Chronobiologia, czyli życie we własnym rytmie

Rytm dobowy porządkuje nasze życie

Wewnętrzne zegary rytmu dobowego były nieodłącznym elementem ewolucji. Doświadczały ich już pierwsze, najbardziej prymitywne bakterie. W ich ślady poszły organizmy wielokomórkowe – grzyby, rośliny, owady, gryzonie i oczywiście organizmy ludzi. Jak jest dzisiaj?

W zasadzie umiemy odciąć się od sił natury, a jednak nadal jesteśmy zależni od pór roku. Gdy nadchodzą cieplejsze dni, nasz rytm biologiczny zmienia się. Z badań wynika, że najlepszy nastrój mamy w okresie od maja do września. To w dużej mierze zasługa światła, którego jest więcej, bo dzień staje się dłuższy. Szyszynka wydziela mniej melatoniny (hormon nocy), mija zimowa ospałość i chęć podjadania.

Wiosną organizm przestawia się na szybsze obroty. Marzec – kwiecień to najlepszy czas na odchudzanie. Wtedy wzrasta poziom jodu w organizmie, intensywniej pracuje tarczyca, a to przyśpiesza spalanie tłuszczów.

Latem wzrasta nasza energia, a silny układ odpornościowy chroni od infekcji. Największą ochotę na seks mamy w czerwcu – sierpniu, to prawdopodobnie także wynik szczytu wydzielania testosteronu, który występuje wiosną i podczas letniego przesilenia. Najlepszą sprawnością fizyczną cieszymy się od kwietnia do czerwca, potem znowu we wrześniu.

Jesienią, gdy słońce słabiej świeci, tracimy energię. Produkujemy więcej melatoniny, pojawia się senność i zły nastrój oraz zgubny apetyt na węglowodany.

Ta wiedza jest wynikiem lat pracy wielu naukowców z dziedziny medycyny, farmakoterapii i biologii. Nazywamy ją chronobiologią i jest interdyscyplinarną dziedziną nauki przyszłości. Jednak nie zawsze tak było.

Wiosenne przebudzenie, czyli jak zadbać o siebie wiosną wg medycyny chińskiej

Chronobiologia – żyjemy według czasu lokalnego

Prawie do połowy ubiegłego wieku chronobiologia była uważana za mało istotną dziedzinę wiedzy. Zmiana nastąpiła, gdy zrozumiano funkcjonowanie genów i komórek. Świat nauki odkrył, że wszelkie przejawy życia na tej planecie zależą od działania różnych zegarów – zewnętrznych i wewnętrznych. Wiadomo już, że chronometry są w większości komórek i tkanek, w mózgu, sercu, wątrobie, nerce czy trzustce. I każdy tyka według czasu lokalnego. Po co?

Zegarowe funkcje w organizmach wielokomórkowych mają sterować różnymi procesami biochemicznymi i fizjologicznymi tak, by się nawzajem nie wykluczać, a jednocześnie pozwolić na dostosowanie funkcji życiowych do cyklicznie zmieniających się warunków środowiska zewnętrznego. Poznanie tych stref czasowych pomoże wyleczyć to, co dziś nieuleczalne. Nie tylko światło decyduje o naszym rytmie nastrojów.

Dziś wiadomo, że jest wiele różnych czynników. Nie wszystkie jeszcze poznano. Na pewno niedobór witaminy D3, tak powszechny w naszej szerokości geograficznej, który przekłada się na wymienione procesy. Sprzyja też szacunek dla indywidualnych preferencji trybu życia, z uwzględnieniem tego, że osoby lubiące wstawać wcześniej, będą aktywne w innych godzinach niż śpiochy.

Dlaczego życie musi toczyć się w rytmie zegara? Cykl 24-godzinny jest najważniejszy, bo z nim mamy do czynienia na co dzień. Człowiek zawsze podlegał cyklicznym wpływom środowiska: dzień i noc wyznaczały czas na sen i działanie, pory roku oznaczały okresy obfitości lub niedostatku pożywienia. Żeby przetrwać, trzeba było się przystosować do rytmów przyrody i zmian środowiska.

W drodze ewolucji wykształcił się tzw. zegar biologiczny, który koordynuje nasze podstawowe procesy życiowe, m.in.:

• dobowe zmiany temperatury ciała
• ciśnienie krwi
• szybkość pracy serca
• stężenie hormonów
• stężenie glukozy

U ssaków rolę nadrzędnego zegara biologicznego pełnią jądra nadskrzyżowaniowe – część podwzgórza mózgu, położona tuż nad skrzyżowaniem nerwów wzrokowych.

