जैविक घड्याळ | Biological Rhythm

 जैविक घड्याळ | Biological Rhythm

जैविक घड्याळ म्हणजे आपल्या शरीरातील अशी एक जैविक यंत्रणा, जी विविध शारीरिक क्रियांचं वेळापत्रक ठरवते. यालाच सर्केडियन रिदम असे म्हटले जाते. हे शरीराचं घड्याळ झोपणे, उठणे, अन्नाचे पचन, हार्मोनचं स्रवण, आणि शरीराचं तापमान यांसारख्या अनेक क्रियांचे नियमन करते. शरीरातील जैविक घड्याळ अर्थात बॉडी क्लॉक या प्रणालीवर मूलभूत संशोधनाबद्दल अमेरिकेतील जेफ्री हॉल, मायकेल रॉसबॅश आणि मायकेल यंग या त्रिकुटाला औषधशास्त्रातील 2017 चा नोबेल पुरस्कार जाहीर झाला होता.

जैविक घड्याळ मुख्यतः मेंदूतील सुप्राचियासमॅटिक न्युकेलियस नेटवर्क (SCN - हा हायपोथालेमसमधील पेशींचा एक समूह जो शरीराच्या जैविक घड्याळास नियंत्रित करतो.) या भागात असतं, जो हायपोथॅलामसचा एक भाग आहे. बाह्य वातावरणातील प्रकाश आणि अंधाराच्या चक्रांवर ते कार्यरत असतं, ज्यामुळे आपल्याला दिवसा जागरूकता आणि रात्री झोप येते, म्हणजे दिवसाच्या २४ तासांत आपली झोप आणि जागेपणा समजून घेण्याची पद्धत आहे. ही पद्धत दैनंदिन झोप आणि जागेपणाच्या वेळापत्रकावर नियंत्रण ठेवण्यास मदत करते. बहुतेक सजीवांमध्ये ही पद्धत आढळते. जैविक घड्याळ प्रकाश आणि अंधार याबरोबर इतर घटकांमुळे प्रभावित होते. आपला मेंदू आजूबाजूच्या वातावरणावर आधारित सिग्नल प्राप्त करतो आणि विशिष्ट हार्मोन्स सक्रिय करतो, आपल्या शरीराचे तापमान नियंत्रित ठेवतो आणि चयापचयाचे नियमन करतो, ज्यामुळे आपणास जागरूक ठेवणे किंवा झोपेसाठी प्रवृत्त करणे शक्य होते.

काहींना बाह्य कारणांमुळे किंवा झोपेच्या समस्यांमुळे त्यांच्या जैविक घड्याळामध्ये अडचणी येऊ शकतात. निरोगी सवयी राखल्याने आपल्या शरीराच्या या नैसर्गिक घड्याळाला आपण चांगल्या प्रकारे प्रतिसाद देऊ शकतो.

जैविक घड्याळ कसे कार्य करते?

आपल्या शरीरात चार प्रकारचे जैविक घड्याळ कार्यरत असतात.

• सर्केडियन रिदम: २४ तासाचे चक्र ज्यामध्ये झोपेसारख्या शारीरिक आणि वर्तन विषयक लयींचा समावेश असतो
• डिओर्नल रिदम: दिवस आणि रात्रीच्या वेळी सर्केडियन लयशी जुळलेली लय
• अल्ट्राडियन रिदम: सर्केडियन लयपेक्षा कमी कालावधी आणि जास्त वारंवारता असलेली जैविक लय
• इन्फ्राडियन रिदम: २४ तासांपेक्षा जास्त कालावधीची जैविक लय, जसे की मासिक पाळीचे चक्र

शरीरातील पेशी

सर्वप्रथम, आपल्या मेंदूतील पेशी प्रकाश आणि अंधाराला प्रतिसाद देतात. आपले डोळे वातावरणातील बदल ओळखतात आणि तेव्हा सिग्नल पाठवतात की झोपावे की जागे राहावे. त्या पेशी नंतर मेंदूच्या इतर भागांना अधिक सिग्नल पाठवतात, ज्यामुळे थकवा किंवा जागरूकता वाढवते.

