Mana diennakts ilgst 24,5 stundas: parunāsim par bioloģisko pulksteni un Non-24 miega traucējumiem
Mans miega režīms ir neregulārs: kad pienāk laiks iet gulēt, es nevaru aizmigt, bet, ja neesmu gulējis 7 stundas, nevaru piecelties. Es izmēģināju neskaitāmus risinājumus: gaismas terapiju, izvairīšanos no ekrāniem, vingrošanu, meditāciju, bezrecepšu medikamentus… Mēģināju koriģēt savu režīmu, taču viss bija veltīgi.
Vai mans bioloģiskais pulkstenis ir sabojājies? Pēc rūpīgas izpētes un pētījumiem es nonācu pie šādiem secinājumiem.
Mans bioloģiskais pulkstenis nav 24 stundas, tas ir 24,5 stundas.
Tas nozīmē, ka, ja es ļaujos sava ķermeņa instinktiem, mans gulētiešanas laiks katru dienu aizkavējas par pusstundu. Apmēram reizi 48 dienās mans miega režīms veic pilnu ciklu ap zemeslodi – no dienas un nakts apmaiņas atpakaļ, un tā atkal un atkal, bez sākuma un beigām.
Vai bioloģiskais pulkstenis tiešām pastāv?
Sāksim ar visfundamentālāko jautājumu: vai bioloģiskais pulkstenis tiešām pastāv? Vai jūs ejat gulēt tikai tāpēc, ka esat noguris, vai arī jūsu ķermenī patiešām ir modinātājs?
Pagājušajā gadsimtā zinātnieki ieslēdza brīvprātīgos pilnīgi nošķirtos pagrabos bez gaismas un pulksteņiem uz vairākām nedēļām. Rezultāti parādīja, ka pat pilnīgi nezinot par ārējo laiku, cilvēki joprojām regulāri gulēja un modās. Tas pierādīja, ka cilvēka ķermenim piemīt “pulkstenis”, kas darbojas bez ārējiem signāliem.
Šis pulkstenis atrodas smadzeņu hipotalāmā, un tas ir neliels neironu kopums, ko sauc par suprahiāzmatisko kodolu (SCN, Suprachiasmatic Nucleus). Tas ir ķermeņa galvenais komandieris, kas pārvalda diennakts ritma (Circadian Rhythm) sistēmu – ķermeņa temperatūra, hormoni, vielmaiņa, modrība – viss svārstās līdzi tā ikdienas ritmam.
Kā tad bioloģiskais pulkstenis tiek precīzi regulēts?
Trīs zinātnieki – Džefrijs Hols (Jeffrey Hall), Maikls Rosbašs (Michael Rosbash) un Maikls Jangs (Michael Young) – atklāja bioloģiskā pulksteņa “dzinēju” mazajā augļu mušiņā. Un pārsteidzošākais ir tas, ka šis dzinējs neatrodas smadzenēs, bet gan katrā šūnā – gandrīz katrā jūsu ķermeņa šūnā ir savs pulkstenis.
Tā darbības principu var izskaidrot ar “rūpnīcas pašapturēšanās” analoģiju:
Iedomājieties šūnu, kurā ir maza rūpnīca, kas dienu un nakti ražo produktu, ko sauc par PER proteīnu (Period proteīnu).
- Darbs sākas dienā: gēns, ko sauc par period, dod komandu, un rūpnīca sāk ražot PER proteīnu.
- Produktu uzkrāšanās: PER proteīns pakāpeniski uzkrājas šūnā, arvien vairāk, aizņemot lielāko dienas daļu.
- Pašapturēšanās: kad PER proteīns ir uzkrājies pietiekamā daudzumā, tas atgriežas šūnas kodolā un izslēdz gēnu, kas sākotnēji deva ražošanas komandu.
- Produktu iztukšošana: bez jaunas komandas PER proteīna ražošana apstājas, un vecie proteīni tiek lēnām noārdīti, noliktava pakāpeniski iztukšojas.
- Darba atsākšana: kad noliktava ir tukša, “ražošanas apturēšanas poga” tiek atlaista, gēns atkal aktivizējas, un rūpnīca atsāk ražošanu…
Šis pilnais cikls “ražošana → uzkrāšanās → pašapturēšanās → iztukšošana → ražošanas atsākšana” aizņem aptuveni 24 stundas. Tas ir bioloģiskā pulksteņa “tikšķis”.