Podstawowym czynnikiem synchronizującym pracę naczelnego zegara biologicznego jest światło. Informacja świetlna odebrana przez siatkówkę oka jest przesyłana do zegara specjalnym szlakiem neuronalnym. Dopóki jest jasno, jądra nadskrzyżowaniowe złożonym szlakiem neuronalnym przesyłają do szyszynki sygnał, który hamuje produkcję i wydzielanie do krwi melatoniny. Stężenie melatoniny we krwi wzrasta wieczorem (dzięki temu organizm zwalnia obroty i domaga się odpoczynku), najwyższe wartości osiąga ok. godz. 2-3 w nocy, a obniża się przed świtem.

Czy sztuczne światło nam szkodzi?

Co to jest chronomedycyna?

Znajomość mechanizmu działania zegara biologicznego ułatwia zrozumienie rytmiki występowania niektórych chorób i ich objawów. Tym właśnie zajmuje się chronomedycyna.

I tak, na przykład bóle w reumatoidalnym zapaleniu stawów (RZS) zwykle nasilają się rano. Achim Kramer, chronobiolog ze szpitala Charité w Berlinie, gdzie testuje się eksperymentalną metodę leczenia RZS, wyjaśnia, że nasz centralny zegar wewnętrzny to zbiór bardzo wrażliwych komórek nerwowych w mózgu. Rytm komórkom nadaje światło dzienne, nastawiając zegar według położenia słońca. Informacje trafiają do genów zegarowych w każdej komórce. Tak synchronizuje się czas wewnętrzny z czasem zewnętrznym.

Istnieje naturalny rytm genów zegarowych, które odpowiadają za to, czy jesteśmy skowronkami, czy sowami (czyli czy mamy wczesny, czy późny chronotyp).

Można poprawić skuteczność leczenia, jeśli ustawi się je według naszego zegara wewnętrznego. Choroba także działa według zegarka. W szpitalu Charité odkryto, że pewne substancje uwalniają się w organizmie chorego o 2 w nocy i napędzają stan zapalny stawów. Rano stawy są sztywne i bolą. Naukowcy stworzyli więc inteligentną tabletkę – zawiera znaną substancję czynną, ale działa w określonym czasie. Osłonka tabletki nie ulega strawieniu od razu – pęka po 4 godzinach. Uwalnia lek tuż przed porą nasilenia objawów choroby. Nie dochodzi do stanu zapalnego, pacjent budzi się bez nieprzyjemnych objawów.

Wielką nadzieję niesie także eksperymentalna metoda farmakologicznego leczenia nowotworów, która uwzględnia nasze rytmy biologiczne. Francuski badacz Francis Lévy, ze szpitala Paula Brousse’a w Villejuif, kieruje zespołem lekarzy stosujących pompy infuzyjne, które dozują leki przeciwnowotworowe w oparciu o zasady chronoterapii. Leki w formie wlewów są wprowadzane do organizmu przez specjalnie zaprogramowane chronomodulujące lekkie pompy, ważące 30-50 dkg. Chory nosi je przy sobie, na przykład przyczepione do paska od spodni, i leczy się w domu.

W jednym wlewie chemioterapii jest kilka leków, które najsilniej działają o różnych porach dnia. Poszczególne leki są zatem podawane w takich godzinach, kiedy mają najsilniejsze działanie przeciwnowotworowe, a jednocześnie są przez pacjenta najlepiej tolerowane. Chodzi o to, by oszczędzić zdrowe tkanki.

Wyjaśnijmy: rakowe komórki, np. w wątrobie, nie mają zegarów biologicznych. Geny ich chronometrów działają po swojemu, nie podlegają kontroli zegara centralnego. A zdrowe komórki – podlegają. Nie należy podawać chemii wtedy, gdy zdrowe komórki są aktywne, bo to je zniszczy. Trzeba podać lek w czasie, gdy są w fazie spoczynku i infuzja ich nie uszkodzi. Dlatego programuje się pompy z wlewami leków – każdy o właściwej porze. Wykorzystanie zasad chronoterapii zwiększa skuteczność leczenia i znacząco poprawia jakość życia pacjenta.

