Śpij, jedz i ruszaj się zgodnie ze swoim rytmem okołodobowym. Satchin Panda
A zatem każdy narząd produkuje substancje, które dostają się do krwi lub są dostarczane do sąsiednich tkanek. Produkcja i wydzielanie tych molekuł podlegają cyklowi okołodobowemu. Dla przykładu – wątroba wytwarza szereg rodzajów molekuł, które są niezbędne w procesie krzepnięcia krwi. Czynniki wywołujące krzepnięcie też działają w rytmie okołodobowym, jeśli więc uważnie zmierzymy czas krwawienia i krzepnięcia, bez trudu poznamy ów cykl. Może to wpłynąć na takie planowanie zabiegów chirurgicznych, by rekonwalescencja przebiegała szybciej. Ponadto nabłonek nosa, jelit i płuc wytwarza śluz, którego produkcja także przebiega w cyklu okołodobowym.
Niemal każdy gen docelowy dla leku działa w rytmie okołodobowym. To jedno z najważniejszych odkryć w dziedzinie chronobiologii, szczególnie jeśli pomyślimy o ludziach cierpiących na choroby przewlekłe lub nowotworowe. Pamiętaj, że tysiące genów w danym narządzie włącza się i wyłącza o określonych porach. Wyobraź sobie, że namierzamy gen, który odpowiada za produkcję proteiny wspomagającej wytwarzanie cholesterolu w wątrobie. Proteina ta rządzi się rytmem okołodobowym, wytwarzając więcej cholesterolu rano, a mniej w nocy. Jeśli chcielibyśmy ograniczyć produkcję cholesterolu1, czyż nie byłoby dobrze mieć lekarstwo, które zablokowałoby tę proteinę wówczas, gdy jest najbardziej aktywna?
SCN: nadrzędny zegar biologiczny
Naukowcy wiedzieli już, że komórki komunikują się między sobą, zastanawialiśmy się jednak, czy porozumiewają się także wewnętrzne zegary poszczególnych narządów. Badacze odkryli niewielkie skupisko komórek, które działa jak zegar nadrzędny – zupełnie tak samo, jak zegary atomowe są nadrzędne w stosunku do wszystkich innych zegarów na świecie. Komórki te, tworzące tzw. jądro nadskrzyżowaniowe – lub w skrócie SCN2 – są strategicznie zlokalizowane w podwzgórzu, stanowiącym centrum podstawy mózgu3. W podwzgórzu znajdują się ośrodki zawiadujące między innymi uczuciami głodu i sytości, snem, równowagą płynów bądź reakcją na stres. 20 tysięcy komórek tworzących SCN ma pośrednie połączenie z przysadką mózgową, która wytwarza hormon wzrostu, z nadnerczami produkującymi hormony stresu, z tarczycą produkującą hormony tarczycowe i z gruczołami rozrodczymi produkującymi hormony płciowe. SCN jest również pośrednio połączony z szyszynką, która wytwarza hormon snu – melatoninę3.
Działanie zegara SCN jest tak kluczowe dla codziennych rytmów organizmu, że jeśli zostanie chirurgicznie usunięty, co naukowcy zrobili w przypadku gryzoni – dochodzi do utraty zegara biologicznego. Jeżeli SCN ulegnie degeneracji w stadium terminalnym chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, pacjent traci poczucie czasu. Kładzie się spać, pozostaje rozbudzony, czuje silny głód lub chodzi do łazienki o dowolnej porze doby.
SCN jest łącznikiem pomiędzy światłem a regulacją cykli dobowych, ponieważ otrzymuje informację o obecności światła ze świata zewnętrznego i przekazuje ją reszcie organizmu. Komórki melanopsynowe w siatkówce mają bezpośrednie połączenie z SCN – i właśnie dlatego nasz nadrzędny zegar jest najbardziej wrażliwy na światło niebieskie. Kiedy zostaje zresetowany przez światło, resetuje z kolei wszystkie inne zegary znajdujące się w podwzgórzu: przysadki, nadnerczy, szyszynki i innych narządów. Inne zegary organizmu, na przykład te w wątrobie czy jelitach, ustalają swój rytm okołodobowy w oparciu o sygnały z SCN oraz o pory, kiedy spożywamy posiłki. Zegar SCN ma połączenie z mózgowym ośrodkiem głodu, któremu komunikuje, kiedy organizm powinien czuć łaknienie, a kiedy nie. W ten więc sposób SCN służy nam za przewodnika instruującego nas, kiedy należy jeść – co pośrednio wpływa na działanie zegarów wątroby, jelit, serca i tak dalej.
Istnieje również rytm okołodobowy związany z piciem wody, który pomaga naszej wątrobie i mięśniom w wykonywaniu wielu zadań. Gdy jesz, komórki wątroby nabrzmiewają, produkując własne białko (wątroba wytwarza większość białek krwi). Ale komórki mogą nabrzmieć jedynie wtedy, gdy mają do dyspozycji wodę. Nawodnienie pomaga więc narządom przeprowadzać niezbędne reakcje chemiczne, by generować energię i podtrzymywać kluczowe procesy życiowe.
