För människor som inte blir sömniga förrän klockan 02.00 kan surret från en väckarklocka kännas väldigt förtryckande.
Lättnad kan vara vid horisonten, tack vare upptäckten i våras av en genetisk mutation som orsakar nattugglans beteende.
Oavsett om du är en nattuggla eller en morgonlärka som stiger upp utan ansträngning varje dag med solen, regleras dina sömnvanor av dygnsrytmer. Dessa interna klockor styr nästan alla aspekter av vår hälsa, från aptit och sömn till celldelning, hormonproduktion och kardiovaskulär funktion.
Denna artikel publicerades ursprungligen på Konversationen. Läs originalartikel förbi Carrie L. Partch en docent i fysikaliska och biologiska vetenskaper vid University of California Santa Cruz.
Liksom många som studerar dygnsbiologins krångligheter, är jag optimistisk att vi en dag kommer att kunna designa läkemedel som synkroniserar våra cellulära klockor. Chefer som rynkar på näsan över sena ankomster kan snart bli ett minne blott.
Nästan varje cell i din kropp innehåller en molekylär klocka. Var 24:e timme eller så interagerar dedikerade klockproteiner med varandra i en långsam dans. Under loppet av en dag resulterar denna långsamma dans i ett snabbt uttryck av gener. Detta styr när särskilda processer kommer att inträffa i din kropp, såsom frisättning av hormoner som sömnbefrämjande melatonin.
Varför är hjärtinfarkt och stroke två till tre gånger vanligare tidigt på morgonen? Krita upp det till våra interna klockor, som koordinerar en ökning av blodtryck på morgonen för att hjälpa dig att vakna. Varför ska tonåringar lyssna på sina föräldrars vädjanden om att gå och lägga sig? Eftersom mänskligt tillväxthormon bara utsöndras en gång om dagen, kopplat till att sova på natten.
Nästan varje biologisk funktion är intimt kopplad till våra interna klockor. Våra kroppar är så finjusterade för dessa cykler att störningar orsakade av konstgjort ljus öka risken för fetma, kroniska inflammatoriska sjukdomar och cancer.
Tidpunkten för måltider kan också påverka din hälsa: När du äter kan vara viktigare än vad du äter. Många år sedan, en studie tittade på ätbeteendet hos möss, som är nattdjur. När mössen åt en diet med hög fetthalt under sin aktiva fas på natten, förblev de relativt trimma. De som knaprade på samma diet hela dagen och natten blev sjukligt feta. Pågående studier kan snart visa hur detta översätts till mänskliga matvanor.
Vad mer, några 1 000 FDA-godkända läkemedel målgener som styrs av våra interna klockor. Det betyder att tiden på dygnet då droger administreras kan ha betydelse. Till exempel är vissa kolesterolbekämpande statiner mest effektiva när de tas på kvällen så att de bäst kan träffa sitt mål, HMG-CoA-reduktasenzymet.
Våra interna klockor är individuellt kodade, med de flesta människor som hamnar i mitten av en 24-timmarscykel, men det finns många extremvärden – inklusive nattugglor – vars klockor är osynkroniserade.
En av 75 personer förutspås ha "nattugglemutationen" i klockprotein CRY1, vilket fördröjer sömnigheten till småtimmarna. Detta gör det inte bara svårare för nattugglor att vakna på morgonen, utan deras interna klockor som är längre än ett dygn försätter dem i ett evigt tillstånd av jetlag.
För nattugglor är sömncykeln till stor del utanför deras kontroll. Men för resten av oss finns det steg vi kan ta för att vila lättare och förbättra vår hälsa.
Klockorna i enskilda celler synkroniseras av hjärnan. Ljuset som strömmar in i ögat hjälper hjärnans "mästarklocka" att hålla sig i harmoni med dag/natt-cykeln. Det är därför, när du reser till en annan tidszon, stämmer inte din interna klocka längre med solcykeln. Det tar ungefär en vecka att synkronisera till en ny lokal tid.
Starkt konstgjort ljus på natten talar om för masterklockan att det fortfarande är dagtid, vilket leder till att cellulära klockor tävlar för att hänga med. Det är därför att se för mycket starkt ljus på natten kan ge dig jetlag utan att gå någonstans. En nyligen genomförd studie fann det helt enkelt tittar på e-läsare på natten under några timmar kan orsaka sämre sömn och mindre vakenhet nästa dag.
Du kan minimera störningar orsakade av artificiellt ljus genom att utöva god "lätt hygien". Översikt dig själv till mycket starkt ljus under dagen och minimera din exponering för artificiellt ljus efteråt skymning. Dessa steg hjälper din interna dygnsklocka att hålla sig synkroniserad med ljus/mörkercykeln, vilket främjar goda sömnmönster och allmän hälsa.
När vi lär oss mer om hur dygnsrytmer fungerar, kommer vi att bli bättre på att utforma terapeutiska behandlingar som utnyttjar livets naturliga rytmer.
I mitt labb studerar vi de komplexa molekylära mekanismerna som styr dygnsrytmer. Genom att titta på hur CRY1 interagerar med andra klockproteiner hoppas vi förstå hur nedärvda mutationer kan orsaka förödelse på dygnsrytmer. Nattugglemutationen i CRY1 verkar få den att ta tag i sina partnerproteiner hårdare, som en dålig danspartner som inte vet när den ska gå vidare. När CRY1 inte släpper sin partner med rätt timing, fördröjer den timingen för allt som styrs av klockan.
Om vi kunde förstå dessa mekanismer bättre skulle det skapa förutsättningar för nya läkemedel som skulle kunna ge lindring till en betydande del av befolkningen. Kanske skulle vi kunna förkorta nattugglors inre klockor tillbaka till cirka 24 timmar och hjälpa dem att sova vid en "normal" tid.
Med tanke på den komplicerade naturen hos biologisk tidtagning finns det sannolikt många fler gener som påverkar dygnsrytmen. Föreställ dig att skräddarsy tidpunkten för doserna till varje patients dygnscykel, maximera en medicins effekt samtidigt som exponeringen för biverkningar minimeras. Tänk dig att patienter kollar på klockan innan de tar ett piller för att behandla högt blodtryck eller lägre kolesterol. Helst kommer våra enheter av Fitbit-typ en dag att övervaka våra dygnsrytmer, vilket ger oss exakta mätningar i realtid av våra biologiska funktioner.
Detta kan låta långsökt, men det är inte så långt borta. Forskare letar nu efter biomarkörer som kan mätas i blod för att ta reda på den interna klocktiden.
