Kroppens rytme by Kagge Forlag

SARA NØLAND

KROPPENS RYTME

Lev i takt med din indre klokke

Omslagsdesign: Terese Moe Leiner

Layout og sats: Ingrid Goverud Ulstein

Illustrasjoner: Sara Nøland

Papir: Holmen Book Cream 70 g

Boka er satt med Farnham Display 11/15

Trykk og innbinding: Livonia Print, Latvia

ISBN: 978-82-489-3660-2

Forfatteren har mottatt støtte fra Norsk faglitterær forfatter og oversetterforening.

Med mindre annet er oppgitt, er sitater oversatt av forfatteren.

Kagge Forlag AS

Akersgata 45

0158 Oslo

www.kagge.no

Materialet i denne utgivelsen er vernet etter åndsverkloven. Det er derfor ikke tillatt å kopiere, avfotografere eller på annen måte gjengi eller overføre hele eller deler av utgivelsens innhold uten at det er hjemlet i lov, eller følger av avtale med Kopinor.

Enhver bruk av hele eller deler av utgivelsen som innmating eller som treningskorpus i generative modeller som kan skape tekst, bilder, film, lyd eller annet innhold og uttrykk er ikke tillatt uten særskilt avtale med rettighetshaverne.

Bruk av utgivelsens materiale i strid med lov eller avtale kan føre til inndragning, erstatningsansvar og straff i form av bøter eller fengsel.

Innledning

I desember 1922 ble det født en jente på en gård midt i Sverige, omtrent fire mil fra Örebro. I løpet av levetiden hennes skjedde det store medisinske fremskritt: Oppdagelsen av penicillin, utviklingen av vaksiner, bruken av insulin og fremveksten av avansert bildeteknologi. Alle disse fremskrittene har samlet bidratt til en betydelig økning av den gjennomsnittlige levealderen siden 1922. Denne jenta, som var farmoren min, levde til hun var over 100 år gammel. Selv om den globale levealderen har økt over mange tiår, har det i noen utviklede land som USA vært en stagnasjon eller nedgang i den gjennomsnittlige levealderen de senere årene. Dette skyldes blant annet en økende forekomst av kroniske sykdommer som diabetes, hjertesykdommer, fedme og til en viss grad økning i selvmordsrater. Til tross for ulike årsaksfaktorer har disse sykdommene noe til felles: De oppstår alle ved forstyrrelser i kroppens rytme. I løpet av min egen levetid, og spesielt de siste ti årene,

har det skjedd en eksplosiv utvikling i forskningen på kroppens rytme. En av de fremste forskerne innen feltet, professor Satchin Panda, mener at forståelsen av kroppens rytme er nøkkelen til å løse mange av dagens og fremtidens utfordringer i tilknytning til kroniske livsstilssykdommer.1 Så hva er egentlig kroppens rytme?

Et klart eksempel er den daglige syklusen av søvn og våkenhet, kjent som døgnrytmen. Begrepet den cirkadiske rytmen (fra latin cirka, som betyr omtrent, og dies, som betyr dag) beskriver varigheten på omtrent et døgn. Men kroppens rytme gjelder mye mer enn bare søvn. Hver eneste celle og hvert eneste organ er utstyrt med sin egen rytmiske tidsplan: Kortisolnivået stiger om morgenen, tarmen er mest aktiv om formiddagen, kroppstemperaturen når sitt høydepunkt på ettermiddagen, og blodtrykket er lavest om natten. Selv hudens evne til sårheling følger en rytme, med optimal funksjon på dagen og dårligere om natten. Sekvensen av disse hendelsene er langt ifra tilfeldig; de er programmert inn i en kjøreplan i genene våre og er til stede i hver celle.

I 2017 ble Nobelprisen i fysiologi eller medisin tildelt de tre forskerne Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash og Michael W. Young for deres banebrytende arbeid med å avdekke de molekylære mekanismene bak den cirkadiske rytmen i cellene. Nå vet vi ikke bare at kortisolnivået stiger om morgenen, vi vet også mye mer om hvorfor. DNA-et vårt har nemlig en klokkemekanisme som tar tiden og signaliserer når forskjellige kroppsfunksjoner skal utføres. Denne mekanismen, som

finnes i mennesker, dyr og planter, understreker at alle organismer er grunnleggende utformet for rytmer. Dette er kjernen i kronobiologi, vitenskapen om livsrytmer (av gresk khronos, som betyr tid). Kunnskapen om kroppens preferanse for søvn, mat og aktivitet har ført til økt oppmerksomhet på å gi kroppen det den trenger til riktig tid, og har gitt opphav til fagområder som kronoernæring og kronoterapi. Forskningen på kronoterapi, som går ut på å gi behandling til riktig tid på døgnet, har virkelig fått vind i seilene de siste ti årene. Kan medisinen gi bedre effekt og ha færre bivirkninger hvis den tas på det riktige tidspunktet? Dette spørsmålet utforskes nå også når det gjelder timing av vaksiner, og resultatene er så langt både spennende og lovende.

