Historia chronobiologii
Większość z nas ma bardzo małą wiedzę na temat wewnętrznego zegara ludzkiego ciała. Jednak młoda europejska nauka zwana chronobiologią zyskuje na znaczeniu w ciągu ostatnich 30 lat. Chronobiologia odnosi się do cyklu dzień-noc, który wpływa na ludzki organizm, gdy ziemia się obraca. Od początku istnienia ludzkości, historia ludzkości była kształtowana przez światło i ciemność. Genetycznie zamanifestowane zegary znajdują się głęboko w naszych ciałach, które kontrolują ten fundamentalny rytm. Im bardziej inteligentnie wchłaniamy ich informacje, tym bardziej są one przydatne. To połączenie jest ważne w zapobieganiu i leczeniu chorób, a także w procesie uzdrawiania.
Trzy podstawowe cykle chronobiologii
Rytmy infradźwiękowe
(pochodzi od łacińskiego słowa infra, oznaczającego „poniżej” i łacińskiego słowa diem, oznaczającego „dzień” – rozkładając pochodzenie tego słowa, Infradian oznacza, że okres tego rytmu jest dłuższy niż 24 godziny, a zatem częstotliwość jest poniżej/poniżej częstotliwości jednego dnia).
Są to rytmy, które trwają dłużej niż 24 godziny. Powtarzają się one co kilka dni, tygodni, miesięcy lub nawet raz w roku.
Dobrymi przykładami są rytmy sezonowe, takie jak migracja ptaków, rytmy księżycowe (które podążają za fazami księżyca lub około 29,5 dnia) i rytmy półksiężycowe (około 14 dni), które są związane z cyklami pływów. Innym przykładem są nieprzewidywalne rytmy (inaczej „rytmy nieobliczeniowe”, które nie mają żadnego związku ze środowiskiem), takie jak cykl menstruacyjny kobiety.
Rytmy ultradiańskie
(pochodzi od łacińskiego ultra, oznaczającego „poza” i od łacińskiego słowa diem, oznaczającego „dzień” – rozkładając pochodzenie tego słowa, ultradian oznacza, że okres tego rytmu jest krótszy niż 24 godziny, a zatem ma częstotliwość przekraczającą / wyższą niż jeden dzień).
Są to rytmy biologiczne, które są krótsze niż 24 godziny. Istnieje wiele fizjologicznych funkcji ludzkiego ciała, które są przykładem rytmu ultradianowego. Rytmy te mają wiele cykli w ciągu jednego dnia. Na przykład u osoby dorosłej cykl wysiłku i odpoczynku występuje co około dwie godziny.
Rytmy ultradianowe regulują funkcje fizyczne, emocjonalne i duchowe. Często trwają one kilka godzin i obejmują przyjmowanie pokarmu, krążenie krwi, wydalanie hormonów, różne etapy snu i krzywą wydajności człowieka. Procesy te są wbudowane w nasze ciała na miliony sposobów. Niektóre z nich trwają zaledwie kilka sekund, jak na przykład kontrola oddechu. Niektóre trwają zaledwie milisekundy, jak większość procesów zachodzących w komórce na poziomie mikrokrążenia. Rytmy pływowe (około 12,4 godziny) są często obserwowane w życiu morskim, podążają za przejściem pływów z wysokiego do niskiego iz powrotem i mają szczególną funkcję dla wielu osób żyjących w strefie surfingu.
Rytmy okołodobowe
(od łacińskiego „circa” oznaczającego „wokół” i „diem” oznaczającego „dzień”)
Są to rytmy trwające około 24 godzin, tj. ludzki cykl snu/budzenia lub ruchy liści roślin. Wiele efektów rytmów okołodobowych bezpośrednio i natychmiastowo wpływa na ludzi, dlatego są one najszerzej badane. Dlatego też wszystkie dalsze wyjaśnienia odnoszą się do rytmów okołodobowych.
