Cirkadisk rytme

Læs mere om dette emne

Menneskeligt nervesystem: Cirkadiane rytmer

Mennesker har uundgåeligt tilpasset sig universets ordnede rytmer. Disse biologiske cyklusser kaldes cirkadiske rytmer, fra det latinske…

Inden for den cirkadiske (24-timers) cyklus sover en person normalt ca. 8 timer og er vågen 16 timer. I de vågne timer er de mentale og fysiske funktioner mest aktive, og vævscellevæksten øges. Under søvnen forsvinder de frivillige muskelaktiviteter næsten, og der sker et fald i stofskifte, respiration, hjertefrekvens, kropstemperatur og blodtryk. Fordøjelsessystemets aktivitet øges i hvileperioden, men urinvejssystemets aktivitet mindskes. Hormoner, der udskilles af kroppen, f.eks. det stimulerende stof adrenalin (adrenalin), frigives i maksimale mængder ca. to timer før opvågningen, så kroppen er forberedt på aktivitet.

Den cirkadiske cyklus styres af et område i hjernen, der er kendt som hypothalamus, som er det overordnede center for integration af rytmisk information og etablering af søvnmønstre. En del af hypothalamus kaldet den suprachiasmatiske kerne (SCN) modtager signaler om lys og mørke fra øjets nethinde. Når de aktiveres af lys, sender særlige fotoreceptorceller i nethinden signaler til SCN via neuroner i den retinohypothalamiske kanal. Signalerne sendes videre til pinealkirtlen, en lille kegleformet struktur, der er fastgjort til den bageste ende (bag hypothalamus) af den tredje hjerneventrikel, og som er ansvarlig for produktionen af et hormon kaldet melatonin. Cykliske udsving af melatonin er afgørende for at opretholde en normal døgnrytme. Når nethinden registrerer lys, hæmmes melatoninproduktionen, og der opstår vågenhed; lysets bølgelængde (farve) og intensitet er vigtige faktorer, der har indflydelse på, i hvilket omfang melatoninproduktionen hæmmes. I modsætning hertil øges melatoninproduktionen som reaktion på mørke, og kroppen begynder at forberede sig på at sove. Søvnfremkaldende reaktioner, såsom fald i kropstemperatur og blodtryk, opstår, når melatonin binder sig til receptorer i SCN.

Det naturlige tidssignal for det cirkadiske mønster er skiftet fra mørke til lys. Hvor dagslysmønstre ikke er konsekvente, som f.eks. i det ydre rum, etableres der regimenterede cyklusser for at simulere 24-timers-dagen. Hvis man forsøger at bryde den cirkadiske rytme ved at ignorere søvn i en række dage, begynder der at opstå psykologiske lidelser. Den menneskelige krop kan lære at fungere i cyklusser på mellem 18 og 28 timer, men enhver større eller mindre afvigelse får normalt kroppen til at vende tilbage til en 24-timers cyklus. Selv i totalt oplyste områder som f.eks. den subpolare skumringszone har kroppen regelmæssige cyklusser med søvn og vågenhed, når først den indledende tilpasning er foretaget.

Få et Britannica Premium-abonnement og få adgang til eksklusivt indhold. Abonner nu

Hvert drastisk skift i den cirkadiske cyklus kræver en vis periode til genjustering. Hvert individ reagerer forskelligt på disse ændringer. Rejser på tværs af en række tidszoner er almindeligvis ledsaget af stress i den cirkadiske rytme, undertiden kaldet “jetlag”. For eksempel skaber en jetrejse mellem Tokyo og New York City en tidsforskel på 10 timer; det tager normalt flere dage for kroppen at tilpasse sig det nye dag- og natmønster. For hyppige forskydninger i det cirkadiske mønster, f.eks. flere flyvninger over havet om måneden, kan føre til mental og fysisk træthed. Tilpasning før eller efter flyvningen kan opnås ved gradvist at ændre ens søvnmønster for at simulere det mønster, der vil være nødvendigt i det nye miljø. Rumrejser er endnu mere ekstreme. Astronauter oplever først hurtige ændringer i dag- og natcyklusen, mens de er i kredsløb om Jorden. Herefter bliver tomrummet til en konstant sorthed uden nogen observerbar forskel mellem dag og nat.

Den cirkadiske cyklus kan ændre effektiviteten af nogle lægemidler. For eksempel synes timingen af administrationen af hormonelle lægemidler, så den er i overensstemmelse med deres naturlige cirkadiske produktionsmønster, at lægge mindre stress på kroppen og give mere effektive medicinske resultater.