Min egen doktorgrad handlet ikke direkte om kroppens rytme, men om kjønn og kjønnshormoners rolle i øyehelse. Men til og med under arbeidet med tørre øyne oppdaget jeg et døgnmønster: Symptomene på tørre øyne øker markant om kvelden hos veldig mange. Hvorfor det? Interessant nok har også tårevolumet en rytme, med mest tårevæske om morgenen og minst om kvelden.2 Kanskje kan denne kunnskapen føre til bedre behandling av tørre øyne? Da jeg skrev min forrige bok, Øyet – kroppens fantastiske kamera, ble jeg også fascinert over hvor viktig øynene er for kroppens rytme. For øynene er ikke bare essensielle for synet; de spiller også en nøkkelrolle i reguleringen av døgn rytmen. Rundt tusenårsskiftet oppdaget forskere nemlig en helt ny type celle i øyets innerste del, som aktiveres av blått lys.

Funnet ble anerkjent som et av de største vitenskapelige gjennombruddene i 2002 av tidsskriftet Science.3 Dette danner det teoretiske grunnlaget for at vi bør unngå eksponering for mye blått lys om kvelden, og er bakgrunnen for både salg av blålysblokkerende briller og utviklingen «night shift»-modus på smarttelefonen.

Etter oppfinnelsen av lyspæren i 1879 ble verden oversvømmet av kunstig lys, noe som har gjort det mulig å være aktiv til alle døgnets tider. Istedenfor å slå oss til ro med stearinlys om kvelden fortsetter vi å trene og jobbe i sterkt opplyste omgivelser til sent. Tilgangen til laptoper og smarttelefoner gjør at vi enkelt kan binge en serie fra sengen etter midnatt. Å se på en serie midt på natten med tunge øyelokk og hjernen full av søvnhormoner er å leve i utakt med vår egen rytme. Kroppen får ikke utført de prosessene den er programmert for. En økende mengde forskning viser at forstyrrelse i den cirkadiske rytmen har større konsekvenser for helsen enn vi liker tro, på både kort og lang sikt. Et liv i utakt er forbundet med helseplager som depresjon, angst, ADHD, søvnforstyrrelser, fedme, diabetes, hjerte- og karsykdommer, demens og kreft.4–8 Forskere har til og med oppdaget at personer som jobber natt, har en seks ganger økt risiko for skilsmisse enn dem som jobber ordinær dagtid.9

Så hva kan vi gjøre? Vi kan neppe erklære krig mot lyspæren. Men vi kan jobbe for bedre tilrettelegging, både som samfunn og som individer. Det er alltid noe vi kan gjøre for å havne mer i synk med vår indre klokke.

Optimalisering av rytmen avhenger ikke bare av valgene vi tar rett før sengetid, men også av valgene vi tar fra det øyeblikket vi våkner. Rytmen påvirkes av når vi eksponeres for sollys, når vi spiser, trener, hviler og drikker kaffe. Ved å synkronisere livsstilen vår med kroppens egen rytme kan vi ikke bare forebygge sykdommer, men også forbedre den fysiske og psykiske helsen her og nå. Mye tyder dessuten på at vi kan reversere allerede oppståtte helseplager dersom vi legger om til en mer rytmisk livsstil.

For å lykkes trenger vi kunnskap om hvordan klokken vår fungerer. Målet med denne boken er å formidle denne kunnskapen på en lettfattelig og underholdende måte. Jeg ønsker samtidig at du skal sitte igjen med en grundig forståelse av hvordan rytmen vår opererer, helt ned på cellenivå. Når du forstår mekanismene bak kroppens egen klokke, vil riktige helsevalg bli en naturlig del av hverdagen din, uten behov for å stadig søke råd fra helseguruer. Likevel har jeg krydret boken med noen praktiske tips, og selvfølgelig med flere morsomme fakta.