Chronobiologia dzisiaj
Dziedzina chronobiologii szybko rozwija się na całym świecie. Specjaliści medyczni, badacze i ogół populacji zaczynają dostrzegać korzyści płynące z zastosowania zasad chronobiologii we wszystkim, od podawania leków po określanie najbardziej efektywnej pory dnia na ćwiczenia. Chronobiologia jest wykorzystywana w badaniach nad genetyką, endokrynologią, ekologią, medycyną sportową i psychologią, by wymienić tylko kilka z nich.
Szczególnie lukratywną gałęzią chronobiologii jest chronofarmakologia. Tysiące badań dostarczyło informacji na temat tego, w jaki sposób precyzyjny czas podania leku lub suplementu może zmniejszyć skutki uboczne, mieć silniejszy wpływ na docelowy układ narządów lub chorobę, a nawet całkowicie zakłócić proces fizjologiczny.
Wiele renomowanych instytucji dodało wydziały, laboratoria i programy nauczania skoncentrowane na badaniu chronobiologii. Instytucje te zapewniły przełomowe badania i spostrzeżenia, które pomogły ukształtować współczesną medycynę i zrozumienie naszych wrodzonych rytmów biologicznych. Melatonina, zwana również „hormonem macierzystym chronobiologii”, wpływ światła na różne choroby i zjawisko chronotypów były obszarami szczególnego zainteresowania.
Podczas gdy chronobiologia jest nadal uważana za młodą naukę, możliwości, jakie oferuje, są nieograniczone. Nasze metody badawcze stają się coraz bardziej zaawansowane, a wraz z nimi rzeczywistość, że chronobiologia ostatecznie stanie się wiodącą dyscypliną naukową.
Zewnętrzne i wewnętrzne zegary kontrolują nasze funkcje fizyczne, umysłowe i emocjonalne bez naszej ingerencji. Im bardziej inteligentnie dostosujemy nasze życie do tych rytmów, tym większe korzyści z tego odniesiemy. Niezależnie od tego, czy jest to błona śluzowa jamy ustnej, czy wątroba, każdy układ fizjologiczny ma swój własny rytm biologiczny. Wiedza ta ma szczególne znaczenie w przypadku chorób i leczenia. Dolegliwości takie jak astma, artretyzm, nadciśnienie, depresja, ataki serca, wrzody żołądka, problemy ze snem, zaburzenia metabolizmu mózgu i inne mają swoje własne fazy. Czynnik chronobiologiczny składników aktywnych stosowanych w zapobieganiu lub leczeniu chorób ma kluczowe znaczenie. Do tej pory możemy poznać tylko niewielką część tajemnic leżących u podstaw tych substancji. Jednak wiele ważnych substancji jest już dostępnych jako chronobiologicznie znacząca formuła, naukowo przetestowana i udowodniona. Początkowo chronobiolodzy byli odrzucani. Dziś ich nauka jest uznaną gałęzią badań, która bada wzajemne powiązania ciała, umysłu i czasu. To może być dla Ciebie spora niespodzianka!
Najważniejszym wnioskiem wyciągniętym z chronobiologicznego punktu widzenia jest to, że posiadamy cały pakiet genetycznie zdeterminowanych wewnętrznych „regulatorów czasu”. Co najważniejsze, nasze ciało podąża za wewnętrznym 24-godzinnym cyklem. Uwalnianie hormonów ostatecznie zależy od impulsów naszych wewnętrznych zegarów. Pod kontrolą naszego mózgu, 150 substancji przekaźnikowych krążących we krwi informuje nasze narządy o aktualnej sytuacji i nakazuje określone konsekwencje. Hormony te mają działanie pobudzające i hamujące. Temperatura naszego ciała spada podczas snu, ciśnienie krwi wzrasta po przebudzeniu i tak dalej. Rytmy te powtarzają się co 24 godziny, dzień po dniu, noc po nocy. Naukowcy mówią zatem o rytmie okołodobowym. Najkrótszy cykl góra-dół mierzony jest w falach mózgowych, które trwają zaledwie ułamki milisekund. Najdłuższe rytmy dobowe – takie jak głód lub potrzeba snu – rozciągają się na wiele godzin.
