Még akkor is, amikor nem dolgozunk, az óránkon jár az idő – vagyis a biológiai óránkon.

A biológiai órák rendszere szabályozza a szervezet napi vagy cirkadián ritmusát. A fizikai, mentális és viselkedésbeli változásoknak ezek a nagyjából 24 órás ciklusai a legtöbb szervezetben megtalálhatóak, az embertől a gyümölcslegyekig, a növényekig és még az apró mikrobákig. A cirkadián ritmusok határozzák meg az alvási szokásokat, hozzájárulnak az időeltolódáshoz és felelősek a nyűgös érzésért, amelyet a következő hétvégén a nyári időszámítás miatt tapasztalhatunk. A Nemzeti Egészségügyi Intézetek által támogatott kutatások kimutatták, hogy a cirkadián ritmus a hormontermelést, az éhségérzetet, a sejtregenerációt és a testhőmérsékletet is befolyásolja, és összefüggésbe hozható az elhízással, a depresszióval és a szezonális affektív zavarral.

Mitől ketyegnek?

A biológiai órák nem fogaskerekekből és kerekekből állnak, hanem a testben található sejtekben kölcsönhatásban lévő molekulák csoportjaiból. Egy “főóra” tart mindent szinkronban. A gerinceseknél, beleértve az embert is, a főóra az agyban található. A miénk a hipotalamuszban található, a suprachiasmatikus magnak vagy SCN-nek nevezett idegsejtek csoportjában.

A test óráit részben belső tényezők vezérlik, beleértve számos gént és az általuk termelt fehérjéket. 2006-ban az Irvine-i Kaliforniai Egyetem kutatói felfedezték, hogy a találóan CLOCK-nak nevezett fehérje lényeges összetevője a cirkadián ritmus irányításának emberben, gyümölcslegyekben, egerekben, gombákban és más szervezetekben. A CLOCK ellensúlyozására egy SIRT1 nevű anyagcsere-fehérje szolgál, amely érzékeli a sejtek energiafelhasználását. A CLOCK-SIRT1 egyensúlyának felborulása alvászavarokhoz és fokozott éhségérzethez vezethet. Ha a fehérjék krónikusan egyensúlyban maradnak, az hozzájárulhat az elhízáshoz.

A biológiai órákat a környezetből érkező jelek – elsősorban a fény és a sötétség – is befolyásolják. Az SCN közvetlenül a látóidegek felett helyezkedik el, amelyek a szemekből az agyba továbbítják az információkat, így ideális helyzetben van ahhoz, hogy a beérkező fény mennyiségére vonatkozó információkat megkapja. Amikor kevesebb a fény, például napnyugta után, az SCN arra utasítja az agyat, hogy több melatonint termeljen, egy olyan hormont, amely álmossá tesz. Ily módon a főóra irányítja az alvás-ébrenlét ciklusainkat.

A cirkadián ritmusok talán a leghíresebbek a jetlag kapcsán, amikor a több időzónán való áthaladás eltolja a test óráját a karóránk órájától. Az idő “elvesztése” vagy “megnyerése” a repülőút során megzavarhatja a szervezetet, különösen akkor, ha nappali fényt vár, miközben valójában sötét van, vagy fordítva. Végül a teste képes lesz arra, hogy a cirkadián ritmusát az új környezethez igazítsa. A visszautazás azonban ismét megzavarja ezt, ami újabb visszaállítást igényel.

A kezelés ideje

A cirkadián ritmusok megismerése segíthet a kutatóknak az alvászavarok, a jetlag, a depresszió és még a rák jobb kezelésében is.

A North Carolina-Chapel Hill Egyetem kutatói például egerekben mérték a DNS-javító rendszerek aktivitását a nap különböző időpontjaiban, és megállapították, hogy azok délután és este a legaktívabbak. Mivel egyes rákgyógyszerek a DNS-javító rendszereket célozzák, a gyógyszerek hatásosabbak lehetnek, ha a nap korábbi szakaszában adják őket, amikor a szervezet kevésbé aktív a sérült rákos sejtek javításában.

A cirkadián ritmusban részt vevő metabolikus fehérjék, például a CLOCK és a SIRT1 kölcsönhatásának vizsgálata szintén az elhízás és a cukorbetegség elleni gyógyszerek kifejlesztéséhez vezethet.

Tudjon meg többet:

• A cirkadián ritmus befolyásolja a memóriát

Ez az Inside Life Science cikk a LiveScience számára a National Institutes of Health részét képező National Institute of General Medical Sciences együttműködésével készült.