بی‌خواب در شب، خستگی در روز، بررسی این مشکل از دید زیستی
در اجلاس سالانه «انجمن علوم اعصاب آمریکا»، بیشتر گفت وگو و گپ ها پیرامون پدیده هواپیمازدگی یا خستگی ناشی از پرواز (Jet Lag) و سودمندی هورمون ملاتونین برای درمان این پدیده بود. آیا واقعاً مصرف این هورمون می تواند باعث سازگار شدن ساعت بدن با یک ناحیه زمانی جدید شود.
دست کم دانشمندان علوم اعصاب بایست قادر باشند در این مورد نظری آگاهانه بدهند. دانشمندان علوم اعصاب از جمله به مطالعه ریتم های روزانه یا شبانه روزی بدن می پردازند و اخبار خوب این است که نتایج تحلیل چند تحقیق اخیر که به بررسی اثرات ملاتونین پرداخته اند نشان می دهد که ملاتونین می تواند باعث تنظیم مجدد ساعت بدنی مختل شده مسافران هوایی شود. ملاتونین از غده صنوبری یا پینه آل در طول ساعات تاریکی ترشح می شود و با شروع ساعات روشنی روز سطح آن افت می کند. ملاتونین بر «ساعت اصلی بدن» یعنی هسته های فوق کیاسمایی (SCN) را که در ناحیه ای از مغز به نام هیپوتالاموس واقعند تأثیر می گذارد. به این ترتیب با مصرف ملاتونین اضافی در زمان مطلوب برای خوابیدن می توانید به اصطلاح باعث شوید که ساعت بدنتان سریع تر کار کند و در نتیجه با ناحیه زمانی محلی تطبیق پیدا کند.
هواپیمازدگی تنها یک نمونه از اختلال در ریتم های شبانه روزی است. ساعت بدن شما ممکن است در نتیجه بیماری، تغییرات فصلی و در طول روز و حتی هنگام پیری دچار اختلاف شود _ و باعث شود که الگوی خواب از شکل طبیعی خود خارج شود. همچنین اگر این ریتم های زیست شناختی را نادیده بگیرید، مثلاً هنگامی که در شیفت های شب کار می کنید ممکن است دچار مشکل شوید. اما زیست شناسان بررسی کننده ریتم های شبانه روزی دریافته اند که اختلال ساعت بدنی در بعضی موارد قابل برطرف کردن است. آنها اکنون دولت ها را فرا می خوانند تا اهمیت اجتماعی کار آنها را به رسمیت بشناسند و اعتبارات مورد نیاز برای خارج شدن این زمینه مطالعات از حالت حاشیه ای و تبدیل شدن به موضوعی اصلی در پزشکی را فراهم کنند.
هنگامی که ساعت زیست شناختی شما به درستی کار می کند، درجه حرارت بدن و سطوح هورمون های مختلف مانند کورتیزول در دوره های ثابت اوج و فرود پیدا می کنند و با شروع شب و روز همزمان می شوند . درجه حرارت بدن در ابتدای غروب به حداکثر می رسد و سپس سقوط می کند به طوری که در انتهای یک خواب شبانه به اندازه یک درجه سانتی گراد افت می کند. بسیاری از کارکردهای فیزیولوژیک دیگر به طرز مشابهی این ریتم های نوسانی را نشان می دهند. نکته دیگر ثابت بودن سرعت پایه ای این دوره هاست _ آنها حتی در صورتی که نشانه های خارجی که بیانگر زمان روز هستند وجود نداشته باشند، چندان کندتر یا سریع تر نمی شوند.
اعمال ساعت های شبانه روزی بدن تدریجاً تا حدی پیچ و مهره های مولکولی آنها در حال روشن شدن است. نقش مرکزی در سازوکار نگهدارنده زمان را هسته های فوق کیاسمایی در مغز دارند که شامل دو خوشه ۵۰ هزار تایی از سلول های عصبی در هر طرف مغز می شود. یک، دو جین یا بیشتر از ژن های ثبت کننده زمان در هسته فوق کیاسمایی انسان در طول چند سال گذشته شناسایی شده اند. این ژن ها به همراه هم دوره روزانه خواب و بیداری را هماهنگ می کنند. آنها به طور دوره ای به وسیله حلقه های پسخوراند پیچیده ای خاموش و روشن می شوند، که تحت تأثیر و معرض قرارگیری بدن به نور است. به نظر می رسد که هسته فوق کیاسمایی از طریق سلول های عصبی تخصص یافته _ یعنی سلول های ملانوپسین در شبکه چشم تغییرات نوری را حس می کند. این سلول های عصبی تخصص یافته به نور آبی حساس هستند، اما در بینایی نقشی ندارند.
