Poistut lentokoneesta kirkkaaseen päivänvaloon 12 tunnin matkan jälkeen. Olet tavallisesti pirteä ja tarmokas tähän vuorokaudenaikaan, mutta nyt tunnet itsesi zombiksi. Jos olisit jäänyt kotiin, olisi yö ja nukkuisit sikeästi.
Seuraavina päivinä kärsit unettomuudesta, ruokahaluttomuudesta ja mielialanvaihteluista, koska usean aikavyöhykkeen ylittäminen on sekoittanut sisäisen kellosi.
Syvällä aivoissa sijaitseva biologinen kello tahdistaa elimistön toiminnan niin, että se sopii 24 tunnin pituiseen vuorokauteen, ja säätelee kaikkea ruokahalusta ruoansulatukseen ja verenpaineesta lihasvoimaan.
Kehon ajantajulla on suuri merkitys hyvinvoinnille. Kun elää väärässä tahdissa sisäisen kellon käyntiin nähden, sydän voi pysähtyä tai syöpälääkkeet voivat menettää tehonsa.
Lapsuudessa aika tuntuu pitkältä
Aika on ihmeellinen asia. Vaikka vuorokausi kestää aina 24 tuntia, joskus päivä ei tunnu loppuvan koskaan ja joskus yö tulee yhdessä hujauksessa.
Yhdysvaltalaisen Alabaman yliopiston psykologit tekivät vuonna 2012 kokeita selventääkseen kuvaa ihmisen epäluotettavasta ajantajusta. He totesivat, että toimintaan johtavalla motivaatiolla on tärkeä osa.
Lapsi kohtaa paljon kaikenlaista uutta. Siksi aikaa tuntuu olevan lapsuudessa enemmän kuin vanhemmiten, kun uusia asioita on vähän.
Koehenkilöitä pyydettiin katsomaan kolmenlaisia kuvia: neutraalia kuvaa geometrisista kuvioista, lievästi innostavaa kuvaa kukista ja voimakkaasti innostavaa kuvaa herkullisista jälkiruoista.
Vaikka jokainen kuva oli näkyvissä yhtä monta sekuntia, koehenkilöistä tuntui, että he saivat katsoa jälkiruokakuvaa lyhyemmän aikaa kuin muita.
Lisäksi koe osoitti, että ne osallistujat, jotka olivat syöneet vähän ennen kuvien katselua eivätkä kylläisinä innostuneet jälkiruoasta, arvioivat sitä esittävän kuvan olleen esillä muita pitempään. Heillä oli toisin sanoen päinvastainen käsitys ajan kulumisesta kuin nälkäisinä kuvia katsoneilla koehenkilöillä.
Toimintaan johtava motivaatio, kuten tässä tapauksessa ruokahalua herättävä jälkiruoka, vaikuttaa siis ajantajuun. Toinen esimerkki siitä, että käsityksessä ajan kulumisesta on vaihtelua, liittyy ikään: vanhana aikaa tuntuu olevan vähemmän.
Kymmenvuotiaasta vuosi voi tuntua ikuisuudelta, mutta varttuneesta väestä vuodet vierivät nopeasti.
Ero johtuu muun muassa siitä, että vanhalla ihmisellä on takana paljon elettyä elämää. Vuosi on kymmenvuotiaalle kymmenesosa elämästä, 50-vuotiaalle vaivaiset kaksi prosenttia.
Lisäksi lapsi kohtaa paljon kaikenlaista uutta. Siksi aikaa tuntuu olevan lapsuudessa enemmän kuin vanhemmiten, kun uusia asioita on vähän.
Lapselle kaikki on uutta ja jännittävää, eikä hän juuri huomaa ajan kulumista.
Myös aistit voivat vaikuttaa sisäiseen kelloon. Erään tutkimuksen mukaan aika tuntuu kuluvan nopeammin, kun kuunnellaan hyvää musiikkia. Vaikka koehenkilöille soitettiin yhtä pitkään miellyttävää ja epämiellyttävää musiikkia, heistä tuntui, että he kuuntelivat epämiellyttävää musiikkia kauemmin kuin miellyttävää.