W każdej chwili chronobiologia przekształca działania wewnątrz naszych organów w unikalny i charakterystyczny spektakl. Godzinę później nic już nie jest takie samo jak przed godziną. Wydaje się, że z wiekiem niektóre z naszych wewnętrznych zegarów tykają wolniej, podczas gdy inne szybciej. Mają tendencję do rozregulowywania się, a niektóre z nich z biegiem lat całkowicie przestają tykać. Narządy zaczynają rozwijać swój własny rytm i pojawiają się zaburzenia. Jeśli pozostaną one nieleczone, mogą rozwinąć się choroby.
Nauka wyróżnia około 80 chorób, które są uważane za związane ze snem. To jest właśnie cel, do którego dąży chronofarmakologia: Właściwy preparat we właściwym czasie. Obecnym celem jest zidentyfikowanie komponentu okołodobowego w rosnącej liczbie chorób lub dysfunkcji fizycznych. Skutkuje to zaskakującymi opcjami leczenia, które są bardziej skuteczne i mają mniej skutków ubocznych. Leki chronobiologiczne lub suplementy diety rekalibrują nasz wewnętrzny regulator czasu.
Czynnik światło-ciemność nieustannie dostosowuje nasze codzienne funkcje do 24-godzinnego rytmu. W naszym ciele informacja ta jest przekształcana w hormon sygnalizacyjny zwany melatoniną. Melatonina wykonuje wiele zadań już za dnia. Około godziny 23:00 zwykle następuje nagły wzrost poziomu melatoniny do wartości od ośmiu do dziesięciu razy większej niż normalnie. Jest to sygnał dla wielu narządów, aby spowolniły swoją aktywność i zregenerowały się. Jednak wiele osób starszych w dużej mierze utraciło ten nocny wzrost poziomu melatoniny. Wiele rytmów – w tym snu, ciśnienia krwi, temperatury ciała i hormonów – pozostaje niekontrolowanych. W takich przypadkach potrzebna jest inteligentna forma wsparcia chronobiologicznego. Ekscytujące ostatnie badania przyniosły cenne wnioski. Naukowcy zaczynają rozumieć, o której godzinie komórki nowotworowe mają tendencję do dzielenia się. Regulatory czasu, które różnią się od tych w zdrowych komórkach, kontrolują nowotwory. Dlatego niezwykle ważne jest, aby terapeutyczne cytotoksyny były wprowadzane do narządu docelowego w czasie, gdy ich wpływ na wzrost guza jest większy i gdy ich działanie jest mniej szkodliwe dla pozostałych komórek. Chronofarmakologia, czyli poszukiwanie środków terapeutycznych, które są w harmonii z naszymi wewnętrznymi zegarami, jest obecnie najbardziej fascynującym obszarem badań medycznych. Stopniowo zaczynamy rozumieć, że coraz więcej chorób to zaburzenia rytmu. Jest to pierwszy krok w kierunku zasad chronobiologii.
