Artikel ini dikhaskan untuk karya irama sirkadian - irama biologi endogen dengan jangka masa sekitar 24 jam, ciri kebanyakan organisma, termasuk manusia. Ini adalah gambaran keseluruhan penyelidikan ilmiah terkini, bukan koleksi petua berguna, walaupun artikel itu membincangkan potensi perubahan gaya hidup. Ulasan ini tidak menyeluruh; kami akan terus memperbaruinya ketika kajian penyelidikan baru muncul.
Perkara utama:
→ Karya irama sirkadian yang konsisten dan sihat dapat membantu meningkatkan kesihatan secara keseluruhan serta pencegahan penyakit kronik yang berkesan.
→ Jangan lupa tentang tidur: diet, senaman dan faktor lain mempengaruhi bagaimana irama sirkadian berfungsi.
→ Kaji keunikan karya irama sirkadian, tentukan "kronotaip" anda, kemudian terapkan pengetahuan yang diperoleh pada cadangan metodologi yang ditunjukkan dalam penyelidikan saintifik.
Sebelum memasukkan nasihat dalam artikel ini ke dalam rutin harian anda, tanyakan kepada profesional penjagaan kesihatan anda.
Sebelum membaca artikel: glosari pendek:
- Circadian: kitaran berulang secara semula jadi dengan jangka masa kira-kira 24 jam, tidak kira berapa lama waktu siang; dari bahasa Latin circa ("o") dan diem ("hari").
- Sensor irama: isyarat persekitaran, seperti perubahan cahaya atau suhu; dari zeit Jerman ("waktu") dan geber ("pemberi").
- Endogenous: proses patologi dalam badan yang disebabkan oleh faktor dalaman, dan bukan disebabkan oleh pengaruh luaran (punca).
- Penyesuaian irama sirkadian: berlaku apabila tugas berirama, fisiologi, atau tingkah laku sesuai dengan perubahan persekitaran; interaksi irama sirkadian dengan persekitaran.
- Setiap hari: setiap hari; dari bahasa Latin mati (hari) dan dan diurnus (setiap hari).
- Jam Induk: Sepasang populasi sel yang terdapat di hipotalamus, juga dikenali sebagai nukleus suprachiasmatic (SCN); Sel-sel ini mengandungi gen yang mengawal irama sirkadian.
- Gen mutan: perubahan kekal dalam urutan DNA; digunakan oleh ahli kronobiologi untuk mengenali mekanisme gen jam dengan mengenal pasti gen mutan pada haiwan dengan sindrom sirkadian arrhythmic.
Bayangkan kilang yang cuba melakukan fotosintesis pada waktu malam: drama pendek dalam kegelapan. "Tumbuhan menangani hidup dan mati," kata Sally Yu, penolong profesor biokimia dan biologi sel di Pusat Sains Kesihatan Universiti Texas di Houston (UTHealth), dengan muram. "Sekiranya mereka tidak mengikuti irama sirkadian, mereka akan mati." Tetapi bagi seseorang, ramalan tidak akan begitu suram. "Walaupun anda mengeluarkan gen jam (gen penting yang mengatur kerja irama sirkadian), anda tidak akan mati dengan segera," kata Yu. "Tetapi anda akan menderita." Mungkin ada masalah? Masalah psikologi yang berterusan dan, antara lain, peningkatan risiko penyakit kronik. Hidup sukar apabila semuanya tidak segerak.
Video promosi:
Rakan sekerja Yu, Jake Chen, seorang penolong profesor di jabatan yang sama, mengatakan berbeza: “Kami sering mengatakan bahawa semuanya perlu dilakukan mengikut jadual. Tetapi ini adalah keterlaluan. Tetapi ungkapan "semuanya ada waktunya" tidak. Dan ini berkaitan langsung dengan tubuh manusia. Dalam setiap sel, tisu atau organ, proses fisiologi berlaku pada waktu tertentu. Jam biologi adalah sejenis pemasa - mekanisme yang membolehkan kita memastikan bahawa semuanya berfungsi dengan baik. Ini adalah fungsi asas."
Chen dan Yu mengkaji irama sirkadian - irama biologi badan dengan jangka masa sekitar 24 jam, yang diikuti setiap hari oleh semua makhluk hidup di planet kita. Irama sirkadian atau irama sirkadian berkaitan secara langsung dengan perkembangan kehidupan berjuta-juta tahun di planet kita. Ini adalah produk interaksi jam biologi dalaman badan dan persekitaran - bukan hanya cahaya matahari, tetapi banyak faktor lain yang menentukan tingkah laku, mengatur tahap hormon, tidur, suhu badan dan metabolisme.