Ihmisen ajantaju on toisin sanoen epäluotettava, sillä se riippuu siitä, mitä koetaan ja tehdään, eikä sen avulla varsinaisesti mitata aikaa.
Sen sijaan keho seuraa tarkasti ajan kulumista.
Kello käy aivoissa
Hyödyntääkseen tehokkaasti käytössä olevaa aikaa keho pyrkii säilyttämään rytmin, joka sopii 24 tunnin vuorokauteen.
Tahdistava kello sijoittuu hypotalamuksen suprakiasmaattiseen tumakkeeseen (SCN). Aivoalue ottaa vastaan tietoa silmistä, jotka aistivat valon määrän ympäristössä.
Silmien verkkokalvoissa olevat erikoistuneet näköaistinsolut viestivät SCN:lle, onko valoisaa vai pimeää. SCN välittää saamansa tiedon väliaivojen yläosassa sijaitsevaan käpyrauhaseen, joka erittää unihormoni melatoniinia.
Hormoni on kellon apulainen, joka kertoo muille ruumiinosille, milloin pitää mennä nukkumaan ja milloin täytyy herätä. Mitä suuremman valon määrän silmät aistivat, sitä vähemmän melatoniinia erittyy.
(Artikkeli jatkuu graafisen esityksen jälkeen.)
Vuorokausirytmi syntyy aivoissa
Aivojen biologinen kello ottaa jatkuvasti vastaan ympäristöstä välittyvää tietoa ajasta ja tahdistaa muiden ruumiinosien toiminnan.
1. Silmät informoivat aivoja ajasta
Silmien verkkokalvon näköaistinsolut rekisteröivät valon määrän ja lähettävät vuorokaudenaikaa koskevan tiedon suoraan hypotalamuksen suprakiasmaattiselle tumakkeelle (SCN), joka koostuu noin 20 000 hermosolusta.
2. Kello kertoo ajan keholle
SCN toimii biologisena keskuskellona, joka huolehtii siitä, että keho toimii vuorokausirytmin mukaan. Esimerkiksi kun silmät havaitsevat, että ilta pimenee, SCN antaa käpyrauhaselle käskyn erittää melatoniinihormonia, joka lisää väsymystä.
3. Elimet seuraavat itse aikaa
Kudoksissa ja elimissä on pieniä paikalliskelloja, jotka reagoivat kehon rytmiin vaikuttaviin tekijöihin. Esimerkiksi syöminen aktivoi ruoansulatusjärjestelmän, jonka paikalliskellot lähettävät aivojen keskuskellolle kehotuksen tahdistaa muut ruumiinosat.
Kaikki kehon toiminnot ruoansulatuksesta sydämen sykkeeseen ovat yhtä suurta sinfoniaa, ja jotta kaikki toimisi optimaalisesti, kaikki ruumiinosat ovat samassa ajassa niin kuin sotilaiden kellot, jotka on täsmäytetty toistensa kanssa ennen operaation alkua.
Ajoitus voi olla elämän ja kuoleman kysymys, ja siksi kehon toiminnot tapahtuvat vuorokausirytmin mukaan jatkuvasti toistuvana kiertona aikajärjestyksessä.
Rytmi ilmenee esimerkiksi pirteyden, ruokahalun ja ruumiinlämmön vaihteluna vuorokauden kuluessa ja palauttavaan lepoon valmistavana verenpaineen laskuna, kun päivä vaihtuu yöksi.
Rytmihäiriöllä vakavat seuraukset
Sisäisen kellon vaikutus on niin suuri, että joutuessaan pois normaalista vuorokausirytmistä ihminen on hengenvaarassa.
Useissa tutkimuksissa on saatu näyttöä siitä, että yötyö suurentaa sydän- ja verisuonitautien, syövän ja aineenvaihduntahäiriöiden riskiä.
Ensisijainen syy haittojen syntymiseen on se, että melatoniinin tuotanto häiriintyy, kun yötyötä tehdään keinovalaistuksessa eikä pimeää vuorokaudenaikaa koeta.
