Kronobiologiens historie
De fleste af os har meget lidt viden om kroppens indre ur. En nyere videnskab fra Europa kaldet kronobiologi har dog fået større og større betydning i løbet af de sidste 30 år. Kronobiologi handler om den dag-nat-cyklus, som påvirker den menneskelige organisme, når jorden drejer. Menneskehedens historie er siden dens begyndelse blevet formet af lys og mørke. Genetisk manifesterede timere ligger dybt i kroppen på os og styrer denne grundlæggende rytme. Disse bliver mere brugbare i takt med den intelligente måde, vi optager deres oplysninger på. Denne forbindelse er vigtig for forebyggelse og behandling af sygdomme såvel som for helingsprocessen.
Kronobiologiens begyndelse går tilbage til det 18. århundrede. Astronomen Jean Jacques d’Ortous de Mairan omtalte mimosaens daglige bladbevægelser. Ved hjælp af eksperimenter var han i stand til at vise, at bladene fortsætter med at svinge i en døgnrytme, selv i permanent mørke. Anerkendte forskere som Georg Christoph Lichtenberg, Christoph Wilhelm Hufeland, Carl von Linné og – vigtigst af alt – Charles Darwin rapporterede om lignende rytmiske fænomener. Men det var først i det 20. århundrede, at forskningen i kronobiologi for alvor tog fart. Blandt pionererne er Wilhelm Pfeffer, Erwin Bünning, Karl von Frisch, Jürgen Aschoff, Colin Pittendrigh og Arthur Winfree.
Kronobiologiens tre grundlæggende cyklusser
Infradianske rytmer
(afledt af det latinske ord infra, der betyder “under”, og det latinske ord diem, der betyder “dag” – hvis man nedbryder ordets oprindelse, betyder Infradian, at perioden for denne rytme er længere end 24 timer, og derfor er frekvensen lavere end den daglige).
Disse rytmer varer mere end 24 timer. De gentages kun med få dages, ugers, måneders eller endda års mellemrum.
Gode eksempler herpå er årstidsrytmer som fugletræk, månerytmer (som følger månens faser, eller ca. 29,5 dage) og halvmånerytmer (ca. 14 dage), som er forbundet med tidevandscyklusser. Et andet eksempel er uforudsigelige rytmer (også kaldet “ikke-cirkadiske rytmer”, der ikke har nogen miljømæssig overensstemmelse) som f.eks. en kvindes menstruationscyklus.
Ultradiane rytmer
(afledt af det latinske ultra, der betyder “ud over”, og af det latinske ord diem, der betyder “dag” – hvis man nedbryder ordets oprindelse, betyder Ultradian, at perioden for denne rytme er kortere end 24 timer, og derfor har en frekvens, som er højere end den daglige).
Disse biologiske rytmer er kortere end 24 timer. Der er mange fysiologiske funktioner i menneskekroppen, der er eksempler på en ultradiansk rytme. Disse rytmer gennemgår flere cyklusser i løbet af en dag. En voksen har for eksempel en anstrengelses- og hvilecyklus cirka hver anden time.
Ultradiane rytmer regulerer fysiske, følelsesmæssige og åndelige funktioner. De varer ofte flere timer og omfatter indtagelse af mad, blodomløb, udskillelse af hormoner, forskellige søvnstadier og den menneskelige præstationskurve. Disse processer er indbygget i vores kroppe på millioner af måder. Nogle varer kun sekunder, som f.eks. kontrollen over vejrtrækningen. Nogle varer kun millisekunder, som f.eks. størstedelen af de processer, der finder sted i cellen på mikrocirkulationsniveau. Tidevandsrytmer (ca. 12,4 timer) observeres ofte i havlivet, som følger tidevandets overgang fra højvande til lavvande og tilbage igen og har en særlig funktion for dem, der bor i nærheden af brændingen.
Circadiske rytmer (eller døgnrytmer)
(fra latin “circa”, der betyder “omkring”, og “diem”, der betyder “dag”)
Det er rytmer, der varer ca. 24 timer, f.eks. menneskets søvn-/vågencyklus eller planternes bladbevægelser. Mange effekter af døgnrytmerne påvirker mennesker direkte og umiddelbart, og derfor er de de mest udforskede. Derfor henviser alle yderligere forklaringer til døgnrytmer.
