Sisäinen kello

Diagrammi ihmisen sisäisestä kellosta

Aivojen hypotalamuksessa sijaitseva elimistön sisäiseksi tai biologiseksi keskuskelloksi kutsuttu hermosolujen joukko[1] säätelee elimistön fysiologista vuorokausirytmiä eli sirkadiaanista rytmiä[2]. Myös yksittäisten solujen sisäiset solukellot auttavat elimistön toimintojen tahdistumista vuorokauden ajan mukaan[3].

Fysiologiseen vuorokausirytmiin kuuluu muun muassa unirytmi, jota keskuskello säätelee nukahtamista aiheuttavien melatoniinin[4] ja galaniinin sekä heräämistä edistävän oreksiinin tuotannon avulla[5]. Keskuskello säätelee myös immuunijärjestelmän ja hormonierityksen vuorokautisia vaihteluita[6][7]. Elimistön fysiologiset vuorokausirytmit säätelevät kehon lämpötilaa, liikkumiskykyyn vaihteluita sekä mielialaa ja aivotoimintaa[8]. Sisäinen kello säätelee myös sydämen ja maksan toimintaa sekä solujen energiantuotantoa[9] Biologinen keskuskello säätelee lisäksi testosteronin erityksen vuorokausirytmiä ja vireyttä sekä kordinaatiokyvyn, aivojen reaktioajan, keuhkojen ja lihasten toiminnan tehokkuuden, verenpaineen, ruumiinlämmön ja suoliston toiminnan ajallista vaihtelua[4].

Uni-valverytmiä säätelee 351 erilaista geeniä[4]. Suurin osa elimistön normaaleista toiminnoista seuraa tietynlaista vuorokausirytmiä, joka on ympäristön tahdittama yksilöllinen biologinen ilmiö. Noin puolet yksilöllisestä vuorokausirytmistä selittyy perinnöllisillä tekijöillä ja noin puolet ympäristövaikutuksella.[10] Uni-valverytmi kannattaa koettaa pitää suhteellisen lähellä omaa biologista optimia. Vuorokausirytmin ylläpitoa edesauttaa esimerkiksi ensimmäisten valveillaolotuntien aikana saatu kirkasvaloannos.[10].

Aikuisilla vuorokausirytmi on aika pysyvä, ellei ihminen sairastu tai rytmi muutoin häiriinny. Ihmiset jaetaan tutkimuksissa aamu-, ilta- ja välityyppeihin. Yli 25-vuotiaiden suomalaisten yleisin vuorokausirytmityyppi on aamuvirkkuus. Iltavirkkuus ja välityyppisyys on tätä nuoremmilla yleisempää kuin aamuvirkkuus. Kun elimistö alkaa ikääntymisen myötä rappeutua, vuorokausirytmillä on taipumus häiriintyä siten, ettei se pysy enää optimissaan. Ikääntyneillä on siten enemmän haasteita pitää yllä säännöllisiä biologisia rytmejä ja hyvää uni-valvetilaa.[10]

Vuorokausirytmin näkee esimerkiksi kehon lämpötilasta, verenpaineesta, hormonaalisista toiminnoista sekä kullekin ominaisesta luontaisesta uni-valverytmistä. Tutkijat ovat havainneet, että jos ihminen joutuu nukkumaan väärään aikaan vuorokaudesta, lähes kaikkien niiden geenien toiminta, jotka ovat ajastuneet olemaan aktiivisia tiettyyn aikaan vuorokaudesta, häiriintyy. Kyseinen ilmiö selittää sen, miksi väärään aikaan valvominen tuntuu pahalta.[11] Yksilön arkisen vuorokausirymin yhteensopimattomuus hänen biologisen kellonsa kanssa on myös merkittävä vaaratekijä terveydelle.[12] Ihmisten kyky joustaa ihannevuorokausirytminsä suhteen vaihtelee siten, että tunninkin jousto on toisille vaikeaa. Jos ihminen herää jatkuvasti itselleen väärään aikaan, keho kärsii ja monet elimistön toiminnat voivat alkaa toimia epätahdissa. Tämä saattaa johtaa aineenvaihduntasairauksiin, sydän- ja verisuonitauteihin, mielenterveyden häiriöihin, uni-valverytmin häiriöihin, selkäsairauksiin ja immunologisiin sairauksiin.[10]

Osa sisäistä kelloa säätelevistä geeneistä liittyy silmien verkkokalvojen toimintaan, minkä vuoksi epäillään, että niiden toiminta säätelee myös sitä, kuinka päivänvalo tahdistaa elimistön keskuskelloa[4].