System ten jest na tyle elastyczny, że potrafi przestawić się w ciągu kilku dni, jeśli jedzenie pojawia się o niewłaściwej porze. Układ pokarmowy zaczyna produkować soki trawienne tuż przed pojawieniem się pożywienia, a zegar w wątrobie resetuje się, by móc przetwarzać składniki odżywcze wchłaniane z jelit. Powoli, mniej więcej po tygodniu, wywiera to wpływ na zegary w mózgu: nastawiają się one na nowe godziny przyjmowania posiłków. Widzisz teraz, w jaki sposób zarówno światło, jak i harmonogram odżywiania się wpływają na wiele naszych zegarów.
Trzy fundamentalne rytmy
Zegary różnych narządów działają niczym orkiestra, wytwarzając trzy zasadnicze rytmy, które leżą u podstawy naszego zdrowia: rytm snu, odżywiania i aktywności fizycznej. Co więcej, rytmy te są głęboko powiązane – i znajdują się pod naszą kontrolą. Kiedy działają idealnie, cieszymy się doskonałym zdrowiem. Jeśli jeden z rytmów się zgubi, pozostałe też ulegają zakłóceniu, nakręcając spiralę złego samopoczucia.
Działanie rytmów twojego ciała przypomina ruchliwe skrzyżowanie sterowane sygnalizacją świetlną. Dowolna aktywność, poczynając od pracy mózgu, a kończąc na trawieniu, funkcjonuje jak ruch uliczny: każda funkcja nadciąga z określonego kierunku, ale ostatecznie wszystko zbiega się razem. Jeżeli sygnalizacja świetlna nie jest odpowiednio zsynchronizowana, rytm traci płynność. Ponieważ zaś funkcje organizmu nie mogą być włączone wszystkie naraz, to albo ciągle tkwimy na czerwonym świetle, albo nasze rytmy zderzają się ze sobą jak samochody podczas kolizji. A jeśli nie zwracamy uwagi na sygnalizator – czyli działamy wbrew optymalnemu rytmowi – sygnały ulegają zakłóceniu i narażamy nasze zdrowie na szwank.
Rytm pierwszy. Sen: Mit sów i skowronków
Wiele osób twierdzi, że kładą się spać szczególnie wcześnie lub szczególnie późno albo też że wstają odpowiednio wcześnie lub późno. Przypisują te zwyczaje genom i określają samych siebie jako sowy, które mogą czuwać nawet w środku nocy, bądź jako skowronki, zdolne do zrywania się o świcie.
Prawda jest jednak taka, że to, czy jesteś sową, czy skowronkiem, może zmieniać się z wiekiem. Niemowlęta i małe dzieci zazwyczaj budzą się wcześnie, bo i zasypiają we wczesnych godzinach wieczornych. Jeśli sprawiasz, że twoje dziecko wciąż czuwa, choć jest już dobrze po godzinie 21 czy 22, zakłócasz jego naturalną tendencję do zapadnięcia w sen. Opóźnianie naturalnego dla dzieci rytmu zasypiania stało się poważnym problemem zdrowotnym, ponieważ odbija się negatywnie na rozwoju mózgu. W rzeczy samej, nawet u dorosłych zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD) i zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD) wiązane są obecnie ze zwyczajem późnego kładzenia się spać, z niewysypianiem się i przebywaniem przez większość dnia w zamkniętych pomieszczeniach4. Oczywiście bywa i tak, że rodzice późno kładą dzieci spać, bo chcą spędzać z nimi więcej czasu. Stało się to poważnym problemem w Chinach i w Indiach, gdzie wielu rodziców pracuje bardzo daleko od domu, co wiąże się z długimi dojazdami.
Późno zwykle spać chodzą nastolatki, które też późno wstają. Wielu uczniów szkoły średniej kładzie się do łóżka po północy, przez co nie wysypiają się, jeśli muszą wstać przed siódmą rano, by zdążyć do szkoły.
Gdy mamy po trzydzieści, czterdzieści lat, w naturalny sposób wracamy do wczesnego wstawania. Wieczorem łatwiej nam jest zasnąć i jest bardziej prawdopodobne, że zbudzimy się o świcie. Przy czym dojrzałe płciowo kobiety mają tendencję do wstawania wcześniej niż mężczyźni. Różnica ta znika w wieku średnim, gdy działanie hormonów płciowych ulega osłabieniu – widać wtedy jasno, jak ten proces wpływa na wzorzec snu i czuwania5.
Jesteśmy tak zaprogramowani, by sypiać przynajmniej 9 godzin w wieku dziecięcym i 7 godzin przez resztę życia, ale z wiekiem nasz rytm okołodobowy słabnie i staje się mniej efektywny. Gdy przybywa nam lat, wewnętrzne dążenie