हार्मोन्सची भूमिका

मेलाटोनिन आणि कॉर्टिसोल सारखे हार्मोन्स जैविक घड्याळाचा भाग म्हणून वाढतात किंवा कमी होऊ शकतात. मेलाटोनिन हा झोप आणणारा हार्मोन आहे आणि रात्री याचे प्रमाण वाढते, तर दिवसा ते दडपले जाते. कॉर्टिसोल आपणास अधिक जागृत ठेवतो, आणि सकाळी याचे प्रमाण वाढते. इतर हार्मोन्स जे जागरूकतेमध्ये आणि जैविक घड्मयाळाध्ये भूमिका बजावतात त्यात खालील गोष्टींचा समावेश होतो:

• वसोप्रेसिन (Vasopressin - ADH/AVP): एक संप्रेरक जे रक्तदाब, लघवी आणि शरीराचे ऑस्मोटिक संतुलन नियंत्रित करण्यास मदत करते  
• अॅसिटाइलकोलीन (Acetylcholine - ACh): हा एक रासायनिक संदेशवाहक आहे जो मेंदूकडून चेतापेशींद्वारे शरीरात संदेश वाहून नेतो
• इन्सुलिन (Insulin): इन्सुलिन हा एक संप्रेरक आहे जो आपल्या शरीराला ऊर्जेसाठी ग्लुकोज (साखर) वापरण्यास मदत करतो
• लेप्टिन (Leptin): आपल्या शरीराचे वजन, भूक आणि उर्जा संतुलन राखण्यास हा संप्रेरक मदत करतो.

इतर घटक

शरीराचे तापमान आणि चयापचय (मेटाबॉलिझम) देखील आपल्या सर्केडियन रिदमचा भाग आहेत. झोपेत असताना आपल्या शरीराचे तापमान कमी होते आणि जागृत असताना वाढते. याशिवाय, चयापचय दररोज वेगवेगळ्या गतीने काम करते. इतर काही घटक देखील आपल्या जैविक घड्याळावर प्रभाव टाकू शकतात. आपल्या कामाच्या वेळेनुसार, शारीरिक क्रिया, ताण-तणाव आणि चिंता, तसेच इतर सवयी किंवा जीवनशैलीच्या निवडींमुळे आपली घड्याळात बदल होऊ शकते. वय देखील घड्याळावर प्रभाव टाकणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. नवजात बाळं, किशोरवयीन मुलं, आणि प्रौढ व्यक्ती घड्याळ वेगवेगळ्या प्रकारे अनुभवतात.

सर्वसाधारण झोपेसंबंधी मेंदूतील लहरी

• बीटा लहरी वेगवान असतात आणि मानवी मेंदू सर्वात जास्त तयार करतो. व्यक्ती थकलेली असताना आणि झोपेच्या पहिल्या टप्प्यात प्रवेश करताना बीटा लहरींचा आकार किंवा आयाम सामान्यतः वाढतो आणि नंतर दुसऱ्या आणि तिसऱ्या झोपेच्या टप्प्यात प्रवेश करताना कमी होतो.
• अल्फा क्रियाशीलता ही शांत जागृतीतून झोपेच्या संक्रमणाच्या वेळी आढळणारी सामान्य गोष्ट आहे. जर ती इतर मेंदूच्या लहरींवर अधिराज्य करू लागली, तर हे असामान्य किंवा आजाराचे चिन्ह असू शकते, ज्यामुळे झोपेची गुणवत्ता खराब होऊ शकते.
• थिटा लहरी या मेंदूतील मंद लहरी आहेत ज्या रिलॅक्स अवस्थेतून झोपेच्या दिशेने जाण्याच्या संक्रमणात अल्फा लहरींची जागा घेतात. या लहरी बहुधा झोपेच्या पहिल्या टप्प्यात दिसतात, जो झोपेचा सर्वात हलका टप्पा असतो.
• डेल्टा लहरी या सर्वात मेंदूतील मंद लहरी आहेत आणि त्या प्रामुख्याने झोपेच्या तिसऱ्या टप्प्यात, म्हणजे शांत झोपेत आढळतात. शांत झोपेला स्लो-वेव्ह झोप असेही म्हणतात, कारण त्यात मंद डेल्टा लहरी उपस्थित असतात.

(सर्व चित्रे आणि इमेजेस google वरून साभार)

बालकांमधील जैविक घड्याळ

नवजात बालकांना काही महिन्यांपर्यंत जैविक घड्याळ विकसित होत नाही. त्यामुळे त्यांच्या झोपेच्या पद्धती त्यांच्या आयुष्यातील पहिल्या काही दिवस, आठवडे, आणि महिने अनियमित असू शकतात. त्यांचे जैविक घड्याळ वातावरणाशी जुळवून घेतल्यावर आणि त्यांच्या शरीरात होणाऱ्या बदलांमुळे विकसित होते. साधारणपणे बालकामध्ये 3 महिन्यांच्या आसपास मेलाटोनिनचे स्त्रवणे सुरू होते, आणि 2 महिन्यांपासून 9 महिन्यांपर्यंत कॉर्टिसोल हे हार्मोन विकसित होते

लहान बालके आणि मुलांमध्ये एकदा जैविक घड्याळ आणि शरीरातील कार्ये परिपक्व झाल्यावर साधारणपणे झोपेची वेळ निश्चित होते. मुलांना दररोज साधारणतः ९ ते १० तास झोपेची गरज असते.