Zegar biologiczny narządów – medycyna chińska – rytm dobowy

Życie we własnym rytmie

Prof. Till Roenneberg, z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium, naukowiec specjalizujący się w chronobiologii człowieka, uważa, że skoro bycie skowronkiem lub sową mamy zapisane w genach, nie powinniśmy podlegać jednemu schematowi godzin pracy czy nauki, bo to wbrew naturze. – Jeśli budzi mnie dźwięk budzika, to znaczy, że wstaję o niewłaściwej porze. Dobra to ta, kiedy budzę się sam – mówi.

Według Roenneberga nasze życie kontrolują trzy zegary:

1. zegar biologiczny, który określa, co się dzieje w naszym ciele w ciągu doby
2. zegar słoneczny (dzień, noc) – ustawia zegar biologiczny
3. zegar społeczny – ten trzeci chronometr istnieje od niedawna, jest symbolizowany przez zegarek na ręce, który mówi, która godzina. Stworzony przez ludzi, nie naturę. On jest odpowiedzialny za problemy z używkami czy gorsze wyniki w nauce nastolatków.

Okazuje się, że w okresie dorastania człowiek często jest sową (jego zegar wewnętrzny jest przesunięty do tyłu o kilka godzin w stosunku do pory dnia) i z zajęć rozpoczynających się o 8 rano nie jest w stanie właściwie skorzystać. Jego organizm nadal „śpi”. Według biologa młodzież w tym wieku powinna rozpoczynać naukę około godziny 10. Uważa on także, że niewłaściwe godziny pracy sprzyjają stosowaniu używek, uzależnianiu się od leków, bo nasz organizm bardzo źle czuje się w wymuszonym rytmie dobowym. A my ratujemy się, jak możemy.

Ponadto prof. Roenneberg stwierdza, że współczesny człowiek zbyt długo przebywa w zamkniętych pomieszczeniach, gdzie dociera za mało naturalnego światła. A jest ono konieczne, by nasz zegar biologiczny tykał właściwie. Nie zapominajmy o tym w tej najkorzystniejszej dla organizmu porze roku.

Naukowiec marzy, by w przyszłości można było sfilmować widok zmieniającego się nieba nad budynkiem, a następnie projektować go na sufity. To zapewniłoby odpowiednią i najzdrowszą jasność nad głowami ludzi przebywających w środku. Badacz uważa także, że możliwe jest społeczeństwo, gdzie wszyscy funkcjonują według własnego zegara, bo harmonię zapewni ogólne lepsze samopoczucie.

Fazy snu – jak przebiega zdrowy sen?

Chronopsychologia w walce o lepszy nastrój i efektywność

Możemy zacząć urzeczywistniać marzenia profesora – szanując wzajemnie odmienne chronotypy. Zwłaszcza, że wiemy o nich coraz więcej, między innymi dzięki chronopsychologii. Badania polskich naukowców zajmujących się tą dziedziną pokazały, że można określić rytm naszego nastroju.

Osoby o preferencjach porannej aktywności są skore do kłótni w drugiej połowie dnia, do wieczora. Nocne marki miewają złe humory od rana, po południu łagodnieją. Warto znać czyjś rytm biologiczny, by móc uzyskać jak najlepszy z nim kontakt. Jeśli się różnimy chronotypem – rozwiązujmy wspólne problemy na styku naszych możliwości.

Także intymne kontakty podlegają indywidualnym rytmom. Dlatego to nieprawda, że noc to czas na seks. Wówczas pod wpływem ciemności wzrasta produkcja melatoniny, która wywołuje senność i uczucie zmęczenia. Tymczasem rano, u mężczyzn, wzrasta produkcja testosteronu, a co za tym idzie, zwiększa się ochota na seks.

Natomiast według polskich badań kobiety skowronki, ale i sowy, raczej wolą uprawiać seks w godzinach między 18 a północą. Mężczyźni każdego chronotypu deklarują ochotę na współżycie rano i wieczorem. Wniosek – to panowie powinni dostosować się do swoich partnerek pod względem pory na seks.

Znajomość naszego rytmu biologicznego przydaje się także w pracy i nauce. Pomoże zdecydować, kiedy najskuteczniej poświęcimy się zadaniu przez najdłuższy możliwy czas i poradzimy sobie ze skupieniem. Hiszpańscy badacze podzielili badanych wg chronotypów i zmierzyli ich zdolność wykonywania zadań o różnych porach dnia. Skowronki radziły sobie świetnie podczas sesji porannych i wieczornych. Sowy zaś lepiej radziły sobie wieczorem niż rano i nie były w stanie utrzymać koncentracji tak długo jak skowronki w dowolnej porze dnia. Jeśli w zespole mamy osoby o preferencjach porannych i te o preferencjach wieczornych – możemy przydzielić indywidualne zadania o odpowiedniej porze lub nawet pokusić się o elastyczny czas pracy.

