الساعة البيولوجية لجسم الإنسان

ما هي الوظائف التي تتحكم فيها الساعة البيولوجية على مدار 24 ساعة؟

علاوة على التحكم في النوم والاستيقاظ فإن الساعة الداخلية في الجسم تتحكم بوظائف أخرى على مدار 24 ساعة مثل:

درجة حرارة الجسم.
جهاز المناعة.
وقت الشعور بالجوع.
لماذا يختلف الناس في أوقات النوم والاستيقاظ ؟

يلاحظ العديد من الأشخاص بأن هنالك اختلاف طبيعي في أوقات ومستويات النوم والاستيقاظ لديهم خلال اليوم. إن تنظيم عملية النوم تتم من خلال نظامين:

الأول: توازن النوم والاستيقاظ (بالإنجليزية: Sleep/wake Homeostasis).
الثاني: الساعة البيولوجية اليومية (بالإنجليزية: Circadian Biological Clock).
يعمل نظام توازن النوم والاستيقاظ على تنبيه الجسم إلى حاجته إلى النوم إذا استمر بالاستيقاظ لفترة زمنية طويلة، وهو يساعد أيضاً على الحفاظ على قسط كاف من النوم طوال الليل للتعويض عن ساعات الاستيقاظ.

بالمقابل، تعمل الساعة البيولوجية على :

تنظيم توقيت فترات النعاس واليقظة طوال اليوم، حيث أن الإيقاع اليومي ينخفض ويرتفع في فترات مختلفة خلال اليوم، مثلاً، أقوى الأوقات التي يحدث فيها النوم لدى البالغين ما بين الساعة 2 و 4 صباحاً وما بين الساعة 1 والساعة 3 مساء. تختلف هذه الأوقات حسب طبيعة الشخص، إذا كان شخص صباحي أو شخص مسائي. إذا كان الشخص يأخذ قسطاً كافياً من النوم فستكون شدة النعاس التي يشعر بها أقل مما إذا كان لا ينام ساعات كافية.
تعمل الساعة البيولوجية أيضاً على تنبيه الإحساس باليقظة في أوقات معينة من اليوم، حتى لو كان الشخص نائماً لساعات طويلة.
تحدث بعض التغييرات في إيقاع الساعة البيولوجية خلال فترة المراهقة، فقد يعاني معظم المراهقين من التأخر في أوقات النوم. هذا التحول في الإيقاع اليومي للمراهقين يجعلهم يشعرون باليقظة بشكل طبيعي في وقت متأخر من الليل، مما يجعل من الصعب عليهم النوم قبل الساعة 11:00 مساءً.
نظراً لأن معظم المراهقين لديهم أوقات بدء مبكر للمدرسة إلى جانب التزامات أخرى، فإن تأخير النوم هذا يؤدي إلى عدم الحصول على ساعات النوم الكافية. يمكن أن يؤثر هذا الحرمان من النوم على الإيقاع اليومي بشكل سلبي إذا لم يتم تنظيمه.

كيف تتحكم الساعة البيولوجية في النوم والاستيقاظ؟

يتم التحكم في الساعة البيولوجية بواسطة جزء من الدماغ يسمى نواة التأقلم (SCN)، وهي مجموعة من الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد تستجيب لإشارات الضوء والظلام .

ينتقل الضوء إلى نواة التأقلم (SCN) عبر العصب البصري للعين، مما يعطي الإشارة إلى الساعة الداخلية بأن الوقت قد حان للاستيقاظ. تبث نواة التأقلم الإشارات أيضاً إلى أجزاء أخرى من الدماغ والتي تتحكم في الهرمونات، ودرجة حرارة الجسم، والوظائف الأخرى التي تلعب دوراً في جعلنا نشعر بالنعاس أو اليقظة. مثلاً في الصباح، مع التعرض للضوء، ترسل نواة التأقلم إشارات مثل:

رفع درجة حرارة الجسم.
إنتاج هرمونات مثل الكورتيزول.
تأخير إفراز الهرمونات مثل الميلاتونين، والذي يرتبط ببدء النوم ويتم إنتاجه بحلول الظلام. ترتفع مستويات الميلاتونين في المساء وتبقى مرتفعة طوال الليل، مما يعزز النوم.
لا بد من التنويه إلى أنه ترتفع مستويات الميلاتونين في الدم عند المراهقين بشكل طبيعي في وقت متأخر من الليل مقارنة بالمراحل العمرية الأخرى. ولذلك قد يواجهون صعوبة في النوم مبكراً. يمكن مساعدتهم في الحصول على قسط كافٍ من النوم من خلال إبقاء الأضواء خافتة في الليل مع اقتراب موعد النوم والتعرض للضوء الساطع في ساعات الصباح الباكر.

