نگاهی به ریتم سیرکادین؛ ساعت زیستی بسیار دقیق بدن موجودات زنده - مجله هاستفا

تعریف واژه ریتم سیرکادین

واژه سیرکادین در لاتین از دو بخش تشکیل شده است. سیرکا- (Circa) به معنای تقریبا و -دین به معنای روز است. بعلاوه به فرایندهایی با چرخه های 24 ساعته، چرخه روزانه (Diurnal rhythms) گفته می شود. دانشمندان باور دارند که این دو عبارت از یکدیگر جدا بوده و نباید به ریتم روزانه، ریتم سیرکادین هم اطلاق شود. تنها در صورتی این اتفاق ممکن خواهد بود که بتوان چرخه روزانه را یک فرایند درونی در محیط بدن تلقی کرد و صرفا با محرکه های خارجی تحریک نشود. با وجود این که ریتم سیرکادین یک فرایند اندوژن و درونی است، این چرخه تحت تاثیر عوامل محیطی مثل نور و دما تغییر پیدا می نماید. اگر به هر نحوی عوامل محیطی دست در دست هم موجب تغییر و بروز ناهنجاری ریتم سیرکادین شوند، اختلالی تحت عنوان ناهنجاری خواب ریتم سیرکادین رخ می دهد. البته جای نگرانی نیست و می توان در اغلب اوقات این اختلال را درمان کرد.

ریشه کشف ماهیتی به نام ریتم سیرکادین

قدیمی ترین اسناد مربوط به فرهنگ های آمریکا که در آن به چرخه طبیعی بدن اشاره شده باشد، به زمان دانشمندی به نام تئوفراستوس برمی شود. این دانشمند یونانی در کتابی به نام جستاری در گیاهان، درختی را توصیف می نماید که برگ های زیادی شبیه به گل رز داشته و این برگ ها در شب بسته اما به محض طلوع آفتاب باز می شوند. فرایند باز شدن برگ تا زمان ظهر به اتمام می رسد و سپس در هنگام غروب مجدد برگ ها به تدریج بسته می شوند. در این کتاب گفته می شود بومی ها با توجه به این فرایند باور دارند که این درخت هر روز می خوابد. هویت و نام این درخت بعدها به وسیله گیاه شناسی به نام برتزل کشف شد و بر همین اساس معین شد که تئوفراستوس در کتابش در واقع به درخت تمر هندی اشاره نموده بود.

مشاهدات درباره فرایند چرخه روزانه یا سیرکادین در انسان ها در متون پزشکی چینی هم در حوالی قرن سیزدهم اشاره شد. طبیب های چینی با توجه به موقعیت زمانی و چرخه شبانه روزی می توانستند برترین نقاط را برای طب سوزنی انتخاب نمایند. در سال 1729 دانشمندی فرانسوی ژان ژاکو دِاورتوز د میرن، اولین آزمایش را مبنی بر آنالیز پاسخ های ساعت بیولوژیکی بدن نسبت به عوامل خارجی طراحی کرد. این دانشمند در یافته های پژوهش خود توضیح می دهد که الگوی 24 ساعته حرکت درختان در گیاه میموسا پودیکا (Mimosa pudica) حتی پس از قرار دادن گیاه در تاریکی مطلق همچنان وجود دارد.

در سال 1896 پاتریک و گیلبرت کشف نموده اند که در جریان یک فرایند بلند مدتی از کمبود خواب، اندازه تمایل به خواب در یک چرخه 24 ساعته در زمان هایی کم و در زمان هایی زیاد می شود. فرد دیگری به نام زیمانسکی در سال 1918 در مطالعه خود نشان می دهد که حیوانات می توانند در غیاب عوامل خارجی مثل نور و تغییرات در دما، همچنان الگوی فعالیت 24 ساعته خود را حفظ نمایند.