Ihmisen vuorokausirytmi on yleensä sellainen, että luontaisen unijakson keskikohta ajoittuu kello neljään aamuyöllä. Noin puolella prosentilla väestöstä on mutaatio sisäistä kelloa säätävässä cry1-geenissä, jolloin unijakson keskikohta siirtyy kello seitsemäksi.[13][14]

Aivojen keskuskelloksi kutsuttu suprakiasmaattinen tumake eli suprakiasmaattinen hermosolurykelmä tahdistaa elimistön rytmejä[10]. Tieto valon ja pimeän muutoksesta välittyy ihmisellä näköhermoja pitkin suprakiasmaattiseen tumakkeeseen ja sieltä edelleen käpyrauhaseen. Valo tahdistaa suprakiasmaattisen tumakkeen sisäistä kelloa, pimeys saa puolestaan aikaan nukahtamisvalmiutta lisäävän melatoniinin erittymisen käpylisäkkeessä.[15] Liian niukka dopamiinintuotanto saa sisäisen kellon jätättämään.[16]

Magnesiumin on havaittu olevan keskeisessä roolissa sisäisen kellon säätelijänä, sillä solujen magnesiumpitoisuus vaihtelee vuorokaudenajan mukaan. Magnesiumin määrä solussa vaikuttaa muun muassa siihen, miten tehokkaasti solu pystyy polttamaan saamaansa ravintoa energiaksi.[17]

Sisäinen kello jätättää miehillä luontaisesti keskimäärin yksitoista minuuttia vuorokaudessa ja naisilla viisi[18].

Keskuskelloa häiritseviä tekijöitäMuokkaa

Veren korkea glukoosipitoisuus ylipainoisilla ihmisillä sotkee solukellojen elimistöä tahdistavaa toimintaa[19]. Elimistön fysiologisten vuorokausirytmien häiriintyminen aiheuttaa elimistön tulehdusten aktivoitumista[20]. Sisäisen kellon toimintaa häiritseviä tekijöitä ovat esimerkiksi aikavyöhykkeiden ylittävien lentojen aiheuttama aikaerorasitus, kesä- ja talviaikaan siirtymiset, vuorotyö, stressi, tupakointi, alkoholi ja kofeiinipitoiset juomat.[15] sekä yhteiskunnassa vallitsevat aamuvirkkujen ehdoilla toimivat järjestelyt. Vuonna 2006 perustettu kansainvälinen B-society-järjestön tavoitteena on, että iltavirkkujen elämänlaatua ja tuottavuutta kohennettaisiin ottamalla heidän tarpeensa huomioon yhteiskunnallisella tasolla kuten kouluissa ja työpaikoilla[21].

Ylen ja työterveyslaitoksen vuoden 2019 kyselystä kävi ilmi, että vastaajien luontaisen biologisen rytmin poikkeaminen arjen pakotetusta rytmistä korreloi vahvan negatiivisesti unen laadun, vireystason, mielialan ja elämäntyytyväisyyden kanssa[22]

Oxfordin yliopiston tutkija Paul Kelley on väittänyt, että virastoaika on niin kaukana alle 55-vuotiaiden ihmisten luontaisesta univalverytmistä, että työn laatua heikkenee ja ihmisen terveys vaarantuu erityisesti sydämen ja maksan osalta. Työntekoa ei pitäisi Kelleyn mukaan aloittaa ennen kello kymmentä ja sama pätee teini-ikäisten koulupäiviin. Kelley on myös huomauttanut, ettei ihmisen biologista univalverytmiä kyetä muuttamaan ja että riittämätön uni altistaa muun muassa immuunijärjestelmän häiriöille.[23] Kelleyn johdolla suoritettu tutkimus on osoittanut, että oppilaiden arvosanat paranevat, kun koulun alkamisaikaa myöhennetään siten, että koulu alkaa vasta kello kymmeneltä.[24].

