تأثیر زندگی مدرن بر ساعت بیولوژیکی

بدن انسان دارای یک ساعت درونی است که زمان خوردن، خوابیدن، بیدار شدن و حتی احتمال حمله قلبی، همه را بر اساس زمان روز تعیین می‌کند.به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، چرخش زمین چرخه‌ای ۲۴ ساعته از روز و شب ایجاد می‌کند که به‌صورت تغییرات محیطی در سطوح نور و دما مشاهده می‌شود. در طول تکامل، گیاهان و حیوانات همه با این چرخه‌ها سازگار شدند. بسیاری از فرآیندهای بدن ازجمله دمای بدن، فشار خون و سطح هورمون‌ها نیز حاکی از نوسانات روزانه است. به‌عنوان مثال ترشح هورمونی به نام ملاتونین (هورمون خواب) اواخر شب به اوج خود می‌رسد و در صبح کاهش می‌یابد، درحالی‌که هورمون کورتیزول به اوج خود می‌رسد. غلظت بسیاری از پروتئین‌های دیگر در بدن نیز نوسانات روزانه را نشان می‌دهد. چرخه‌های روزانه بر فرآیندهای عاطفی و رفتاری مانند هوشیاری و توانایی برای تمرکز یا یادگیری، همچنین چرخه بیداری به‌صورت فعالیت در طول روز و خواب در طول شب و حتی هماهنگی عملکردهای ناخودآگاه بدن مانند حفظ فشار خون نیز اثر دارد.تأثیر چرخه‌های روزانه بر ریتم‌های روزانه بدنریتم‌های روزانه بدن در واکنش آن تغییرات چرخه‌ای محیط تحریک می‌شود. به این ترتیب است که افزایش سطح نور با طلوع خورشید باعث بیدار شدن از خواب می‌شود و با گسترده شدن تاریکی در شب ترشح ملاتونین افزایش می‌یابد و احساس خواب‌آلودگی ایجاد می‌شود. با این حال یک مکانیسم داخلی در بدن وجود دارد که ریتم‌های روزانه را مستقل از تغییرات محیطی ایجاد می‌کند. به عبارت دیگر چرخه‌های روزانه فرآیندهای فیزیکی و رفتاری را توسعه داده‌اند که توسط یک ساعت بیولوژیکی مرکزی هدایت می‌شود و به آن ساعت زیستی یا شبانه‌روزی نیز می‌گویند. این ساعت مربوط به عملکرد غدد، متابولیسم، ساعت خواب و بیداری، اثرات جابه‌جایی در سطح کره زمین با هواپیما و مواردی از این قبیل است.ساعت بیولوژیکی تغییرات ریتمیک در عملکردهای فیزیولوژیکی و رفتاری ایجاد می‌کند که هر ۲۴ ساعت یک‌بار تکرار می‌شود و حتی در غیاب تغییرات نور بین روز و شب نیز چرخه‌هایی به نام ریتم زیستی یا شبانه‌روزی ایجاد می‌کند. به‌عبارت ساده‌تر، ریتم‌های شبانه‌روزی چرخه‌های ۲۴ ساعته‌ای هستند که بخشی از ساعت درونی بدن را تشکیل می‌دهند و در پس‌زمینه اجرا می‌شوند تا عملکردها و فرآیندهای ضروری را انجام دهند و یکی از مهم‌ترین آن‌ها چرخه خواب و بیداری است. در واقع بدن دارای یک ساعت داخلی و مستقل از نوسانات محیط است که ریتم‌های روزانه را با چرخه کمی بیشتر از ۲۴ ساعت حتی در غیاب نشانه‌های محیطی ایجاد می‌کند و در شرایط عادی که انسان در معرض نور خورشید قرار دارد دقیقاً برابر با ۲۴ ساعت می‌شود.ریتم‌های شبانه‌روزی در انسان‌ها سیستم‌های ذهنی و فیزیکی را هماهنگ می‌کند و برای مثال هنگامی که به‌درستی تنظیم شود، می‌تواند خواب ثابت و آرام‌بخشی را فراهم آورد، اما از بین رفتن آن ایجادکننده مشکلات قابل‌توجهی از جمله بی‌خوابی است. تحقیقات نشان می‌دهد که ریتم‌های شبانه‌روزی نقش مهمی در جنبه‌های مختلف سلامت جسمی و روانی دارند.ریتم‌های روزانه و ساعت بیولوژیکی بدنساعت بیولوژیکی مبتنی بر شبکه‌ای از پروتئین‌ها و برهم‌کنش بین سلول‌های مختلف است که در درون یک سلول با یکدیگر تعامل دارند. این ساعت در هسته سوپراکیاسماتیک یا بخش قدامی مغز قرار گرفته و یک ساختار کوچک مغزی متشکل از حدود ۲۰ هزار سلول عصبی است. سیستم عصبی بدن اطلاعات مربوط به سطح نور خارجی را به ساعت بیولوژیکی در مغز منتقل می‌کند که چرخه ساعت بدن را با محیط خارجی مطابقت می‌دهد و این ساعت مرکزی، بدن را برای تغییرات محیطی آماده می‌کند.