Zinātniski to sauc par transkripcijas-translācijas negatīvās atgriezeniskās saites cilpu (TTFL). Nosaukums izklausās sarežģīti, taču būtībā tas ir iepriekš aprakstītā rūpnīca, kas pati bremzē – proteīns, sasniedzot noteiktu daudzumu, nomāc savu ražošanu. Ar šo “uzkrāšanās-iztukšošanās” ciklu šūna burtiski saskaita dienas garumu.
Maikls Jangs atklāja arī divas citas galvenās lomas, kas padara šo pulksteni vēl precīzāku: proteīns TIM (Timeless), kas naktī palīdz PER proteīnam iekļūt šūnas kodolā un nospiest apturēšanas pogu; un DBT (Doubletime), kura uzdevums ir, noārdot PER proteīnu, palēnināt tā uzkrāšanās ātrumu – tieši šī “palēnināšana” precīzi kalibrē ciklu tuvu 24 stundām, nevis ļauj tam pabeigt apli dažu stundu laikā.
Katrā šūnā ir šāda PER proteīna pašregulējoša rūpnīca, savukārt SCN smadzenēs ir visu šo mazo pulksteņu galvenais diriģents, kas nodrošina to saskaņotu darbību. Un tas, cik ilgi ilgst viens cikls, lielā mērā ir ģenētiski noteikts.
Jā, bioloģiskais pulkstenis patiešām pastāv, tas nav ilūzija.
Šī mehānisma atklāšana nenotika vienā dienā: jau 1971. gadā Konopka (Konopka) un Bencērs (Benzer) atklāja mutantu augļu mušiņu ar anomālu bioloģisko pulksteni; 1984. gadā Hola (Hall), Rosbaša (Rosbash) un Janga (Young) laboratorijas gandrīz vienlaicīgi klonēja galveno period gēnu; pēc tam visu 90. gadu laikā viņi pakāpeniski salika kopā iepriekš aprakstīto negatīvās atgriezeniskās saites cilpas mehānismu (piemēram, Jangs 1994. gadā atrada timeless gēnu). Šis darbu kopums galu galā ieguva 2017. gada Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā.
Pulksteņa proteīni augļu mušiņām un zīdītājiem tomēr nedaudz atšķiras. Mušiņai PER nepārtraukti uzkrājas un pēc tam kopā ar TIM (atslēgu) nonāk šūnas kodolā, un TIM ir tiesības apturēt ražošanas līniju. Cilvēka šūnās turpretī PER kopā ar CRY (atslēgu) nonāk kodolā, un tieši CRY ir pilnvaras izslēgt ražošanu.
Un ja sabojājas kaut viens vienīgs šīs ķēdes posms, bioloģiskais pulkstenis vairs neiet pareizi.
Lielākās daļas cilvēku bioloģiskais pulkstenis nav 24 stundas
Šeit ir kāds skaitlis, ko daudzi nezina.
Cik stundas ilgs cilvēka diennakts ritms, ja viņš ir pilnībā atdalīts no ārējiem laika signāliem?
Atbilde ir aptuveni 24,2 stundas, kas ir nedaudz vairāk par 24. Tas nozīmē, ka gandrīz katra cilvēka bioloģiskais pulkstenis dabiski ir nedaudz lēnāks par Zemes diennakti.
Kāpēc tad lielākā daļa cilvēku spēj uzturēt regulāru miega režīmu? Atbilde ir: gaisma.
Jūsu tīklenē ir īpaša veida šūnas (ipRGC), kas nav atbildīgas par attēlu veidošanu, bet gan tikai par to, lai ziņotu SCN, vai pašlaik ir gaisma. Šo procesu sauc par sinhronizāciju (Entrainment). Katru rītu gaisma nedaudz pavirza to lēni ejošo pulksteni uz priekšu, atkal izlīdzinot to ar 24 stundu ritmu. Normāli cilvēki, izmantojot šo mehānismu, katru dienu “nolīdzina” tās pāris papildu minūtes.
Savukārt nelielai daļai cilvēku šis “ikdienas pulksteņa sinhronizācijas ar gaismu” mehānisms nedarbojas pareizi, un tas izpaužas kā divi tālāk aprakstītie miega traucējumi.
DSPD un Non-24
Ir divi salīdzinoši bieži miega traucējumi: viens ir DSPD (aizkavētas miega fāzes traucējumi), otrs ir Non-24 (ne-24 stundu miega-nomoda traucējumi).