اکنون زیست شناسان ریتم های شبانه روزی شروع به درک چگونگی ایجاد اختلال در این سیستم کرده اند و مشخص کرده اند که چگونه می توان آن را به حالت طبیعی بازگرداند. از هم اکنون بررسی ها در مورد ژن های به تازگی شناخته شده ساعت بدن به شناختن علت بیماری هایی که باعث الگوهای کاملاً غیرعادی خواب و بیداری می شوند انجامیده است و کارشناسان در حال آزمون استفاده از نور و نیز ملاتونین برای برطرف کردن اختلالات گوناگون ریتم های شبانه روزی هستند. برای نمونه چارلز چیسلر، یک پژوهشگر خواب در بیمارستان «بریگهام و زنان» در بوستون، در حال آزمایش با نور آبی برای تنظیم مجدد ریتم ترشح ملاتونین در بدن است.
گرچه ریتم های بدنی هر فردی براساس دوره ای روزانه عمل می کنند، ساعت زیست شناختی هر کسی ممکن است به طریقه ای متفاوت تنظیم شده باشد و در نتیجه افراد متفاوت در ساعات متفاوتی از روز کاملاً هشیار و فعال باشند.به طور کلی ما در طول دوره نوجوانی به سوی فعال بودن بیشتر در عصر (eveningness) و در دوره پیری به سمت فعال بودن بیشتر در صبح (morningness) گرایش داریم. آدم های سحرخیز یا به اصطلاح «چکاوک ها» ساعت ۶ صبح از خواب برمی خیزند و آدم های شب زنده دار یا «جغدها» هرگز پیش از ساعت ۱ صبح به خواب نمی روند، هر چقدر هم که از جانب والدین، همسران یا کارفرماهایشان به آنها فشار آید.
«چکاوک ها» یا سحرخیزها مانند افراد پیر به طور کلی ملاتونین کمتری تولید می کنند و بنابراین استعداد بیشتری برای اختلال خواب دارند، اما گروهی از دانشمندان به سرپرستی کازوئویشیما، پژوهشگر خواب در مرکز ملی عصب شناسی و روانپزشکی در «ایچیکاوای» ژاپن، نشان داده اند که قرار گرفتن در معرض نور در میانه روز باعث افزایش تولید شبانه ملاتونین و در بسیاری از افراد مسن باعث القای خواب در شب می شود. دیوید هارپر، متخصص روانپزشکی سالمندان در بیمارستان مک لین، در بلونت ماساچوست می گوید: «به طور کلی هر چه افراد مسن در برابر نور بیشتری قرار گیرند، ریتم های روزانه آنها قوی تر می شود و به این ترتیب الگوهای خواب آنها بهبود می یابد. جای تأسف است که افراد مسن اغلب در خانه های با نور کم زندگی می کنند و چندان از خانه بیرون نمی روند.»
سازگار شدن با نشانه های طبیعی پیری یک مسئله است اما کنار آمدن با نابودی سلول های عصبی فعال در هسته فوق کیاسمایی چنان که در بیماری آلزایمر رخ می دهد موضوعی چالش برانگیزتر است. ساعت درونی بیمار مبتلا به آلزایمر ممکن است نسبت به دوره حقیقی روز و شب چند ساعت ناهمزمانی پیدا کند. دیوید هارپر که ریتم های شبانه روزی بیماران مبتلا به انواع مختلف زوال عقل را مقایسه کرده است می گوید: «سالمندان طبیعی و سالمندان مبتلا به انواع مختلف زوال عقل (غیر از آلزایمر) در بین ساعت های ۳ تا ۵ صبح کمترین درجه حرارت بدنی را دارند، اما در مبتلایان به زوال عقل از نوع آلزایمر کمترین درجه حرارت بدن اغلب چندین ساعت دیرتر، حتی هنگام ظهر رخ می دهد.
به این ترتیب مبتلایان به آلزایمر در هنگامی که مراقبان آنها می خواهند بخوابند فعال هستند.
