Chronobiologia jest dziedziną nauki, która zajmuje się badaniem cyklicznych zjawisk zachodzących w organizmach, czyli tzw. rytmów biologicznych. Z jednej strony niektóre osiągnięcia chronobiologii nie uniknęły trywializacji, będącej skutkiem wykorzystania autorytetu nauki do promowania pseudonaukowej koncepcji ''biorytmów'', z drugiej strony - niektóre wyniki rzetelnych badań zdążyły już ''zbłądzić pod strzechy'' i zyskać status wiedzy popularnej, jak stało się w przypadku koncepcji typów porannych i wieczorny, dzielącej ludzi na tzw. ''skowronki'' i ''sowy''.

Nie da się ukryć, że u zwierząt wiele procesów życiowych przebiega cyklicznie. Należą do nich bicie serca, oddychanie, przyjmowanie pokarmu i procesy trawienie, cykl menstruacyjny, sen i czuwanie, gody, sen zimowy, linienie i wiele innych. To samo dotyczy ludzi, choć wydawałoby się, że człowiek, poprzez coraz skuteczniejsze odgradzanie się od natury, uwolnił się od dyktatu własnej fizjologii, a także wpływu rytmów astronomicznych Ziemi, takich jak fazy Księżyca czy wędrówki Słońca po nieboskłonie. Wyniki badań wskazują, że nic bardziej błędnego. Co więcej, cykliczny przebieg różnych procesów fizjologicznych w ludzkim organizmie może mieć wpływ między innymi na porę występowania problemów zdrowotnych w ciągu doby czy szansę przeżycia pacjenta.

Zwraca na to uwagę artykuł, który został opublikowany na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences z dnia 23 listopada 2010: ''Wpływ systemu okołodobowego, wysiłku fizycznego i ich interakcji na układ krążenia" (PNAS, November 23, 2010, vol. 107, no. 47, 20541-20546).

Najwyższe ryzyko wystąpienia niepożądanych zaburzeń ze strony układu sercowo-naczyniowego odnotowuje się w godzinach porannych, około godziny dziewiątej. Z kolejnym, nieco mniej wyraźnym okresem krytycznym w ciągu doby mamy do czynienia około godziny dwudziestej oraz w ciągu nocy. Do tej pory tłumaczono to wpływem wzorców aktywności i zachowania ludzi w ciągu dnia i w nocy, nie było jednak wiadomo, na ile do występowania tych wahań przyczynia się również niezależny system endogenny, sterujący rytmami fizjologicznymi.

Badacze postawili hipotezę, że endogenny system regulujący rytmy okołodobowe wpływa na funkcje autonomicznego układu nerwowego (sterującego niezależnie od woli pracą mięśni gładkich i gruczołów wydzielania wewnętrznego), hemodynamikę, czyli tętno i ciśnienie krwi, związane z czynnością mechaniczną serca i naczyń krwionośnych, oraz hemostatykę, czyli krzepliwość krwi. Poziom markerów fizjologicznych związanych z przebiegiem wymienionych procesów w stanie spoczynku powinien dać informację o funkcjonowaniu endogennego mechanizmu regulującego rytmy biologiczne, działającego niezależnie od czynników zewnętrznych, takich jak poziom wysiłku i aktywności fizycznej w ciągu doby. Zakładano przy tym, że ewentualne stresory behawioralne (np. wysiłek fizyczny) mają inną wartość stresogenną dla organizmu w różnych porach doby, a ryzyko wystąpienia niewydolności układu krążenia wynika z interakcji ''sztywnego'', wewnętrznego zegara biologicznego, działającego niezależnie od czynników środowiskowych i zachowania, i czynników behawioralnych.

Badania przeprowadzono z udziałem dwunastu dorosłych osób cieszących się dobrym zdrowiem. Aby oszukać endogenny zegar biologiczny, działający w rymie około 24-godzinnym, osobom badanym, przebywającym w warunkach laboratoryjnych, dobę, wyznaczaną cyklem snu i czuwania oraz regularnej aktywności fizycznej, skrócono do 20 godzin. Pozwoliło to na monitorowanie działających odtąd niezależnie dwóch ''zegarów'' - endogennego (taktującego nadal w rytmie 24-godzinnym) i behawioralnego (którego rytm wyznaczany był przez cykle 20-godzinne). Osoby badane przebywały w tych specyficznych warunkach 240 godzin, czyli - zależnie od wyboru zegara - 10 lub 12 dni.

W stanie spoczynku występowały silne wahania poziomu kortyzolu we krwi. W szczytowym momencie poziom kortyzolu był o ok. 85% wyższy niż średnia wartość dobowa. Dobowy szczyt kortyzolu przypadał około godziny dziewiątej. W ciągu ''biologicznego dnia'' występował również dobowy szczyt poziomu katecholamin krążących we krwi - adrenaliny (ok. 70% powyżej średniej dobowej) i noradrenaliny (ok. 35% powyżej średniej dobowej).

Z kolei około godziny dwudziestej zaobserwowano dobowy szczyt wartości ciśnienia krwi i minimum modulacji ze stron nerwu błędnego, który odpowiada za obniżanie częstotliwości skurczów serca. Wskaźniki pobudzenia układu sympatycznego osiągały najniższą wartość w ciągu ''biologicznej nocy''. Z kolei aktywność nerwu błędnego była wówczas najwyższa.

Nie zaobserwowano prostych zależności między zegarem biologicznym a poziomem krzepliwości krwi, choć agregacja płytek miała dwa szczyty - około południa i około godziny 23.

Stwierdzono również występowanie okołodobowej modulacji reaktywności układu krążenia w odpowiedzi na wysiłek fizyczny: najniższy poziom aktywności nerwu błędnego i najwyższa reaktywność katecholamin występowały około godziny dziewiątej rano i około godziny 21.

Wyniki badań potwierdzają więc, że endogenne mechanizmy regulujące rytmy fizjologiczne ludzkiego organizmu wpływają na poziom wielu czynników ryzyka wystąpienia zaburzeń ze  strony układu sercowo-naczyniowego; decydują również o zdolności reagowania organizmu na działanie różnych czynników stresogennych w ciągu doby.

[Oprac. C. O. Reless]

Źródło:
PNAS
Supporting Information