Ööpäevane rütmilisus on võime orienteeruda ajas suhteliselt sõltumatult välistest mõjuteguritest. See võime on ülioluline selliste kehaliste funktsioonide jaoks nagu hormoonide sekretsioon või veri surve. Järsud ajavööndi muudatused viskavad kella välja tasakaal ja avalduvad jet-lag-s.
Mis on ööpäevane rütmilisus?
Ööpäevane rütmilisus on võime orienteeruda ajas suhteliselt sõltumatult välistest teguritest. Nagu enamikul teistel organismidel, on ka inimestel sisemine kell, mis võimaldab neil orienteeruda ajas ilma tegelikku kella vaatamata. Ööpäevarütmi nimetatakse ka ööpäevakellaks ja see vastab sellele sisemisele kellale. See annab inimestele võimaluse kujundada välistest teguritest sõltumatu ajapilt. Ööpäevane kell kontrollib peamiselt perioodiliselt korduvaid tegevusi, nagu magamine, paljunemine või toidukogused teatud regulaarsusega. Need elu ja liike toetavad toimingud toimuvad seega suhteliselt püsivas rütmis, välistest teguritest ja tegelikust aja teadlikkusest suhteliselt sõltumata. Sisemine kell kohandub päevaaegade muutumisega pärast aastaaegade vahetust uuesti sünkroniseerimise teel. Kuna teistesse ajavöönditesse sõites tuleb sisemine kell liiga kiiresti uuesti sünkroniseerida, pole alguses kokkulepet. Sellist kokkuleppe puudumist sisemise ja tegeliku kellaaja vahel tuntakse pikamaareiside kontekstis ka kui jet-lag.
Funktsioon ja ülesanne
Paljud keha elutähtsad funktsioonid vajavad perioodilist kooskõlastamine. Näiteks tuleb inimese kehatemperatuuri sel viisil koordineerida. Sama kehtib ka veri surve, süda kiirus ja uriini tootmine. Hormooni sekretsioon sõltub ka perioodilisest kooskõlastamine. Mitte ainult seks hormoonid tuleb perioodiliselt kooskõlastada. Paljusid keha elutähtsaid funktsioone kontrollitakse ka hormonaalselt ja alates hormoonist tasakaal on tihedalt interakteeruv süsteem, ühe hormooni vale kooskõlastamine häirib kogu keha ja võib põhjustada isegi eluohtlikke tagajärgi. Kuna ülalmainitud kehalised funktsioonid ei allu teadlikule kontrollile, peavad need olema sõltumatud selle aja tegelikust teadlikust teadmisest. Seetõttu vastutab ööpäevarütm nende kontrolli eest. Inimese sisemine kell saab oma teabe võrkkesta granuleeritud kihis asuvatelt spetsialiseeritud fotoretseptoritelt. Vastutustundlikke sensoorrakke nimetatakse ka valgustundlikeks ganglion rakud ja need on varustatud fotopigment melanopsiiniga. Need asuvad ganglion võrkkesta kiht ja amakriinrakkude kiht, kus need on ühendatud trakta retinohypothalamicusega, mis projitseerib rakkudest kogutud teabe kuni tuuma suprachiasmaticuseni hüpotalamuse. Seega peetakse tuuma suprachiasmaticust sisemise kella juhtimiskeskuseks. Siin on perioodiliselt muutuvad keha funktsioonid ajas koordineeritud. Molekulaarsel tasemel on ööpäevarütmides osalevad mitmed geenid, mis kodeerivad geneetiliselt nii-öelda sisemist kella. Lisaks krüptokroomidele ka kell geen peetakse selles kontekstis üheks olulisemaks geeniks. BMAL 1 geen, on PER 1 kuni 3 geenid ja vasopressiin või prepressofüsiin teadaolevalt ka sisemise kella olulised molekulaarsed komponendid. Keerulises koostöös kontrollivad nad nii iseregulatsiooni silmuste transkriptsiooni kui ka tõlkimist tagasisides, mis toimub suhteliselt täpse 24-tunnise perioodi jooksul. Geenid PER 2 ja BMAL 1 sõltuvad valgusest ja temperatuurist ning need transkribeeritakse näiteks päeva alguses. Seejärel seonduvad nad dimeerina DNA regulatiivse järjestusega, alustades teiste geenide transkriptsiooni.
Haigused ja häired
mõned unehäired on seotud funktsionaalsete ööpäevase kella kaebustega. Nende rühm unehäired nimetatakse sageli ööpäevase une-ärkveloleku rütmihäireteks. Ööpäevane rütm peaks pakkuma inimestele ideaalse une ja seega puhkama pimedates faasides. Valgusfaasides saavutatakse seega kõrge jõudlustase. Välised stiimulid reguleerivad ööpäeva kella 24-tunnise tsükli järgi. Äkilised kõrvalekalded tavalisest hämarast muutusest ajavad organismi segadusse, kuna need toimuvad ootamatu aja jooksul. Kuna eriti kauglendude ja ajavööndi muutustega kaasnevad organismi, ööpäevase une poolt mõjutatud, ootamatud hämarad muutused - ärkveloleku rütmihäired on sageli regulaarsed pikamaareisijad. Pimedad inimesed kannatavad sageli ka häirete all, kuna neil pole sünkroonimiseks väliseid tegureid. Sama kehtib vahetustega töötajate kohta, kelle puhul unehäired avaldub peamiselt une või väsimus valel ajal. Vahetustega töötajatel ei vasta keskkonna rütm valguse-pimeduse muutuste rütmile, mis toob kaasa probleeme sisemise kella sünkroniseerimisel. Kroonilised ööpäevased unehäired arenevad sageli välja depressioon või muud vaimuhaigused. Häiritud sisemine kell võib olla põhjuslikult seotud ka ööpäevaste geenide mutatsiooniga. Sellised mutatsioonid põhjustavad indiviidi jaoks pikemaid või lühemaid tegevusperioode, mis võivad suuremal või vähemal määral erineda tavapärasest 24-tunnisest rütmist. Ööpäevakellaga seotud haigusi pole veel piisavalt uuritud, sest isegi sellega seotud geenid on üsna hiljutised avastused. Ööpäevarütmide suhe eelmainitutega unehäired nõuab ka täiendavaid uuringuid. Ööpäevase probleemiga tegelevaid uuringuid on väidetavalt olnud vähe.
