On helppo vihata kelloja. Niiden eteenpäin rakkamaton marssi herättää meidät ja hävettää myöhästymisestä. Ne ovat jatkuva muistutus siitä, että jokainen nautittava hetki, aivan kuten elämä itsessään, on ohimenevää. Mutta vaikka keräisimme kaikki aikamme kertovat laitteet ja hautaistimme ne syvälle maan sisään, emme koskaan pääsisi kelloista eroon. Koska me olemme yksi.
Emme tarvitse ymmärtää ympäri vuorokauden rytmien yksityiskohtia tietääksemme, että nälkä tulee tiettyinä aikoina, että iltapäivän lasku on todellinen, ja että juhliminen neljään aamuyöllä vaikeuttaa kahdeksan tunnin unen saamista – kehomme kellolla ei ole myötätuntoa krapulaa kohtaan. Mutta ymmärtääksemme paremmin tämän kaikenkattavan päivittäisen syklin, meidän on tunnettava todella eläimellinen puolemme.
Useimmat meistä ovat hereillä 16–17 tuntia päivässä, minkä aikana emme koskaan lakkaa muuttumasta biologisesti. Joka minuutti, sanoo Surreyn yliopiston kronobiologian professori Debra Skene, "kehomme ovat erilaiset." Hän ei viittaa pelkästään kemialliseen koostumukseemme, ruumiintoimintoihimme ja energiatasoihimme, vaan myös motivaatioihimme, käyttäytymiseemme, mielialoihimme ja valppauteemme. "Jokaisella ajanhetkellä meillä on rytmejä, jotka joko nousevat tai laskevat. Jotkut ovat huippulukemissaan, jotkut puolivälissä. Se on dynaaminen järjestelmä."
Jotkut meistä ovat aamuvirkkuja ja toiset yökyöpeleitä, koska sisäiset kellomme ovat ainutlaatuisia. Nämä erilaiset kronotyypit, kuten niitä kutsutaan, ovat normaaleja geneettisiä vaihteluita, Skene sanoo. Jotkut ihmiset kulkevat hieman nopeammin, toiset hieman hitaammin; rajoittamattomina ne ajautuisivat edelleen eteenpäin tai jäisivät jälkeen.
"Ajan myötä olisit täysin epäsynkronissa maapallon elämän kanssa," hän sanoo, "joten valon ja pimeyden rooli on ratkaiseva kellosi nollaamisessa 24 tuntiin joka päivä." Valo-pimeys-sykli "on vahvin, johdonmukaisin signaali, johon kaikki eläimet ovat kehittyneet reagoimaan." Tästä syystä olemme yhä tietoisempia liiallisen keinovalon negatiivisista vaikutuksista yöllä: se hämmentää järjestelmiämme, aivan kuten muuttolintujen ja merikilpikonnien poikasten kohdalla.
Vaikka meitä kaikkia pitää enemmän tai vähemmän linjassa sama 24 tunnin valosykli, erilaiset kronotyypimme tarkoittavat, että jotkut meistä haluavat herätä ja mennä nukkumaan aiemmin tai myöhemmin kuin toiset. Skeneen tiimi havaitsi, että vaikka yökyöpeli kouluttaisi sisäistä kelloaan kulkemaan kaksi tuntia aiemmin noudattamalla tiukasti säännöllisiä heräämis-, nukkumis-, aamiais- ja lounasaikoja, kun he lopettavat koulutuksen, "he saattavat ajautua takaisin myöhäistyyppeihin" sisäisen kellonsa mukaisesti.
Ympäri vuorokauden kello on suunniteltu varmistamaan selviytyminen. Tätä varten sen täytyy ennakoida, mitä tulee tapahtumaan. Se ei reagoi siihen, että heräät; se on salaa valmistanut kehosi heräämään tunti tai kaksi ennen kuin se tapahtuu. "Kortisoli-hormonisi, jota aivorungon pääkello suoraan ohjaa, alkaa nousta, joten kun heräät, se on melkein huippulukemissaan," Skene sanoo. "Ja tarvitset kortisolia, koska se tarjoaa glukoosivaraston ja antaa rohkeutta nousta ylös ja kohdata maailma."
Mikä tahansa perustavanlaatuinen muutos käyttäytymisessäsi päivän aikana, sanoo Manchesterin yliopiston biologisen ajoituksen keskuksen johtaja Robert Lucas, "täytyy sisältää koordinaatiota kehosi monien eri osa-alueiden välillä. Joten sanotaan, että päivässä on aika, jolloin todennäköisesti olet nälkäinen ja odotat suurta ateriaa. Se on motivaatiomuutos aivoissasi, mutta tarvitset myös koordinoidun muutoksen ruoansulatusjärjestelmässäsi ja maksassasi ennakoimaan, että ruoka on tulossa."
