Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:43 • sest 21:13 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 13:37 • Sest 06:11 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 02:59 • Síðdegis: 15:47 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 09:39 • Síðdegis: 21:50 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Heilbrigðisvísindi Lífvísindi: mannslíkaminn

Hvað er melatónín og hver eru áhrif þess á dægursveiflur?

Björg Þorleifsdóttir

Frá örófi alda hefur verið þekkt að sveiflur setja mark sitt á lífverur, bæði í dýra- og jurtaríki. Lengd sveiflanna er breytileg. Algengastar eru dægursveiflur, til dæmis svefn og vaka, eins eru dægursveiflur í hormónalosun, ensímvirkni og fleira. Aðrar eru lengri, til dæmis árstíðabundnar breytingar á æxlunarfærum dýra, og enn aðrar styttri, til dæmis 90 mínútna sveifla draumsvefns.

Lengi var talið að um bein áhrif sólarljóss á lífverur væri að ræða. Snemma á átjándu öld gerði hins vegar franskur stjarnfræðingur, de Mairan (1678-1771), tilraun sem bylti þeim hugmyndum. Hann sýndi fram á að blaðhreyfingar plöntu, þar sem blöð breiðast út á daginn og lokast að nóttu, héldu áfram þrátt fyrir að sólarljóss gætti ekki. Frekari tilraunir hans sýndu að þetta skýrðist ekki af umhverfishita. Niðurstöðurnar féllu í gleymsku í meira en tvær aldir, en þá kom fram sú kenning að innri sveiflugjafi, svonefnd lífklukka eða dægurklukka, lægi að baki þessum sveiflum.



Lengd dægursveiflu er talin vera bundin erfðum, en þó er talið að lífklukkan geti breyst með aldri.

Á síðustu áratugum hafa verið gerðar viðamiklar rannsóknir á eðli dægurklukkunnar. Ljóst er að dægurklukkan í spendýrum er í undirstúku heila (e. suprachiasmatic nucleus, SCN). Tilraunir sýna að sveiflulengdin er breytileg á milli tegunda en er jafnan á bilinu 23-26 klukkustundir. Hins vegar sjást frávik meðal einstaklinga sömu tegundar. Hjá manninum er lengdin um 24,2 klukkustundir.

Þegar hefur tekist að staðsetja svokallað "tímagen" hjá ákveðnum tegundum lífvera. Jafnvel þó að lengd dægursveiflunnar sé arfbundin eru kenningar um að hún geti breyst með aldri. Þannig gæti hún lengst á unglingsárum en styst þegar aldurinn færist yfir. Þessar hugmyndir gætu skýrt aukna svefnþörf unglinga og þá staðreynd að eldra fólk fer fyrr að sofa og vaknar að sama skapi oft eldsnemma.

Til þess að skapa lífverum sem best skilyrði til lífs, þarf að fella dægursveifluna inn í 24 klukkustunda sólarhringinn og samræma þannig innri og ytri skilyrði. Grunnur að því er að lífverum berist skilaboð um tíma frá ytra umhverfi. Birtan er mikilvægasti tímagjafinn en aðrir umhverfisþættir, svo sem hitastig og hljóð, eru þýðingarmiklir. Að auki hafa félagslegir þættir verulega þýðingu í þessu sambandi, sérstaklega hjá manninum.

Losun noradrenalíns örvar myndun ákveðins efnis sem hvatar ummyndun serótóníns í melatónín. Þetta gerist þegar degi hallar og því er melatónín oft nefnt hormón myrkursins. Styrkur melatóníns í blóðvökva er innan við 2 pg/ml á daginn, hækkar venjulega undir miðnætti og nær allt að 125 pg/ml á nóttunni, mestur er styrkur þess venjulega milli klukkan þrjú og fjögur að nóttu.

Melatónín má mæla í blóðvökva og munnvatni. Reyndar myndast melatónín víðar en í heilaköngli, til dæmis í sjónu augans og jafnvel í meltingarvegi.



