روز من 24.5 ساعت طول می‌کشد: گفتگویی درباره ساعت بیولوژیکی و اختلال خواب Non-24

Non-24

برنامه‌ی خواب منظمی ندارم؛ وقتی زمان خواب می‌رسد، خوابم نمی‌برد، و اگر کمتر از ۷ ساعت بخوابم، نمی‌توانم بیدار شوم. روش‌های بی‌شماری را امتحان کردم: نوردرمانی، دوری از صفحه‌های نمایش الکترونیکی، ورزش، مدیتیشن، داروهای بدون نسخه و… اما هرچه تلاش کردم برنامه‌ی خوابم را اصلاح کنم، ناموفق بودم.

آیا ساعت بیولوژیکی بدنم خراب شده بود؟ پس از تحقیقات و بررسی‌های فراوان، به نتایج زیر رسیدم.

ساعت بیولوژیکی من ۲۴ ساعته نیست، بلکه ۲۴.۵ ساعته است.

این یعنی اگر من به غریزه‌ی بدنم گوش دهم، هر روز نیم ساعت دیرتر از روز قبل به خواب می‌روم. تقریباً هر ۴۸ روز، برنامه‌ی خوابم یک چرخه‌ی کامل را طی می‌کند؛ از شبانه‌روزی معکوس، دوباره بازمی‌گردد و این چرخه بی‌وقفه ادامه دارد، بدون آغاز و پایان مشخص.

آیا ساعت بیولوژیکی واقعاً وجود دارد؟

اجازه دهید با یک پرسش اساسی شروع کنیم: آیا ساعت بیولوژیکی واقعاً وجود دارد؟ آیا شما فقط وقتی خسته می‌شوید می‌خوابید، یا واقعاً یک ساعت زنگ‌دار در بدن شما فعال است؟

در قرن گذشته، دانشمندان داوطلبانی را برای چندین هفته در زیرزمین‌هایی کاملاً بدون نور، بدون ساعت و جدا از دنیای بیرون نگه داشتند. نتیجه این بود که حتی بدون اطلاع از زمان بیرونی، افراد همچنان به‌طور منظم می‌خوابیدند و بیدار می‌شدند. این آزمایش ثابت کرد که بدن انسان یک «ساعت درونی» دارد که بدون نیاز به هیچ نشانه‌ی خارجی کار می‌کند.

این ساعت در هیپوتالاموس مغز پنهان شده است؛ مجموعه‌ای کوچک از نورون‌ها که هسته سوپراکیاسماتیک (SCN، Suprachiasmatic Nucleus) نام دارد. این هسته، فرمانده‌ی کل بدن است و سیستم ریتم شبانه‌روزی (Circadian Rhythm) را مدیریت می‌کند. دما، هورمون‌ها، متابولیسم و میزان هوشیاری بدن، همه روز به روز با آن نوسان می‌کنند.

پس این ساعت بیولوژیکی دقیقاً چگونه تنظیم می‌شود؟

سه دانشمند به نام‌های جفری هال (Jeffrey Hall)، مایکل راش‌باش (Michael Rosbash) و مایکل یانگ (Michael Young)، «موتور» ساعت بیولوژیکی را در مگس‌های کوچک میوه کشف کردند. نکته‌ی شگفت‌انگیز این بود که این موتور در مغز قرار نداشت، بلکه در هر سلول بدن یافت می‌شد؛ تقریباً هر سلول بدن شما یک ساعت مخصوص به خود را حمل می‌کند.

Brandeis 杂志对这项发现的报道
مجله‌ی Brandeis با عنوان «زمان‌نگار اصلی طبیعت»: چگونه سه دانشمند ساعت بیولوژیکی را در مگس میوه کشف کردند.

اصل کارکرد آن را می‌توان با تمثیل «کارخانه‌ای که خود را خاموش می‌کند» فهمید:

تصور کنید در یک سلول، کارخانه‌ای کوچک وجود دارد که شبانه‌روز محصولی به نام پروتئین PER (پروتئین Period) تولید می‌کند.