Kasvien sisäinen kelloMuokkaa

Myös kasveilla on sisäinen kello, sillä ne tietävät jo pari tuntia aikaisemmin, milloin aurinko nousee. Kasvit osaavat myös säädellä tärkkelysvarastojensa kulumista varaston kulloisenkin koon ja yön pituuden mukaan siten, että varastot eivät ehdy ennen aamua.[16]

Katso myösMuokkaa

LähteetMuokkaa

  1. Professori: Kesäaika terveyden kannalta huono vaihtoehto. 14.9.2018. https://www.iltalehti.fi/terveysuutiset/201809132201196230_we.shtml
  2. Lea Proloff: Pitäisikö kellojen siirrosta luopua terveyden nimissä? Yle Akuutti 23.03.2016. http://yle.fi/aihe/artikkeli/2016/03/23/pitaisiko-kellojen-siirrosta-luopua-terveyden-nimissa
  3. Glucose wears down circadian clocks in obesity, may drive cardiovascular risk. 24.10.2019. https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191024093602.htm
  4. a b c d Body Clock Study Shows Mental Health Effects of Being a "Morning Person." 29.1.2019. https://www.inverse.com/article/52855-body-clock-circadian-rhythm-depression
  5. Mikko Puttonen: Aivojen haurastuminen alkaa kolmekymppisenä sieltä, missä tapahtuu syvä uni – aivojen terveyteen voi yrittää vaikuttaa kotikonstein. HS 6.4.2017. http://www.hs.fi/tiede/art-2000005159150.html
  6. Sairastumme helpoiten aamulla. 16.8.2016 http://www.tiede.fi/artikkeli/uutiset/sairastumme_helpoiten_aamulla
  7. Scientists Say That Starting Work Before 10am Is Similar To Torture. January 3, 2017. http://livetheorganicdream.com/scientists-say-that-starting-work-before-10am-is-similar-to-torture/
  8. Vuorotyössä tikittää vaarallinen aikapommi: rintasyöpää, hedelmättömyyttä, sydänkohtaus. Yle-uutiset 28.4.2014. http://yle.fi/uutiset/3-7033979
  9. Scientists Say That Starting Work Before 10am Is Similar To Torture. January 3, 2017. http://livetheorganicdream.com/scientists-say-that-starting-work-before-10am-is-similar-to-torture/
  10. a b c d e Voiko iltavirkku ryhtyä aamuvirkuksi? Tutkija kertoo, mitä tapahtuu, jos herää itselleen väärään aikaan. HS.fi 10.1.20xx (Käyttäjätunnuksella).
  11. Vuorotyössä tikittää vaarallinen aikapommi: rintasyöpää, hedelmättömyyttä, sydänkohtaus. Yle-uutiset 28.4.2014. http://yle.fi/uutiset/3-7033979
  12. Sisäisen kellon ja arjen epätahti on iso terveysriski – löytyykö nopeasta verikokeesta apua? https://yle.fi/uutiset/3-10445573
  13. Yökyöpeleitä valvottaa geenimuunnos. Tiede. http://www.tiede.fi/artikkeli/uutiset/yokyopeleita-valvottaa-geenimuunnos
  14. Mutation of the Human Circadian Clock Gene CRY1 in Familial Delayed Sleep Phase Disorder. http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(17)30346-X
  15. a b Uni-valverytmin säätely. Vitabalans Oy:n verkkosivusto. http://www.vitabalans.com/unital/uni.html
  16. a b Prisma studio, Jakso 32/258: Prisma Studion ihmiskoe - näin treenaat ajan arviointia. Ensiesitys ti 3.12.2013 klo 20.00 Yle TV1
  17. Magnesium auttaa sisäistä kelloa pysymään ajassa. http://www.tiede.fi/artikkeli/uutiset/magnesium_auttaa_sisaista_kelloa_pysymaan_ajassa
  18. Professori: Kesäaika terveyden kannalta huono vaihtoehto. 14.9.2018. https://www.iltalehti.fi/terveysuutiset/201809132201196230_we.shtml
  19. Glucose wears down circadian clocks in obesity, may drive cardiovascular risk. 24.10.2019. https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191024093602.htm
  20. Vuorotyössä tikittää vaarallinen aikapommi: rintasyöpää, hedelmättömyyttä, sydänkohtaus. Yle-uutiset 28.4.2014. http://yle.fi/uutiset/3-7033979
  21. B-society. Who we are. https://www.b-society.org/who-we-are
  22. “Yhteiskunta pyörii aamuvirkkujen tyrannialla” – 20 000 suomalaista vastasi Akuutin ja Työterveyslaitoksen unikyselyyn. https://yle.fi/aihe/artikkeli/2019/03/18/yhteiskunta-pyorii-aamuvirkkujen-tyrannialla-vain-kolmasosa-elaa-luonnollisessa
  23. Staff should start work at 10am to avoid 'torture' of sleep deprivation. Sarah Knapton, Telegraph.co.uk 8.9.2015.
  24. Scientists Say That Starting Work Before 10am Is Similar To Torture. Telegraph.co.uk 3.1.2017.

Aiheesta muuallaMuokkaa

Tämä psykologiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.