در اوایل قرن بیستم معین شد که ریتم سیرکادین حتی در زنبورها هم وجود دارد. آگوست فورل، اینگبورگ بلینگ و اسکار ویل به تحقیقات بسیار زیادی برای آنالیز ساز و کار ساعت بیولوژیکی بدن پرداختند. با تمامی این تفاسیر، ماهیت ریتم سیرکادین و ساز و کار علمی اش در حشرات میوه در سال 1935 به وسیله دو دانشمند به نام های هانس کالموس و اروین بانینگ کشف شد. از آنجایی که ژنتیک حشرات میوه شباهت بسیار زیادی با ژنتیک انسانی دارند، جداسازی یک ژن می تواند یاری زیادی برای مطالعه کنترل ساعت بیولوژیکی بدن به حساب آید. پژوهشگرانی به نام های جفری هال، مایکل روزباش و مایکل یانگ در سال 2017 به دلیل تحقیقات مهم شان پیرامون ریتم سیرکادین توانسته اند جایزه نوبل را تصاحب نمایند. دانشمندان در مطالعه خود نشان داده اند که یک ژن معین در تاریکی می تواند پروتئین خاصی را فراوری کند که همان پروتئین در زمان روز تجزیه می شود. این فرایند می تواند روی زمان استراحت و خواب اثرگذار باشد. بعلاوه به این سوال هم پاسخ داده می شود که چطور مغز شما با قدرت و دقت بیشتری در طول یک شبانه روز فعالیت می نماید.

چگونه ریتم سیرکادین کار می نماید؟

عوامل متعددی به منظور تنظیم ریتم سیرکادین وجود دارد که بعضی از مهم ترین و شناخته شده ترین فاکتورها به توضیح زیر است:

سلول های بدن

به طور بسیار خلاصه، سلول های داخل مغز موجود زنده نسبت به نور و تاریکی واکنش های مولکولی خاصی را از خود بروز می دهند. چشمان موجود زنده می تواند تغییرات موجود در محیط را دریافت نموده و سپس پیغام هایی را به سلول های مختلتف درباره زمان خواب یا بیداری مصادره کند. این دسته از سلول ها پیغام های بیشتری را به سایر اعضای بدن ارسال می نمایند که کاربردهای دیگری را فعال یا حتی غیر فعال می نمایند. عواملی که در نهایت موجب می شود تا بدن خسته تر از حالت معمول شده یا در حالت بیدارباش قرار گیرد.

هورمون ها

بعضی از هورمون ها مثل ملاتونین و کورتیزول در جریان ریتم سیرکادین می توانند افزایش یا کاهش یابند. ملاتونین، هورمونی است که می تواند کاری کند شما در شب به خواب بروید و به همین خاطر، اندازه ملاتونین در هنگام شب بیشتر از حالت روز ترشح می شود. کورتیزول می تواند کاری کند تا شما هوشیارتر شوید؛ به همین خاطر بدن تان در هنگام صبح این هورمون را بیشتر فراوری می نماید. سایر هورمون ها که می توانند نقشی در بیداری و ریتم سیرکادین داشته باشند شامل موارد زیر می شود:

• وازوپرسین
• استیل کولین
• انسولین
• لپتین

سایر عوامل موثر

دمای بدن و متابولیسم هم بخشی از ریتم سیرکادین محسوب می شود. زمانی که می خوابید، دمای بدن کاهش و در هنگام بیداری افزایش می یابد. از طرفی دیگر، متابولیسم بدن در زمان های مختلف از شبانه روز تغییراتی پیدا می نماید. عوامل دیگری می تواند روی ریتم سیرکادین اثرگذار باشد. ریتم سیرکادین شما می تواند بر اساس ساعت کاری تان، فعالیت جسمانی، استرس، اضطراب و عادت های مربوط به سبک زندگی تنظیم شود. عامل سن هم یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر ریتم سیرکادین است. نوزادان، نوجوانان و بزرگسالان هر کدام ریتم سیرکادین متفاوت و خاص خودشان را دارند.

