Sirkadiaaninen rytmi, ihmisen biologisen toiminnan syklinen 24 tunnin jakso.
Sirkadiaanisen (24 tunnin) syklin aikana ihminen nukkuu yleensä noin 8 tuntia ja on hereillä 16 tuntia. Valvetuntien aikana henkiset ja fyysiset toiminnot ovat aktiivisimmillaan ja kudossolujen kasvu lisääntyy. Unen aikana tahdonalainen lihastoiminta lähes häviää ja aineenvaihdunta, hengitys, syke, ruumiinlämpö ja verenpaine laskevat. Ruoansulatuselimistön toiminta lisääntyy levon aikana, mutta virtsajärjestelmän toiminta vähenee. Elimistön erittämiä hormoneja, kuten stimuloivaa epinefriiniä (adrenaliini), vapautuu maksimimäärissä noin kaksi tuntia ennen heräämistä, jotta elimistö on valmis toimintaan.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzKatso kaikki tämän artikkelin videot
Sirkadiaanista sykliä ohjaa aivojen hypotalamukseksi kutsuttu alue, joka on mestarikeskus, joka integroi rytmiin liittyvää informaatiota ja luo unirytmiä. Hypotalamuksen osa, jota kutsutaan suprachiasmaattiseksi ytimeksi (SCN), vastaanottaa signaaleja valosta ja pimeydestä silmän verkkokalvolta. Kun valo aktivoituu, verkkokalvon erityiset valoreseptorisolut lähettävät signaaleja SCN:ään retinohypotalamuksen hermosolujen välityksellä. Signaalit välittyvät edelleen käpyrauhaseen, pieneen kartiomuotoiseen rakenteeseen, joka on kiinnittynyt kolmannen aivokammion takaosaan (hypotalamuksen taakse) ja joka vastaa melatoniini-nimisen hormonin tuotannosta. Melatoniinin sykliset vaihtelut ovat elintärkeitä normaalin vuorokausirytmin ylläpitämiseksi. Kun verkkokalvo havaitsee valoa, melatoniinin tuotanto estyy ja herääminen alkaa; valon aallonpituus (väri) ja voimakkuus ovat tärkeitä tekijöitä, jotka vaikuttavat siihen, missä määrin melatoniinin tuotanto estyy. Sitä vastoin pimeyden vaikutuksesta melatoniinin tuotanto lisääntyy, ja elimistö alkaa valmistautua uneen. Unta aiheuttavat reaktiot, kuten ruumiinlämmön ja verenpaineen lasku, syntyvät, kun melatoniini sitoutuu SCN:ssä oleviin reseptoreihin.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzKatso kaikki tämän artikkelin videot
Ympäripyöreän vuorokausirytmin luonnollinen aikasignaali on siirtyminen pimeästä valoon. Siellä, missä päivänvalokuviot eivät ole johdonmukaisia, kuten ulkoavaruudessa, otetaan käyttöön säänneltyjä syklejä 24 tunnin vuorokauden simuloimiseksi. Jos vuorokausirytmiä yritetään rikkoa jättämällä uni huomiotta useiden päivien ajan, alkaa syntyä psyykkisiä häiriöitä. Ihmiskeho voi oppia toimimaan 18-28 tunnin sykleissä, mutta kaikki tätä suuremmat tai pienemmät poikkeamat aiheuttavat yleensä sen, että keho palaa 24 tunnin sykliin. Jopa täysin valaistuilla alueilla, kuten subpolaarisella hämärävyöhykkeellä, elimistöllä on säännölliset uni- ja valvejaksot, kunhan ensimmäinen sopeutuminen on tehty.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzKatso kaikki tämän artikkelin videot
Jokainen jyrkkä muutos vuorokausirytmissä vaatii tietyn ajan sopeutumiseen. Jokainen yksilö reagoi näihin muutoksiin eri tavalla. Useiden aikavyöhykkeiden yli matkustamiseen liittyy yleisesti vuorokausirytmin stressiä, jota joskus kutsutaan ”jet lagiksi”. Esimerkiksi Tokion ja New Yorkin välinen lentomatka aiheuttaa 10 tunnin aikaeron; elimistöltä kestää yleensä useita päiviä sopeutua uuteen vuorokausirytmiin. Liian usein toistuvat vuorokausirytmin muutokset, kuten useat valtameren ylittävät lennot kuukaudessa, voivat johtaa henkiseen ja fyysiseen väsymykseen. Lentoa edeltävä tai sen jälkeinen sopeutuminen voidaan saavuttaa muuttamalla vähitellen nukkumistottumuksia niin, että ne simuloivat uudessa ympäristössä tarvittavia nukkumistottumuksia. Avaruusmatkailu on vielä äärimmäisempää. Astronautit kohtaavat ensimmäiset nopeat muutokset vuorokausirytmissä ollessaan Maan kiertoradalla. Tämän jälkeen avaruus muuttuu jatkuvaksi pimeydeksi, jossa ei ole havaittavaa eroa päivä- ja yöajan välillä.
Sirkadiaaninen sykli voi muuttaa joidenkin lääkkeiden tehoa. Esimerkiksi hormonaalisten lääkkeiden antamisen ajoitus siten, että se on sopusoinnussa niiden luonnollisen vuorokausirytmin kanssa, näyttää rasittavan elimistöä vähemmän ja tuottavan tehokkaampia lääketieteellisiä tuloksia.