Paros ritmas, centrinio laikrodžio vieta ir jo poslinkiai

Žmogaus paros ritmas nėra tik įprotis ar išorinis dienotvarkės grafikas. Tai griežtai reguliuojamas biologinis procesas, valdomas konkrečios smegenų dalies, veikiančios pagal savitą periodą ir reaguojančios į tiksliai apibrėžtus aplinkos signalus.

Kur smegenyse veikia centrinis biologinis laikrodis

Pagrindinis organizmo laikrodis yra maža smegenų sritis, vadinama suprachiazminiu branduoliu. Šios struktūros, kaip pagrindinio ritmo davėjo, vaidmuo galutinai patvirtintas persodinimo eksperimentais: suprachiazminio branduolio persodinimas atkūrė paros ritmus gyvūnams, iš kurių ši sritis buvo pašalinta, o atkurtas ritmas kaskart atitiko donoro, o ne recipiento ciklo trukmę ^[1]. Šis atradimas įrodė, kad laiko skaičiavimo funkcija yra užkoduota pačiame audinyje.

Žmogaus ciklas netrunka lygiai 24 valandų

Priešingai nei dažnai manoma, žmogaus organizmo vidinis ciklas nėra idealiai suderintas su astronomine para. Vertinant griežtai kontroliuojamomis apšvietimo sąlygomis, žmogaus vidinis paros ritmo davėjo periodas vidutiniškai trunka 24,18 valandos ir yra vienodas tiek jaunų, tiek vyresnio amžiaus suaugusiųjų grupėse, o šio rodiklio sklaida nedidelė, panašiai kaip kitų rūšių ^[2].

Ankstesnėse publikacijose skelbti skaičiai tebuvo tyrimo metodikos trūkumas. Iki šio darbo žmogaus poilsio ir aktyvumo ritmo periodas buvo nurodomas nuo 13 iki 65 valandų su 25,2 valandos mediana, o kūno temperatūros ritmas siekė apie 25 valandas tyrimuose, kuriuose žmones veikė įverčiui iškreipti pakankamas šviesos lygis ^[2]. Šviesa nesąmoningai pailgindavo tiriamųjų budrumo fazę.

Kaip šviesos laikas lemia laikrodžio poslinkio kryptį

Šviesa ne tiesiog paspartina ar sulėtina vidinį laikrodį, nes poslinkio kryptis tiesiogiai priklauso nuo to, kuriuo ciklo metu ji pasiekia akis. Tiriant 21 sveiką suaugusį žmogų, gavusį vienkartinį ryškios šviesos impulsą skirtingu paros metu, gautos fazinio atsako kreivės amplitudė nuo piko iki žemiausio taško siekė 5,02 valandos: impulsas vėlina ritmą, kai pasirodo prieš kūno temperatūros minimumą, ir skubina, kai pasirodo po jo ^[3].

Melatoninas kaip biologinio laiko indikatorius

Būtent melatoninas padeda tyrėjams tiksliai nustatyti organizmo laikrodžio fazę. Vakarinis koncentracijos kilimas yra aiškiai apibrėžtas reiškinys, kurį, atrodo, maskuoja tik ryški šviesa, o miegas ir aktyvumas jam įtakos, regis, nedaro, todėl jo pradžia, išmatuota prieblandoje, naudojama kaip patikimas žmogaus cirkadinės fazės žymuo ^[4].

Ta pati šviesa, kuri perstumia vidinį laikrodį, gali visiškai nuslopinti hormono gamybą, tačiau tam reikia atitinkamo intensyvumo. 1980 metais atliktame bandyme ryški dirbtinė šviesa nuslopino naktinį melatonino išsiskyrimą šešiems sveikiems savanoriams, o įprasta kambario šviesa, kurios pakanka kitiems žinduoliams, žmogaus hormono gamybos nepaveikė ^[5].

Kuris šviesos bangos ilgis daro didžiausią poveikį

Biologinis laikrodis vienodai nereaguoja į visas spektro dalis. Iš 627 naktinių slopinimo bandymų su 72 sveikais suaugusiaisiais, naudojant atskirus bangų ilgius nuo 420 iki 600 nanometrų, nustatyta, kad stipriausiai veikia 446 iki 477 nanometrų ruožas, o kreivė atitiko fotopigmentą, besiskiriantį nuo tų, kuriuos akis naudoja regai ^[6].

Šis poveikis akivaizdus ir vertinant įprastą vakaro elgseną. Kontroliuojamo palyginimo metu tiriamieji, prieš miegą skaitę šviesą skleidžiančiame ekrane, užtruko ilgiau, kol užmigo, išskyrė mažiau melatonino, jų cirkadinis laikrodis pasislinko į vėlesnį laiką, o kitą rytą jie jautėsi mažiau žvalūs nei tie, kurie skaitė popierinę knygą ^[7].

Melatoninas yra hormonas, šiame straipsnyje aprašytas kaip organizmo laikrodžio siunčiamas signalas. Cibdol siūlo melatoniną dviejuose produktuose pavadinimu Fall Asleep, skysčio ir kapsulių pavidalu, tačiau šiame tekste nėra rekomendacijų jį vartoti ar konkrečių vartojimo nurodymų. Šis tekstas aprašo paskelbtus cirkadinės sistemos mokslinius tyrimus, jis neteikia medicininių patarimų ir nėra skirtas asmenims, turintiems diagnozuotų sveikatos sutrikimų.