Cirkadián ritmus, az emberi biológiai tevékenység ciklikus, 24 órás periódusa.
A cirkadián (24 órás) cikluson belül az ember általában körülbelül 8 órát alszik és 16 órát van ébren. Az ébren töltött órákban a szellemi és fizikai funkciók a legaktívabbak, és a szöveti sejtek növekedése fokozódik. Az alvás alatt az akaratlagos izomműködés szinte megszűnik, és csökken az anyagcsere, a légzés, a szívfrekvencia, a testhőmérséklet és a vérnyomás. A nyugalmi időszakban az emésztőrendszer aktivitása megnő, a vizeletkiválasztó rendszeré viszont csökken. A szervezet által kiválasztott hormonok, mint például az ingerületátvivő adrenalin (adrenalin), körülbelül két órával az ébredés előtt maximális mennyiségben szabadulnak fel, hogy a szervezet felkészüljön az aktivitásra.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzA cikk összes videójának megtekintése
A cirkadián ciklust az agy hipotalamusz nevű régiója irányítja, amely a ritmikus információk integrálásának és az alvásminták kialakításának fő központja. A hipotalamusz egy része, a suprachiasmatikus mag (SCN) a szem retinájáról kapja a fényről és a sötétségről szóló jeleket. Fény hatására a retina speciális fotoreceptor sejtjei a retinohypothalamikus traktus neuronjain keresztül jeleket továbbítanak az SCN-hez. A jeleket továbbítják a tobozmirigyhez, egy kis kúp alakú struktúrához, amely a harmadik agykamra hátsó végéhez (a hipotalamusz mögött) csatlakozik, és amely a melatonin nevű hormon termeléséért felelős. A melatonin ciklikus ingadozása létfontosságú a normál cirkadián ritmus fenntartásához. Amikor a retina fényt érzékel, a melatonintermelés gátlódik, és ébrenlét következik be; a fény hullámhossza (színe) és intenzitása fontos tényezők, amelyek befolyásolják a melatonintermelés gátlásának mértékét. Ezzel szemben a sötétség hatására a melatonintermelés fokozódik, és a szervezet elkezd felkészülni az alvásra. Az alvást kiváltó reakciók, például a testhőmérséklet és a vérnyomás csökkenése akkor jön létre, amikor a melatonin az SCN receptoraihoz kötődik.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzTekintse meg a cikk összes videóját
A cirkadián mintázat természetes időjelzése a sötétségről a fényre való átállás. Ahol a nappali fényviszonyok nem következetesek, mint például a világűrben, ott szabályozott ciklusokat alakítanak ki a 24 órás nap szimulálására. Ha valaki úgy próbálja megtörni a cirkadián ritmust, hogy több napon keresztül figyelmen kívül hagyja az alvást, pszichés zavarok kezdenek kialakulni. Az emberi szervezet képes megtanulni, hogy 18 és 28 óra közötti ciklusokban működjön, de minden ennél nagyobb vagy kisebb eltérés általában arra készteti a szervezetet, hogy visszatérjen a 24 órás ciklushoz. Még a teljesen megvilágított területeken, például a szubpoláris szürkületi zónában is rendszeres alvási és ébrenléti ciklusai vannak a szervezetnek, miután a kezdeti alkalmazkodás megtörtént.
Contunico © ZDF Enterprises GmbH, MainzA cikkhez tartozó összes videó megtekintése
A cirkadián ciklus minden drasztikus eltolódása bizonyos időt igényel az átállásra. Minden egyén másképp reagál ezekre a változásokra. A több időzónán át történő utazást általában cirkadián ritmus stressz kíséri, amit néha “jet lag”-nek neveznek. Például a Tokió és New York közötti repülőút 10 órás időeltolódást okoz; általában több napba telik, amíg a szervezet újra alkalmazkodik az új nappali-éjszakai ritmushoz. A cirkadián mintázat túl gyakori eltolódása, például havonta több tengerentúli repülőút, mentális és fizikai fáradtsághoz vezethet. A repülés előtti vagy utáni alkalmazkodást úgy lehet elérni, hogy fokozatosan megváltoztatjuk az alvási szokásokat, hogy szimuláljuk azokat, amelyekre az új környezetben szükség lesz. Az űrutazás még szélsőségesebb. Az űrhajósok először a Föld körüli pályán találkoznak a nappal-éjszaka ciklus gyors változásaival. Ezen túl az üresség állandó feketeséggé válik, ahol nincs megfigyelhető különbség a nappal és az éjszaka között.
A cirkadián ciklus megváltoztathatja egyes gyógyszerek hatékonyságát. Például úgy tűnik, hogy a hormonális gyógyszerek beadásának időzítése úgy, hogy az összhangban legyen a természetes cirkadián termelési mintával, kevésbé terheli a szervezetet, és hatékonyabb orvosi eredményeket hoz.