۱. شروع کار در روز: ژنی به نام period دستور تولید را صادر می‌کند و کارخانه شروع به تولید پروتئین PER می‌کند. ۲. تجمع محصول: پروتئین PER کم‌کم در سلول جمع می‌شود، بیشتر و بیشتر انباشته شده و بخش عمده‌ای از روز را به خود اختصاص می‌دهد. ۳. خود-توقف: وقتی پروتئین PER به اندازه‌ی کافی جمع شد، به هسته‌ی سلول بازمی‌گردد و همان ژنی را که دستور تولید را صادر کرده بود، خاموش می‌کند. ۴. تخلیه‌ی محصول: با نبود دستور جدید، تولید پروتئین PER متوقف می‌شود و پروتئین‌های قدیمی به تدریج تجزیه شده، و انبار کم‌کم خالی می‌گردد. ۵. شروع دوباره: وقتی انبار خالی شد، «دکمه‌ی توقف تولید» رها می‌شود، ژن دوباره فعال شده و کارخانه مجدداً شروع به تولید می‌کند…

این چرخه‌ی کامل «تولید ← تجمع ← خود-توقف ← تخلیه ← تولید دوباره»، تقریباً ۲۴ ساعت طول می‌کشد تا یک بار کامل شود. این همان «تیک‌تاک» ساعت بیولوژیکی است.

در علم، این پدیده را حلقه‌ی بازخورد منفی رونویسی-ترجمه (TTFL) می‌نامند. نامش کمی ترسناک به نظر می‌رسد، اما در اصل همان کارخانه‌ای است که خودش ترمز می‌کند؛ یعنی یک پروتئین وقتی به اندازه‌ی خاصی زیاد می‌شود، تولید خودش را مهار می‌کند. سلول‌ها با تکیه بر این «تجمع-تخلیه» و فراز و نشیب آن، طول یک روز را اندازه‌گیری می‌کنند.

转录-翻译负反馈回路(TTFL)示意图
اگر تمثیل کارخانه را با نام‌های علمی جایگزین کنیم، یک چرخه‌ی کامل عبارت است از: رونویسی ← تجمع ← مهار ← تجزیه ← رفع مهار، که تکمیل آن حدود ۲۴ ساعت به طول می‌انجامد. © Philo

مایکل یانگ دو نقش کلیدی دیگر را نیز کشف کرد که این ساعت را دقیق‌تر می‌کنند: یکی پروتئین TIM (تایم‌لس، Timeless) است که شب‌ها به پروتئین PER کمک می‌کند تا وارد هسته‌ی سلول شود و دکمه‌ی توقف تولید را فشار دهد؛ دیگری پروتئین DBT (دابل‌تایم، Doubletime) است که وظیفه‌اش تجزیه‌ی پروتئین PER و در نتیجه کُند کردن سرعت تجمع آن است. این «کُند کردن» دقیقاً همان چیزی است که چرخه را در حدود ۲۴ ساعت تنظیم می‌کند، نه اینکه در کمتر از دوازده ساعت به پایان برساند.

در هر سلول، یک کارخانه‌ی بازخورد خودکار برای پروتئین PER وجود دارد، و SCN در مغز، فرمانده‌ی کل همه‌ی این ساعت‌های کوچک است و مسئول هماهنگ کردن آن‌هاست. اما اینکه این چرخه دقیقاً چقدر طول می‌کشد، تا حد زیادی در ژن‌ها برنامه‌ریزی شده است.

بله، ساعت بیولوژیکی واقعاً وجود دارد و یک توهم نیست.