Każda komórka produkuje wysoce specyficzne substancje, takie jak bloki budulcowe aminokwasów. Po osiągnięciu pożądanego stężenia produkcja zostaje zatrzymana. Enzymy rozkładają substancje w ciągu kilku godzin. Rozpoczyna się nowy cykl. Niektóre geny (określane również jako „geny zegarowe”) działają jak włączniki/wyłączniki dla tych procesów. Można je znaleźć w niemal każdym rodzaju ludzkiej tkanki, a ich wpływ jest niezwykle wieloaspektowy, wyrafinowany i inteligentny. Wszystkie części ludzkiego ciała mają receptory, które odbierają informacje z substancji przekaźnikowych i bodźców neuronalnych. „Geny zegarowe” kontrolują ich wrażliwość. Dotyczy to również działania witamin, pierwiastków śladowych i innych biologicznie skutecznych substancji, w tym leków. Główny przełącznik znajduje się w międzymózgowiu, centralnej części mózgu składającej się z dwóch struktur. Międzymózgowie odbiera wiadomości ze specjalnych fotokomórek znajdujących się w siatkówce. Czujniki te, które zostały zdekodowane dopiero niedawno, nie rozpoznają obiektów ani kolorów, ale pory dnia, atmosferę otoczenia i pory roku. Są one punktem wyjścia mechanizmu działania, który w całości można opisać jako pomieszczenie kontrolne, w którym ustawiane są wszystkie wewnętrzne zegary. Ten pokój kontrolny przenosi zmianę między dniem a nocą ze świata zewnętrznego do niezliczonych rytmów w naszym ciele i dostraja je do siebie nawzajem. Światło jest potężnym generatorem impulsów. To, czy dana osoba przeżyje atak serca, może zależeć od promieni słonecznych wpadających przez okno oddziału intensywnej terapii. Łóżka w północnym skrzydle szpitala są w tajemniczy sposób powiązane z wyższym wskaźnikiem śmiertelności.
Praktyka chronobiologii
Aby wykonywać swoje niezliczone zadania, nasz organizm musi przyjmować cenne substancje w bardzo określonych porach dnia. Nawet osoby o zdrowej diecie mogą doświadczać niedoborów składników odżywczych, zwłaszcza gdy są narażone na codzienny stres, toksyny środowiskowe lub zaburzenia metaboliczne. Badania naukowe dostarczyły nam dokładnych informacji na temat tego, jakich składników odżywczych potrzebuje organizm, kiedy i jaka dawka zapewnia optymalne wsparcie dla strawności pokarmu. Podczas gdy niektóre składniki odżywcze wzajemnie się wzmacniają, inne mogą hamować pożądany efekt. Praktyka chronobiologiczna poprawia zdolność naszych organów do przyswajania ważnych substancji biologicznych. Dostarczane witaminy, minerały, pierwiastki śladowe i fitofarmaceutyki są dostarczane w inteligentnej kombinacji we właściwym momencie. Na przykład poranna kapsułka pomaga organizmowi utrzymać równowagę energetyczną. Wieczorna kapsułka pomaga spalać tłuszcze w nocy i usuwać toksyny z organizmu. Formuły dostosowane do płci uwzględniają różny metabolizm narządów kobiecych i męskich.
Większość ludzi uważa witaminy za źródło dobrego zdrowia i łyka je w dowolnym momencie, myśląc, że nie mogą zrobić nic złego. Nic bardziej mylnego! Rygorystyczne zasady chronobiologii mają również zastosowanie, gdy starasz się uzupełnić niedobory witamin lub minerałów. Witaminy? Najpierw spójrz na zegar! Punkt czasowy jest kluczowy: Po pierwsze, działanie niektórych witamin rano po prostu różni się od ich działania wieczorem. Po drugie, ich wpływ na metabolizm może zaburzać 24-godzinny rytm pracy narządów naszego organizmu. Przyjmowanie wieloskładnikowego preparatu w formie chronobiologicznej jest po prostu niezbędne. Jeszcze lepszym rozwiązaniem jest wybór innego schematu dla kobiet i mężczyzn.
Bezmyślne przyjmowanie witamin i minerałów bez jasnej koncepcji niesie ze sobą ryzyko
Biologiczne działanie witamin i pierwiastków śladowych wykazuje znaczne dzienne wahania i wpływa na zmiany aktywności organizmu.