Kaikki ajallaan
Aamupäivä (6–12): Verenpaine ja suoli aloittavat päivän
Aamun valjetessa unihormoni melatoniinin tuotanto loppuu. Verenpaine ja ruumiinlämpö nousevat, ja stressihormoni kortisolin eritys kiihtyy. Suolisto aktivoituu, ja monilla on tarve ulostaa aamulla.
Iltapäivä (12–18): Fyysinen suorituskyky huipentuu
Kehosta saa irti maksimitehot helpoimmin iltapäivällä, jolloin reaktiot ovat nopeimmillaan ja koordinaatiokyky parhaimmillaan. Tällöin myös lihasvoima on suurimmillaan ja verenkiertoelimistö toimii tehokkaimmin.
Ilta (18–24): Unihormonin määrä kasvaa
Kello 21:n tienoilla keho alkaa rauhoittua ja kiihdyttää unihormoni melatoniinin eritystä. Illan lopuksi suolisto lakkaa toimimasta, jottei kesken yöunien tarvitse lähteä käymään ulostamassa.
Yö (24–6): Ruumiinlämpö laskee, rytmi hidastuu
Melatoniinia erittyy eniten kello 3:n ja 4:n välillä. Samoihin aikoihin ruumiinlämpö on matalimmillaan. Verenpaine ja kortisolitaso ovat alhaalla, ja verensokeri pysyy vakaana.
Viikonlopun juhlinta voi kääntää vuorokausirytmin päälaelleen. Vapaapäivien rasitukset tekevät maanantaiaamusta paitsi viikon raskaimman myös pahimmassa tapauksessa vaarallisimman.
Tilastojen mukaan sydänkohtauksen todennäköisyys on suurempi maanantaiaamuna kuin minään muuna ajankohtana viikon kuluessa.
Maanantaiaamun kohtalokkuus johtuu siitä, että keho kiihdyttää aamuisin verta paksuntavan PAI-1-proteiinin tuotantoa. Sen määrä on suurimmillaan aamulla ja pienenee päivän mittaan.
Veren paksuuntuminen päiväksi on mielekästä evoluution näkökulmasta tarkasteltuna. Tänä vuorokaudenaikana esivanhemmillamme oli suurempi riski loukkaantua ja saada verenvuotoja esimerkiksi metsästäessään tai tehdessään raskasta ruumiillista työtä.
Jos juhlii pikkutunneille ja nukkuu koko sunnuntain, sisäinen kello menee sekaisin – ja maanantaiaamuna on suurentunut riski kuolla verenkiertohäiriöön.
Asian kääntöpuoli on kuitenkin se, että paksumpi veri suurentaa sydänkohtauksen riskiä aamuisin – etenkin, kun sisäisen kellon käyntiä sekoittaa sosiaalinen aikaerorasitus, josta kärsitään, kun viikonloppuna on juhlittu pikkutunneille ja nukuttu päivällä.
Muutoksesta seuraa se, että sisäinen vuorokausirytmi jää jälkeen päivän ja yön kierrosta. Kun herätyskello soi maanantaiaamuna, kehon pitää yhtäkkiä kiriä ero kiinni.
Rukkaustarve voi aiheuttaa verenpaineen nousua ja inflaammatioksi kutsuttua elimistön tulehdusta ja sitä kautta suurentaa sydänkohtausriskiä.
Keho vaatii aikaisin ruokaa
Aamulla on suuri merkitys myös elimistön ruokkimiselle.
Monet seikat viittaavat nimittäin siihen, että terveyteen ja hyvinvointiin vaikuttaa ravinnon laadun lisäksi syömisen ja juomisen ajankohta. Useissa tutkimuksissa on saatu näyttöä siitä, että ne, jotka jättävät aamupalan nauttimatta, ovat alttiimpia lihomaan ja sairastumaan diabetekseen.
Harvardin yliopiston kansanterveyden laitoksen tutkijat seurasivat 16 vuoden ajan melkein 30 000 miehen ruokailutottumuksia. Analyysin mukaan niillä miehillä, jotka aloittivat päivänsä ilman aamupalaa, oli lähes 20 prosenttia suurempi riski sairastua diabetekseen kuin aamuisin syövillä.
