Słuchajmy naszego wewnętrznego zegara

Małgorzata Tafil-Klawe
Małgorzata Tafil-Klawe

Rozmowa z prof. dr hab. n. med. Małgorzatą Tafil-Klawe kierującą Katedrą i Zakładem Fizjologii Collegium Medicum UNIWERSYTETU MIKOŁAJA KOPERNIKA.

Co to właściwie jest zegar biologiczny?

To mechanizmy, które sprawiają, że nasz organizm funkcjonuje w rytmie okołodobowym, zbliżonym do 24 godzin. Głównym miejscem, gdzie synchronizują się wszystkie rytmy naszych procesów biologicznych, jest jądro nadskrzyżowaniowe w przednim podwzgórzu. Oprócz tego informacja o komórkowych zadaniach genetycznych jest zakodowana właściwie we wszystkich komórkach naszego ciała, a ekspresja genów zegarowych ma miejsce w wielu tkankach. Białka, które uczestniczą w rytmicznej okołodobowej regulacji różnych procesów, znajdują się także w kilku obszarach mózgu poza jądrem nadskrzyżowaniowym. To trochę tak, jakby w pomieszczeniu, w którym się znajdujemy, na ścianach było bardzo dużo zegarów. Ten główny jest ustawiany przez satelitę, a wszystkie pozostałe nakręcamy ręcznie. Główny zegar to właśnie jądro nadskrzyżowaniowe – nasz główny generator rytmu dobowego. A ręcznie nakręcamy zegary w różnych innych obszarach naszego ciała. Bardzo dobrze jest, gdy te zegary są ze sobą zsynchronizowane. Gdy się zdesynchronizują – czyli pewne obszary mózgu stracą tę nadrzędną, centralną rytmiczność – może to powodować różne konsekwencje. Obecnie uważa się, że wiele chorób psychicznych jest związanych z desynchronizacją rytmów biologicznych w poszczególnych obszarach mózgu, choć oczywiście można też powiedzieć, że zaburzenia rytmów okołodobowych są wynikiem choroby.

Co możemy zrobić, żeby nasz zegar biologiczny dobrze funkcjonował? I co się dzieje, jeśli funkcjonuje źle?

Na pewno nie powinniśmy mu przeszkadzać. W tej chwili jesteśmy eksponowani na działanie wielu dodatkowych zewnętrznych synchronizatorów rytmów biologicznych, źródeł światła, np. światło niebieskie we wszystkich ekranach komputerów, tabletów, telefonów komórkowych. Jeśli tuż przed wieczornym snem korzystamy z tych urządzeń, to aktywizują one nasz centralny układ nerwowy i przesuwają fazę zegarów biologicznych.

Powinniśmy więc starać się prowadzić w miarę regularny tryb życia, co oczywiście jest trudne, ale osoby mające problemy ze snem powinny zwrócić szczególną uwagę na eliminowanie bodźców aktywizujących mózg w porze nocnej. Kiedyś ludzie żyli bardziej zgodnie z zegarem biologicznym: gdy robiło się ciemno, szli spać; kiedy robiło się widno, zaczynali być aktywni. Nikt nie zrezygnuje dziś z dobrodziejstw cywilizacji, jednak przez to nasze zegary są często rozregulowane.

Dalekie podróże też rozregulowują zegar biologiczny?

Tak, przy dużych zmianach stref czasowych nawet do trzech tygodni musimy adaptować się do nowej strefy.

Dlaczego nie możemy tak łatwo przestawić się na inny czas?

Geny zegarowe, które mamy w organizmie, są odpowiedzialne za produkcję określonych białek. One z kolei wpływają zwrotnie na aktywność tych genów. Białka te podlegają wpływom światła. Jeżeli nagle zmienimy strefę czasową, to światło zadziała inaczej, a synteza białek, czyli ekspresja genów zegarowych, będzie szła w innym kierunku. Pojawi się dysonans. Światło powie np., że tych białek nie powinno być, a geny zegarowe dają sygnał, że należy je produkować.

Czyli nasz wewnętrzny zegar jest inny niż strefa czasowa, do której przybyliśmy?

Tak. Trochę potrwa, zanim te dwa procesy się zgrają.

To źle, gdy pracujemy w nocy, a śpimy w dzień?

Praca zmianowa nie jest dobrym pomysłem, ale dużo osób musi ją wykonywać Możemy powiedzieć, że osoby, które mają chronotyp o typie porannym, tzw. skowronki, bardzo źle znoszą pracę nocną, trudno się do niej adaptują. Natomiast tzw. sowom, czyli osobom o typie wieczorowym, łatwiej znosić pracę nocną.