किशोरवयीन मुलांमधील जैविक घड्याळ

किशोरवयीन मुलांमध्ये जैविक घड्याळामध्ये बदल होतो, ज्याला 'स्लीप फेज डिले' म्हणतात. लहानपणी ज्या वेळेस ८ किंवा ९ वाजता झोप येत असे, त्याच वेळेच्या तुलनेत किशोरवयीन मुलांना रात्री उशिरापर्यंत झोप येत नाही.

मेलाटोनिनचा स्तर १० किंवा ११ वाजता किंवा त्याहून उशिरा वाढू शकतो. या बदलामुळे किशोरवयीन मुलांना सकाळी उशिरापर्यंत झोपायची गरज असते. त्यांच्या शांत झोपेची कमाल वेळ ३ ते ७ वाजेपर्यंत असते – किंवा कधीकधी त्याहून उशिरापर्यंत – पण तरीही त्यांना इतरांप्रमाणेच शांत झोपेची गरज असते.

प्रौढांमधील जैविक घड्याळ

प्रौढांनी आपले जैविक घड्याळ योग्य सवयींनी सातत्यपूर्ण ठेवायला हवे. त्यांच्या झोपायच्या आणि उठायच्या वेळा नियमित असाव्यात, आणि दररोज ७ ते ८ तासांची झोप मिळविण्यासाठी नियमित वेळापत्रकाचे पालन करणे महत्त्वाचे आहे. प्रौढांना अर्ध्या रात्रीपूर्वी झोप येऊ शकते, कारण मेलाटोनिन त्यांच्या शरीरात सोडले जाते. प्रौढांच्या शांत झोपेची कमाल वेळ रात्री २ ते ४ वाजेपर्यंत आणि दुपारी १ ते ३ वाजेपर्यंत असते.

जसे जसे वय वाढेल तसे प्रौढांना त्यांच्या जैविक घड्याळामध्ये बदल जाणवू शकतो, आणि ते आधीपेक्षा लवकर झोपायला जाऊ लागतात आणि पहाटेच जागे होतात. सामान्यतः, हे वृद्धत्वाची सुरुवात असू शकते.

जैविक घड्याळात बदल घडवून आणणारे घटक

कधीकधी आपल्या जैविक घड्याळज्याचे पालन करणे शक्य नसते, आणि आपल्या जीवनशैलीच्या गरजा आणि आपले जैविक घड्याळ यामध्ये संघर्ष होतो यांचे खालील कारणे असू शकतात:

• रात्रपाळी किंवा दिवसभराच्या अनियमित कामाच्या वेळा ज्या नैसर्गिक प्रकाशाच्या वेळांशी विसंगत असतात
• अस्थिर तासांबरोबर कामाच्या वेळा
• प्रवास ज्यामध्ये एक किंवा अधिक टाईम झोनचा फरक असतो
• अशी जीवनशैली जी रात्री उशिरापर्यंत जागरण किंवा लवकर उठण्यास प्रवृत्त करते
• उत्तेजित करणारी औषधे
• ताण-तणाव
• मानसिक आरोग्याच्या स्थिती
• मेंदूचे नुकसान, डिमेंशिया, डोक्याला इजा किंवा अंधत्व यांसारख्या आरोग्यविषयक समस्या
• खराब झोपेच्या सवयी — अनियमित झोपेचे वेळापत्रक, रात्री उशिरा खाणे किंवा पिणे, झोपण्याच्या अगोदरचा स्क्रीन टाईम, किंवा आरामदायक झोपेची जागा नसणे इत्यादी

जैविक घड्याळ आणि जेट लॅग

जेट लॅग तेव्हा होतो जेव्हा आपण वेगाने अनेक टाईम झोन ओलांडून प्रवास करतो, आणि आपले शरीर नवीन वातावरणाच्या वेळेशी समायोजित झालेले नसते. आपले जैविक घड्याळ आपण सोडलेल्या जागेशी जुळवून घेतलेले असते, आणि त्यास पुन्हा नवीन जागेशी जुळवून घ्यावे लागते. यामुळे आपणास दिवसा थकवा जाणवू शकतो किंवा रात्री झोप न येण्याची  शक्यता असते.

जेट लॅगमुळे आपल्या आरोग्यावर परिणाम करणारे इतर बदलही जाणवू शकतात, जोपर्यंत आपले जाविक घड्याळ पुन्हा सामान्य होत नाही. नवीन टाईम झोनशी जुळवून घेण्यासाठी एक दिवस किंवा एक आठवड्यापर्यंत वेळ लागू शकतो. झोपेचे चक्र नियंत्रित करण्यासाठी प्रत्येक तासाच्या बदलासाठी एक दिवस लागतो.  