Biologinen kellosi pitää kirjaa ajasta ja varmistaa, että kaikki tapahtuu, kun sitä tarvitset. Jos jatkat rutiinisi hakkaamista ja muuttamista, Lucas sanoo: "Tämä koordinaatio hajoaa." Asiat voivat sortua, ja kehosi kyky ennustaa tapahtumia ei toimi kovin hyvin. Voimme kokea tätä vähäisessä määrin jopa kellojen siirryttyä, mutta ehdottomasti jet lagin yhteydessä. Skeneen tiimi Surreyn yliopistosta havaitsi, että jos syöt keskiyöllä, ruokasi ei aineenvaihdunnu samalla tavalla kuin keskipäivällä syödessäsi, mikä johtaa korkeampiin triglyseriditasoihin (rasvaa) verenkierrossasi.
Mukana on myös kokonainen valpautta koskeva järjestelmä, ja taistelu sen ylläpitämiseksi käy vaikeammaksi mitä kauemmin olemme hereillä. "Vaikka olisit nukkunut hyvin yön yli," Skene sanoo, "sinulla on jotain, joka laskee hereilläolon tunteja, kuin tiimalasi. Unenpaineesi kertyy koko päivän." Mutta näin pitkän päivän kanssa tarvitsemme ylimääräisen sysäyksen päästäksemme turvallisesti viimeisen osan läpi. Joten myöhäisiltapäivällä tai varhaisillalla koemme toissijaisen piikin energiassa ja kognitiivisessa toiminnassa. "Se on ympäri vuorokauden rytmimme valppaudessa," Skene sanoo, auttaen sinua pysymään hereillä nukkumaanmenoon asti.
Jos valo säätelee pääkellojamme, eivätkö päivänvalon vuodenaikaiset vaihtelut muuttaisi käyttäytymistämme? Skene sanoo: "Kun aamunkoitto ja iltahämärä muuttuvat, järjestelmässämme on hieman joustavuutta. Lampaat ja hirvieläimet muuttavat lisääntymiskykyään, ihonväriään ja painoaan vuodenaikojen mukaan. Suuri kysymys, johon yritämme edelleen vastata, on: kuinka vuodenaikaisia ihmiset ovat?" Sen tutkiminen on hankalaa, hän sanoo, koska "olemme muuttaneet ympäristöämme niin paljon, että kehomme ei tiedä ulkona olevan pimeää talvea, koska meillä on valot ja lämmitys päällä. Joten luulemme, että meillä on kyky olla vuodenaikaisia, mutta tapa, jolla olemme muuttaneet maailmaamme, tekee sen havaitsemisesta nyt vaikeaa."
Mitä kokonaisvaltaisemmaksi biologien ymmärrys kehosta tulee, sitä enemmän mehukkaita vihjeitä kehomme kellojen todellisesta monimutkaisuudesta ilmaantuu. Esimerkiksi suoliston mikrobistolla on oma ympäri vuorokauden rytminsä. Sen päivittäiset rutiinit vuorovaikuttavat omiimme, kun se suorittaa tehtäviään, kuten ruoan sulattamista ja ravintoaineiden erottamista syömisen jälkeen, ja välittäjäaineiden, kuten serotoniinin, tuottamista. Jopa mitokondriomme, solujemme energialähteet, omavat ympäri vuorokauden rytminsä, University College Londonin (UCL) tutkijoiden mukaan.
Heidän vuoden 2019 artikkelinsa, Päivä mitokondrian elämässä, osoitti, että ne "käynnistyvät todella voimakkaasti varhain aamulla," sanoo UCL:n neurotieteen professori Glen Jeffery. "Ne tietävät aamunkoiton lähestyvän, kun olemme vielä unessa." Silloin ne alkavat tuottaa energiaa, "joten ne valmistelevat sinua. Tämä juontaa todennäköisesti juurensa evoluutiotilaan – kun heräät varhain aamulla, olet erittäin haavoittuvainen. Jokin on saattanut tarkkailla sinua yön aikana. Haluat nousta ylös ja haluat olla hyvin toimintakykyinen."
Jeffery epäilee, että mitokondriat suorittavat monia muita ratkaisevia ruumiillisia tehtäviä, joita emme ole vielä onnistuneet selvittämään, mutta tiedämme, että niillä on suuri sananvalta ikääntymiseen ja kuolemaan, joten ne ovat melko perustavanlaatuisia. Niiden tuottama energia on ATP:n (adenosiinitrifosfaatti) muodossa, kemikaalista, joka on läsnä soluissasi. ATP:ta tuotetaan ja poltetaan jatkuvasti. "Tuotat siitä kehosi painon joka päivä," Jeffery sanoo. "Se on valtava prosessi – et tee mitään tässä maailmassa ilman ATP:ta." Kun ATP alkaa saavuttaa huippunsa aamulla, myös aineenvaihduntamme tehostuu. "Aineenvaihduntasi on erittäin nopeassa tilassa," Jeffery sanoo. "Et ehkä tunne sitä ryömiessäsi sängystä, mutta niin se on."