کشف این سازوکار یک‌شبه اتفاق نیفتاد: اوایل سال ۱۹۷۱، کونوپکا (Konopka) و بنزر (Benzer) مگس‌های میوه‌ی جهش‌یافته‌ای را کشف کردند که ساعت بیولوژیکی غیرعادی داشتند؛ در سال ۱۹۸۴، سه آزمایشگاه هال، راش‌باش و یانگ تقریباً همزمان ژن کلیدی period را کلون کردند؛ پس از آن، در طول دهه‌ی ۱۹۹۰، آن‌ها به تدریج مکانیزم حلقه‌ی بازخورد منفی را که در بالا توضیح داده شد، تکمیل کردند (برای مثال، یانگ در سال ۱۹۹۴ ژن timeless را کشف کرد). این مجموعه‌ی کارها، در نهایت منجر به دریافت جایزه‌ی نوبل فیزیولوژی یا پزشکی در سال ۲۰۱۷ شد.

PNAS 回顾 Konopka 与 Benzer 的研究
نقطه‌ی آغاز داستان: در سال ۱۹۷۱ کونوپکا و بنزر مگس‌های میوه‌ی جهش‌یافته‌ای را کشف کردند که ساعت بیولوژیکی غیرعادی داشتند.
2017 年诺贝尔生理学或医学奖三位得主
نقطه‌ی پایان: جایزه‌ی نوبل فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۱۷، به هال، راش‌باش و یانگ اهدا شد.

با این حال، پروتئین‌های تنظیم‌کننده‌ی ساعت در مگس سرکه و پستانداران کمی متفاوت‌اند. در مگس سرکه، پروتئین PER پیوسته انباشته می‌شود و سپس همراه با پروتئین TIM (یک کلید) وارد هسته‌ی سلول می‌شود، و اختیار متوقف کردن خط تولید با TIM است. اما در سلول‌های انسان، پروتئین PER همراه با پروتئین CRY (یک کلید) وارد هسته می‌شود، و این CRY است که اختیار خاموش کردن تولید را دارد.

و اگر تنها یکی از حلقه‌های این زنجیره دچار اختلال شود، ساعت بیولوژیکی دیگر درست کار نمی‌کند.

بیشتر مردم ساعت بیولوژیکی ۲۴ ساعته ندارند

در اینجا عددی وجود دارد که بسیاری از مردم از آن بی‌خبرند.

اگر فردی کاملاً از نشانه‌های زمانی بیرونی جدا شود، چرخه‌ی فعالیت روزانه‌اش چند ساعت خواهد شد؟

پاسخ حدود ۲۴.۲ ساعت است، کمی بیشتر از ۲۴ ساعت. این بدان معناست که ساعت بیولوژیکی تقریباً همه‌ی انسان‌ها ذاتاً کمی کُندتر از ساعت زمین است.

Science 期刊:人类昼夜节律接近 24 小时的研究
Czeisler و همکاران در سال ۱۹۹۹ در مجله‌ی «Science» منتشر کردند که ریتم درونی انسان حدود ۲۴.۱۸ ساعت است.

پس چرا بیشتر مردم می‌توانند برنامه‌ی خواب منظمی داشته باشند؟ پاسخ: نور.

در شبکیه‌ی چشم شما نوع خاصی از سلول‌ها (ipRGC) وجود دارد که مسئول تصویرسازی نیستند، بلکه فقط وظیفه دارند «وجود یا عدم وجود نور در حال حاضر» را به SCN گزارش دهند. این فرایند «کشیدگی نوری» (Entrainment) نامیده می‌شود. نور صبحگاهی هر روز، آن ساعت کُند را کمی به جلو می‌کشد و دوباره آن را با ۲۴ ساعت هماهنگ می‌کند. افراد عادی با کمک این سازوکار، هر روز آن چند دقیقه‌ی اضافی را جبران می‌کنند.

正常人的睡眠周期
چرخه‌ی خواب یک فرد عادی: زمان خواب و بیداری ثابت است و الگوی خواب جابه‌جا نمی‌شود. © Philo

اما در اقلیتی از افراد، این سازوکار «تنظیم روزانه‌ی ساعت با نور» دچار مشکل می‌شود که خود را به شکل دو اختلال خوابی که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم، نشان می‌دهد.