Kronobiologi i dag
Kronobiologi er et område i hastig vækst verden over. Læger, forskere og den almindelige befolkning er begyndt at se fordelene ved at bruge kronobiologiske principper i alt fra administrering af medicin, til at finde det mest effektive tidspunkt på dagen at træne på. Kronobiologi bliver brugt til at studere genetik, endokrinologi, økologi, sportsmedicin og psykologi, for blot at nævne nogle få.
Den kronofarmakologiske gren af kronobiologi har været særligt lukrativ. Tusindvis af studier har vist, at den præcise timing af et lægemiddel eller kosttilskud kan mindske bivirkninger, have en større indvirkning på målorgansystemet eller -sygdommen og endda forstyrre en fysiologisk proces helt.
Mange anerkendte institutioner har tilføjet afdelinger, laboratorier og læseplaner omkring studiet af kronobiologi. Disse institutioner har tilvejebragt banebrydende forskning og indsigt, som har været med til at forme moderne medicin og forståelsen af vores medfødte biologiske rytmer. Områder af særlig interesse har bl.a. været melatonin, også kaldet “kronobiologiens moderhormon”, lysets indvirkning på en række sygdomme og fænomenet kronotyper.
Kronobiologi betragtes stadig som en ny videnskab, men dens muligheder er uendelige. Vores forskningsmetoder bliver mere og mere avancerede, og det betyder, at kronobiologi med tiden vil blive den førende videnskabelige disciplin.
De ydre og indre ure styrer vores fysiske, mentale og følelsesmæssige funktioner, uden at vi behøver at gribe ind. Jo klogere vi er til at tilpasse vores liv til disse rytmer, jo større er fordelene. Hvert fysiologisk symptom har dets egets biologiske rytme, uanset om det er mundslimhinden eller leveren. Denne viden er af særlig betydning for sygdom og helbredelse. Lidelser som astma, gigt, forhøjet blodtryk, depression, hjerteanfald, mavesår, søvnproblemer, forstyrrelser i hjernens stofskifte m.m. har deres egne faser. Den kronobiologiske faktor i de aktive ingredienser, der bruges til sygdomsforebyggelse eller behandling, er af afgørende betydning. Indtil videre kan vi kun ane en lille del af de hemmeligheder, der ligger bag disse stoffer. Der er dog allerede en række vigtige stoffer tilgængelige som en kronobiologisk meningsfuld formel, som er videnskabeligt testet og bevist. I starten blev kronobiologerne affærdiget. I dag er deres videnskab en anerkendt gren af den forskning, der undersøger sammenhængen mellem krop, sind og tid. Du bliver muligvis temmelig overrasket!
Den vigtigste, kronobiologiske konklusion er, at vi besidder en hel kontrolpakke af genetisk bestemte interne “tidsregulatorer”. Vigtigst af alt følger vores krop en indre 24-timers cyklus. Hormonfrigivelsen afhænger i sidste ende af impulserne fra vores indre ure. Hjernen kontroller 150 signalstoffer, der cirkulerer i blodet og informerer vores organer om den aktuelle situation og foreskriver specifikke konsekvenser. Disse hormoner har en opkvikkende og dæmpende effekt. Vores kropstemperatur falder under søvnen, vores blodtryk stiger, når vi vågner, og så videre. Disse rytmer gentager sig hver 24. time, dag efter dag, nat efter nat. Forskere taler derfor om en “cirkadisk” rytme. Den korteste op-og-ned-cyklus måles i hjernebølgerne, som kun varer brøkdele af millisekunder. De længste daglige rytmer – såsom sult eller søvnbehov – strækker sig over mange timer.
Det, der sker i vores organer bliver hvert øjeblik forvandlet til et unikt og særpræget skue. En time senere er intet, som det var for en time siden. Med alderen ser det ud til, at nogle af vores indre ure tikker langsommere, mens andre tikker hurtigere. De har en tendens til at gå ud af takt, og nogle af dem holder med årene helt op med at tikke. Organerne udvikler deres egen rytme, og der opstår forstyrrelser. Hvis de forbliver ubehandlede, kan der udvikles sygdomme.
Videnskaben kendetegner omkring 80 sygdomme, som alle anses for at være søvnrelaterede. Det er præcis det mål, som kronofarmakologien har for øje: Den rigtige formulering på det rigtige tidspunkt. Det nuværende mål er at identificere en cirkadisk bestanddel af et stigende antal sygdomme eller fysiske dysfunktioner. Dette giver overraskende behandlingsmuligheder, som er mere effektive og har færre bivirkninger. Kronobiologisk medicin eller kosttilskud justerer vores indre tidsregulator påny.