Keskipäivän aikoihin mitokondriat alkavat hidastua, tuottaen vähemmän energiaa, ja illalla ne ovat paljon vähemmän aktiivisia. Jeffery sanoo, että tästä syystä lihakset voivat särkeä enemmän illalla harrastetun liikunnan jälkeen. Yöllä, kun mitokondrioiden tuottama ATP on vähissä, kehosi voi tuottaa ATP-energiaa toisella tavalla; mutta, Jeffery sanoo, se käyttää "tätä huonoa polkua, jota kutsutaan glykolyysiksi. Glykolyysi..." "Tämä on hirvittävän tehotonta. Kun lähdet lenkille myöhään päivällä ja pusket itseäsi kovaa, jättäen lihaksesi kipeiksi, se johtuu glykolyysistä. Glykolyysi on kuin vanha Ford Cortina – se saa sinut liikkeelle, mutta tuottaa paljon jätettä." "Jätteellä" hän tarkoittaa tulehdusta aiheuttavia aineita.
Aivan kuten ympäri vuorokauden rytmimme, myös mitokondriaaliset kehonkellomme ohjautuvat auringonvalosta. "Ne valvovat valoa jatkuvasti," Jeffery sanoo. "Kiehtovaa on, että ne kommunikoivat keskenään. Joten jos häiritsen mitokondrioita varpaassasi, seuraavana aamuna mitokondriat kehosi muissa osissa tietävät tarkalleen, mitä tapahtui."
Jeffery aloitti uransa Arktisella, tutkien, kuinka eläimet sopeutuvat valoon ja pimeyteen. Hän havaitsi, että jatkuvan pimeyden aikoina hänen kollegansa eivät vain sytyttäneet valoja, vaan nauttivat myös nuotion tekemisestä. Nuotio säteilee samaa aallonpituutta kuin aurinko.
"Mitokondriat toimivat kuin akku," hän selittää. "Niiden sähkövarausta voisi mitata. Kun varaus laskee liian alas, ne signaalisoi solukuolemaa. Jos tarpeeksi monta mitokondriaa lähettää tämän signaalin, organismi kuolee." Auringonvalo auttaa lataamaan näitä akkuja.
Aiemmin tänä vuonna hänen tiiminsä julkaisi artikkelin, joka osoitti, että "jos vien sinut ulos normaaliin auringonvaloon, käännän sinut aurinkoa kohti ja asetan spektrometrin ja radiometrin selkäsi vasten, voin mitata pitkiä aallonpituuksia, jotka kulkevat kehosi läpi, parantaen mitokondrioiden toimintaa." Jopa pilvisenä päivänä saattaa vaikuttaa siltä, ettei auringonvaloa ole, mutta Jeffery on eri mieltä. Itse asiassa hän sanoo: "Pitkät aallonpituudet, joita mitokondriat tarvitsevat, hajaantuvat pilvien takia, joten pilvinen päivä ei tee paljon eroa."
Samaan aikaan Lucasin tiimi Manchesterissa tutkii päiväsaikaiseen valoon altistumisen tärkeyttä ja sitä, voiko ulkona liikkuminen maksimoidakseen altistumista auttaa vastustamaan illan keinovalon hämmentäviä vaikutuksia päivittäisiin ruumiillisiin rytmeihimme.
"On ymmärretty, että valoon altistuminen illalla ja yöllä voi häiritä näitä biologisia kelloja," hän sanoo. "Mutta toinen ongelma on, että sähkövalaistuksen ansiosta vietämme nyt suurimman osan päivistämme sisätiloissa, menettäen kirkkaan luonnonvalon, jota olisimme kokenut koko evoluutiohistorian ajan. Useimmille ihmisille päiväsaikaiseen valoon altistumisen säätäminen on helpompaa kuin ilta- ja yöaikaisten tapojen muuttaminen." Toisin sanoin, on helpompaa kannustaa jotakuta kävelemään ulkona päivällä kuin vakuuttaa heitä luopumaan televisiosta tai sosiaalisesta mediasta illalla.
Kaikki tiivistyy rutiiniin – joka, Lucas huomauttaa, on erittäin henkilökohtaista, mikä vaikeuttaa yleistämistä tarkkoihin biologisiin kuvioihin päivän aikana. "Heti kun sanot: 'Ihmiset nukkuvat parhaiten yöllä', joku vastaa: 'Itse asiassa pidän valveillaolosta neljään asti.' On merkittäviä yksilöllisiä eroja." Hän on huomannut omien rutiiniensa muuttuvan iän myötä. "Nyt olen luotettavasti hereillä kuudelta aamulla. Kun olin 18, en ollut. Joten n