Árstíðabundin áhrif melatóníns hafa lengi verið þekkt (til dæmis fengitími dýra, myndun felds og myndun brúnnar fitu). Áhrif melatóníns til skemmri tíma eru talin vera fjölþætt og efnið hefur verið mikið rannsakað á síðustu misserum. Fjölmargar rannsóknir sýna að fari framleiðsla melatóníns úr skorðum raskast dægursveiflur í líkamanum og af því er dregin sú ályktun að meginhlutverk þess sé að fínstilla dægurklukkuna.

Niðurstöður tilrauna sem gerðar hafa verið til þess að kanna bein áhrif melatóníns á svefn eru samhljóða að því leyti að eftir því sem það tekur einstakling styttri tíma að sofna verður svefninn samfelldari og fólk telur hann betri. Á hinn bóginn verður hvorki breyting á uppbyggingu svefnsins né hlutföllum svefnstiga. Aðrar rannsóknir sýna að melatónín hefur bein áhrif til lækkunar líkamshita, en það ferli hefur mikla þýðingu fyrir svefn. Áhrif melatóníns á svefn eru því væntanlega fyrst og fremst óbein, það er sem áhrif á fínstillingu lífklukkunnar, til þess að samhæfa dægursveiflur ólíkra líkamsþátta þannig að aðstæður verði sem ákjósanlegastar fyrir svefn. Þessi vitneskja takmarkar að sjálfsögðu þann hóp sem þarf melatónín sem lyf. Fyrst og fremst hentar það fólki ef melatónín er ekki í hámarki á réttum tíma sólarhrings, af einhverjum ástæðum. Þetta getur til dæmis átt við blinda og aldraða.

Ýmis algeng lyf geta dregið úr framleiðslu melatóníns og þannig haft áhrif á svefninn, til dæmis beta-hamlarar. Ýmis bólgueyðandi lyf hafa sömu áhrif sem og bensódíasepín og koffín. Það er því ef til vill ástæða til að ráðleggja sjúklingum sem nota þessi lyf að taka þau ekki rétt fyrir svefninn.

Fín samstilling innri og ytri klukku, sem og innbyrðis samspil dægursveifla margra líffræðilegra þátta, hefur líklega ekki þróast fyrir tilviljun. Röskun á þessum þáttum leiðir oft til margvíslegra kvilla (til dæmis svefnleysis), sem oftast eru tímabundnir en geta orðið þrálátir. Lífshættir mannsins hafa breyst verulega á síðustu öld og má þar meðal annars nefna mikla raflýsingu, sem löngu er búin að kveða myrkrið í kútinn. Ef til vill þurfum við að huga að afturhvarfi í þeim efnum að hluta og leyfa rökkrinu að njóta sín þannig að líkaminn fái réttar upplýsingar til að taka mið af.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Heimildir:
  • G. Richardsson (ed.): Chronobiology. Í M. H. Kryger, T. Roth, W. C. Dement (eds.): Principles and Practice of Sleep Medicin. Philad. W.B. Saunders, 1994: 277-321.
  • J. D. Miller et al: New insights into the mammalian circadian clock. Sleep. 1996; 19(8):641-667.
  • R. Hardeland, C. Rodriguez: Versatile melatonin: A pervasive molecule serves various functions in signaling and protection. Chronobiol Int. 1995; 12(3):157-165.
  • K. Krauchi et al: A relationship between heat loss and sleepiness: effects of postural change and melatonin administration. J Appl Physiol. 1997; 83(1):134-9.
  • Björg Þorleifsdóttir: Dægursveiflur. Samspil innri og ytri klukku. Heilbrigðismál. 1990; 38(2):10-12.

Svar þetta birtist upphaflega á vefsetrinu Doktor.is og er birt hér með góðfúslegu leyfi.

Höfundur

Björg Þorleifsdóttir

Björg Þorleifsdóttir

lektor í lífeðlisfræði við Læknadeild HÍ

Útgáfudagur

10.1.2008

Spyrjandi

Helga Baldvinsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Björg Þorleifsdóttir. „Hvað er melatónín og hver eru áhrif þess á dægursveiflur?“ Vísindavefurinn, 10. janúar 2008. Sótt 18. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=6996.