Lys-mørke-faktoren tilpasser løbende vores daglige funktioner til en 24-timers rytme. Inde i vores krop omdannes denne information til et signalhormon, som kaldes melatonin. Melatonin udfører allerede en lang række opgaver i dagslys. Omkring kl. 23 stiger melatoninniveauet som regel pludseligt til mellem otte og ti gange den normale værdi. Det er et signal til mange organer om at nedsætte deres aktivitet og regenerere sig selv. Mange ældre mennesker har dog stort set mistet denne natlige melatoninstigning. Mange rytmer – herunder søvn, blodtryk, kropstemperatur og hormoner – forbliver ukontrollerede. I disse tilfælde er der brug for en smart form for kronobiologisk støtte. Spændende nyere undersøgelser er kommet frem til værdifulde konklusioner. Forskere er begyndt at finde ud af, hvornår tumorceller har tendens til at dele sig. Tidsregulatorer, der er afviger fra dem for raske celler, kontrollerer tumorer. Derfor er det af afgørende betydning, at behandling med cytotoksiner indføres i målorganet på et tidspunkt, hvor indvirkningen på tumorvæksten er større, og hvor effekten er mindre skadelig for de resterende celler. Kronofarmakologi, søgen efter behandlingsmæssige tiltag som er i harmoni med vores indre ure, er i øjeblikket det mest fascinerende område inden for medicinsk forskning. Vi begynder gradvist at forstå, at flere og flere sygdomme er rytmeforstyrrelser. Det er det første skridt mod kronobiologiens principper.
Hver celle producerer meget specifikke stoffer, som f.eks. aminosyrernes byggesten. Produktionen stopper, når den ønskede koncentration er nået. Enzymer nedbryder stofferne inden for få timer. En ny cyklus begynder. Visse gener (også kaldet urgener) fungerer som tænd/sluk-kontakter for disse processer. De findes i næsten alle typer menneskeligt væv, og deres indvirkning er utrolig mangefacetteret, sofistikeret og smart. Alle menneskekroppens dele har receptorer, der optager information fra signalstoffer og neuronale stimuli. Urgenerne styrer deres følsomhed. Det gælder også for effekten af vitaminer, sporstoffer og andre biologisk effektive stoffer, herunder medicin. Hovedafbryderen er placeret i mellemhjernen, en central del af hjernen, der består af to strukturer. Mellemhjernen modtager beskeder fra særlige fotoceller i nethinden. Disse sensorer, som først for nylig er blevet afkodet, genkender ikke genstande eller farver, men tidspunktet på dagen, den omgivende atmosfære og årstiderne. De er udgangspunktet for en virkningsmekanisme, som i sin helhed kan beskrives som et kontrolrum, hvorfra alle indre ure indstilles. Dette kontrolrum overfører skiftet mellem dag og nat fra verden udenfor til utallige rytmer i vores krop, og afstemmer dem til og med hinanden. Lys er en kraftig pulsgenerator. De solstråler, der skinner ind gennem vinduet på intensivafdelingen kan være med til at afgøre, om en person overlever et hjerteanfald. Senge i den nordlige fløj af et hospital er på mystisk vis forbundet med en højere dødelighed.
Kronobiologi i praksis
Vores krop har brug for at indtage værdifulde stoffer på visse tidspunkter af dagen for at kunne udføre sine utallige opgaver. Selv folk med en sund kost kan opleve ernæringsmæssige mangler, især hvis de udsættes for stress i hverdagen eller miljøgifte, eller lider af stofskiftesygdomme. Vi har præcise oplysninger fra videnskaben om, hvilke næringsstoffer kroppen har brug for hvornår, og hvilken dosering der giver optimal støtte til god fordøjelighed. Mens nogle næringsstoffer har en gensidigt forstærkende virkning, kan andre hæmme den ønskede virkning. En kronobiologisk fremgangsmåde forbedrer vores organers evne til at optage vigtige biologiske stoffer. Vitaminer, mineraler, sporstoffer og fytofarmaceutiske produkter tilføres i en smart kombination på det rigtige tidspunkt. Morgenkapslen hjælper for eksempel kroppen med at holde energibalancen. Aftenkapslen hjælper med at forbrænde fedt i løbet af natten og fjerne toksiner fra kroppen. Kønsspecifikke formler tager højde for de kvindelige og mandlige organers forskellige metabolisme.