Yang disebut "jam induk" atau inti suprachiasmatic (SCN) adalah jam induk yang mengatur irama sirkadian. Mereka adalah sepasang populasi sel yang diisi dengan gen (termasuk Jam, Npas2, Bmal, Per1, Per2, Per3, Cry1, dan Cry2) yang terletak di hipotalamus. Pada tahap molekul, jejak gen jam terdapat di buah pinggang, hati, pankreas dan organ lain. SCN bertindak sebagai Ketua Pegawai Eksekutif yang mengarahkan badan itu untuk mematuhi jadual dan memproses isyarat persekitaran. (Untuk melihat dengan cepat bagaimana SCN berfungsi, lihat animasi interaktif Institut Perubatan Howard Hughes.)
Seperti yang akan kita lihat nanti, memperhatikan irama sirkadian meningkatkan fungsi harian (fisiologi dan psikologi) tubuh dan, akhirnya, mempengaruhi keadaan kesihatan, baik dalam jangka panjang maupun pendek. Merawat irama sirkadian menjadikannya tetap berfungsi sambil mengekalkan apa yang disebut oleh Sally Yu sebagai "jam tangan yang boleh dipercayai."
Tentang ahli:
Saintis: Zheng "Jake" Chen
Pendidikan: Ph. D., Columbia University, New York
Jawatan: Penolong Profesor, Jabatan Biokimia dan Biologi Sel, Pusat Sains Kesihatan Universiti Texas di Houston
Artikel terakhir yang diterbitkan: Molekul kecil Nobiletin mensasarkan pengayun molekul untuk meningkatkan irama sirkadian dan melindungi daripada sindrom metabolik.
Kawasan penyelidikan: Probe molekul kecil untuk kronobiologi dan perubatan.
Saintis: Seung Hee "Sally" Yoo
Pendidikan: PhD, Institut Sains dan Teknologi Korea
Kedudukan: Profesor Madya, Jabatan Biokimia dan Biologi Sel, Pusat Sains Kesihatan Universiti Texas di Houston
Artikel Terakhir Diterbitkan: Tempoh2 3'-UTR dan microRNA-24 mengatur irama sirkadian dengan menekan penumpukan protein PERIOD2. Juga Pengembangan dan Potensi Terapi Modulator Molekul Kecil Sistem Circadian.
Kawasan penyelidikan: Mekanisme selular asas dalam irama sirkadian dan menguraikan peranan fisiologi dan patologi jam.
SEJARAH: TAHAP UTAMA PEMBANGUNAN BIOLOGI RHYTHMS SIRKADIUM
Perkara pertama yang perlu diketahui mengenai kajian irama sirkadian (ahli kronologi melakukan ini) adalah, dengan pengecualian yang jarang berlaku, semua organisma mengikuti irama sirkadian mereka. Dari daffodil hingga burung pipit, dari zebra hingga manusia, hampir semua organisma hidup di planet ini mengikuti kitaran suria. Pada tahun 1729, saintis Perancis Jean-Jacques de Meran mencatat pemerhatian pertama pergerakan daun diurnal endogen atau tertanam pada tanaman Mimosa pudica. Walaupun dalam kegelapan sepenuhnya, tanaman itu terus mengikuti irama hariannya. Saintis menyimpulkan bahawa kilang itu tidak hanya bergantung pada isyarat luaran atau sensor irama, tetapi juga pada jam biologi dalamannya sendiri.
Kronobiologi berkembang dua ratus tahun kemudian, pada pertengahan abad ke-20. Sumbangan sejumlah saintis, khususnya, Colin Pittendry, "bapa jam biologi", membuat perbezaan. Pittendry mengkaji lalat buah atau Drosophila dan menjelaskan bagaimana irama sirkadian berinteraksi atau diselaraskan dengan kitaran siang dan malam. Jurgen Aschoff, rakan Pittendry, juga mengkaji interaksi dengan kitaran siang dan malam, tetapi para saintis membuat kesimpulan yang berbeza mengenai bagaimana interaksi itu berlaku (parametrik dan nonparametrik, anda boleh membaca lebih lanjut mengenainya di sini dan di sini). John Woodland Hastings dan rakan-rakannya membuat penemuan mendasar mengenai peranan cahaya dalam karya irama sirkadian dengan mempelajari dinoflagellates bioluminescent (alga, spesies plankton). Ahli botani Erwin Bannig juga telah menyumbang kepada penyelidikan asas mengenai pemodelan interaksi.menerangkan hubungan antara organisma dan kitaran pemotongan.
