dagen hos mus og fundet ud af, at de var mest aktive om eftermiddagen og om aftenen. Da nogle kræftlægemidler er rettet mod DNA-reparationssystemer, kan lægemidlerne være mere effektive, hvis de gives tidligere på dagen, hvor kroppen er mindre aktiv med at reparere beskadigede kræftceller.

Den undersøgelse af samspillet mellem metaboliske proteiner, der er involveret i døgnrytmer, såsom CLOCK og SIRT1, kan også føre til udvikling af lægemidler, der er rettet mod fedme og diabetes.

Lær mere:

• Cirkadisk rytme påvirker hukommelsen

Denne Inside Life Science-artikel blev leveret til LiveScience i samarbejde med National Institute of General Medical Sciences, en del af National Institutes of Health.