Lisäksi on löydetty yhteys painonhallinnan ja ateriarytmin väliltä. Kolme kuukauden aikana testiryhmän jäsenet laihtuivat enemmän kuin verrokit. Testiryhmäläiset saivat aamulla ruoasta enemmän kaloreita, kun taas vertailuryhmän jäsenet söivät illalla energiapitoisemmin. Vuorokautinen energiamäärä oli kuitenkin kaikilla yhtä suuri.
Ilta-ateriat ja yöpalat voivat aiheuttaa esidiabeteksen.
Myöhään syöminen on kaiken kaikkiaan huono tapa. Kehon kyky säädellä verensokeria huononee merkittävästi kello 20:n jälkeen, ja ilta-ateriat ja yöpalat voivat aiheuttaa väliaikaisen esidiabeteksen – tilan, jossa yöllä kohollaan oleva verensokeri häiritsee yöunta.
Syöpää pitää hoitaa keskiyöllä
Muiden kehon toimintojen tapaan aineenvaihdunnan tehokkuus vaihtelee vuorokaudenaikojen mukaan, ja asialla on suuri merkitys sille, kuinka hyvin lääkkeet vaikuttavat.
Suolistosyöpää sairastavilla potilailla tehdyssä tutkimuksessa yli puolet reagoi paremmin syöpälääkkeisiin, kun ne annettiin keskiyöllä. Silloin elimistössä syntyy enemmän dihydropyrimidiinidehydrogenaasi-entsyymiä, joka hajottaa lääkeaine fluorourasiilia.
On olemassa myös tutkimusnäyttöä siitä, että syövän sädehoito tehoaa paremmin aamu- kuin iltapäivällä ja että sydänleikkausten vakavien haittojen riski puolittuu, kun ne tehdään aamun sijasta iltapäivällä.
Näin säädät sisäisen kellon kulkua
Älä juo illalla kahvia, äläkä näprää puhelinta nukkumaanmenoaikaan. Tässä on 10 tieteen keinoa sisäisen kellon säätämiseen:
1. Herää suunnilleen samaan aikaan joka päivä – vaikkapa herätyksen avulla.
2. Pidä ateriarytmisi samana kaikkina päivinä.
3. Älä nuku päiväunia – ainakaan enää illansuussa.
4. Vältä kofeiinia kello 16:n jälkeen.
5. Älä syö mitään kello 20:n jälkeen.
6. Pimennä makuuhuone, kun menet nukkumaan.
7. Lopeta puhelimen ja tietokoneen käyttö vähintään tuntia ennen nukkumaanmenoaikaa.
8. Omista makuuhuone vain nukkumiselle ja sukupuolielämälle.
9. Huolehdi siitä, että pääset heti herättyäsi kirkkaaseen valoon.
10. Harrasta liikuntaa ja ulkoile säännöllisesti.
Bakteereillakin on kello
Ihminen ei ole ainoa laji, jolla on vuorokausirytmi. Samantapainen kello löytyy niin kasveilta, eläimiltä kuin sieniltäkin.
Esimerkiksi kasvit käyttävät auringonvalon määrää ja solujen sokeripitoisuutta ajanmääritykseen ja säätelevät sen mukaan muun muassa kukkimistaan ja tuoksumistaan.
Kansainvälisen tutkijaryhmän jokin aika sitten tekemän havainnon mukaan jopa syvällä maassa elävillä bakteereilla on ajantaju. Tammikuussa 2021 julkaistussa tutkimuksessa kävi ilmi, että maabakteeri Bacillus subtilis noudattaa 24 tunnin vuorokausirytmiä.
Tutkimus paljasti, että bakteerin geenit ilmentyvät jaksoittain, ja tämä saattaa johtaa uusiin tapoihin hoitaa tulehduksia.
Jaksoittaisuus voi tarkoittaa käytännössä sitä, että antibiooteilta suojaavat geenit eivät toimi joinakin vuorokaudenaikoina. Silloin bakteeri on turvaton.
Tutkimus tähtää nyt sen selvittämiseen, tehoavatko antibiootit ajoittain paremmin. Tavoitteena on siis kääntää bakteerien sisäinen kello niitä vastaan.