Menneskets biologiske klokke er en liten celleklump i hjernen, inne i hypotalamus, kalt den suprachiasmatiske kjernen. Størrelsen er mindre enn et nålehode.

Klokkegener

Det fins flere hundre rytmer i kroppen som denne biologiske klokka passer på. For eksempel søvn og våkenhet, kroppstemperatur, blodtrykk, hormonproduksjon og produksjon av avføring - alt dette varierer i løpet av et døgn.

De siste årene har det kommet mye ny og spennende kunnskap om biorytmer. For eksempel er det kartlagt mer enn 30 ulike gener som er ansvarlige for svingninger i celler. Ti av disse genene er så viktige at de blir kalt klokkegener.

700 millioner år gammelt urverk

I de 3,5 milliarder år livet har eksistert på jorda, har organismene vært nødt til å tilpasse seg omgivelsene. Variasjonene i lys og temperatur med døgn og årstid har alltid vært så store at levende organismer har måttet tilpasse seg dem for å overleve. I strandsonen finnes det til og med organismer som har tilpasset seg syklusen mellom flo og fjære.

For rundt 700 millioner år siden oppstod det urverk i alle celler. Urverkene ble styrt ved egne gener, og i tillegg utviklet cellene måter å oppfatte lyset på, slik at de kunne være i samsvar med omgivelsene.

- Alle organismer har gjennom tidene hatt behov for å orientere seg i forhold til dag, natt, varme og kulde. Planter og dyr har lignende klokker som hjelper dem å holde styr på tida. Det å koordinere tid er en veldig gammel mekanisme, sier Ole Didrik Lærum ved Haukeland sykehus. Han er lege og professor i patologi, og har skrevet boka Mennesket og tida.

Mimosa med egen rytme

Kunnskapen om biologiske klokker går helt tilbake til 1700-tallet, og den franske astronomen Jean Jacques d’Ortous di Mairan.

For å sjekke om det var solen som forårsaket at mimosablomstrene senker bladene om kvelden og strekker dem opp om morgenen, satte han dem i en hule med konstant lys og temperatur.

Plantene holdt fram med å senke og strekke bladene i flere uker, som om de fortsatt stod ute i skiftende lys. Men så begynte bevegelsene å avta. Andre forskere oppdaget at hvis de satte mimosa i konstant mørke eller konstant lys, kom døgnsvingningene etter hvert ut av takt med jorddøgnet.

Cirkadiske rytmer

Også hos mennesker svinger de fleste funksjonene over tid. De sterkeste variasjonene finner vi med døgn og delvis med årstid, men det finnes også raskere rytmer.

Nerveimpulser kan sendes i rytmer på rundt ett sekund, og pusterytmen er innstilt på rundt fem sekunder. Den nevnte suprachiasmatiske kjernen, midt i hjernen like over synsnerven, styrer disse svingningene.

Når det er snakk om rytmer som følger et daglig mønster, altså sykluser på rundt 24 timer, kalles de for cirkadiske rytmer. Ordet “cirkadisk” kommer fra latin; “cirka” betyr omtrent, og “dies” betyr dag.

25 timer

Prosessene skyldes ikke først og fremst vekslingen mellom dag og natt, men er styrt av egenskaper ved organismen selv. De vil derfor finne sted (i alle fall i en viss periode) selv om det er konstant lys eller mørke, men fasene kan da variere fra 22 til over 40 timer.

Det biologiske uret holder hos de fleste pattedyr har en egenrytme som er litt lengre enn det astronomiske døgnet - den generelle oppfatningen er at det er snakk om nærmere 25 timer, men her er man ikke blitt helt enige ennå.

Imidlertid blir hjerneuret holdt i sjakk av lyset som rammer netthinnene. Man kan si at lyset er den viktigste tidsgiveren.