A dlaczego jedni z nas są skowronkami, a inni sowami?

Trudno powiedzieć, dlaczego tak jest, to sprawa genetyki. Osoby o skrajnych chronotypach stanowią ok. 10 proc. osób – w jedną i w drugą stronę. Większość z nas to typy pośrednie, ze skłonnością do bycia sową lub skowronkiem: tym osobom łatwiej jest przystosować się do uwarunkowań socjalnych.

To znaczy, że jeśli ktoś jest „skrajnym skowronkiem”, to rzeczywiście musi wcześniej iść spać?

Musi. Osoby o skrajnym typie porannym, czyli skowronki, częściej rezygnują z pracy w nocy ze względów zdrowotnych. Jeśli tego nie zrobią, rozwijają depresje, cierpią na zaburzenia czynności przewodu pokarmowego, choroby układu krążenia, dolegliwości psychosomatyczne.

Jakie choroby mogą się pojawić, jeśli zaburzamy nasz zegar biologiczny?

Przede wszystkim dysfunkcje przewodu pokarmowego, zaburzenia snu, depresja, skłonności do zachowań neurotycznych, nadciśnienie tętnicze, choroby układu krążenia.

Powodem jest to, że śpimy za krótko, czy że nie wtedy, kiedy powinniśmy?

Przede wszystkim to, że śpimy nie w tym czasie, kiedy powinniśmy. Nasz organizm ma okresy, kiedy nie jest zdolny do wysiłku. Taka pora to przede wszystkim czas pomiędzy 3 a 6 rano. Braku snu w tym okresie praktycznie nie jesteśmy sobie w stanie zastąpić. We wszystkich innych godzinach nocnych – tak, natomiast między 3 a 6 rano nasz organizm jest ustawiony na minimum funkcjonowania. Jeśli zmusimy go do zwiększenia obrotów, przypłacimy to zdrowiem.

Jakie są godziny najlepsze na pracę, sen, odpoczynek, jedzenie?

Jeśli chodzi o pracę, to jesteśmy najbardziej zdolni do aktywności między godziną 9 a 15. Pomiędzy 15 a 17 zwykle mamy ochotę na krótszy sen. W ciągu doby mamy dwa okresy fizjologicznego snu. Jeden to dłuższy sen nocny, a drugi to okres miedzy 15 a 17. Temperatura dobowa naszego ciała ma swoje maksimum około 17.

Czyli wtedy już powinniśmy wstać po krótkiej drzemce w ciągu dnia?

Tak. Natomiast minimum temperaturowe występuje u skowronka ok. 5 rano, a u sowy trochę później – ok. 7 rano. Nasz metabolizm najwolniej wtedy przebiega, więc nie powinniśmy go sztucznie stymulować, np. dużymi posiłkami czy też większą aktywnością.

Oczywiście to bardzo trudne, ponieważ jesteśmy wprzęgnięci w rytm uwarunkowań socjalnych: musimy wstać, iść do pracy, do szkoły. Warto jednak wsłuchać się w swój zegar biologiczny i zobaczyć, kiedy jesteśmy najbardziej aktywni, a kiedy powinniśmy zasypiać. Nie jest jednak prawdą, że sen przed północą jest najbardziej wartościowy. Jeśli sowa położy się spać przed północą, to będzie zmęczona, ale nie zaśnie. Z kolei skowronek o godzinie 20-21 mógłby już spać. Najlepiej rozpoznać potrzeby organizmu. Najłatwiej to zrobić na urlopie, kiedy nie mamy narzuconych aktywności – wyraźnie widzimy, na co i o jakiej porze dnia lub nocy mamy ochotę.

Trening fizyczny jest najbardziej skuteczny w godzinach przedpołudniowych i wczesnych popołudniowych: między 9 a 11 oraz między 17 a 18. Charakterystyczną rytmikę okołodobową prezentują gruczoły wydzielania wewnętrznego: np. szczyt wydzielania kortyzolu przypada na godzinę 6 rano. Hormon wzrostu osiąga najwyższy poziom we krwi przed północą. Dlatego mówi się, że dzieci rosną, jak śpią.

A godzina 8 lub 9: to dobry czas na rozpoczęcie pracy?

Dobry. Natomiast godzina 7 już jest znacznie mniej fizjologiczna, bo wtedy trzeba wstać 2 godziny wcześniej.