Tahap penemuan seterusnya dalam kronobiologi menghubungkan mekanisme molekul dan genetik spesifik karya irama sirkadian. Ini berlaku dari karya Ron Konopka dan Seymour Benzer, yang pada awal tahun 1970-an berusaha untuk mengenal pasti gen-gen tertentu yang mengawal irama sirkadian lalat buah. Konopka dan Benzer dikreditkan dengan penemuan gen bermutasi, yang mereka sebut sebagai tempoh yang mengganggu jam sirkadian lalat buah. Ini adalah bagaimana penentu genetik irama tingkah laku pertama kali ditemui. Jeffrey S. Hall, Michael Rosbash, dan Michael W. Young telah berjaya melengkapkan karya Konopka dan Benzer dengan menunjukkan karya gen tempoh pada tahap molekul. Hall, Rosbash, dan Young menerima Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan pada tahun 2017. Mereka mengasingkan gen tempoh dan kemudian menunjukkan bagaimana sistem jam harian berfungsi pada tahap molekul.
Meneliti lalat buah dan tikus pada tahun 1994, Joseph Takahashi dan pasukannya menemukan gen jam pada mamalia dan memanggilnya jam, menggambarkannya sebagai "ciri evolusi mekanisme jam sirkadian." Penemuan gen jam, bersama dengan karya Hall, Rosbash, Young dan saintis Michael Greenberg, adalah momen aliran air dalam kronobiologi. Dalam beberapa tahun, gen ditemui yang memastikan kerja irama sirkadian pada organisma yang lebih rendah.
Sains maju dengan mantap, dan banyak kajian pada lalat buah dan tikus telah menunjukkan ketekunan gen jam yang luar biasa dalam spesies, yang bermaksud bahawa ada gen serupa yang mengawal irama sirkadian pada organisma yang lebih kompleks, termasuk manusia.
PENYELIDIKAN TERKINI: MENENTUKAN PERANAN RHYTHMS SIRKADIUM DALAM KESIHATAN DAN PENYAKIT MANUSIA
Penting untuk diperhatikan bahawa biologi irama sirkadian sangat kompleks - terdapat banyak jurnal ilmiah yang dikhaskan untuk bidang penyelidikan ini. Hasilnya, pemahaman kita mengenai peranan jam biologi dalam kesihatan manusia adalah hasil kajian epidemiologi dan juga kajian haiwan. Kajian pada organisma yang lebih rendah membantu mengungkap kerja mekanisme molekul dan genetik dalam tindakan, setelah itu dapat dilihat bagaimana, misalnya, gangguan tidur menyebabkan peningkatan risiko diabetes tipe 2, obesiti, dan sejumlah penyakit kardiovaskular.
Sesungguhnya, salah satu bidang penyelidikan yang paling menjanjikan adalah tidur. Para saintis hari ini mengaitkan kekurangan tidur dan gangguan irama sirkadian dengan perkembangan kegemukan dan kemurungan, serta kebanyakan penyakit kronik. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa kurang tidur boleh menyebabkan kesan sampingan yang tidak dijangka, seperti ketidakupayaan mengenali wajah.
Memahami bagaimana irama sirkadian berfungsi juga jauh berinteraksi dengan kitaran siang dan malam. "Terdapat isyarat sosial, isyarat untuk makan dan bersenam - mereka sangat beragam," kata Y. Matahari terbit dan terbenam masih berpengaruh besar terhadap irama sirkadian, tetapi faktor lain sedang diselidiki. Sebilangan besar pekerjaan telah menunjukkan bahawa diet adalah isyarat luaran utama yang berinteraksi dengan jam dalaman, termasuk kerja Dr. Satchidananda Panda untuk membatasi waktu diet (bagaimana waktu makan mempengaruhi kesihatan).