DSPD (aizkavētas miega fāzes traucējumi) ir hroniska diennakts ritma traucējumi, kur pacientu bioloģiskais pulkstenis ir ievērojami nobīdīts uz vēlāku laiku, salīdzinot ar parasto. Šādi pacienti parasti nevar aizmigt pirms pulksten 2:00 naktī, un viņiem ir ārkārtīgi grūti piecelties agri. Tomēr, ja viņi seko savam dabiskajam ritmam, miega kvalitāte ir normāla.
Vienkārši sakot, DSPD nozīmē, ka jūs nevarat aizmigt līdz diviem vai trijiem naktī, taču, kad beidzot iemiegt, jūs guļat 7-8 stundas un pamostaties ar labu enerģiju dienas laikā. Pēdējos gados daudzi pētījumi ir atklājuši, ka pieaugušo ADHD ir cieši saistīta ar DSPD, un DSPD ir visbiežākais diennakts ritma traucējums šiem cilvēkiem.
Ne-24 stundu miega-nomoda traucējumi (Non-24-hour sleep-wake disorder, saīsināti Non-24) ir reti sastopami diennakts ritma traucējumi. Pacientiem bioloģiskais pulkstenis ir garāks par 24 stundām (parasti ap 25 stundām), kā rezultātā gulētiešanas un celšanās laiks katru dienu aizkavējas par 1 līdz 2 stundām, un viņi nespēj pielāgoties normālam sabiedrības ritmam.
Vienkārši sakot, Non-24 nozīmē, ka katru dienu gulētiešanas laiks ir vēlāks nekā iepriekšējā, un tas turpina aizkavēties, līdz diena un nakts apmainās vietām, un tad atkal virzās uz priekšu, veidojot pilnu ciklu. Nav sākuma vai beigu, tas ir nepārtraukts cikls.
Kāpēc daži cilvēki pilnībā zaudē spēju sinhronizēt savu pulksteni ar gaismu? Tas visbiežāk novērojams pilnīgi aklā populācijā; ļoti liels procents pilnīgi aklu cilvēku (īpaši tie, kuriem nav nekādas gaismas sajūtas) piedzīvo Non-24 simptomus, jo gaismas signāli, kas kalibrē bioloģisko pulksteni, ceļo caur acīm. Ja gaisma netiek uztverta, pulkstenis var tikai turpināt aizkavēties. Taču ir arī ļoti neliels skaits cilvēku ar normālu redzi, kuriem arī neizdodas sinhronizēt savu bioloģisko pulksteni ar gaismu.
Noslēgumā vēl divi punkti. Pirmkārt, DSPD un Non-24 pēc definīcijas izslēdz viens otru; cilvēks var būt tikai ar vienu no tiem, nevis abiem vienlaicīgi. Otrkārt, ir arī stāvoklis, kas ir pretējs DSPD, ko sauc par FASPS (ģimenes progresējošas miega fāzes sindromu), kur pacienti kļūst ārkārtīgi miegaini un dodas gulēt ļoti agri, piemēram, piecos vai sešos vakarā, un pamostas divos vai trijos naktī.
Kā uzzināt, kādam bioloģiskā pulksteņa tipam piederat?
Kā tad uzzināt, kāds ir jūsu bioloģiskais pulkstenis?
Vienkāršākais veids ir vairākas nedēļas pēc kārtas pierakstīt miega dienasgrāmatu. Ja jums ir viedpulkstenis, tie arī reģistrē miega ciklus. Pēc tam novērojiet, cikos jūs parasti dodaties gulēt un ceļaties, ja neizmantojat modinātāju, vai šis stāvoklis ir stabils, un vai pēc pamošanās jūtaties enerģisks vai noguris.
Pēc novērojumiem var aptuveni noteikt: ja jūsu miegs ir stabili vēlāks – vienmēr ejat gulēt ap diviem vai trijiem naktī, bet pēc pietiekama miega jūtaties enerģisks – tas vairāk atbilst DSPD; ja gulētiešanas laiks katru dienu ir vēlāks nekā iepriekšējā un nepārtraukti nobīdās, tas ir Non-24; ja, gluži pretēji, dodaties gulēt ļoti agri un ļoti agri pamostaties, tas ir FASPS. Protams, patiesai diagnozei nepieciešama profesionāla miega klīnikas konsultācija.