Co jeść na kolację, by dobrze się wyspać?

Im lepiej śpimy, tym mniej tyjemy

Latem nasz organizm woli spożywać więcej białka, zimą natomiast wykazujemy większe zapotrzebowanie na węglowodany – ze znanymi konsekwencjami. Także rytm dnia i nocy ma wpływ na rozmiar naszych ubrań. Jak zauważył zespół naukowców z Amerykańskiego Instytutu Zdrowia, osoby posiadające wieczorny chronotyp (sowy), obudzone za wcześnie, mają tendencję do objadania się. Gdy wstajemy wcześniej niż zwykle, to już przed południem czujemy ssanie w żołądku. Godzina zmiany naszego trybu życia, zgodnego z chronotypem, na porę wcześniejszą, zwiększa tendencję do otyłości aż o 33 proc.

Korelację między wysypianiem się a szczupłą sylwetką potwierdza też prof. Elmar Peschke, neuroanatom z niemieckiego Uniwersytetu w Halle. Badacz dokonał odkrycia, które daje nadzieję na lepsze leczenie cukrzycy typu 2. Chodzi o powiązanie między melatoniną a insuliną. Nasz organizm nie produkuje ich obu naraz. Cukrzyca typu drugiego jest chorobą wynikającą z przejadania się kalorycznym jedzeniem. Im więcej zjemy cukru, tym więcej insuliny trzustka musi uwolnić. W pewnym momencie pracuje bez przerwy i obciążona, odmawia współpracy. Pojawia się cukrzyca.

Prof. Peschke mówi, że z nastaniem nocy szyszynka wydziela melatoninę, która blokuje wydzielanie insuliny. To w naturalny sposób zapobiega przeciążeniu trzustki. Dlatego przerwa na sen jest nam niezbędna. Jeśli za dużo jemy, a za mało śpimy, narażamy się podwójnie. Gdy często się przejadasz – przynajmniej się wysypiaj.

Już dziś naukowcom wystarczy jedna nasza komórka, by stwierdzić, czy jesteśmy sową, czy skowronkiem. Wkrótce kilka kropli krwi pomoże zsynchronizować podawanie leków z naszym indywidualnym zegarem biologicznym.

Walczysz z kilogramami, a waga ani drgnie? Zobacz, co zrobić, żeby schudnąć

Jak zaplanować dzień zgodnie z rytmem dobowym?

Najlepszą wydolność umysłu i formę fizyczną mamy ok. 11:00. Od 13:00 sprawność intelektualna maleje. Produkowane w dużej ilości soki trawienne sprawiają, że jesteśmy głodni. Od 15:00 warto planować zajęcia, które nie wymagają dużego wysiłku i koncentracji. Pracę najlepiej zakończyć ok. 18, bo potem spada wydolność. Jedząc zgodnie z naturalnym rytmem, można schudnąć nawet 2 kg miesięcznie. Tłuszcze i węglowodany łatwiej spalamy rano, wieczorem je magazynujemy.

Optymalny czas na sport:

• między 7:00 a 8:00 rano, przed śniadaniem (w czasie, kiedy kortyzol, adrenalina i noradrenalina osiągają najwyższy poziom)
• między 11:00 a 13:00, przed obiadem
• między 18:00 a 19:00, przed lekką kolacją

W ciągu doby zmienia się wrażliwość komórek na substancje chemiczne oraz stężenie leków we krwi. Wątroba i nerki też mają swoją rytmikę. W nocy nerki pracują wolniej i produkują mniej moczu. Dlatego tabletka aspiryny zadziała lepiej połknięta przed snem niż rano, kiedy to lek jest szybciej usuwany z organizmu.

 

Po 17.00 mamy wyostrzony smak i powonienie. Pokusa zjedzenia czegoś pysznego jest wtedy wyjątkowo silna. Można sobie pozwolić na nieduży posiłek, bo dość szybko go o tej porze spalimy. Kto ma zamiar kupić perfumy, niech testuje je właśnie po południu, ze względu na wyczulony węch. Francuzi twierdzą, że właśnie dlatego jest to najwspanialsza pora na seks.

Źródła:

1. Chronobiology.com
2. dokument filmowy „Chronobiologia. Jak działa nasz zegar biologiczny”
3. „Potęga KIEDY”, Michael J. Breus, wyd. Znak