كيف يؤثر إيقاع الساعة البيولوجية على صحة الجسم؟

إن الإضطرابات التي تحدث في الساعة البيولوجية ترتبط بمشاكل النوم المختلفة ، مثل الأرق. وكذلك ترتبط بالسمنة، والسكري، والاكتئاب، واضطراب ثنائي القطب، والاضطرابات العاطفية الموسمية (بالإنجليزية: Seasonal Affective Disorder).

إن الاضطرابات التي تحدث نتيجة تغير الظروف الخارجية مثل، اضطراب الرحلات الجوية الطويلة تضعنا في صراع مع أنماط نومنا الطبيعية، حيث أن التحول في الأزمنة واختلاف وقت الاضاءة تؤثر على الدماغ تجبر الجسم على تغيير نمطه الطبيعي. ولهذا السبب فإن اضطراب الرحلات الجوية الطويلة يجعل المسافرين يشعرون بالضعف ويواجهون صعوبة في االتركيز والقيام بمهامهم بشكل جيد.

يمكن لهذه الأعراض أن تحدث أيضاً في الحياة اليومية، فمثلاً، المكوث لساعات طويلة وغير منتظمة دون نوم يمكن أن يسبب اضطراب في الإيقاع اليومي، لذلك، من المهم الحفاظ على جدول نوم منتظم وإتاحة الكثير من الوقت لنوم جيد.

حقائق عن الساعة الداخلية

الساعة البيولوجية معقدة

إن الجينات والبروتينات الموجودة في الساعة البيولوجية تعمل بطريقة التغذية الراجعة. تحتوي جينات الساعة البيولوجية على تعليمات لصنع البروتينات الخاصة بها، والتي ترتفع وتنخفض مستوياتها في شكل دوري. ينظم هذا النمط بدوره نشاط الجينات. جميع الكائنات الحية لديها ساعة بيولوجية داخلية بدءاً من الطحالب، والنباتات، والحيوانات وصولاً إلى الإنسان.

إن التشابه في جينات وبروتينات الساعة البيولوجية بين الكائنات الحية يتيح المجال للباحثين لاستكشاف العمليات البيولوجية عند البشر من خلال دراسة مكونات الساعة للكائنات الحية المتنوعة مثل، ذبابة الفاكهة، وعفن الخبز، والنباتات.

الساعة البيولوجية تضبط نفسها بنفسها

في حين أنه قد يضطرب عمل الساعة البيولوجية عند الإنسان بشكل مؤقت نتيجة اختلاف الظروف الخارجية مثل الضوء أو درجة الحرارة، إلا أنها تمتلك القدرة على التكيف مع الظروف الجديدة وإعادة ضبط نفسها بنفسها.

كل شيء يتعلق بعمل الجسم مرتبط بالساعة البيولوجية تؤثر الساعة البيولوجية على اليقظة، والجوع، وعملية التمثيل الغذائي، والخصوبة، والمزاج، والظروف الفسيولوجية الأخرى. لهذا السبب، يرتبط اختلال وظيفة الساعة الداخلية باضطرابات مختلفة، بما في ذلك
الأرق، والسكري، والاكتئاب. حتى فعالية الدواء مرتبطة بها حيث أن بعض الأدوية قد تكون أكثر فاعلية إذا تم إعطاؤها في وقت مناسب من اليوم ينسجم مع إيقاع الساعة البيولوجية.

من هم الأشخاص المعرضين لاختلالات في الإيقاعات التي تتحكم فيها الساعة البيولوجية؟

من المرجح أن الأشخاص الذين يعملون خارج أوقات الدوام التقليدي (أي بنظام الورديات)، ينامون أقل من 6 ساعات في الليلة الواحدة، وبالتالي يرتفع لديهم خطر الإصابة باضرابات إيقاع الساعة البيولوجية، ومن الأمثلة على هذه الأعمال:

العاملون في مجال الرعاية الصحية.
السائقين والطيارين وغيرهم ممن يوفرون وسائل النقل.
محضري الطعام.
ضباط الشرطة.
رجال الإطفاء.
في استطلاع رأي أجرته مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية، وجد أنه هنالك 63% من العمال يجدون أن عملهم يسمح لهم بأخذ قسط كاف من النوم، بينما هنالك 25-30% من العمال الذين يعملون بنظام الورديات يعانون من نوبات نعاس شديدة خلال النهار والأرق ليلاً.

تشمل المجموعات الأخرى من الأشخاص المعرضين لخطر اضطراب إيقاع الساعة البيولوجية أولئك الذين يسافرون عبر مناطق تختلف زمنياً عن المناطق التي يعيشون فيها، أو أولئك الذين يعيشون في الأماكن التي يكون فيها مدة النهار قصير مثل آلاسكا.