Secara umum, sekarang jelas bahawa irama sirkadian memainkan peranan sistemik untuk mengatur kerja semua aspek fisiologi tubuh manusia, termasuk kerja organ penting, metabolisme, imuniti, proses pemikiran, dan lain-lain. Pekerjaan Dr. Yu memperluas bidang penyelidikan - dia bekerjasama dengan pakar kajian kesakitan kronik untuk mengkaji irama kesakitan pada pesakit. Juga, kerja sedang dijalankan untuk mengkaji peranan kitaran putus dalam gangguan dalam kerja irama sirkadian (kesan perubahan zon waktu pada pertumbuhan sel barah). Penyelidikan seperti ini memberi kita wawasan baru yang penting yang dapat digunakan untuk membuat perubahan gaya hidup - mengetahui waktu makan dan tidur secara amnya penting untuk kesihatan; dan dengan penyakit, pengetahuan yang diperoleh dapat digunakan untuk mencari ubat-ubatan yang mengatur kerja irama sirkadian. Para saintis masih mempunyai banyak penyelidikan untuk dilakukan di hampir semua bidang yang berkaitan dengan kesihatan dan penyakit.
PIKIRAN UTAMA: KENAPA PENTINGNYA MENGETAHUI TENTANG RHYTHMS CIRCADE?
Kesedaran tentang bagaimana irama sirkadian berfungsi boleh memberi kesan kesihatan jangka pendek dan jangka panjang. "Perubahan gaya hidup adalah hadiah terbaik yang dapat anda berikan kepada diri sendiri," kata Chen. "Sekiranya anda menguruskan gaya hidup anda, teknologi dan perubatan boleh menjadi faktor sekunder sepanjang hidup anda." Dalam jangka pendek, kajian pada haiwan dan manusia menunjukkan bahawa gaya hidup yang menyokong irama sirkadian yang sihat dapat menyokong kewaspadaan, koordinasi motorik, kesihatan kardiovaskular, fungsi imun, kesihatan usus, pemikiran, dan tidur. Terdapat bukti yang menyokong penurunan jangka panjang risiko penyakit kronik.
Oleh itu, gaya hidup apa yang perlu anda jalani untuk menyegerakkan dengan irama sirkadian anda? Perkara pertama yang perlu dilakukan adalah memperhatikan bioritme anda. Irama sirkadian, walaupun dibangun berdasarkan dasar yang sama, berbeza dari orang ke orang kerana perbezaan usia, genetik, dan persekitaran. Lark seperti pagi lebih baik. Burung hantu lebih suka malam. Anda perlu memperhatikan kecenderungan semula jadi tubuh anda ("kronotaip") untuk berjaya menerapkan pengetahuan penyelidikan ilmiah terkini. Juga, jangan lupa bahawa tidak ada pendekatan yang sesuai dengan semua ukuran.
Yang kedua adalah mematuhi jadual rutin yang konsisten setiap hari, tujuh hari seminggu. Dr. Yu membincangkan "jet lag" (jet lag sosial) - ketika orang melanggar jadual mereka dengan kebiasaan yang tidak biasa, seperti makan dan tidur kemudian, bangun kemudian, dan bersenam pada hari yang berlainan dalam seminggu pada waktu yang berlainan. Semua tindakan ini boleh membawa kepada akibat negatif yang sama dengan mengubah zon waktu. Semakin kerap dan konsisten anda mengikuti rejimen, semakin baik badan anda akan membantu anda dalam hal ini.
Ketiga - menerapkan pengetahuan yang diperoleh dari penyelidikan saintifik - data mengenai pemakanan, tidur dan senaman diperincikan di bawah. Banyak perubahan gaya hidup yang ditunjukkan oleh penyelidikan melibatkan perubahan tabiat makan - seperti makan idea buruk sebelum tidur. Ia penuh dengan akibat kesihatan yang negatif. Makan makanan kecil pada awal dan akhir hari, yang cukup mudah untuk dicuba. Perkara yang sama berlaku untuk tidur - anda mesti mengikuti peraturan dan tidur sekurang-kurangnya 7-8 jam. Paling teruk, anda akan merasa tenang, dan yang terbaik, anda akan meningkatkan prospek anda untuk hidup sihat.
Perkara utama: tidur, makanan dan sukan adalah asas gaya hidup sihat.
TIDUR
Perkara paling penting yang boleh anda lakukan adalah menjaga jadual tidur dan bangun yang konsisten dan tidur yang cukup - 7-9 jam tidur dianggap normal bagi orang dewasa. Penemuan penyelidikan mengenai kurang tidur dan gangguan tidur menunjukkan bahawa kurang tidur dan gangguan tidur secara negatif mempengaruhi mood, tumpuan, dan dikaitkan dengan penyakit kronik. Lebih-lebih lagi, beberapa saintis berpendapat bahawa ketidakcocokan sirkadian yang disebabkan oleh jetlag sosial mungkin tersebar luas di masyarakat Barat dan menyumbang kepada masalah kesihatan.