DSPD و Non-24

دو نوع اختلال خواب نسبتاً رایج وجود دارد: یکی DSPD (اختلال فاز تأخیری خواب، Delayed Sleep Phase Disorder) و دیگری Non-24 (اختلال خواب-بیداری غیر ۲۴ ساعته، Non-24-hour sleep-wake disorder).

DSPD (اختلال فاز تأخیری خواب) یک اختلال مزمن ریتم شبانه‌روزی است که در آن ساعت بیولوژیکی فرد، به طور قابل توجهی دیرتر از زمان معمول تنظیم می‌شود. بیماران معمولاً قبل از ساعت ۲ بامداد نمی‌توانند بخوابند و در صورت مجبور شدن به بیداری زودهنگام، دچار رنج شدیدی می‌شوند، اما کیفیت خواب آن‌ها در ریتم طبیعی خودشان عادی است.

به زبان ساده، DSPD یعنی تا ساعت دو یا سه نیمه‌شب خوابتان نمی‌برد، اما وقتی زمانش برسد، حتماً می‌خوابید و پس از ۷-۸ ساعت خواب بیدار می‌شوید و در طول روز هم انرژی خوبی دارید. علاوه بر این، تحقیقات گسترده‌ی سال‌های اخیر نشان داده است که ADHD بزرگسالان و DSPD ارتباط نزدیکی با هم دارند و DSPD شایع‌ترین اختلال ریتم شبانه‌روزی در این افراد است.

DSPD 的睡眠周期
چرخه‌ی خواب DSPD: برنامه‌ی خواب ثابت و بدون جابه‌جایی است، اما کل دوره‌ی خواب به طور محسوسی دیرتر از افراد عادی است. © Philo

اختلال خواب-بیداری غیر ۲۴ ساعته (Non-24-hour sleep-wake disorder,简称 Non-24) یک اختلال نادر در ریتم شبانه‌روزی است. در این بیماران، ساعت بیولوژیکی داخلی بدن بیش از ۲۴ ساعت (معمولاً حدود ۲۵ ساعت) است که باعث می‌شود زمان خواب و بیداری آن‌ها هر روز ۱ تا ۲ ساعت به تأخیر بیفتد و نتوانند با برنامه‌ی عادی جامعه سازگار شوند.

به زبان ساده، در Non-24 زمان خواب هر روز دیرتر از روز قبل می‌شود و این تأخیر ادامه پیدا می‌کند تا جایی که شب و روز جابه‌جا شده و دوباره به حالت قبل برگردد و یک چرخه‌ی کامل را تشکیل دهد. این یک چرخه‌ی مداوم است، بدون آغاز و پایان مشخص.

Non-24 的睡眠周期
چرخه‌ی خواب Non-24: زمان خواب روز به روز به تأخیر می‌افتد، مانند پله‌هایی که به طور مداوم به پایین می‌روند، و این چرخه تکرار می‌شود. © Philo

پس چرا بعضی‌ها توانایی تنظیم ساعت بیولوژیکی‌شان را با نور کاملاً از دست می‌دهند؟ این وضعیت بیشتر در افراد کاملاً نابینا دیده می‌شود؛ نسبت بسیار زیادی از نابینایان مطلق (به‌ویژه آن‌هایی که هیچ حس نوری ندارند) علائم Non-24 را نشان می‌دهند—زیرا سیگنال نوری که ساعت بیولوژیکی را تنظیم می‌کند، باید از طریق چشم منتقل شود؛ اگر نوری دریافت نشود، ساعت فقط می‌تواند به عقب برود و جابه‌جا شود. اما تعداد بسیار کمی از افراد با بینایی عادی نیز وجود دارند که نمی‌توانند ساعت بیولوژیکی خود را با نور تنظیم کنند.