ساعت شبانه‌روزی تقریباً در تمام حیوانات روی زمین اعم از پستانداران، پرندگان، خزندگان، دوزیستان، آبزیان، حشرات، گیاهان، قارچ‌ها و حتی باکتری‌ها وجود دارد. چرخه این ساعت در موجودات مختلف و حتی در بین افراد یک گونه متفاوت است و می‌تواند کوتاه‌تر یا بلندتر از ۲۴ ساعت باشد. در واقع در سلول‌ها، بافت‌ها و اندام‌های مختلف بدن توانایی ایجاد ریتم‌های روزانه وجود دارد که به آن‌ها ساعت‌های محیطی گفته می‌شود. آنها اطلاعات را از ساعت مرکزی مغز و سایر منابع داخلی و خارجی دریافت می‌کنند. به عنوان مثال زمان صرف غذا نشانه‌هایی برای ساعت‌های محیطی در کبد، کلیه و پانکراس است. ساعت‌های محیطی، مطیع ساعت مرکزی هستند.تأثیر نور بر ساعت بیولوژیکی بدنساعت شبانه‌روزی در بسیاری از موجودات تکامل یافته است زیرا با فراهم آوردن الگوهای فعالیتی منظم و ایجاد این امکان در بدن که در هماهنگی با محیط خارجی عمل کند، برای بقای آن‌ها مزیتی فراهم می‌کند. هرچند چرخه‌های روزانه کمی بیشتر از ۲۴ ساعت است، در یک محیط طبیعی، نور نشانه‌ای است که آن را دقیقاً برابر با ۲۴ ساعت تنظیم می‌کند. در اصل هرچند عوامل دیگر مانند ورزش، فعالیت اجتماعی و دما می‌توانند بر ساعت اصلی بدن تأثیر بگذارند، نور قوی‌ترین تأثیر را بر ریتم‌های شبانه‌روزی دارد و قوی‌ترین نشانه زمانی در نظر گرفته می‌شود که بر ساعت شبانه‌روزی بدن تأثیر می‌گذارد.در شبکیه چشم سه نوع مولکول وجود دارد که انرژی نور را به فعالیت الکتریکی تبدیل می‌کند که به مغز می‌رسد. دو نوع گیرنده میله‌ای و مخروطی برای دیدن استفاده می‌شود و سومین گروه که کمتر شناخته‌شده است، سلول‌های گانگلیونی شبکیه حساس به نور ذاتی نامیده می‌شود. این سلول‌ها نوعی از سلول‌های عصبی حاوی گیرنده‌های نوری در شبکیه چشم پستانداران است که در فرآیند دیدن شرکت نمی‌کند، بلکه نقش آن هماهنگ‌سازی ساعت شبانه‌روزی بدن با نور محیط است که حاوی رنگدانه‌ای حساس به نور به نام ملانوپسین هستند. ملانوپسین به همگام‌سازی ریتم‌های شبانه‌روزی با محیط خارجی کمک می‌کند.دنیای مدرن به دلیل روشنایی‌هایی مصنوعی الکتریکی، پروازهایی از یک منطقه به مناطق زمانی دیگر و کار در طول شب، اختلالاتی در زمان‌بندی ساعت شبانه‌روزی ایجاد کرده است. مدت کوتاهی قبل از شناسایی ملانوپسین، محققان کشف کردند که مولکول‌های تشخیص‌دهنده نور که بر ساعت شبانه‌روزی تأثیر می‌گذارند، به نور آبی حساس هستند که نوری با طول موج ۴۶۰ نانومتر است. این یافته برای دنیای مدرن اهمیت زیادی دارد، زیرا امروزه بشر علاوه بر نور خورشید در معرض منابع نوری الکترونیکی قرار دارد که تا ساعت‌ها پس از غروب خورشید و حتی تا روشنایی صبح مورد استفاده قرار می‌گیرد. لامپ‌ها و دستگاه‌های ال‌ای‌دی مانند تلویزیون، رایانه و تلفن‌های هوشمند همگی نور آبی تولید می‌کنند، بنابراین بر ریتم شبانه‌روزی بدن تأثیر می‌گذارند.زندگی مدرن از راه‌های دیگر نیز هماهنگی ساعت شبانه‌روزی بدن با محیط را دشوار می‌کند. برای مثال پرواز از یک منطقه به منطقه زمانی دیگر با چندین ساعت اختلاف منجر به بروز پدیده ناخوشایندی به‌عنوان «جت‌لگ» می‌شود که در آن ساعت شبانه‌روزی باید تا چند ساعت عقب و جلو شود تا با محیط همگام گردد. جت‌لگ می‌تواند با تغییر چرخه نور تنها برای چند ساعت نیز ایجاد شود. افرادی که جت‌لگ را تجربه می‌کنند بیشتر در معرض ابتلاء به سرطان و ابتلاء به سایر بیماری‌های مزمن قرار دارند.علاوه بر این، سطوح بالاتری از بیماری‌ها یا اختلالات خاص جسمی و روانی ازجمله چاقی، دیابت نوع دو، سرطان و بیماری‌های قلبی-عروقی در افرادی دیده می‌شود که شب‌کار هستند و به‌طور تأثیرگذاری جت‌لگ اجتماعی طولانی‌مدت را تجربه می‌کنند. برای کاهش آسیب‌های سلامتی ناشی از این اختلالات در ریتم شبانه‌روزی، قرار گرفتن در معرض نور روز تا حد امکان و پرهیز از نور صفحه‌های نمایش در شب توصیه می‌شود.