Sisäinen kello
Aivojen hypotalamuksessa oleva elimistön sisäiseksi keskuskelloksi kutsuttu hermosolujen joukko säätelee elimistön fysiologista vuorokausirytmiä eli sirkadiaanista rytmiä eli elimistön solukellojärjestelmää.
Elimistön fysiologiset vuorokausirytmit säätelevät erilaisia toimintoja kehon lämpötilasta liikkumiskykyyn, mielialaan ja aivotoimintaan. Keskuskello säätelee myös immuunijärjestelmän ja hormonierityksen vuorokautisia vaihteluita. Sisäinen kello säätelee myös sydämen ja maksan toimintaa sekä solujen energiantuotantoa. Keskuskello säätelee lisäksi mielialaa. Sisäisen kellon ja elämän epätahti on terveydelle merkittävä vaaratekijä.
Kuusi prosenttia ihmisen geeneistä oli ajastunut olemaan enemmän tai vähemmän aktiivisia tiettyyn aikaan päivästä. Tutkijat ovat havainneet, että jos ihminen joutuu nukkumaan väärään aikaan vuorokaudesta, yli 97 prosenttia ajastuvista geeneistä menee raiteiltaan. Kyseinen ilmiö selittää sen, miksi väärään aikaan valvominen tuntuu pahalta.
Ihmisen vuorokausirytmin on yleensä sellainen, että luontaisen unijakson keskikohta ajoittuu kello neljään aamuyöllä. Noin puolella prosentilla väestöstä on mutaatio sisäistä kelloa säätävässä cry1-geenissä, jolloin unijakson keskikohta siirtyy kello seitsemäksi.
Päivänvalon ja pimeyden vuorottelu tahdistaa sisäistä kelloa. Tieto valon ja pimeän muutoksesta välittyy ihmisellä näköhermoja pitkin suprakiasmaattiseen tumakkeeseen ja sieltä edelleen käpyrauhaseen. Valo tahdistaa suprakiasmaattisen tumakkeen sisäistä kelloa, pimeys saa puolestaan aikaan nukahtamisvalmiutta lisäävän melatoniinin erittymisen käpylisäkkeessä. Liian niukka dopamiinintuotanto saa sisäisen kellon jätättämään.
Magnesiumin on havaittu olevan keskeisessä roolissa sisäisen kellon säätelijänä, sillä solujen magnesiumpitoisuus vaihtelee vuorokaudenajan mukaan. Magnesiumin määrä solussa vaikuttaa muun muassa siihen, miten tehokkaasti solu pystyy polttamaan saamaansa ravintoa energiaksi.
Myös kasveilla on sisäinen kello, sillä ne tietävät jo pari tuntia aikaisemmin, milloin aurinko nousee. Kasvit osaavat myös säädellä tärkkelysvarastojen käyttöä niiden kulloisenkin koon ja yön kulloisenkin pituuden mukaan siten, että varastot eivät ehdy ennen aamua.
Sisäinen kello säätelee unirytmiä aivojen välittäjäaineiden kautta: galaniini saa ihmisen nukahtamaan ja oreksiini edistää heräämistä. Sisäinen kello jätättää miehillä luontaisesti keskimäärin yksitoista minuuttia vuorokaudessa ja naisilla viisi.
Elimistön fysiologisten vuorokausirytmien häiriintyminen aiheuttaa elimistön tulehdusten aktivoitumista. Sisäisen kellon toimintaa häiritseviä tekijöitä ovat esimerkiksi aikavyöhykkeiden ylittävien lentojen aiheuttama aikaerorasitus, kesä- ja talviaikaan siirtymiset, vuorotyö, stressi, tupakointi, alkoholi ja kofeiinipitoiset juomat. sekä yhteiskunnassa vallitsevat aamuvirkkujen ehdoilla toimivat järjestelyt. Vuonna 2006 perustettu kansainvälinen B-society-järjestön tavoitteena on, että iltavirkkujen elämänlaatua ja tuottavuutta kohennettaisiin ottamalla heidän tarpeensa huomioon yhteiskunnallisella tasolla kuten kouluissa ja työpaikoilla.
Oxfordin yliopiston tutkija Paul Kelley on väittänyt, että virastoaika on niin kaukana alle 55-vuotiaiden ihmisten luontaisen univalverytmin kanssa, että se heikentää työn laatua ja aiheuttaa terveysriskejä muun muassa sydämelle ja maksalle. Työntekoa ei pitäisi aloittaa ennen kello kymmentä ja sama pätee teini-ikäisten koulupäiviin. Kelley on myös huomauttanut, ettei ihmisen biologista univalverytmiä kyetä muuttamaan ja että riittämätön uni altistaa muun muassa immuunijärjestelmän häiriöille. Kelleyn johdolla suoritettu tutkimus on osoittanut, että koulun alkamisajan myöhentäminen puolellatoista tunnilla siten, että koulu alkaa vasta kello kymmeneltä, parantaa oppilaiden arvosanoja.