ریتم سیرکادین در نوزادان

نوزادان تازه متولد در ابتدای زندگی خود، ریتم سیرکادین طبیعی نداشته و چند ماه طول می کشد تا سیکل خواب و بیداری به درستی برقرار شود. این مسئله می تواند الگوی خواب را در روزها و هفته های اول با چالش روبه رو کند. نوزادان با وفق دادن خود با تغییرات و تجارب محیطی می توانند ریتم سیرکادین طبیعی خود را به دست بیاورند. بدن نوزادان پس از سه ماه از تولد شروع به ترشح ملاتونین می نماید و هورمون کورتیزول هم از 2 ماهگی تا 9 ماهگی ترشح خود را شروع می نماید. تا زمانی که چرخه خواب نوزادان یک حالت طبیعی به خود گیرد، نوزادان به طور معمول 9 الی 10 ساعت از شبانه روز را در خواب به سر می برند. به همین خاطر خواب بسیار زیاد نوزادان در اوایل زندگی، یک امر کاملا طبیعی است.

ریتم سیرکادین در نوجوانان

نوجوانان در یک برهه از زمان یک تغییر در ریتم سیرکادین تحت عنوان تاخیر فاز خواب را تجربه می نمایند. در این حالت نوجوانان دیگر در ساعات 8 الی 9 شب احساس خواب ننموده و دیرتر خسته می شوند. این تغییر در ساعت خواب، یک امر طبیعی در نوجوانان به شمار می رود. در حقیقت هورمون ملاتونین تا ساعت 10 الی 11 شب و حتی بیشتر ترشح نمی شود. این تغییر بعلاوه موجب می شود تا نوجوانان در صبح بخواهند بیشتر بخوابند. به طور معمول از ساعت 3 تا 7 صبح، خواب نوجوانان در عمیق ترین حالت ممکن خواهد بود.

ریتم سیرکادین در بزرگسالان

بزرگسالان می توانند ریتم سیرکادین بسیار مطلوب و پایداری داشته باشند، به شرطی که عادت های سالمی را در خود نهادینه نمایند. برای مثال زمان رفتن به رخت خواب و بیداری باید پایدار باشد. اگر بزرگسالان از یک برنامه ریزی منظم برای خواب و بیداری استفاده نموده و هر شب بین 7 الی 9 ساعت استراحت را داشته باشند، در حقیقت می توان امید داشت که ریتم سیرکادین در طبیعی ترین حالت ممکن است.

بزرگسالانی که پا به سن می گذارند، تغییراتی در ریتم سیرکادین شان به وضوح دیده می شود. این دسته از افراد زودتر از موعد به رخت خواب رفته و در صبح هم دیرتر از خواب بیدار می شوند. به طور کلی این اتفاق، طبیعی بوده و بخشی از طبیعت پیری است.

چه عواملی می تواند ریتم سیرکادین را تغییر دهد؟

گاهی اوقات دقیقا نمی توان از یک برنامه ریزی دقیق برای رعایت ریتم سیرکادین بهره برداری کرد. از سبک زندگی پر استرس و شلوغ گرفته تا شرایط های مختلف روحی و جسمی دست در دست هم می دهند تا ریتم سیرکادین تغییر کند. به طور خلاصه می توان مهم ترین عوامل تغییردهنده چرخه خواب و بیداری را عوامل زیر معرفی کرد:

• شب بیداری یا هر فعالیتی که که ریتم شبانه روزی را بر هم زند
• ساعات کاری شیفت شب با تایم های نامنظم
• سفر به موقعیت های مکانی که منطقه زمانی متفاوتی دارند
• سبک زندگی شب زی
• داروهای مختلف
• استرس و اضطراب
• اختلال های مربوط به شرایط روحی و روانی
• موقعیت های سلامت جسمی مثل آسیب به مغز، زوال مغزی، آسیب به سر و نابینایی
• عادت های خواب بد نظیر عدم برنامه ریزی منظم برای استراحت، نوشیدن مواد کافئین دار یا حتی شام کمی قبل از خواب شبانه، تماشای تلویزیون در رخت خواب