Mans bioloģiskais pulkstenis nav 24h – mans risinājums
Bioloģiskais pulkstenis ir ģenētiski noteikts. Bioloģiskais pulkstenis ir ģenētiski noteikts. Bioloģiskais pulkstenis ir ģenētiski noteikts.
Mans bioloģiskais pulkstenis ir 24,5h, un tas veido ciklu ik pēc 48 dienām. Ikreiz, kad es mēģinu pretoties savam ķermeņa instinktam, es nevaru aizmigt/piecelties/jūtos ārkārtīgi noguris, kas nopietni ietekmē miega kvalitāti un darba efektivitāti.
Man bija svarīgi to pieņemt, jo es vairs nenosodu sevi, vairs nepārmetu sev, kāpēc nevaru iet gulēt laicīgi un stabili celties agri. Es sāku meklēt darba veidus, kas pielāgotos manam ritmam.
Tāpēc es nolēmu, ka lai iet pie velna tas 24 stundu sabiedrības pulkstenis! Esmu 24,5h, tāpēc es pielāgojos savam dabiskajam, rūpnīcas iestatītajam ritmam. Tikai šādā stāvoklī es varu saglabāt modrību nomoda fāzē un baudīt kvalitatīvu miegu miega fāzē. Tas ir pietiekami regulāri, tikai atšķirīgi no vairuma cilvēku.
Turklāt jūsu ķermeņa hormonu regulācija un gremošanas orgānu ritms arī seko bioloģiskajam pulkstenim, tāpēc man pielāgoties sava bioloģiskā pulksteņa dabiskajam stāvoklim ir optimālā izvēle.
Tomēr no sociālā viedokļa, tā kā darbs un sabiedriskā dzīve ir fiksēta, piemēram, no deviņiem līdz pieciem, tas nopietni konfliktē ar DSPD un Non-24 pacientiem, kas var izraisīt zemu darba efektivitāti, aizmāršību un koncentrēšanās grūtības. Tāpēc daudzi cilvēki meklē profesionālu medicīnisko palīdzību, lai labāk pielāgotos sabiedrības pulkstenim. Piemēram, gaismas terapija, melatonīns, kā arī klīniskās zāles Tasimelteon, kas īpaši paredzētas Non-24.
99,999% cilvēku visā pasaulē uzskata agru gulētiešanu un celšanos, kā arī regulāru miegu par normu, taču mans ķermenis saka: nē, šāds “normāls” veids sagādā man milzīgas fiziskas un garīgas ciešanas. Ja nespēj piecelties agri, tevi var uzskatīt par slinku, bet, ja neej gulēt agri, par novilcinātāju un nedisciplinētu.
Es vēlos teikt, ka jūs neesat slinks, nedz arī nespējat būt disciplinēts; jūs vienkārši esat dabiski atšķirīgs no citiem. Sabiedrībai vajadzētu atbrīvoties no miega traucējumu stigmatizācijas.
Novēlu visiem labi izgulēties.
Atsauces
- Bioloģiskā pulksteņa molekulārie mehākanismi un 2017. gada Nobela prēmijas fizioloģijā vai medicīnā oficiālais paziņojums: NobelPrize.org
- period gēna pētījumu īss vēsture (1971. gadā Konopka un Bencērs atklāja mutantu, 1984. gadā klonēja gēnu): PNAS — Cracking the Clock, Brandeis Magazine
- Cilvēka endogēnais diennakts ritma periods ir aptuveni 24,18 stundas: Czeislers (Czeisler) et al., Science, 1999, Stability, Precision, and Near-24-Hour Period of the Human Circadian Pacemaker
- Pieaugušo ADHD ir cieši saistīta ar aizkavētu miega fāzi/diennakts ritma traucējumiem: ADHD as a circadian rhythm disorder (2025), Adult ADHD and clinical correlates of DSPD
- Non-24 augsta sastopamība pilnīgi aklā populācijā, Tasimelteon III fāzes klīniskie pētījumi (SET un RESET): Lockley et al., The Lancet, 2015, saite
- Tasimelteon (Hetlioz) tika apstiprināts FDA 2014. gada janvārī kā pirmais medikaments, kas īpaši paredzēts Non-24 ārstēšanai: Hetlioz FDA Approval History
Šis raksts ir veidots ar sirdi un prātu, veltot tam vairāk nekā 6 stundas darba.
Vāka attēls, TTFL cilpas diagramma, trīs miega ciklu diagrammas (normāls / DSPD / Non-24) © Philo, veidotas ar GoShipFast.