Visste du for eksempel at det finnes en tid på døgnet hvor vi har ekstra sterk yteevne på trening? Eller at det er et lite tidsrom der vi har ekstra god hukommelse?

La meg si det så enkelt: Hvorvidt du vil lykkes i livet, om det så er med treningsmål eller på en eksamen, avhenger av om du spiller på lag med din indre klokke.

1. Celler og stjerner

Livets rytmer

Hvordan starter en vanlig morgen for deg? Kanskje begynner den med en god morgenstrekk og et besøk på toalettet før du hopper i dusjen. Er du småbarnsforelder, kan det hende du tar til takke med en rask kattevask og slenger på deg gårdagens antrekk før pliktene kaller. Det som er felles for de fleste, er at dagen ikke begynner på ordentlig før den første slurken med kaffe eller den første skiven med gulost nytes. En stund med kaffekoppen og brødskiven ved kjøkkenbordet anses kanskje som en vanlig morgen. Men visste du at tidspunktet for den første morgenkaffen faktisk er styrt av krefter i universet? Og at tidspunktet for når du smører brødskiven, egentlig er et resultat av en kosmologisk hendelse for 4,6 milliarder år siden?

Noe så hverdagslig som morgen og kveld styres jo av jordens rotasjon rundt sin egen akse. Og den bruker 24

timer på en runddans. Men hvorfor akkurat 24 timer? Her må vi tilbake til hendelsen for 4,6 milliarder år siden, da solsystemet vårt ble til. Forskere beskriver dannelsen av solsystemet som en roterende kollaps. En sky av molekyler begynte å falle sammen og rotere stadig raskere, slik at den til slutt tok form som en diskos – med solen i midten og planeter og måner rundt omkring. Og de roterende kreftene som startet denne dansen, har ingen planer om å stoppe. Det finnes nemlig ingen motvirkende krefter (som luftmotstand) som bremser jordens rotasjon. Det enkle svaret på spørsmålet om hvorfor jorden spinner med 24 timer, er derfor at den ble født slik. Akkurat som vi mennesker tilfeldigvis blir født med ulike lengder på kroppen, ble planetene født med ulik roterende hastighet. For eksempel bruker planeten Pluto 6,4 dager på å rotere rundt sin egen akse, mens Merkur – den lille planeten nærmest solen – bruker hele 59 dager. Disse kosmologiske forholdene er altså grunnen til at vi, jordens beboere, hver 24. time vekkes av daggryets lys som setter scenen for alt vi foretar oss.

Kanskje er du blant dem som har sagt at døgnet ikke har nok timer, at du trenger flere. Men gresset er ikke nødvendigvis grønnere på den andre siden. Du vil neppe ha det som på Merkur, hvor døgnet varer i 1416 timer. Så kan man selvfølgelig undre og frustrere seg til evigheten over hvorfor Merkur og jordkloden har akkurat disse antallene timer, for det kan jo virke litt tilfeldig. Men dette er rammen for livet vi har fått, 24 timer, og det er ingenting vi kan gjøre med det. Vi må bare tilpasse oss.

Døgnrytmens påvirkning på jorden har enorme konsekvenser for hele økosystemet – med konsekvenser som strekker seg langt utover når du drikker kaffe eller tar på pyjamas. Kroppen vår er tilpasset døgnrytmen på 24 timer: metabolismen, reproduksjonen, konsentrasjonen. Dette gjelder også alle andre levende organismer, som dyr, planter, sopp og til og med bakterier. Et eksempel på en døgnrelatert mekanisme i planter er fotosyntesen. Vanlige planter har hundrevis av porer på bladene som er utformet til å åpne seg på dagtid – for å ta opp karbondioksid og regulere væskebalansen – og lukke seg på kveldstid. Slik får planten forutsetninger for å vokse seg grønn og stor, og i neste ledd får planteeteren forutsetninger for å begynne dagen med en deilig grønn frokost. Det finnes visse realiteter som vi ikke kan forandre på, og det bør vi være glade for. Dersom jorden plutselig begynte å rotere med en lavere hastighet – si et døgn på 30 timer – ville det skapt et økologisk kaos uten like. Runddansen som startet med planetens rotasjon, har påvirket alle levende organismer til å danse i samme takt, og vi må danse i harmoni. Derfor har alle levende organismer denne iboende egenskapen – den cirkadiske rytmen (av det latinske cirka, som betyr omtrent, og dies, som betyr dag).

