Vuorokausirytmi, missä kello on ja mikä sitä siirtää
Definition
Ihmisen biologisen kellon mittaukset osoittavat, että sisäinen jakso poikkeaa 24 tunnista ja että valo siirtää sitä molempiin suuntiin ajoituksesta riippuen.
Ihmisen vuorokausirytmi ohjaa vireystilaa, hormonieritystä ja solutason toimintoja, mutta ilmiötä voi tarkastella myös suorien mittaustulosten valossa. Useimmat yleisesitykset sivuuttavat kolme keskeistä lukua, jotka selittävät rytmin biologisen perustan.
Sisäinen jakso on hieman yli 24 tuntia
Ihmisen biologinen kello ei käy tasan 24 tunnin tahdissa. Tarkasti säädellyssä valaistuksessa mitattuna ihmisen sisäisen tahdistimen oma jakso on keskimäärin 24,18 tuntia, ja se on sama nuorilla ja iäkkäillä aikuisilla hajonnan ollessa hyvin pientä. [2] Koska luontainen jakso on hieman kalenterivuorokautta pidempi, kellon on siirryttävä joka päivä vähän taaksepäin pysyäkseen ympäristön tahdissa. Tämän tahdistamisen tekee valo.
Aikaisemmissa oppikirjoissa esiintynyt 25 tunnin arvio johtui mittausvirheestä. Aikaisemmat luvut olivat peräisin vähemmän kontrolloidusta menetelmästä. Ennen tätä työtä ihmisen lepo- ja aktiivisuusrytmin jaksoksi oli ilmoitettu mitä tahansa 13 ja 65 tunnin väliltä mediaanin ollessa 25,2 tuntia ja kehon lämpötilarytmin noin 25 tuntia tutkimuksissa, joissa ihmiset altistuivat valolle tasoilla, jotka riittivät vääristämään arviota. [2]
Pääkellon sijainti varmistettiin siirrekokeella
Kehon keskeinen tahdistin sijaitsee pienellä aivoalueella, jota kutsutaan suprakiasmaattiseksi tumakkeeksi. Sen asema pääkellona osoitettiin siirrostutkimuksella, jossa suprakiasmaattiselta alueelta otetut pienet siirteet palauttivat vuorokausirytmin eläimille, joiden oma tumake oli poistettu, ja palautunut rytmi noudatti poikkeuksetta luovuttajan eikä vastaanottajan jaksonpituutta. [1] Tutkimus tehtiin hamstereilla, ja se vahvisti kyseisen kudosalueen itsenäisen tahdistuskyvyn.
Valon ajoitus ratkaisee siirtymän suunnan
Valo ei siirrä kelloa vain yhteen suuntaan. Kun 21 terveelle aikuiselle annettiin yksittäinen kirkas valoaltistus eri vaiheissa vuorokausisykliä, vastekäyrän kokonaisvaihteluväliksi mitattiin 5,02 tuntia siten, että valo viivästytti kelloa ennen kehon syvälämpötilan minimiä ja aikaisti sitä minimin jälkeen. [3] Valon määrä vaikuttaa muutoksen laajuuteen, mutta vuorokaudenaika määrää suunnan.