در پایان، دو نکته‌ی دیگر را اضافه می‌کنم. اول، DSPD و Non-24 از نظر تعریف متقابلاً انحصاری هستند؛ یعنی یک فرد تنها می‌تواند یکی از این دو اختلال را داشته باشد، نه هر دو را همزمان. دوم، حالت دیگری نیز وجود دارد که درست برعکس DSPD است و FASPS (سندرم فاز پیشرفته‌ی خانوادگی خواب، Familial Advanced Sleep Phase Syndrome) نامیده می‌شود؛ در این حالت، بیماران هر روز خیلی زود، مثلاً ساعت پنج یا شش عصر، به شدت خسته می‌شوند و به خواب می‌روند و ساعت دو یا سه بامداد از خواب بیدار می‌شوند.

چگونه می‌توانیم بدانیم ساعت بیولوژیکی ما از چه نوعی است؟

پس چگونه می‌توانیم بدانیم ساعت بیولوژیکی ما از چه نوعی است؟

ساده‌ترین روش این است که برای چندین هفته متوالی، یک دفترچه‌ی خاطرات خواب داشته باشید. اگر ساعت هوشمند هم دارید، ساعت‌های هوشمند امروزی نیز چرخه‌های خواب را ثبت می‌کنند. سپس مشاهده کنید که اگر عمداً زنگ بیدارباش تنظیم نکنید، خودتان تمایل دارید چه ساعتی بخوابید و چه ساعتی بیدار شوید، و آیا این وضعیت پایدار است، و آیا پس از بیداری احساس انرژی خوب دارید یا کمبود خواب؟

智能手表里的睡眠记录
ثبت خواب در ساعت هوشمند / اپلیکیشن به این شکل است — با ثبت مداوم برای چند هفته، می‌توانید ببینید که برنامه‌ی خوابتان پایدار است یا در حال جابه‌جایی.

با مشاهده‌ی دقیق، می‌توانید تقریباً حدس بزنید: اگر به طور پایدار دیر می‌خوابید—همیشه حدود دو یا سه نیمه‌شب به خواب می‌روید، اما پس از خواب کافی همچنان پرانرژی هستید—بیشتر شبیه DSPD است؛ اگر زمان خوابتان هر روز دیرتر از روز قبل می‌شود و به طور مداوم به عقب می‌رود، Non-24 است؛ و اگر برعکس، خیلی زود می‌خوابید و خیلی زود بیدار می‌شوید، FASPS است. البته، تشخیص قطعی همچنان به عهده‌ی کلینیک‌های تخصصی خواب است.

ساعت بیولوژیکی من ۲۴ ساعته نیست، راه‌حل من

ساعت بیولوژیکی در ژن‌ها برنامه‌ریزی شده است. ساعت بیولوژیکی در ژن‌ها برنامه‌ریزی شده است. ساعت بیولوژیکی در ژن‌ها برنامه‌ریزی شده است.

ساعت بیولوژیکی من ۲۴.۵ ساعت است و هر ۴۸ روز یک چرخه را کامل می‌کند. هر بار که سعی می‌کنم با غریزه‌ی بدنم مخالفت کنم، یا خوابم نمی‌برد، یا نمی‌توانم بیدار شوم، یا به شدت خسته می‌شوم که این موضوع کیفیت خواب و بهره‌وری کارم را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد.

پذیرفتن این حقیقت برایم بسیار مهم بود، زیرا دیگر خودم را سرزنش نمی‌کردم و از خودم نمی‌پرسیدم چرا نمی‌توانم به‌موقع بخوابم یا صبح‌ها به‌طور منظم بیدار شوم. من شروع کردم به جستجوی روش‌هایی برای کار که با ریتم بدنم سازگار باشد.