Øynene tar bilder og måler lys

- Øynene våre fungerer som et digitalkamera. De kan både ta bilder slik at vi ser, og de kan måle lyset så kroppen innstiller seg etter det. Informasjonen om lysmengden sendes inn til den suprachiasmatiske kjernen i en egen nervebane, mens bildene går bak i hjernen til synssentret, sier Lærum.

Den biologiske klokka styrer også utskillelsen av hormonet melatonin, som utskilles i mørket, og fører til mange av de forandringer som skjer under søvnen. Om dagen er melatoninproduksjonen undertrykt.

Variasjoner i ytre forhold som lys, mørke og visse kjemiske stoffer kan ha en sterk påvirkning på rytmen, men felles for dem er at de under naturlige dag/natt-forhold vanligvis blir ført inn i en mer eller mindre nøyaktig 24-timers rytme.

Relativt stabil rytme

- De biologiske klokkene lager rytmer, men det er ikke som et kvartsur som holder tida på sekundet. De cellulære klokkene holder tida i form av svingninger som ikke er helt like. Folk er forskjellige og har forskjellig svingemåte. Dette er et ur som er dynamisk i forhold til omgivelsene, sier Lærum.

Han forteller at til og med humøret kan variere på denne måten; de fleste er for eksempel i best humør utover ettermiddagen.

- Tidligere har man sett veldig skjematisk på menneskekroppen, men gjennom studiene av den biologiske klokka ser man hvor stor forskjellen er fra menneske til menneske. Man kan ikke uten videre avfeie det når folk sier at de ikke føler seg opplagt, for eksempel. Det handler om naturlige svingninger, sier Lærum.

Vintertrøtthet

Lyset setter oss altså i fase med omgivelsene. Får vi ikke lys vil vi begynne å drifte.

- Det er gjort forsøk der mennesker har blitt satt i komplett isolasjon, og det har vist seg at døgnet da kan komme opp i 48 timer! forklarer Lærum.

Menneskene spiser da fortsatt tre ganger om dagen, men de spiser mer.

- I mørketida er det derfor ikke så rart at man kan komme litt i utakt. Mennesker er ikke like følsomme for lys. Noen har stabile rytmer, mens andre kommer lett i utakt og kan bli litt trøtte og nedstemte, sier professoren.

Men han går ikke med på å kalle det vinterdepresjon.

- Vinterdepresjon er en veldig snever diagnose, og en arvelig sykdom som er en variant av manisk depressiv sinnssykdom. Det er bare mellom 50 og 100 mennesker i Norge i dag som har ekte vinterdepresjon. Men det er selvfølgelig forferdelig kjekt å ha vinterdepresjon som en unnskyldning, sier Lærum.

Er du en lerke eller en ugle?

Forskerne tror altså at kroppens døgn kan ligge på over 40 timer hos enkelte, mens døgnet er kortere enn 24 timer for andre.

Som vi vet har såkalte B-mennesker gjerne lett for å holde seg våkne om kvelden, men vanskelig for å komme seg opp tidlig om morgenen. De hører sannsynligvis til den gruppa hvor kroppens døgn er mer enn 24 timer langt.

A-mennesker, derimot, spretter friskt ut av senga grytidlig om morgenen, og sovner kanskje på sofaen før klokka ti om kvelden. Sannsynligvis er deres biologiske klokke innstilt på et kort døgn.

A-mennesker altså har en innebygd biologisk klokke som tilsier at hvis de oppholdt seg i omgivelser uten tilgang til klokke, sollys eller andre indikatorer på døgnvariasjonene og fikk sove og stå opp når de syntes det var naturlig, over tid korter inn noe på døgnet i forhold til reell tid, mens B-mennesker under de samme vilkår tilpasser seg et døgn på over 24 timer.

Ikke noe problem for de fleste

Men for de fleste er det ikke noe problem å kontrollere det indre uret daglig, i hvert fall ikke når de får tilstrekkelig lysstimulering.

- Den biologiske klokka måler både døgnsvingninger og årstidssvingninger; altså både mengden lys og hvor lenge det varer, og tilpasser kroppens rytmer deretter.