De fleste mennesker betragter vitaminer som det, der giver et godt helbred, og sluger dem når som helst i den tro, at de ikke kan gøre noget forkert. Det er langt fra tilfældet! Kronobiologiens strenge regler gælder også, når man forsøger at afhjælpe vitamin- eller mineralmangler. Vitaminer? Se på uret først! Tidspunktet er afgørende: For det første er virkningen af nogle vitaminer om morgenen ganske enkelt anderledes end om aftenen. For det andet kan deres virkning på stofskiftet forstyrre 24-timers rytmen i kroppens organer. Det er ganske enkelt væsentligt at tage en multikomponentformulering kronobiologisk. Det er endnu bedre at vælge et forskelligt regime for mænd og kvinder.
Tankeløst indtag af vitaminer og mineraler uden klare retningslinjer har sine risici
Ændret indtag
Den biologiske virkning af vitaminer og sporstoffer udviser store daglige udsving og påvirker kroppens aktivitetsskift.
Vitaminer, der indtages med mad eller i form af kosttilskud, kræver fedt eller vand for at blive transporteret til deres målområder. Lad os se på de fedtopløselige vitaminer først: Disse vitaminer når til lymfekarrene, det primære vaskulære system for vævsvæske, efter at være blevet opløst inde i fedtmolekylerne. Lymfekarrene er kun direkte forbundet med nogle få organer. De relevante vitaminer hober sig primært op i fedtvæv og i leveren. Når de først er inde i kroppen, kan de ikke uden videre udskilles. Fedtets lagringskapacitet er enorm, og sådanne vitaminer bør derfor kun tages med den største forsigtighed. Der findes kun fire fedtopløselige vitaminer: A, D, E og K. De tages bedst om morgenen efter en god morgenmad og er mindre effektive, hvis de tages senere på dagen. Vand findes i hele kroppen: inde i cellerne, i blodet og i det interstitielle væv. Vitaminstoffer opløst i vand har en almen virkning, men er også meget mere flygtige. De udskilles almindeligvis med urinen.
En konsekvent daglig dosering hjælper med at undgå vitaminmangel eller metaboliske forstyrrelser. Der er syv vandopløselige vitaminer i B-gruppen: folinsyre (B9), pantothensyre (B5), thiamin (B1), cyanocobalamin (B12), riboflavin (B2), niacin (B3) og pyridoxin (B6). Andre vandopløselige vitaminer er C-vitamin (ascorbinsyre), biotin (H-vitamin), cholin og myo-inositol. De fleste vitaminer har ingen direkte virkning og spiller kun en medvirkende rolle i visse funktioner. Det er derfor, de ofte klassificeres som coenzymer eller cofaktorer. De resterende opgaver varetages af andre stoffer – og det fungerer kun, hvis disse er tilgængelige samtidigt i deres aktive form.
Jo flere forskere, der beskæftiger sig med dette emne, jo flere kriterier skal opfyldes. Udfordringen er at anvende to strengt adskilte – men lige intelligente – multivitamin-mineralprodukter: det ene om morgenen, det andet ved sengetid.
Kronofysiologi er den gren af kronobiologien, der studerer den tidsmæssige organisering af fysiologiske processer. Studiet omfatter også timingen af naturlige biologiske processer. Kronofysiologi beskæftiger sig med fænomenet kronotyper, eller morgenlærker og natugler. Derudover forklarer den, hvordan processerne for de biologiske systemer og organismer forholder sig til hinanden med hensyn til timing. Menneskekroppen er underlagt en 24-timers rytme. Vi har et indre ur (cirkadisk ur), som gør os i stand til at forudse begivenheder, der gentages dagligt, og til at tilpasse os forskellige miljømæssige omstændigheder på en fysiologisk optimal måde. Vores liv er styret af en dag/nat-rytme. Vores biologiske rytme er indstillet dybt i vores gener og bliver påvirket af indikatorer som lys, mørke og temperatur. Næsten alle de livsvigtige processer i kroppen, som er blevet undersøgt, er underlagt forskellige rytmer. De hormoner, neurotransmittere og sukkermolekyler, der indtages, og antistofferne i blodcellerne viser varierende koncentrationer i blodet i løbet af dagen. Flere ændringer udgør også vigtige frontløbere for forskellige reaktioner i organerne. Selv forekomsten af sygdom og intensiteten af dens symptomer følger impulserne fra et indre ur. Det gælder især for astma, depression og epileptiske anfald. Når døgnrytmen forstyrres, påvirkes det generelle helbred og velbefindende kraftigt. Tidsændringer kan f.eks. have samme effekt som jetlag, herunder søvn- og koncentrationsproblemer eller endda depression. Problemerne kan blive endnu mere alvorlige og langvarige blandt skifteholdsarbejdere med tegn på kroniske forstyrrelser. Kun ved at tilpasse vores livsstil til vores indre rytmer, kan vi opnå den energi, der er nødvendig for at holde os sunde.