چه ارتباطی میان ریتم سیرکادین و عارضه جت لگ وجود دارد؟

پدیده جت لگ به طور بسیار خلاصه و مختصر به عارضه ای گفته می شود که فرد با سفر به موقعیت های زمانی مختلف تجربه می نماید. فردی که دچار جت لگ شده، بدنش نسبت به محیط نو در ابتدای ورود سازگار نیست و ریتم سیرکادین مطابق با آخرین موقعیتی است که فرد در آن محل زندگی نموده است. به طور کلی افراد در این حالت در روز به شدت احساس خستگی را تجربه نموده و در هنگام شب کاملا هوشیار و بیدار هستند. معمولا از چند روز تا چند هفته زمان احتیاج است تا ریتم سیرکادین فرد به محیط نو عادت کند. به نظر می رسد بر اساس هر یک ساعت تغییر در محیط نو، یک روز زمان احتیاج است. برای مثال اگر موقعیت نو، سه ساعت با موقعیت قبلی که فرد در آنجا بوده تفاوت زمانی داشته باشد، می توان مدت زمان سه روزه را برای عادت به موقعیت نو عادی دانست.

شما در هنگام تغییر دادن ساعت های محیط کار و منزل در هر شش ماه هم می توانید علائم خفیفی از جت لگ را تجربه کنید. با این حال، خوشبختانه این عارضه آنچنان پایدار نیست و بدن تان پس از چند روز به روال طبیعی خود بازمی شود.

چگونه ریتم سیرکادین خود را ریست کنیم؟

بله درست شنیده اید! اگر شما شرایط خواب و بیداری درستی تا به حال نداشته اید و ریتم سیرکادین تان به هم ریخته، هیچ جای نگرانی نیست. شما می توانید با انجام بعضی از فعالیت ها ریتم سیرکادین خود را ریست کنید. بعضی از مفیدترین و موثرترین فعالیت ها برای ریست کردن ریتم سیرکادین به توضیح زیر است:

• کوشش کنید تا یک روند روتین را برای هر روز خود ترتیب دهید.
• در طول روز سعی کنید به امورات بیرون از منزل برسید تا اندازه هوشیاری تان با نور خورشید تقویت شود.
• انجام تمرین و ورزش های هوازی به صورت روزانه برای حداقل 20 دقیقه یک فعالیت به شدت سودمند است.
• در یک محیط آرام، با نور مناسب و بعلاوه دما و تهویه مطلوب بخوابید.
• از مصرف نوشیدنی های حاوی کافئین، الکل و بعلاوه استعمال مواد نیکوتین دار در دو الی سه ساعت پیش از استراحت شبانه جدا خودداری کنید.
• تا دیر وقت پای تلویزیون و گوشی هوشمند نباشید و به جای انجام این فعالیت ها، کوشش کنید تا یک کتاب را مطالعه کنید.
• بعد از ظهر یا عصر مدت زمان زیادی را نخوابید.

ناهنجاری های خواب

گاهی اوقات تغییر در ریتم سیرکادین می تواند نشانه یک بیماری حادتر مربوط به خواب باشد. دو مورد از ناهنجاری های خواب که با ریتم سیرکادین ارتباط دارد، فاز خواب پیشرفته و فاز خواب تاخیری است. اگر شما موقعیت شغلی با شیفت نامنظم دارید یا از توانایی بینایی محدود رنج می برید، مستعد ابتلا به این دو اختلال خواب هستید. البته، نوجوانان یا افراد مسن هم می توانند این عارضه ها را تجربه نمایند.

فاز خواب تاخیری اغلب زمانی رخ می دهد که فرد معمولا دو ساعت دیرتر از زمان روتین استراحت شبانه عموم مردم به رخت خواب برود. به طور کلی در جامعه، این افراد را شب زی می نامند. نوجوانان و افراد جوان بیشتر مستعد این اختلال هستند.

