Exakt hur fungerar vår biologiska klocka?
Vår biologiska klocka är en slags inneboende klocka som “talar om” för kroppen när den ska utföra vissa fysiologiska funktioner, som att äta eller sova. Att inte synkronisera den med omvärlden leder ofta till sömnstörningar och ibland vissa sjukdomar.
Vi känner alla intuitivt av vår biologiska klocka och är medvetna om dess närvaro. Det är nämligen en slags intern kronometer som talar om för oss att det är dags att göra vissa saker, som att sova eller vakna. Dessutom ligger den bakom de olika fysiologiska förändringarna vi upplever under dagen.
Konceptet med en biologisk klocka som sådan är bekant för många. Dock är upptäckten av hur den fungerar relativt ny. Det var forskarna Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash och Michael W. Young, vinnare av Nobelpriset i fysiologi eller medicin 2017, som avslöjade detta mysterium.
Idag vet vi inte bara hur den biologiska klockan fungerar, utan har också konstaterat att avvikelser och förändringar i den är en riskfaktor för utvecklingen av många sjukdomar. Vi vet också att livet på jorden rör sig i rytmen av dessa naturliga cykler.
Vad är vår biologiska klocka?
I allmänhet är den biologiska klockan en intern mekanism för levande varelser. Den gör att vi kan synkronisera oss rent tidsmässigt. Vad den i princip gör är att ge instruktioner för kroppens olika aktiviteter. Detta kan gälla att sova, äta och så vidare. På så sätt kan vi utföra dessa aktiviteter när vi behöver det.
På samma sätt som en vanlig klocka, fungerar den biologiska i cykler. Detta innebär att den utvecklar kontinuerliga sekvenser som uppfyller cyklerna och sedan startar om. Det är därför vi till exempel känner oss hungriga eller trötta med relativt jämna mellanrum.
Denna klocka reglerar funktioner som sömn, hormonfrisättning, ätbeteende och också blodtryck och kroppstemperatur. Enligt forskare är det ett sorts molekylär manus som alla levande organismer har.
Du kanske är intresserad av att läsa den här artikeln: Din hjärna påverkas av en stillasittande livsstil: flera risker
Lite bakgrund
Allt liv på jorden lever i harmoni med planetens rotation. Dag och natt är alltså de grundläggande parametrarna som levande varelser rör sig runt på denna planet. Redan på 1700-talet märkte astronomen Jean Jacques d’Ortous de Mairan att vissa funktioner hos växter ägde rum på dagen och andra på natten – oavsett om de utsattes för ljus.
På 1960-talet talade biologen Franz Halberg om dygnsrytmer för att referera till de biologiska processer som äger rum under 24-timmarsperioden varje dag. Dessa var helt enkelt observationer om att vi sover på natten och är vakna på dagen. Men man visste fortfarande inte vad som orsakade dessa cykler.
Genetikern Seymour Benzer och hans kollega Ronald Konopka studerade möjligheten att gener aktiverade den biologiska klockmekanismen. Det var dock inte förrän 1984 som forskarna Jeffrey Hall, Michael Rosbash och Michael Young lyckades identifiera generna som låg bakom detta. Det var då de upptäckte hur hela mekanismen fungerade.
Hur fungerar vår biologiska klocka?
För att uttrycka det enkelt är den biologiska klockan en blandning av gener där två av dem dominerar under dagen, medan två andra styr på natten. Minst tio andra gener kompletterar denna effekt och reglerar de dagliga och nattliga processerna hos organismen.
Verkningsmekanismen är som följer:
- I början av dagen börjar generna som beäms clock (CLK) och cycle (CYC) aktiveras och proteinerna de producerar ackumuleras under dagen.
- Mot kvällen, när det skett en stor ansamling av dessa proteiner, aktiveras andra gener, som går under namnen period (PER) och time (TIM).
- De proteiner som produceras av generna period och time blir åter insamlade under natten, vilket hämmar både produktionen av clock– och cycle-generna.
- En minskning av proteinerna i clock– och cycle-generna inaktiverar generna period och time. Detta beror på att dessa behöver en ackumulation av proteiner för att aktiveras.
Du kanske är intresserad av att läsa den här artikeln: Den bästa tiden på dagen att äta, enligt forskning
Saker att tänka på
En kropp fungerar bättre och kan hålla sig mer stabil om den följer sin biologiska klockas exakta rytm. Detta innebär i huvudsak att sova rätt antal timmar på natten och vara aktiv under dagen, samt att äta vid de optimala tiderna.
Den interna timern fungerar i varje cell såväl som i varje organ hos alla levande varelser. Hur denna klocka fungerar hos varje enskild person avgör dennas tendens att vara mer produktiv vid vissa tider på dygnet.
På liknande sätt påverkar tidpunkten på dygnet hur organismen reagerar på yttre stimuli. Tack vare området kronofarmakologi vet vi att kroppen reagerar olika på olika läkemedel om man tar det på dagen, eftermiddagen eller natten.
Samtliga citerade källor har granskats noggrant av vårt team för att säkerställa deras kvalitet, tillförlitlighet, aktualitet och giltighet. Bibliografin för denna artikel ansågs vara tillförlitlig och av akademisk eller vetenskaplig noggrannhet.
- Capel, J., Lozano, R., Martínez-Zapater, J. M., & Jarrillo, J. A. (2003). Ritmos y relojes circadianos de las plantas. Revista Ecosistemas, 12(1).
- Hernández-Rosas, F., & García, J. S. (2010). Ritmos circadianos, genes reloj y cáncer. Archivos de Medicina, 6(2).
- Guido, M. (2013). De Relojes y Ritmos Biológicos. Bitácora Digital, 1(2).