Jadi pukul berapa anda mesti tidur? Biasanya, badan mula menghasilkan melatonin pada pukul 9:00 malam. Ini adalah isyarat - anda perlu menyelesaikan semuanya dan berehat. Rembesan melatonin berakhir sekitar jam 7:30 pagi, dan pada waktu siang, melatonin secara praktikal tidak terdapat di dalam badan. Menyesuaikan pilihan peribadi berdasarkan kecenderungan semula jadi anda adalah kunci untuk mengelakkan gangguan tidur (seperti bangun ketika tidur) dan menjaga kesihatan yang optimum.
Dan akhirnya, cahaya. Kitaran siang dan malam bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhi tubuh manusia, kerana kita selalu menghadapi pencahayaan buatan, namun ia memainkan peranan utama. Mendapatkan cahaya semula jadi yang cukup pada awal hari dan mengelakkan pencahayaan yang tidak wajar (seperti cahaya biru dari skrin telefon pintar) pada waktu petang membantu menjaga irama sirkadian anda sihat.
Perkara utama: Cukup tidur dan jaga tidur dan berjaga anda berterusan tujuh hari seminggu. Sekiranya anda kurang tidur, mulailah segera memulihkan rejimen anda, jika tidak anda berisiko membahayakan kesihatan anda dalam jangka masa panjang.
PEMAKANAN
Pada amnya, penyelidikan menunjukkan bahawa makan makanan berkalori tinggi adalah yang terbaik pada waktu pagi. Cuba makan malam anda sebelum tidur dan kurang kalori. Sekiranya anda dapat menyelesaikan semuanya sekitar jam 6:00 petang atau 7:00 malam dan memberi rehat 12-14 jam kepada badan anda, anda akan melihat faedah kesihatan jangka pendek dan jangka panjang.
Sebahagiannya, hakikatnya jam dalaman hati anda tidak berfungsi pada waktu malam. Hati berhenti menghasilkan enzim untuk menukar kalori menjadi tenaga; sebaliknya, ia menghasilkan enzim untuk menyimpan tenaga. Sekiranya anda makan banyak sebelum tidur, hati anda terpaksa bekerja lebih masa dan anda akhirnya menjimatkan lebih banyak tenaga daripada yang anda belanjakan.
Keputusan penting lain yang boleh anda buat (selain makan secara sihat) adalah menentukan waktu makan harian anda. Walaupun data masih terbatas, kajian haiwan dan karya Dr. Panda menunjukkan bahawa "makan dengan waktu terbatas" adalah perubahan gaya hidup yang mudah dan berpotensi bermanfaat. Penyelesaian optimum bergantung pada matlamat anda. Tetapi jika tujuannya adalah untuk meningkatkan kesihatan keseluruhan anda, maka lebih baik anda bermula pada 8-9 jam. Tetapi dari segi pematuhan jangka panjang, mungkin disarankan untuk bermula pada 10-12 jam.
Perkara utama: Makan lebih banyak pada waktu siang, bukan sebelum tidur. Untuk meningkatkan kesihatan anda, mulailah makan pada 10-12 jam.
SUKAN
Walaupun beberapa kajian menunjukkan bahawa prestasi anaerobik memuncak pada waktu petang, tidak ada konsensus di antara para pakar mengenai kaitan antara irama sirkadian dan senaman - kecuali kehadiran jam molekul pada otot rangka.
Seperti kesan pencahayaan dan waktu makan, waktu latihan juga memainkan peranan penting dalam mengekalkan irama sirkadian yang sihat.
Perkara utama: bersenam secara teratur, dan tinggalkan aktiviti anaerobik pada waktu petang.
KESIMPULAN
Mengkaji bagaimana irama sirkadian berfungsi sangat mudah. "Jam dalaman anda dirancang untuk membakar tenaga pada siang hari dan untuk mengembalikan tenaga pada waktu malam," kata Y. Semakin baik waktunya, semakin kurang memakai jam sirkadian. Walaupun jam dalaman stabil, gangguan pada rejimen secara konsisten boleh menyebabkan masalah kesihatan jangka panjang.
Anda tidak akan memendekkan hidup anda selama lima tahun dengan makan lewat, tetapi ada waktu yang disediakan oleh badan untuk melindungi kesihatan dan mengurangkan gangguan pada fisiologi. Bersikap baik dan bertimbang rasa terhadap diri sendiri dan anda akan melihat hasilnya.