Melatoniini toimii kellon mittarina
Tutkijat seuraavat biologisen kellon asentoa melatoniinipitoisuuksien avulla. Hormonin iltanousu on selvärajainen tapahtuma, jota näyttää peittävän ainoastaan kirkas valo, kun taas uni ja fyysinen aktiivisuus eivät näytä vaikuttavan siihen, joten sen himmeässä valossa mitattua alkua käytetään ihmisen vuorokausivaiheen luotettavana mittarina. [4]
Sama valo, joka tahdistaa kellon, katkaisee myös hormonin tuotannon, ja tähän tarvitaan huomattava valomäärä. Vuonna 1980 tehty mittaus osoitti, että kirkas keinovalo esti yöllisen melatoniininerityksen kuudella terveellä vapaaehtoisella, kun taas tavanomainen huonevalaistus ei riittänyt katkaisuun, vaikka vastaava valaistus riittää muille nisäkkäille. [5]
Sininen aallonpituus vaikuttaa voimakkaimmin
Biologinen kello reagoi valon eri aallonpituuksiin eri tavoin. Toimintaspektri, joka koottiin 72 terveen aikuisen 627 yöllisestä vaimennustestistä yksittäisillä aallonpituuksilla 420 ja 600 nanometrin välillä, osoitti alueen 446 ja 477 nanometrin välillä kaikkein tehokkaimmaksi, ja käyrä vastasi valopigmenttiä, joka eroaa näköaistin käyttämistä pigmenteistä. [6] Silmässä on siis erillinen valoa aistiva järjestelmä kellon asettamista varten.
Tämä ilmiö näkyy myös tavallisessa arjessa. Hallitussa vertailussa valoa säteilevältä laitteelta ennen nukkumaanmenoa lukeneilla henkilöillä nukahtaminen kesti pidempään, melatoniinia erittyi vähemmän, vuorokausikello siirtyi myöhäisempään vaiheeseen ja aamuvireys oli heikompi kuin painettua kirjaa lukeneilla. [7]
Tutkimustiedon soveltaminen
Cibdol tarjoaa melatoniinia kahtena tuotteena nimellä Fall Asleep, nestemäisenä liuoksena ja kapselina. Tässä artikkelissa melatoniinia käsitellään biologisen kellon vasteena ja signaalina, eikä teksti sisällä suosituksia tuotteen ottamisesta tai sen ajoituksesta. Tämä teksti käsittelee julkaistua fysiologista tutkimustietoa eikä ole lääketieteellistä neuvontaa.
Usein kysytyt kysymykset
8 kysymystäMikä ohjaa ihmisen vuorokausirytmiä?
Kuinka pitkä ihmisen sisäinen vuorokausijakso on?
Miksi aiemmin puhuttiin 25 tunnin rytmistä?
Miten pääkellon anatominen sijainti vahvistettiin?
Voiko valo siirtää sisäistä kelloa eteenpäin ja taaksepäin?
Miksi vuorokausirytmiä mitataan melatoniinin avulla?
Mikä valon aallonpituus vaikuttaa rytmiin voimakkaimmin?
Vaikuttaako näyttöpäätteen valo iltaisin uneen?
Tietoa tästä artikkelista
Luke Sholl on kirjoittanut kannabinoideista, CBD:stä ja luonnon laajemmista hyödyistä vuodesta 2011. Hänen taustaansa kuuluu omakohtainen kokemus kannabiksen kasvatuksen koko elinkaaresta siemenestä sadonkorjuuseen mulla
Tämä wiki-artikkeli on laadittu tekoälyn avustuksella ja sen on tarkistanut Luke Sholl, CBD- ja hyvinvointiaiheiden kirjoittaja. Toimituksellinen vastuu: Joshua Askew.
Lääketieteellinen varoitus. Tämä sisältö on tarkoitettu ainoastaan tiedoksi eikä korvaa lääkärin neuvoa. Neuvottele pätevän terveydenhuollon ammattilaisen kanssa ennen minkään aineen käyttöä.