ناهنجاری فاز پیشرفته خواب دقیقا نقطه برعکس عارضه فاز خواب تاخیری است. شما در حقیقت چند ساعت زودتر از بیشترِ مردم در شب خوابیده و سر صبح هم زودتر از خواب بیدار می شوید. ناهنجاری های مربوط به ریتم سیرکادین می تواند استراحت در شب را به یک امر چالش برانگیز تبدیل کند؛ چراکه فرد مدام در طول شب از خواب بیدار می شود و پس از این اتفاق به راحتی به خواب برنمی شود. نشانه های مربوط به این اختلال ها عبارتند از:

• بی خوابی
• کمبود خواب
• دشواری در بیداری صبح
• احساس خستگی در طول روز
• حس افسردگی یا استرس

سایر اختلال هایی که به ریتم سیرکادین به نوعی گره خورده اند عبارتند از:

• پدیده جت لگ که ناشی از مسافرت به منطقه ها زمانی دیگر است
• ناهنجاری شغل های شیفتی که به دلیل وجود ساعت های غیر قابل پیش بینی بیداری در شب با ریتم سیرکادین مرتبط است
• ناهنجاری خواب-بیداری نامنظم که ناشی از ناتوانی در تنظیم تقویم خواب و بیداری منظم است

درمان این اختلال ها می تواند شامل روینمودهای متنوعی شود. شما می توانید از این استراتژی ها برای درمان بهره ببرید:

• استفاده از یک برنامه ریزی و تقویم منظم
• استفاده از نور درمانی
• استفاده از دارو و مکمل هایی مثل ملاتونین برای راحت خوابیدن در شب
• کوشش کنید تا از یک تغییر عمدی در ریتم خواب خود برای چند روز یا چند هفته بهره ببرید

چگونه ریتم سیرکادین روی سلامتی موجود زنده اثرگذار است؟

پایداری و نگهداری یک ریتم سیرکادین طبیعی برای حفظ سلامتی امری به شدت حیاتی است. اگر شما یک اختلال را در ریتم سیرکادین خود تجربه می کنید و خواب مطلوبی ندارید، اثرات کوتاه مدت و بلند مدتی را بر سلامتی خود تجربه می کنید. بعضی از مهم ترین اختلال ها در موارد زیر خلاصه شده است:

• اندام ها
• دستگاه قلبی و عروقی
• متابولیسم
• دستگاه گوارشی
• پوست

شما بعلاوه مستعد ابتلا به بیماری هایی مثل دیابت، چاقی و سایر اختلال های جسمانی و روانی هستید. اختلال های کوتاه مدت به ریتم سیرکادین می تواند موارد زیر باشد:

• مسائل حافظه
• کمبود انرژی
• به تعویق افتادن التیام زخم
• تغییر در چرخه هورمونی که می تواند روی باروری هم اثرگذار باشد
• مسائل مربوط به سیستم گوازشی و روده ای
• تغییر در دمای بدن

چه زمانی باید به دکتر رجوع کرد؟

چند دلیل مختلف را می توان برای رجوع به دکتر عنوان نمود تا ریتم معیوبِ سیرکادین به یک روند طبیعی برسد. اگر شما یکی از موارد زیر را در بلند مدت تجربه کنید، بهتر است نزد پزشک معالج خود بروید:

• دشواری در کسب مدت زمان مطلوبی از خواب شبانه
• دشواری در به خواب رفتن
• بیدار شدن مکرر در شب و ناتوانی در استراحت مجدد
• دشواری در بیدار شدن هنگام صبح
• احساس خستگی بسیار شدید هنگام ساعات بیداری

ریتم سیرکادین؛ چرخه حیاتی مهمی که باید رعایت شود

به منظور افزایش بهره وری در فعالیت های روزمره بهتر است ریتم سیرکادین طبیعی در بدن انسان حکم فرما باشد؛ چراکه اندازه انرژی در روز، یکی از موارد مشخص نماینده مهم در اندازه موفقیت امورات و فعالیت هاست. داشتن یک سبک زندگی فعال و سالم می تواند موجب تقویت سلامت بدن انسان شود. با تمامی این تفاسیر، اگر شما با توصیه های موجود در این مطلب نتوانسته اید ریتم خواب و بیداری خود را اصلاح کنید، بهتر است با پزشک معالج خود در این رابطه صحبت کنید.

منبع: healthline