ööpäevarütm on võime orienteeruda suhteliselt sõltumatult välistest mõjutavatest teguritest. See võime on ülioluline keha funktsioonide, näiteks hormooni sekretsiooni või vererõhu jaoks. Ajavööndi järsk muutus põhjustab kella tasakaalu kaotuse ja ilmneb ajavahe.
Milline on ööpäevarütm?
Nii nagu enamikul teistel organismidel, on ka inimestel sisemine kell, mis võimaldab neil õigel ajal orienteeruda ilma tegelikku kella vaatamata. Samuti nimetatakse ööpäevast rütmi ööpäevaringne kell tähistab ja vastab sellele sisemisele kellale. See annab inimestele võimaluse kujundada ajaline pilt sõltumata välistest teguritest.
Ööpäevane kell kontrollib perioodiliselt korduvaid tegevusi, nagu magamine, taastootmine või teatud regulaarsusega söömine. Need elu ja liike säilitavad toimingud toimuvad suhteliselt sõltumatult välistest teguritest ja tegelikust ajateadlikkusest suhteliselt püsivas rütmis.
Sisekell kohandub muutuva päevapikkusega pärast aastaaegade vahetamist taas sünkroniseerimise kaudu. Kuna sisemine kell tuleb muudesse ajavöönditesse reisides liiga kiiresti uuesti sünkroniseerida, puudub esialgu kokkulepe. Seda sisemise ja tegeliku aja erinevust nimetatakse pikamaareisil ka jet lag-na.
Funktsioon ja ülesanne
Paljud elutähtsad kehafunktsioonid vajavad perioodilist koordineerimist. Näiteks tuleb sel viisil kooskõlastada inimese kehatemperatuuri. Sama on vererõhu, pulsi ja uriini tootmisega.
Hormooni sekretsioon sõltub ka ajalisest koordinatsioonist. Perioodiliselt tuleb kooskõlastada mitte ainult suguhormoonid. Hormoone kontrollivad ka paljud absoluutselt elutähtsad kehafunktsioonid ning kuna hormoonide tasakaal on tihedalt seotud süsteem, segastab ühe hormooni vale koordinatsioon kogu keha ja sellel võivad olla isegi eluohtlikud tagajärjed.
Kuna nimetatud kehafunktsioonid ei allu mingile teadlikule kontrollile, peavad nad olema sõltumatud aja tegelikest teadlikest teadmistest. Selle kontrolli eest vastutab ööpäevane rütm. Inimese sisemine kell võtab oma teabe silma võrkkesta granuleeritud kihis spetsialiseerunud fotoretseptoritelt.
Vastutustundlikke sensoorseid rakke tuntakse ka kui valgustundlikke ganglionrakke ja need on varustatud fotopigmendi melanopsiiniga. Need asuvad võrkkesta (võrkkesta) ganglionikihi ja makrriinse kihi kihi vahel, kus nad on ühendatud retinohüpotaalamuse traktiga, mis projitseerib rakkude kogutud teabe hüpotalamuse suprachiasmaatilisse tuumasse. Tuum suprachiasmaticus on seega sisemise kella juhtimiskeskus. Siin koordineeritakse perioodiliselt muutuvaid kehafunktsioone ajas.
Molekulaarsel tasandil on ööpäevase rütmiga seotud mitu geeni, mis nii-öelda sisemist kella kodeerivad. Lisaks krüptokroomidele on CLOCK geen selles kontekstis üks olulisemaid geene. Sisekella olulisteks molekulaarseteks komponentideks on samuti teada geen BMAL 1, geenid PER 1 kuni 3 ja vasopressiin või prepropressofüsiin.
Kompleksse interaktsiooni korral kontrollivad nad nii isereguleeruvate silmuste transkriptsiooni kui ka translatsiooni tagasisides, mis toimuvad suhteliselt täpse 24 tunni jooksul. Geenid PER 2 ja BMAL 1 sõltuvad valgusest ja temperatuurist ning transkribeeritakse näiteks päeva alguses. Seejärel seostuvad nad dimeerina DNA reguleeriva järjestusega ja alustavad sellega teiste geenide transkriptsiooni.
Haigused ja tervisehäired
Mõned unehäired on seotud ööpäevase kella funktsionaalsete häiretega. Ööpäevaseid une-ärkveloleku rütmihäireid mainitakse sageli nende unehäirete rühmas. Ööpäevane rütm peaks inimestele andma ideaalse une ja seeläbi ka pimedas faasis taastumise. Sel viisil saavutatakse kergetes faasides kõrge efektiivsuse tase.
Tsirkadiaankell kohandatakse 24-tunnisele tsüklile väliste stiimulite kaudu. Järsud kõrvalekalded tavalisest hele-pimedast muutusest ajavad organismi segadusse, kuna need toimuvad ootamatu aja jooksul. Kuna pikamaalendude ja ajavööndimuutustega kaasnevad organismi jaoks ootamatud hele-pime muutused, on ööpäevase une-ärkveloleku rütmihäirete all kannatavad sageli tavalised pikamaareisijad.
Pimedad kannatavad sageli ka häirete tõttu, kuna neil puuduvad sünkroniseerimiseks välised tegurid. Sama kehtib vahetustega töötajate kohta, kelle jaoks unehäired avalduvad peamiselt unena või väsimusena "valel ajal". Vahetustega töötajate jaoks ei vasta keskkonnarütm valguse-pimeduse muutuste rütmile, mis põhjustab probleeme sisemise kella sünkroonimisel.
Kroonilised ööpäevased unehäired arenevad sageli depressiooniks või muudeks vaimuhaigusteks. Häiritud sisekell võib olla põhjuslikult seotud ka ööpäevase geeni mutatsiooniga. Sellised mutatsioonid põhjustavad inimese jaoks pikema või lühema aktiivsuse perioodi, mis võib tavapärasest 24-tunnisest rütmist enam-vähem tugevalt erineda.
Tsirkadiaankellaga seotud haigusi pole veel piisavalt uuritud, kuna isegi nendega seotud geenid on üsna hiljutine avastus. Seos ööpäevase rütmi ja mainitud unehäirete vahel nõuab ka täiendavaid uuringuid. Vahetult pole ühtegi uurimust, mis käsitleks ringkonnaprobleeme esirinnas.