Witaminy przyjmowane z pożywieniem lub w postaci suplementów diety wymagają tłuszczów lub wody, aby mogły zostać przetransportowane do miejsc docelowych. Przyjrzyjmy się najpierw witaminom rozpuszczalnym w tłuszczach: Po rozpuszczeniu się w cząsteczkach tłuszczu, witaminy te docierają do naczyń limfatycznych, głównego układu naczyniowego płynu tkankowego. Naczynia limfatyczne są bezpośrednio połączone tylko z kilkoma narządami. Odpowiednie witaminy gromadzą się głównie w tkance tłuszczowej i wątrobie. Po dostaniu się do organizmu nie można ich łatwo wyeliminować. Ponieważ zdolność magazynowania tłuszczu jest ogromna, takie witaminy powinny być przyjmowane z najwyższą ostrożnością. Istnieją tylko cztery witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: A, D, E i K. Najlepiej przyjmować je rano po obfitym śniadaniu i są mniej skuteczne, gdy są przyjmowane później w ciągu dnia. Woda jest rozprowadzana po całym organizmie: wewnątrz komórek, we krwi i w tkance śródmiąższowej. Substancje witaminowe rozpuszczone w wodzie są powszechnie skuteczne, ale także znacznie bardziej lotne. Są one regularnie wydalane z moczem.
Konsekwentne codzienne dawkowanie pomaga uniknąć niedoborów witamin lub zaburzeń metabolicznych. Istnieje siedem rozpuszczalnych w wodzie witamin z grupy B: kwas foliowy (B9), kwas pantotenowy (B5), tiamina (B1), cyjanokobalamina (B12), ryboflawina (B2), niacyna (B3) i pirydoksyna (B6). Inne witaminy rozpuszczalne w wodzie to witamina C (kwas askorbinowy), biotyna (witamina H), cholina i mio-inozytol. Większość witamin nie ma bezpośredniego działania i odgrywa jedynie rolę pomocniczą w niektórych funkcjach. Dlatego są one powszechnie klasyfikowane jako koenzymy lub kofaktory. Pozostałymi zadaniami zajmują się inne substancje – i działa to tylko wtedy, gdy są one jednocześnie dostępne w swojej aktywnej formie.
Im więcej badaczy angażuje się w tę kwestię, tym więcej kryteriów musi zostać spełnionych. Wyzwanie polega na zastosowaniu dwóch ściśle oddzielnych – ale równie inteligentnych – produktów multiwitaminowo-mineralnych: jednego rano, drugiego przed snem.
Chronofizjologia to gałąź chronobiologii, która bada terminową organizację procesów fizjologicznych. Badanie to obejmuje czas naturalnych procesów biologicznych. Chronofizjologia zajmuje się zjawiskiem chronotypów, czyli porannych skowronków i nocnych sów. Ponadto wyjaśnia, w jaki sposób systemy biologiczne i procesy organizmów odnoszą się do siebie nawzajem w odniesieniu do czasu. Ludzkie ciało podlega 24-godzinnemu rytmowi. Posiadamy wewnętrzny zegar (zegar okołodobowy), który pozwala nam przewidywać zdarzenia powtarzające się codziennie i dostosowywać się do różnych warunków środowiskowych w fizjologicznie optymalny sposób. Naszym życiem rządzi rytm dzień/noc. Wskaźniki takie jak światło, ciemność i temperatura wpływają na nasz rytm biologiczny, który jest już głęboko zakorzeniony w naszych genach. Prawie wszystkie procesy życiowe organizmu, które zostały zbadane, podlegają różnym rytmom. Hormony, neuroprzekaźniki i cząsteczki cukru, które są spożywane, a także przeciwciała w komórkach krwi wykazują zmienne stężenia we krwi w ciągu dnia. Kilka zmian jest również ważnymi stymulatorami dla różnych reakcji w narządach. Nawet wystąpienie choroby i intensywność jej objawów podążają za impulsami wewnętrznego zegara. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku astmy, depresji i napadów padaczkowych. Gdy rytm okołodobowy jest zaburzony, ma to silny wpływ na ogólny stan zdrowia i samopoczucie. Na przykład zmiany czasu mogą mieć taki sam efekt jak jet lag, w tym problemy ze snem i koncentracją, a nawet depresję. Problemy mogą stać się jeszcze poważniejsze i długotrwałe wśród pracowników zmianowych z dowodami na chroniczne zaburzenia. Tylko dostosowując nasz styl życia do naszych wewnętrznych rytmów, możemy osiągnąć energię niezbędną do zachowania zdrowia.