«اوس وان سومرن»، از «مؤسسه پژوهش مغز هلند» در آمستردام می گوید: «در حقیقت اغلب بیماران مبتلا به آلزایمر به خاطر اختلالات حافظه شان به آسایشگاه فرستاده نمی شوند، بلکه علت این است که خانواده ها نمی توانند با سرگردانی های شبانه آنها کنار بیایند.» او در شرف کامل کردن اولین تحقیق در مورد دنبال کردن پیشرفت حال بیماران آلزایمری است که در معرض شرایط نوری متفاوت قرار گرفته اند.
بررسی های قبلی در مؤسسه آمستردام نشان داد که قرارگیری در معرض نور درخشان در موش های پیر دچار فقدان سلول های عصبی فعال در هسته فوق کیاسمایی و مبتلا به اختلال در الگوی خواب هم باعث بازگشت الگوهای طبیعی خواب و نیز فعال شدن مجدد سلول های عصبی در SCN شده است.
وان سومرن می گوید: «این سلول های عصبی غیرفعال می شوند، اما نابود نمی شوند و دست کم آنها را در موش می توان دوباره فعال کرد. بنابراین ما کنجکاویم که آیا این پدیده «از آن استفاده کن یا از دستش می دهی» (Use _it _or – Lose – it) در انسان های پیر و دچار زوال عقل هم وجود دارد یا نه.»
وان سومرن و همکارانش در ۱۹۹۹ بررسی درازمدتشان را در مورد چگونگی تأثیر شرایط نوری بر بیماران آلزایمر آغاز کردند؛ این تحقیق شامل ۱۹۰ مورد بیمار در ۱۲ آسایشگاه بیماران در هلند بود که چراغ هایی در سقف اتاق های آنها نصب شد تا از نور آسمان تقلید شود. در نیمی از اتاق ها این چراغ ها در طول روز درخشان باقی ماندند و نیمی دیگر، خانه های شاهد، نور آنها در طول روز کاهش داده شد. پژوهشگران قدرت ریتم های زیست شناختی بیماران را هر شش ماه اندازه گیری کردند و خواب آنها را در طول دوره ای دو هفته ای با استفاده از یک مونتیور فعالیت که به مچ دست بسته می شد تحت نظارت قرار دادند.
وان سومرن هنوز در حال تجزیه و تحلیل داده های به دست آمده از ۵/۳ سال ابتدای تحقیق است، اما او یافته های اولیه اش را در اولین کنگره جهانی زیست شناسی زمانی (کرونوبیولوژی) در سابوروی ژاپن در سپتامبر ۲۰۰۳ گزارش کرد.
نور درخشان در طول روز ریتم های سیرکادین (شبانه روزی) به الگوی طبیعی بازگرداند و الگوهای خواب و خلق و خو را بهبود بخشید. همچنین به نظر می رسید که این مداخله باعث کند شدن روند زوال توانایی شناختی در بیماران شده است.
مبتلایان به اسکیزوفرنی به نحوی مشابه اغلب در شب ها فعال هستند. راسل فاستر، زیست شناس ریتم های شبانه روزی، در ایمپریال کالج لندن می گوید: «تمایل روانپزشکان این بوده است که این پدیده را با این تصور نادیده بگیرند که آنها نمی توانند سرکار بروند، پس یقیناً همه شب بیدار خواهند ماند.» فاستر و همکارش «کاتارینا وولف» اکنون تلاش می کنند که دریابند آیا مبتلایان به اسکیزوفرنی دچار اختلال ریتم های شبانه روزی هستند.
در ۸ موردی که آنها تا به حال بررسی کرده اند، اوج گرفتن ریتم ها در بعدازظهر (eveningness) مشاهده شده است و پژوهشگران در حال حاضر از برنامه جدید علوم مغز شورای پژوهشی بریتانیا تقاضای اعتبار برای اثرات درمان بیماران اسکیزوفرنی با نور را کرده اند. به قول فاستر: «بررسی اینکه آیا عادی کردن خصوصیات دوره های خواب و بیداری در این بیماران می تواند به کنترل کردن دوره های بیماری در اسکیزوفرنی کمک کند یا نه جالب توجه خواهد بود.»