Lähteet (7)
- [1]Ralph MR, Foster RG, Davis FC, Menaker M. Transplanted suprachiasmatic nucleus determines circadian period. Science 1990;247(4945):975-978. doi:10.1126/science.2305266, PMID 2305266 Source
- [2]Czeisler CA, Duffy JF, Shanahan TL, et al. Stability, precision, and near-24-hour period of the human circadian pacemaker. Science 1999;284(5423):2177-2181. doi:10.1126/science.284.5423.2177, PMID 10381883 Source
- [3]Khalsa SBS, Jewett ME, Cajochen C, Czeisler CA. A phase response curve to single bright light pulses in human subjects. The Journal of Physiology 2003;549(3):945-952. doi:10.1113/jphysiol.2003.040477, PMID 12717008 Source
- [4]Lewy AJ, Sack RL. The dim light melatonin onset as a marker for circadian phase position. Chronobiology International 1989;6(1):93-102. doi:10.3109/07420528909059144, PMID 2706705 Source
- [5]Lewy AJ, Wehr TA, Goodwin FK, Newsome DA, Markey SP. Light suppresses melatonin secretion in humans. Science 1980;210(4475):1267-1269. doi:10.1126/science.7434030, PMID 7434030 Source
- [6]Brainard GC, Hanifin JP, Greeson JM, et al. Action spectrum for melatonin regulation in humans: evidence for a novel circadian photoreceptor. Journal of Neuroscience 2001;21(16):6405-6412. doi:10.1523/JNEUROSCI.21-16-06405.2001, PMID 11487664 Source
- [7]Chang AM, Aeschbach D, Duffy JF, Czeisler CA. Evening use of light-emitting eReaders negatively affects sleep, circadian timing, and next-morning alertness. PNAS 2015;112(4):1232-1237. doi:10.1073/pnas.1418490112, PMID 25535358 Source
Aiheeseen liittyvät artikkelit
Valkoinen kohina, muut äänivärit ja unitutkimuksen tulokset
Äänivärit kuvaavat tehon jakautumista eri taajuuksille. Tutkimusnäyttö jatkuvan kohinan vaikutuksista aikuisten uneen on luokiteltu erittäin heikoksi.
Kevyt uni unitutkimuksessa ja rannelaitteiden arvioissa
Kevyt uni vastaa unitutkimuksessa N1- ja N2-vaiheita. Rannelaitteiden käyttämä merkintä perustuu näihin vaiheisiin, mutta arvioiden tarkkuudessa esiintyy eroja.
Miksi uni on tärkeää ihmiselle ja aivoille
Miksi uni on tärkeää ihmiselle? Tieteelliset kokeet mittaavat energiankulutusta, muistijälkien lujittumista ja aivojen nestevirtauksia unijaksojen aikana.
Kaksivaiheinen uni historian ja unitutkimuksen valossa
Kaksivaiheinen uni jakaa nukkumisen kahteen jaksoon vuorokaudessa. Tutkimusnäyttö ja historialliset lähteet osoittavat kuitenkin eroja unitapojen välillä.
Armeijan nukahtamistekniikka ja menetelmän tausta
Armeijan nukahtamistekniikka yhdistää kehon rentoutuksen ja mielikuvaharjoitteet. Katsaus selvittää menetelmän kirjallista taustaa sekä sen osista tehtyjä tutkimuksia.
Mitä univelka tarkoittaa ja miten toipuminen etenee
Univelka kuvaa tarvittavan ja toteutuneen unen erotusta, joka voi kumuloitua useiden päivien aikana. Kokeellisissa tutkimuksissa toipuminen on usein ollut hitaampaa kuin pelkkien nukuttujen tuntien perusteella voisi päätellä.
Mitä unen seuranta kertoo ja mihin laitteiden mittaustulos riittää
Kuluttajalaitteiden unen seuranta tunnistaa lepoajan luotettavasti, mutta valveillaolon ja eri univaiheiden erottelussa laboratoriotutkimukset osoittavat selviä eroja ja epätarkkuutta.
Mitä jooga nidra on ja mitä mittaukset osoittavat
Jooga nidra on selinmakuulla tehtävä ohjattu rentoutusharjoitus. Tutkimusnäyttö erottaa fysiologiset mittaukset osallistujien omista kyselyvastauksista.
Nukkumisasento yön mittauksissa
Nukkumisasento jakautuu aikuisilla pääasiassa kylki- ja selinmakuun välille. Anturien ja kameroiden avulla tehdyt mittaukset kuvaavat todellisia asentoja ja niiden vaihtumista yön aikana.