डेलाइट सेव्हिंग टाइमसाठी घड्याळे मागे किंवा पुढे गेल्यावर तुम्हाला जेट लॅगचे सौम्य लक्षण जाणवू शकतात. हा व्यत्यय जास्त काळ टिकणार नसतो, परंतु तुमच्या शरीराला जुळवून घेण्यासाठी काही दिवस लागू शकतात.

जैविक घड्याळाचे आपल्या आरोग्यावरील प्रभाव

आपला जैविक घड्याळ टिकवून ठेवणे आपल्या आरोग्यासाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे. जर तुमच्या जैविक घड्याळामध्ये अडथळा आला आणि पुरेशी झोप मिळविण्यात अडचण येत असेल, तर याचा तुमच्या आरोग्यावर अल्पकालीन आणि दीर्घकालीन परिणाम होऊ शकतो.  जैविक घड्याळामध्ये झालेला अडथळा दीर्घकाळासाठी शरीराच्या अनेक भागांमध्ये आरोग्याच्या समस्या निर्माण करू शकतो.

• स्मृती समस्या
• ऊर्जा कमी होणे
• जखमेचे उशिरा बरे होणे
• त्वचेचे विकार
• हार्मोन चक्रात बदल ज्यामुळे प्रजननक्षमतेवर परिणाम होऊ शकतो
• पचन आणि आतड्यांमधील समस्या
• शरीराच्या तापमानातील अनियमितता
• मधुमेह, लठ्ठपणा आणि मानसिक आरोग्याच्या समस्या होण्याची शक्यता बळावते

जैविक घड्याळ रीसेट कसे करावे?

आपले जैविक घड्याळ विस्कळीत झालेले जाणवल्यास आपण ती परत ट्रॅकवर आणू शकतो. आपल्या २४ तासांच्या आरोग्यदायी शेड्यूलला चालना देण्यासाठी काही टिप्स:

• दररोजचे नियमित वेळापत्रक पाळण्याचा प्रयत्न करा.
• जागृत राहण्यासाठी बाहेर दिवसा प्रकाशात वेळ घालवा.
• दररोज पुरेशी शारीरिक व्यायाम करा — साधारणत: २० मिनिटे किंवा त्याहून अधिक एरोबिक व्यायाम करण्याची डॉक्टरांच्याकडून शिफारस केली जाते.
• योग्य प्रकाश, आवश्यक तापमान आणि आरामदायी गादी आणि इतर साहित्य झोपेसाठी अनुकूल वातावरण तयार करते.
• संध्याकाळी मद्य, कॅफिन, आणि निकोटिन टाळावे.
• झोपायच्या आधी स्क्रीनचा वापर बंद करा आणि पुस्तक वाचणे किंवा ध्यान यासारख्या कृतीकार्यात स्वतःला गुंतवून घेण्याचा प्रयत्न करा.
• संध्याकाळी किंवा उशिरा दुपारी झोप घेऊ नका.
• झोपेच्या समस्या सल्यास झोपण्यास सोपे होण्यासाठी औषधे किंवा डॉक्टरांच्या मेलाटोनिनसारखी पूरक औषधे घ्या

समारोप

जैविक घड्याळ म्हणजे शरीराची नैसर्गिक २४ तासांची घड्याळ व्यवस्था, ज्यामुळे शरीर निरोगीपणे झोपणे-जागे राहण्याच्या वेळापत्रकावर कार्य करते. योग्य विश्रांतीसाठी निरोगी आणि सक्रिय जीवनशैली जगणे जैविक घड्याळ्याची लय टिकवण्यासाठी मदत करू शकते. जर तुम्हाला दीर्घकाळ झोपेमध्ये अडचण येत असेल किंवा दिवसभर खूप थकवा येत असेल, तर डॉक्टरांना भेटा आणि जैविक घड्याळ पुन्हा योग्यरित्या सेट करण्यासाठी मदत घ्या.

संदर्भ:

Albrecht, U. (2012). Timing to perfection: The biology of central and peripheral circadian clocks. Neuron, 74(2), 246–260.

Daan, S., & Beersma, D. G. M. (2019). Circadian rhythms in health and disease. Springer.

Golombek, D. A., & Rosenstein, R. E. (2010). Physiology of circadian entrainment. Physiological Reviews, 90(3), 1063–1102.

Moore-Ede, M. C., Sulzman, F. M., & Fuller, C. A. (1982). The clocks that time us: Physiology of the circadian timing system. Harvard University Press.

Panda, S., Hogenesch, J. B., & Kay, S. A. (2002). Circadian rhythms from flies to human. Nature, 417(6886), 329–335.

Refinetti, R. (2016). Circadian physiology (3rd ed.). CRC Press.

Takahashi, J. S. (2017). Transcriptional architecture of the mammalian circadian clock. Nature Reviews Genetics, 18(3), 164–179.