Den cirkadiske rytmen er bokens hovedtema, men det finnes også andre biologiske rytmer. Infradiske rytmer er betegnelsen på sykluser som tar lengre tid enn et døgn. Et sentralt eksempel er menstruasjonssyklusen, som varer gjennomsnittlig 28

16 dager. Siden jeg innledet med å snakke om forbindelsen mellom biologi og astronomi, lurer du kanskje på om et roterende himmellegeme også kan forklare denne syklusen på cirka en måned? Noen hevder at månen påvirker mensen. Månens rotasjonssyklus er nemlig på 29,5 dager. At det skulle være en forbindelse mellom månen og mensen, høres kanskje merkelig ut, men naturen viser seg ofte å være ganske merkelig. For det er et faktum at en del marine organismer og noen landdyr styrer sin reproduktive adferd etter månens syklus.10 Når det gjelder mennesker, er sammenhengen mer uavklart. Noen studier tyder på en viss forbindelse, mens andre ikke finner noen sammenheng.11, 12 Dersom månens syklus virkelig er samstemt med menstruasjonssyklusen, kan man tenke seg månen som en menstruasjonskalender. Ikke på app, men på himmelen. Se, det er fullmåne –betyr det at mensen er på vei? Mer om dette i kapittel 6, som handler om den reproduktive klokken. Andre prosesser i naturen som kalles infradiske rytmer – lengre enn et døgn – er fenomener som dvale, utskiftning av pels og migrasjon. Et eksempel på migrasjon er at trekkfugler flyr sørover om vinteren, og årsaken kan igjen tilskrives bevegelse i verdensrommet. Når jorden har passert en runde rundt solen – 365 dager – sier vi at det har gått ett år. Egentlig er det 365 dager, 6 timer og 9 minutter. De ekstra timene ville utgjort et døgn hvert fjerde år, noe vi løser ved å legge på en dag i kalenderen hvert fjerde år, altså skuddår. Men den virkelige årsaken til at vi har ulike årstider, er at jord-

kloden roterer litt på skrå; den har en skråning på cirka 23 grader. På den ene årstiden vil den nordlige halvkulen være nærmest solen og derfor varmest, og på den andre årstiden vil den sørlige halvkulen være nærmest solen og få glede av sommervarme. Grunnen til at du har både vinterjakke og bikini liggende i klesskapet, er altså at jorden beveger seg sakte rundt solen, på skrå.

I tillegg til de to rytmene, cirkadisk og infradisk, har vi nok en kategori: ultradisk rytme. Det er sykluser i naturen på under et døgn. Kan du tenke deg noen? Det kan være enhver prosess som gjentar seg i kroppen. Kanskje tenker du på hjerterytme, pust, søvnfaser. Men visste du at nesen også har sin egen syklus? Innsiden av nesehulen er kledd med en «oppblåsbar» slimhinne; den kan fylles med blod og bli større. En tysk lege oppdaget at tykkelsen på neseslimhinnen er asymmetrisk, den ene siden er oppblåst, mens den andre siden er flat, og de bytter på annenhver gang. Ingen synes å kjenne den fulle årsaken til dette, men noen påstår at det optimaliserer pust, fuktighet og lukt. Syklusen, som styres av nervesystemet, varer i gjennomsnitt 2,5 timer, men varierer fra person til person. I motsetning til de andre rytmene har ikke ultradiske rytmer noen forbindelse med bevegelser i verdensrommet. Her skyldes varigheten snarere optimalisering for spesifikke organer som kroppen trenger for å fungere godt som en helhet. Likevel, det hadde vært en artig kuriositet om også nesesyklusen var dirigert av en omløpsbane i solsystemet.