Björg Þorleifsdóttir. (2008, 10. janúar). Hvað er melatónín og hver eru áhrif þess á dægursveiflur? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=6996

Björg Þorleifsdóttir. „Hvað er melatónín og hver eru áhrif þess á dægursveiflur?“ Vísindavefurinn. 10. jan. 2008. Vefsíða. 18. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=6996>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er melatónín og hver eru áhrif þess á dægursveiflur?
Frá örófi alda hefur verið þekkt að sveiflur setja mark sitt á lífverur, bæði í dýra- og jurtaríki. Lengd sveiflanna er breytileg. Algengastar eru dægursveiflur, til dæmis svefn og vaka, eins eru dægursveiflur í hormónalosun, ensímvirkni og fleira. Aðrar eru lengri, til dæmis árstíðabundnar breytingar á æxlunarfærum dýra, og enn aðrar styttri, til dæmis 90 mínútna sveifla draumsvefns.

Lengi var talið að um bein áhrif sólarljóss á lífverur væri að ræða. Snemma á átjándu öld gerði hins vegar franskur stjarnfræðingur, de Mairan (1678-1771), tilraun sem bylti þeim hugmyndum. Hann sýndi fram á að blaðhreyfingar plöntu, þar sem blöð breiðast út á daginn og lokast að nóttu, héldu áfram þrátt fyrir að sólarljóss gætti ekki. Frekari tilraunir hans sýndu að þetta skýrðist ekki af umhverfishita. Niðurstöðurnar féllu í gleymsku í meira en tvær aldir, en þá kom fram sú kenning að innri sveiflugjafi, svonefnd lífklukka eða dægurklukka, lægi að baki þessum sveiflum.



Lengd dægursveiflu er talin vera bundin erfðum, en þó er talið að lífklukkan geti breyst með aldri.

Á síðustu áratugum hafa verið gerðar viðamiklar rannsóknir á eðli dægurklukkunnar. Ljóst er að dægurklukkan í spendýrum er í undirstúku heila (e. suprachiasmatic nucleus, SCN). Tilraunir sýna að sveiflulengdin er breytileg á milli tegunda en er jafnan á bilinu 23-26 klukkustundir. Hins vegar sjást frávik meðal einstaklinga sömu tegundar. Hjá manninum er lengdin um 24,2 klukkustundir.

Þegar hefur tekist að staðsetja svokallað "tímagen" hjá ákveðnum tegundum lífvera. Jafnvel þó að lengd dægursveiflunnar sé arfbundin eru kenningar um að hún geti breyst með aldri. Þannig gæti hún lengst á unglingsárum en styst þegar aldurinn færist yfir. Þessar hugmyndir gætu skýrt aukna svefnþörf unglinga og þá staðreynd að eldra fólk fer fyrr að sofa og vaknar að sama skapi oft eldsnemma.

Til þess að skapa lífverum sem best skilyrði til lífs, þarf að fella dægursveifluna inn í 24 klukkustunda sólarhringinn og samræma þannig innri og ytri skilyrði. Grunnur að því er að lífverum berist skilaboð um tíma frá ytra umhverfi. Birtan er mikilvægasti tímagjafinn en aðrir umhverfisþættir, svo sem hitastig og hljóð, eru þýðingarmiklir. Að auki hafa félagslegir þættir verulega þýðingu í þessu sambandi, sérstaklega hjá manninum.

Losun noradrenalíns örvar myndun ákveðins efnis sem hvatar ummyndun serótóníns í melatónín. Þetta gerist þegar degi hallar og því er melatónín oft nefnt hormón myrkursins. Styrkur melatóníns í blóðvökva er innan við 2 pg/ml á daginn, hækkar venjulega undir miðnætti og nær allt að 125 pg/ml á nóttunni, mestur er styrkur þess venjulega milli klukkan þrjú og fjögur að nóttu.