Osoby, które mają problemy ze snem w nocy, powinny w dzień drzemać? Czy to jest dobre dla ich zegara biologicznego?

Zależy od wieku. Nasz sen się starzeje, tak samo jak my. Jednym z objawów starzenia jest zmiana przebiegu snu. Dotyczy to bardziej panów. Panowie na emeryturze mają mniejsze szanse na wyspanie się, wyraźnie skraca się czas snu głębokiego w nocy, całkowita długość snu, postępuje jego fragmentacja. Musimy się pogodzić z tym, że sen jest też elementem starzenia się organizmu. Nie można powiedzieć, że regułą jest unikanie drzemek. Każdy z nas jest inny, trzeba dostosować się do własnego trybu życia, stanu zdrowia, do tego, jak zawsze funkcjonowaliśmy, jak funkcjonowali nasi rodzice. Zegar biologiczny to przecież „sprawka” genów.

To prawda, że osoby młode mają zegar biologiczny trochę przesunięty: powinny później chodzić spać i później wstawać?

Tak kiedyś się uważało. Jednak niedawno wykonane badanie harwardzkie pokazało, że niezależnie od wieku nasz endogenny zegar biologiczny funkcjonuje tak samo. Nie starzeje się.
W tym roku Nagrodę Nobla z medycyny otrzymali naukowcy właśnie za odkrycie zegara biologicznego. Ta nagroda pokazała, że zegar jest czymś szalenie ważnym, choć w życiu często go ignorujemy…

Nagrodę Nobla przyznano za określenie mechanizmu zegara biologicznego – za wskazanie, w jaki sposób geny zegarowe, poprzez syntezę białek, wpływają na swoją własną aktywność, ale też sterują rytmicznością wielu procesów biologicznych. Nagrodą uhonorowano badania, które pokazały, jaki mechanizm nakręca zegar biologiczny. Przy czym ten główny zegar w jądrze nadskrzyżowaniowym reguluje wszystkie procesy, ale te drobne zegary biologiczne, tkankowe lub narządowe, funkcjonują również bez głównego zegara biologicznego. Tak więc wpływa on na synchronizację rytmów i powinien wpływać na resztę obwodowych zegarów, tych ręcznie nakręcanych, ale one mogą też funkcjonować zupełnie niezależnie.

Jakie to ma dla nas praktyczne znaczenie?

W ostatnich latach ukazuje się coraz więcej prac pokazujących związek między zaburzeniami afektywnymi a desynchronizacją rytmów biologicznych. Kiedyś uważało się, że ta desynchronizacja jest wynikiem choroby, teraz coraz częściej mówi się, że być może jest odwrotnie: to desynchronizacja zegarów wpływa na rozwój choroby. Zaburzenia ekspresji genów zegarowych stwierdzono m.in. w chorobach nowotworowych (w raku sutka). Za mało jednak jeszcze na ten temat wiemy, żeby móc wyciągnąć jednoznaczne wnioski.

W każdym razie na pewno byłoby lepiej, gdybyśmy tego zegara biologicznego bardziej słuchali.

Na pewno tak. Jako gatunek wykształciliśmy się w określonych warunkach geofizycznych, mamy rytm okołodobowy, zbliżony do ruchu Ziemi. Zmiana cyklu światło-ciemność wpłynęła na to, że nasze geny zegarowe funkcjonują w określony sposób. Jest to wpisane w genom naszego gatunku.

Przeprowadzano jednak eksperymenty, podczas których ludzie zamykali się w ciemnościach na wiele dni. Tracili wtedy poczucie czasu albo ich doba trwała dłużej niż 24 godziny.

Pierwsze badania w bunkrach przeprowadzano w latach 60. Rzeczywiście wtedy mówiło się, że doba trwa ok. 25 godzin. Natomiast badania harwardzkie, o których wspominałam, wykazały, że nasza dobra trwa 24,12 godziny.

Nawet człowiek pozbawiony światła będzie funkcjonował w takim rytmie?

Tak.

Pani Profesor, a czy Pani udaje się żyć zgodnie z zegarem biologicznym?

Nie, chociaż bardzo bym chciała i czasem sobie mówię, że właśnie tak będę żyła. Kiedyś znacznie łatwiej było mi funkcjonować w absolutnej niezgodzie z zegarem biologicznym, a w zgodzie z tym, co akurat wydawało mi się, że muszę robić. Natomiast teraz czuję, że zwiększa się moja potrzeba posłuchania biologicznego zegara.

Rozmawiała Katarzyna Pinkosz