«Det eneste som er permanent i livet, er forandring»,

skal den greske filosofen Heraklit ha uttalt. Heraklit baserte utsagnet på at hele universet er i konstant forandring. Akkurat som planetene i solsystemet går i sykluser, følger kroppen også en rekke slike. Og ettersom noen er korte, og andre er lange, er det nyttig med flere betegnelser som reflekterer ulik varighet – fra kortest til lengst: ultradiske rytmer, cirkadiske rytmer og infradiske rytmer. Likevel er det den cirkadiske rytmen – døgnrytmen på 24 timer – som skiller seg spesielt ut. Den er taktfast, varierer lite, og den er ufravikelig. Når vinterkulden kommer, kan vi alltids legge igjen vinterjakken hjemme og reise til Thailand, og slik unnslippe konsekvensene av jordens årlige kretsing rundt solen. Slik er det ikke med døgnrytmen; selv om du reiser til Thailand og klokken viser syv på morgenen, vil kroppen din fortsatt tro det er midnatt på grunn av tidsforskjellen. Dette er fordi døgnrytmen ikke bare påvirker oss eksternt (gjennom lys, mørke, temperatur), men også internt. Vi slipper ikke unna den, for den er kodet i DNA-et vårt i hver eneste celle, noe jeg vil gå nærmere inn på i de kommende kapitlene. Kroppen tar tiden og har med seg universet til hjelp.

Hjernens klokke

Den franske biologen Jean-Jacques d’Ortous de Mairan var dypt fascinert av hvordan noen planter hever bladene om dagen og senker dem om natten. I 1729 bestemte

han seg for å studere dette fenomenet gjennom et enkelt, men banebrytende eksperiment. Metoden var å plassere planten i et mørkt, lystett rom, for deretter å observere hvordan den oppførte seg. Det viste seg at plantens heving og senking av bladene fortsatte akkurat som før – opp på dagen og ned på kvelden – selv i totalt fravær av sollys. Eksperimentet har blitt omtalt som selve fødselen av kronobiologien – vitenskapen om livsrytmer. Lignende forsøk har blitt gjentatt med mange planter, dyr og mennesker, og resultatet viser seg alltid å være det samme. Livsrytmene fortsetter som før i fravær av lys og ytre stimuli, noe som demonstrerer det avgjørende poenget: Vi besitter en indre, selvgående biologisk klokke.

La oss bevege oss fra planter til mennesker. Forestill deg at du ble plassert i en grotte helt uten lys eller andre tidsmarkører i en uke. Hva tror du ville skjedd? Ved siden av lengselen etter en normal hverdag og kontakt med andre hadde du kanskje følt deg tidsforvirret og døgnvill?

Mentalt sett ville det nok oppleves slik, men kroppen din hadde likevel hatt full kontroll. Om kvelden ville søvnhormonet blitt frigjort, kroppstemperaturen ville sunket, om morgenen ville kortisol sluppet ut og vekke deg, blodtrykket ville steget, og om ettermiddagen ville insulinet blitt skilt ut før søvnhormonet på nytt meldte sin ankomst. Dette hormonelle orkesteret ville gjentatt seg hver dag, omtrent på samme tid, uansett hvor døgnvill du måtte følt deg. Men hvordan klarer kroppen å holde tiden når den mangler ytre referansepunkter for hvilken tid på døgnet vi befinner oss på? Svaret ligger i hjernen.

Dypt inne i hjernen din, cirka ti centimeter inn fra toppen av neseryggen, ligger det en klynge av hjerneceller. Klyngen prydes av navnet nucleus suprachiasmaticus (SCN), men la oss for enkelhets skyld kalle den superklokken. Superklokkens oppgave er å holde tiden for resten av kroppen, regulere temperatur, hormoner, matinntak og mye mer. Den kommuniserer med kroppens mange organer via signaler i nervesystemet og hormonsystemet, og denne kommunikasjonen følger et tydelig hierarki. Ordet super er passende her, da det stammer fra latin og betyr over. Superklokken er nemlig en overordnet klokke for et mangfold av klokker i hele kroppen. Da lurer du kanskje på hvor mange klokker det egentlig er i kroppen? Faktisk finnes det klokkefunksjoner i hver eneste celle, og siden vi har 36 billioner celler, har vi like mange klokker: 36 000 000 000 000 stykker. Tallet virker overveldende, og det er kanskje også litt misvisende, for celler er jo organisert i vev og organer. Slik sett er det vanligere å omtale de lokale klokkene som organklokker. Summen av levercelleklokkene utgjør leverklokken. På samme måte har vi en nyreklokke, magesekklokke, hjerteklokke og hudklokke. Hver av disse klokkene er selvgående. Men siden det er mange av dem, oppstår et behov for sentral synkronisering. Superklokken har denne rollen og sørger for at kroppen fungerer som en harmonisk helhet. Hadde du levd i middelalderen, kan jeg med stor sikkerhet påstå at du ikke ville eid en klokke, verken på armen eller hjemme. Likevel ville behovet for å møte