Melatónín má mæla í blóðvökva og munnvatni. Reyndar myndast melatónín víðar en í heilaköngli, til dæmis í sjónu augans og jafnvel í meltingarvegi.



Árstíðabundin áhrif melatóníns hafa lengi verið þekkt (til dæmis fengitími dýra, myndun felds og myndun brúnnar fitu). Áhrif melatóníns til skemmri tíma eru talin vera fjölþætt og efnið hefur verið mikið rannsakað á síðustu misserum. Fjölmargar rannsóknir sýna að fari framleiðsla melatóníns úr skorðum raskast dægursveiflur í líkamanum og af því er dregin sú ályktun að meginhlutverk þess sé að fínstilla dægurklukkuna.

Niðurstöður tilrauna sem gerðar hafa verið til þess að kanna bein áhrif melatóníns á svefn eru samhljóða að því leyti að eftir því sem það tekur einstakling styttri tíma að sofna verður svefninn samfelldari og fólk telur hann betri. Á hinn bóginn verður hvorki breyting á uppbyggingu svefnsins né hlutföllum svefnstiga. Aðrar rannsóknir sýna að melatónín hefur bein áhrif til lækkunar líkamshita, en það ferli hefur mikla þýðingu fyrir svefn. Áhrif melatóníns á svefn eru því væntanlega fyrst og fremst óbein, það er sem áhrif á fínstillingu lífklukkunnar, til þess að samhæfa dægursveiflur ólíkra líkamsþátta þannig að aðstæður verði sem ákjósanlegastar fyrir svefn. Þessi vitneskja takmarkar að sjálfsögðu þann hóp sem þarf melatónín sem lyf. Fyrst og fremst hentar það fólki ef melatónín er ekki í hámarki á réttum tíma sólarhrings, af einhverjum ástæðum. Þetta getur til dæmis átt við blinda og aldraða.

Ýmis algeng lyf geta dregið úr framleiðslu melatóníns og þannig haft áhrif á svefninn, til dæmis beta-hamlarar. Ýmis bólgueyðandi lyf hafa sömu áhrif sem og bensódíasepín og koffín. Það er því ef til vill ástæða til að ráðleggja sjúklingum sem nota þessi lyf að taka þau ekki rétt fyrir svefninn.

Fín samstilling innri og ytri klukku, sem og innbyrðis samspil dægursveifla margra líffræðilegra þátta, hefur líklega ekki þróast fyrir tilviljun. Röskun á þessum þáttum leiðir oft til margvíslegra kvilla (til dæmis svefnleysis), sem oftast eru tímabundnir en geta orðið þrálátir. Lífshættir mannsins hafa breyst verulega á síðustu öld og má þar meðal annars nefna mikla raflýsingu, sem löngu er búin að kveða myrkrið í kútinn. Ef til vill þurfum við að huga að afturhvarfi í þeim efnum að hluta og leyfa rökkrinu að njóta sín þannig að líkaminn fái réttar upplýsingar til að taka mið af.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Heimildir:
  • G. Richardsson (ed.): Chronobiology. Í M. H. Kryger, T. Roth, W. C. Dement (eds.): Principles and Practice of Sleep Medicin. Philad. W.B. Saunders, 1994: 277-321.
  • J. D. Miller et al: New insights into the mammalian circadian clock. Sleep. 1996; 19(8):641-667.
  • R. Hardeland, C. Rodriguez: Versatile melatonin: A pervasive molecule serves various functions in signaling and protection. Chronobiol Int. 1995; 12(3):157-165.
  • K. Krauchi et al: A relationship between heat loss and sleepiness: effects of postural change and melatonin administration. J Appl Physiol. 1997; 83(1):134-9.
  • Björg Þorleifsdóttir: Dægursveiflur. Samspil innri og ytri klukku. Heilbrigðismál. 1990; 38(2):10-12.

Svar þetta birtist upphaflega á vefsetrinu Doktor.is og er birt hér með góðfúslegu leyfi....