Kronopatologi beskæftiger sig med emnet forstyrret timing i livsvigtige biologiske processer. Den beskriver forskellige fænomener i abnormiteten af kronologiske sekvenser, såvel som deres karakteristika, årsager, prognostiske og diagnostiske betydning og behandlingsmæssige implikationer. Sygdomme i specifikke organismer manifesterer sig på specifikke tidspunkter. Års- og ugerytmer har indflydelse på modtagelighed for og hyppighed af sygdomme, ulykkesfrekvenser og dødelighed. Afvigelser i den biologiske rytme er almindelige. Blodtrykket, for eksempel, udviser en hel del faktorer. Der opstår afvigelser under visse hverdagsforhold samt under aktivitets- og hvilefaser. Kronopatologi studerer disse skiftende fænomener i funktionelle forstyrrelser af organernes ydeevne og i sygdomme, med forbindelse til dag/natrytmens rolle. Der er størst behov for denne videnskab på områder som skifteholdsarbejde og jetlag, som begge er præget af tidsforskydning.
Kronopatologi hjælper med at identificere forskellige faser af afvigelse fra normen. Det kan være af stor betydning for diagnosticering og behandling af sygdom at genkende tidsafhængige karakteristika. Intelligent anatomi er grundlaget for medicin, der har en behandlingsmæssig tidsramme.
Kronofarmakologi er en gren af kronobiologien, der studerer vores indre ur i forhold til dets effekt på lægemiddelterapi. Den udforsker lægemidlers adfærd i menneskekroppen og virkningen af organernes tidsstrukturering. Menneskekroppen følger en 24-timers cyklus, og vores indre ur regulerer dens funktioner. Biologiske rytmer er afgørende for at bestemme korrekt indgivelse af medicin. Virkningerne og bivirkningerne af medicin kan variere alt efter, hvornår den indtages. Denne viden er utrolig vigtig for behandlingen af en lang række sygdomme. Det er ikke kun mængden af det indgivne stof, der er vigtig, men også tidspunktet på dagen, hvor det indtages. Vigtige spørgsmål, der besvares gennem kronofarmakologi, omfatter:
- Hvilket stof virker bedst om morgenen?
- Hvilket stof virker bedst om aftenen?
- Hvilke stoffer kan tages sammen, og hvilke skal kombineres for overhovedet at virke? Kan et biologisk stof hæmmes af visse stoffer?
- Hvordan ændres virkningen af visse medikamenter i forhold til det tidspunkt på dagen, hvor de indgives?
- Hvordan er det muligt at optimere effektiviteten af medicin?
Indgivelse af lægemidler på det rigtige tidspunkt kan øge effektiviteten af behandlingen og holde bivirkningerne på et minimum. Blodtryksmedicin og kortisonpræparater kræver særlig omhu, når man skal bestemme administrationstidspunktet. For eksempel sænker visse antihypertensive lægemidler blodtrykket bedre, når de tages om aftenen i stedet for om morgenen. Patienter vil drage fordel af brugen af kronofarmakologi, da det giver vigtig information om timingen af medicin, hvilket fører til højere tolerabilitet og effektivitet i individuelle præparater. Kronofarmakologiske forskere undersøger nye fund om timing af medicin, der vil forbedre effektiviteten og mindske bivirkningerne. Der findes allerede et kendt optimalt administrationstidspunkt for effektivitet for mange stoffer. En række moderne præparater kan næsten betegnes som intelligente. De indeholder visse biologiske mikrostoffer til hele dagen, som kun skal tages én gang om dagen. De er effektive fra indtagelsestidspunktet til langt ud på natten, da de enten er udstyret med en tidslås eller med stoffer, der frigives i forskellige hastigheder.