نور به برطرف کردن علایم افسردگی در بیماران مبتلا به افسردگی فصلی هم کمک می کند. این بیماری که «اندوه زمستانی» هم نامیده شده است، مشکلی است که به وضوح به اختلال ریتم های شبانه روزی ناشی از طولانی تر شدن شب ها در زمستان، مربوط است. «آنا ویرز _ جاستایس»، زیست شناس ریتم های شبانه روزی، در دانشگاه بازل سوئیس در این باره می گوید: «نتایج درمان با نور را می توان در طول یک هفته در بیماران دید _ که امتیاز این روش نسبت به داروهای ضدافسردگی متعارف است که بروز اثر آنها چند هفته طول می کشد.» دست کم در سوئیس شرکت های بیمه پزشکی هزینه نور درمانی را می پردازند. در شرایطی که دانشمندان در می یابند که نور یا ملاتونین می توانند هنگامی که ریتم های روزانه زیست شناختی از تعادل خارج می شوند کمک کننده باشند، در عین حال کشف می کنند که جامعه مدرن تا چه حد هشداردهنده ای بر ضد زیست شناسی طبیعی ریتم های شبانه روزی عمل می کند.
کار شیفتی بارزترین مثال در این مورد است. کارکنان شیفت شب نمی توانند ریتم های شبانه روزی خودشان را تنظیم کنند، زیرا که آنها به خصوص در تابستان، پیش و پس از شیفت های کاری شبانه شان در معرض نور روز قرار می گیرند، بنابراین جای تعجب نیست که بهره وری حین شیفت های شب در کمترین میزان قرار دارد. «تیل روزنبرگ»، زیست شناس ریتم های شبانه روزی در دانشگاه مونیخ می گوید: «تا به حال صنعت ا ین مسئله را جدی نگرفته است.»
در حال حاضر روزنبرگ اولین مطالعه بزرگ _ با حمایت مالی کارخانه اتومبیل سازی فولکس واگن _ را در مورد ارتباط ترجیح اشخاص به فعال بودن در صبح یا بعدازظهر با فیزیولوژی و قدرت اجرایی تحت شرایط نوری متفاوت کارخانه را سرپرستی می کند. او بررسی خود را با تجهیز کردن بعضی از نقاط کارخانه فولکس واگن با چراغ های پرنورتر از حد معمول و سپس بررسی کارگران تحت شرایط کنترل شده آزمایشگاهی پیش و پس از این مرحله، آغاز کرد. این تحقیق که حدود ۱۰۰ کارگر را دربرمی گیرد، در بهار آینده به اتمام خواهد رسید. روزنبرگ می گوید: «فولکس واگن پیشگام این کار است، اما سایر شرکت های اتومبیل سازی در حال حاضر علاقه زیادی به پژوهش درباره مشکلات کار در شیفت شب نشان می دهند.»
دانش آموزان نیز اگر توجه بیشتری به زیست شناسی ریتم های شبانه روزیشان شود منتفع خواهند شد. روزنبرگ سال گذشته با مباحثه علنی بر ضد شروع زود هنگام صبحگاهی مدارس در آلمان، ناراحتی سیاستمداران محلی را برانگیخت _ مدارس آلمان در ساعت ۸ صبح و در بعضی نقاط در ۷ صبح شروع به کار می کنند. او استدلال می کند که: «ما می دانیم که ریتم های بدنی نوجوانان به اوج گرفتن در بعدازظهرها گرایش دارد و آنها در صبح های زود چندان هشیار نیستند.» در کنگره ایالات متحده طرحی پیشنهاد شده است تا به مدارسی که زمان شروع به کار روزانه شان را به تأخیر می اندازند تا حداکثر ۲۵ هزار دلار اعتبار مالی داده شود. آگاهی از اهمیت زیست شناسی ریتم های شبانه روزی در سراسر جهان به آهستگی در حال افزایش است. برای مثال از فاستر تقاضا شده بود که موضوع را با تونی بلر نخست وزیر انگلستان به بحث بگذارد. او می گوید: «تأثیر عظیم زیست شناسی ریتم های شبانه روزی بر سلامتی و رفاه را تازه سیاستمداران دارند درک می کنند.» در ژاپن دانشمندان در حال طرح ریزی مطالعاتی در مورد اثرات فروشگاه های شبانه روزی و پاساژهای بازی های کامپیوتری که تا دیروقت شب باز هستند بر قدرت اجرایی روزانه به خصوص در میان جوانان هستند.با این وجود به گفته زیست شناسان ریتم های شبانه روزی سرمایه گذاری در زمینه کاری آنها نسبت به رشته های دیگر دارای اهمیت اجتماعی مشابه بسیار کمتر است. اکنون به گفته آنها نوبت سیاستمداران و بنگاه های سرمایه گذاری است که نور حقیقت را ببینند.
Nature, Oct. 30. 2003