بنابراین تصمیم گرفتم، ساعت اجتماعی ۲۴ ساعته‌اش به جهنم، من ۲۴.۵ ساعته هستم! پس تصمیم گرفتم با ریتم طبیعی بدن خودم، همان تنظیمات کارخانه‌ای، سازگار شوم. تنها در این حالت می‌توانم در فاز بیداری هوشیار بمانم و در فاز خواب، خوابی با کیفیت بالا داشته باشم. این برنامه به اندازه‌ی کافی منظم است، فقط با بیشتر مردم فرق می‌کند.

علاوه بر این، تنظیم هورمون‌های بدن و ریتم اندام‌های گوارشی شما نیز از ساعت بیولوژیکی پیروی می‌کنند، بنابراین سازگار شدن با حالت طبیعی ساعت بیولوژیکی‌ام، برای من بهترین گزینه است.

اما از دیدگاه اجتماعی، از آنجا که کار و فعالیت‌های اجتماعی در کل جامعه ثابت هستند، مثلاً ساعت کاری ۹ صبح تا ۵ عصر، این موضوع با وضعیت بیماران DSPD و Non-24 تضاد شدیدی دارد و ممکن است منجر به کاهش بهره‌وری کاری، فراموشی و عدم تمرکز شود. به همین دلیل، بسیاری از افراد کمک‌های پزشکی حرفه‌ای را انتخاب می‌کنند تا بهتر با ساعت اجتماعی سازگار شوند. به عنوان مثال، نوردرمانی، ملاتونین و همچنین داروی بالینی Tasimelteon که مخصوص Non-24 است.

۹۹.۹۹۹ درصد مردم جهان، زود خوابیدن و زود بیدار شدن و خواب منظم را طبیعی می‌دانند، اما بدن من می‌گوید نه، این نوع «عادی» بودن رنج عظیمی را به جسم و روان من وارد می‌کند. ناتوانی شما در زود بیدار شدن ممکن است تنبلی تلقی شود، و دیر خوابیدن ممکن است به عنوان تعلل یا عدم انضباط شخصی دیده شود.

می‌خواهم بگویم، شما تنبل نیستید و فاقد انضباط شخصی هم نیستید؛ شما فقط ذاتاً با دیگران فرق دارید. جامعه باید انگ‌زدایی از اختلالات خواب را آغاز کند.

امیدوارم همگی خوابی راحت داشته باشید.

منابع

  1. مکانیزم مولکولی ساعت بیولوژیکی و اعلام رسمی جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۱۷: NobelPrize.org
  2. تاریخچه‌ی تحقیقات ژن period (کشف جهش‌یافته‌ها توسط Konopka و Benzer در ۱۹۷۱، کلون‌سازی ژن در ۱۹۸۴): PNAS — Cracking the Clock، Brandeis Magazine
  3. چرخه‌ی ریتم شبانه‌روزی درونی انسان حدود ۲۴.۱۸ ساعت است: Czeisler et al., Science, 1999، Stability, Precision, and Near-24-Hour Period of the Human Circadian Pacemaker
  4. ADHD بزرگسالان و اختلال فاز تأخیری خواب/اختلال ریتم شبانه‌روزی ارتباط نزدیکی دارند: ADHD as a circadian rhythm disorder (2025)، Adult ADHD and clinical correlates of DSPD
  5. Non-24 در افراد کاملاً نابینا شایع است، و آزمایشات بالینی فاز سه Tasimelteon (SET و RESET): Lockley et al., The Lancet, 2015، لینک
  6. Tasimelteon (Hetlioz) در ژانویه ۲۰۱۴ توسط FDA تأیید شد و اولین داروی مخصوص درمان Non-24 است: Hetlioz FDA Approval History

این مقاله با دقت و از صمیم قلب، طی بیش از ۶ ساعت تلاش، نوشته شده است. Created all by heart, more than 6 hours of effort.

کاور، نمودار حلقه‌ی TTFL، و سه نمودار چرخه‌ی خواب عادی / DSPD / Non-24 © Philo، ساخته شده با GoShipFast.