Chronopatologia zajmuje się tematem zaburzeń czasu w ważnych procesach biologicznych. Opisuje różne zjawiska związane z nieprawidłowościami w sekwencjach chronologicznych, a także ich charakterystykę, przyczyny, znaczenie prognostyczne i diagnostyczne oraz implikacje terapeutyczne. Choroby w określonych organizmach objawiają się w określonym czasie. Rytmy roczne i tygodniowe mają wpływ na podatność i częstotliwość chorób, częstotliwość wypadków i śmiertelność. Odchylenia w rytmie biologicznym są powszechne. Na przykład ciśnienie krwi wykazuje wiele czynników. Nieprawidłowości występują w pewnych codziennych warunkach, a także podczas faz aktywności i odpoczynku. Chronopatologia bada te zmieniające się zjawiska w funkcjonalnych zaburzeniach czynności narządów i w chorobach, w odniesieniu do roli rytmu dzień/noc. Najczęstszymi obszarami zapotrzebowania na tę naukę są pracownicy zmianowi i jetlag, które charakteryzują się zmianą czasu.
Chronopatologia pomaga zidentyfikować różne fazy odchyleń od normy. Rozpoznanie cech zależnych od czasu może mieć ogromne znaczenie w diagnozowaniu i leczeniu choroby. Inteligentna anatomia jest podstawą dla leków, które posiadają terapeutyczne ramy czasowe.
Chronofarmakologia to gałąź chronobiologii, która bada nasz wewnętrzny zegar w odniesieniu do jego wpływu na terapię lekową. Bada zachowanie leków w ludzkim ciele i wpływ struktury czasowej narządów. Ciało ludzkie podlega 24-godzinnemu cyklowi, a nasz wewnętrzny zegar reguluje jego funkcje. Rytmy biologiczne są kluczowe dla określenia prawidłowego podawania leków. Efekty i skutki uboczne leków mogą się różnić w zależności od czasu ich przyjmowania. Wiedza ta jest niezwykle ważna w leczeniu różnych chorób. Ważna jest nie tylko ilość podawanej substancji, ale także pora dnia, w której jest ona spożywana. Ważne pytania, na które można znaleźć odpowiedzi dzięki chronofarmakologii, obejmują:
- Która substancja działa najlepiej rano?
- Która substancja działa najlepiej wieczorem?
- Które substancje mogą być przyjmowane razem, a które muszą być łączone, aby w ogóle działać? Czy niektóre substancje mogą hamować działanie substancji biologicznych?
- Jak zmienia się działanie niektórych leków w zależności od pory dnia, w której są podawane?
- Jak można zoptymalizować skuteczność leków?
Podawanie farmaceutyków we właściwym czasie może zwiększyć skuteczność terapii i ograniczyć skutki uboczne do minimum. Leki na ciśnienie krwi i preparaty kortyzonowe wymagają szczególnej uwagi przy określaniu czasu podawania. Na przykład niektóre leki przeciwnadciśnieniowe lepiej obniżają ciśnienie krwi, gdy są przyjmowane wieczorem zamiast rano. Pacjenci odniosą korzyści ze stosowania chronofarmakologii, ponieważ oferuje ona ważne informacje na temat czasu przyjmowania leków, co prowadzi do większej tolerancji i skuteczności poszczególnych preparatów. Naukowcy zajmujący się chronofarmakologią badają nowe odkrycia dotyczące czasu przyjmowania leków, które poprawią skuteczność i zmniejszą skutki uboczne. Wiele substancji ma już znany optymalny czas podawania dla skuteczności. Wiele nowoczesnych preparatów można niemal określić jako inteligentne. Zawierają one pewne biologiczne mikro-substancje na cały dzień, które należy przyjmować tylko raz dziennie. Są one skuteczne od momentu podania aż do nocy, ponieważ są wyposażone w blokadę czasową lub substancje, które uwalniają się z różną prędkością.