andre mennesker fortsatt være til stede, da det var vanlig å samles til arbeid og bønn. Dette ga opphav til ideen om klokketårn. De første klokketårnene ble angivelig bygget uten synlige klokkeflater og hadde altså kun de klingende klokkeslagene, et taktfast varsel som samlet lokalsamfunnet. At lyden skulle nå langt ut, forklarer hvorfor klokketårnet ble bygget sentralt og høyt – det var ofte den aller høyeste bygningen i byen. Gjennom middelalderen og renessansen ble det bygget stadig flere klokketårn, de fleste med tydelige klokkeflater slik at innbyggerne kunne lese tiden når de ønsket. Etter den industrielle revolusjon, da folk begynte å ta tog etter faste tidspunkter, ble store klokketårn i byene helt essensielt. Tenk bare på Big Ben ved Westministerpalasset i London. Man kan se for seg at den store klokken fungerte som en

ledestjerne for alle de tusenvis av menneskene som sto på perrongene og kaiene.

På samme måte er superklokken en leder for de tallrike klokkene som er spredt rundt i kroppen. Selv om magesekken, leveren og tarmen har sine egne lokale klokker som styrer deres oppgaver, er det en fordel om de tre organene jobber i takt – de har jo tross alt ansvar for den samme brokkolibiten som ferdes gjennom fordøyelsessystemet. Uten superklokken havner kroppen helt i ubalanse, det viser forskning på dyr. Flere forskergrupper har nemlig undersøkt hva som skjer med mus dersom man fjerner superklokken, den lille klyngen av hjerneceller sentralt i hjernen. Musene mister ikke bare sin vanlige døgnrytme, noe som speiles i søvnadferden deres, men også temperatursvingningene som normalt følger et vanlig søvnmønster.13, 14 En studie på ekornaper – dyr med et søvnmønster som er mer likt menneskets – viste tilsvarende resultater. Ekornapene uten superklokke mistet døgnrytmen, i både observert søvnmønster, temperaturvariasjoner og tidspunkt for måltider.15

Gitt superklokkens funksjon kommer ikke dette som noen overraskelse. Kroppens mange perifere klokker kan også sammenlignes med musikere i et orkester, som må ledes av en dirigent. Selv om de individuelle musikerne spiller aldri så godt, trenger de en dirigent for å hindre utakt og å sikre at symfonien låter harmonisk.

Superklokken i hjernen synkroniserer alle lokale organklokker i kroppen, som illustrert her i leveren, nyren og fettvevet.

Det tikker i cellene

Forestill deg at du er daglig leder i et cateringselskap. Det er lørdag, og dere skal betjene et bryllup fra start til slutt.

Oppgaven er å først levere kaffe og boller til vielsen, og

seks timer senere skal dere begynne å servere middagen. Haken er at dere skal klare dette uten noen form for klokke (mobiltelefon er selvfølgelig utelatt). Dette tankeeksperimentet illustrerer hvordan hjernen har det – den skal levere signalstoffer og hormoner til riktig tidspunkt. Det er omtrent seks timer fra søvnhormonet utskilles, til oppvåkningshormonet leveres. Hvordan vet hjernen og kroppen at denne tidsperioden har passert?

Svaret er rytmer i cellene. En rytme er per definisjon en bevegelse som gjentar seg i et mønster. Tikk, takk, tikk, takk. For å forklare hvordan dette skjer i cellen, må vi en liten runde innom urverkets historie. Soluret anses som menneskets første og enkleste urverk. Det består av en sirkel på bakken, med en oppadstigende pinne plassert i sentrum. Skyggen som pinnen kaster på sirkelens markeringer, angir tiden, basert på solens posisjon på himmelen. Det er logisk å basere tidtakingen på noe så grunnleggende som solen, men ulempen var jo at løsningen verken fungerte om natten eller på overskyede dager. Rundt 1500 f.Kr. ble vannuret oppfunnet i Egypt. Vannuret var basert på bevegelsen av vann som rant fra én beholder til en annen. Når vannet gradvis steg i den nedre beholderen, som var markert med streker, kunne man telle hvor mange timer som hadde gått. Et lignende prinsipp finner vi i timeglasset, som er basert på rennende sand. Disse tre antikke urverkene har alle til felles at de er basert på bevegelser – konstante bevegelser, siden de rett og slett følger naturens lover. Dette prinsippet følger utviklingen videre inn i de første

Det mekaniske urverket utviklet seg til pendeluret, en mer sofistikert teknologi hvor tyngdekraften driver pendelen frem og tilbake, der én svingning tilsvarer ett sekund. Den tradisjonelle bestefarsklokken var både funksjonell og populær, men måtte justeres jevnlig av en urmaker, siden pendelen mistet nøyaktigheten over tid. Også andre naturlover enn tyngdekraften kan benyttes i urverk. I moderne klokker har den bevegende enheten blitt erstattet av en kvartskrystall som vibrerer med en konstant frekvens når den er i kontakt med elektrisitet.

I cellen har vi verken tannhjul, pendler eller visere. Men vi har gener, proteiner og feedbackmekanismer. Fra historien ovenfor kan vi trekke ut at tidtaking dreier seg om å spore en jevn og forutsigbar bevegelse.

La meg forklare hvordan dette foregår i cellen. Blant de tusenvis av genene våre har vi såkalte klokkegener (ja, et av dem heter faktisk CLOCK). Klokkegenene instruerer produksjonen av klokkeproteiner. Klokkeproteinene lever et sirkulært liv – de bygges opp og de brytes ned i en regelmessig takt. Det som bestemmer denne takten, er den såkalte feedbackmekanismen, eller på norsk tilbakekoblingsmekanisme. Kanskje er du allerede kjent med denne mekanismen, eller kanskje ikke. I så fall ønsker jeg å forklare ved å vende tilbake til cateringselskapet i bryllupet. Nå har det blitt midnatt, og du skal servere wienerpølser som nattmat. Du varmer opp flere og flere

25 mekaniske urverkene, hvor hengende vekter dro tannhjul i en jevn bevegelse – det var tyngdekraften som fikk hjulene til å bevege seg rundt i stadig nye «hakk».

Hver celle har en cellekjerne med DNA, også kjent som arvestoffet. Inne i DNAet finnes det spesielle klokkegener som styrer produksjonen av klokkeproteiner. Når det blir tilstrekkelig mange klokkeproteiner i cellen, begynner de å hemme produksjonen av seg selv. Da er man tilbake ved utgangspunktet, og syklusen begynner på nytt. Mekanismen i cellen kan betraktes som tannhjulet i kroppens klokke.

pølser i en stor gryte, helt til toastmasteren forteller deg at alle stappmette. Dette er feedbacken vi snakker om. Som et resultat slutter du å varme nye pølser. Nå sitter du og slapper av en god stund, helt til toastmaster omsi-

der sier: «Nå er det noen som vil ha pølser igjen, kan du varme opp flere?» Du begynner umiddelbart å varme nye pølser – ny feedback, ny syklus.

På samme måte instruerer klokkegenene cellen til å lage klokkeproteiner, til det blir så mange at de blokkerer genene, «nå er det nok». Da stanses produksjonen, og cellen tømmes gradvis for klokkeproteiner. Dermed er man tilbake ved utgangspunktet – en celle uten klokkeproteiner. Genene instruerer deretter på nytt produksjonen av proteiner, og en ny syklus begynner. Syklusen varer i 24 timer. Det kan også ses som en molekylær dans, som akselererer om dagen og bremser om kvelden. Denne molekylære dansen foregår i alle kroppens celler og koordineres av superklokken.

I takt med solen

Siden vi har en indre klokke som tikker uavhengig av solen, kan man spørre seg: Hva er egentlig hensikten med 24-timerssyklusen mellom lys og mørke? Når vi blir trøtte om kvelden uansett, hva skal vi da med solnedgangen? Dette er spennende teoretiske spørsmål, men i praksis viser det seg at solen faktisk er kjempeviktig for kroppen og helsen vår.

En måned i en dyp grotte uten sollys gir oss en del av forklaringen. Nå skal vi ikke bare til tankeeksperimentet, men til virkelige eksperimenter. Like før andre verdenskrig, i 1938, valgte to forskere ved navn Nathaniel

Kleitman og Bruce Richardson å tilbringe 32 dager i en mammutgrotte. De ønsket å undersøke om det konstante mørket i grotten ville gjøre det mulig å etablere en ny døgnrytme. Mens Richardson oppnådde et noe lengre døgn enn 24 timer, forble Kleitmans døgnrytme nokså uendret. Resultatene ble publisert og anerkjent som viktig pionerarbeid, men med bare to studiedeltakere ble de ikke særlig generaliserbare. 20 år senere gjennomførte den tyske legen Jürgen Aschoff et lignende eksperiment, denne gangen med 200 studiedeltakere. Deltakerne tilbrakte flere uker i en spesialutformet bunker med soverom, kjøkken og dusj, men ingen vinduer. Bortsett fra å måtte overholde regelen om tre måltider per dag og ikke sove etter lunsj, kunne deltakerne leve som de selv ønsket. Forskerne utførte en rekke målinger som registrerte blant annet søvnmønster, kjernetemperatur og urinproduksjon. Resultatet viste at deltakerne opprettholdt sin normale døgnrytme i stor grad, og dermed ble det fastslått: Mennesker har en indre klokke. Men et annet viktig funn var at når kroppen fikk en frittløpende rytme, uten påvirkning av lys, ga det et noe forlenget døgn. Hvis en deltaker fikk et døgn på 25 timer, og det gjentok seg over flere dager, skjedde det en gradvis forflytning av døgnet.

Den nyeste forskningen viser at den gjennomsnittlige varigheten på kroppens indre døgn er 24 timer og 11 minutter.16 Det finnes imidlertid individuelle variasjoner, og spennet strekker seg angivelig fra 16 minutter til eller fra.16

Her vises et eksempel på forskyvning av døgnrytmen gjennom fem dager (15). Det grå området illustrerer søvnperiodene, som gradvis forskyves for hvert døgn. Skjemaet som viser søvnlengde og søvnrytme, kalles et aktogram.

Så når kroppen mangler ytre faktorer som lys, har den en iboende tendens til å forskyve døgnet, litt etter litt.

Dette forekommer først og fremst i grotter og bunkere, men kan nok også inntreffe under et karanteneopphold i en kjellerleilighet. Tendensen kan tilskrives en liten imperfeksjon eller «feil» i det molekylære maskineriet i cellen, tannhjulet i kroppens klokke. Fascinerende nok er denne imperfeksjonen enda et likhetstrekk med en tradisjonell mekanisk klokke. Som du kanskje husker, vil en urørt pendelklokke miste sin presisjon; den vil gå litt og litt saktere med tiden. Står den urørt i en måneds tid, kan viseren vise et par minutter for sent. På kontoret til kong Harald i Det kongelige slott står et hundre år gammelt gulvur som ble gitt som gave fra England i 1906. Kongen har fortalt at denne klokken er selve autoriteten for tid på Slottet – hvis den går to minutter for sent, kommer kongen to minutter for sent. Da sier

det seg selv at den må stilles regelmessig. Hver måned kommer Slottets faste urmaker på besøk og stiller alle klokker, inkludert den gamle pendelklokken. Med denne faste rutinen fungerer den gamle klokken utmerket, og kongen kommer tidsnok.

Også kroppens klokke trenger regelmessig justering for å holde tiden. Og det er her solen kommer inn. Solen er urmakerens fingre for kroppen vår. Når vi blir eksponert for solen, som lyser og mørkner til samme tid hver dag, vil kroppens klokke tilpasse seg 24-timerssyklusen. Rent teknisk skjer dette ved at lyset treffer øynene våre og fortsetter videre inn i hjernen, slik at superklokken stilles på ny. Som vi har vært inne på, sender superklokken beskjeden videre til andre organer for å synkronisere alle kroppens klokker. Den tyske forskeren som ledet bunker-eksperimentet, kalte solen for en Zeitgeber (som er tysk og betyr «tidsgiver»), et begrep som fremdeles brukes i litteraturen på tvers av språk. Solen er den viktigste zeitgeberen, men det finnes flere. Alle ytre faktorer som kan hjelpe hjernen med å forstå hvilken tid på døgnet det er, betraktes som zeitgebere. Eksempler er temperaturer, faste måltider, medisiner og treningsøkter. Dersom du alltid trener klokken syv om morgenen, vil kroppen assosiere den fysiske anstrengelsen med at det er morgen. Med en sum av slike faste rutiner, zeitgebere, får kroppen god kontroll på den indre klokken, og vi opprettholder en stabil døgnrytme.

Nå trener du neppe klokken syv hver morgen (noe de færreste gjør), og kanskje tenker du at du skulle hatt flere faste rutiner. Men det er én rutine som er aller viktigst når det gjelder den indre klokken: eksponering for sollys, den kraftigste zeitgeberen. For det første er sollysets timing hundre prosent pålitelig. Påliteligheten opphører idet jordkloden slutter å rotere, og det vil kreve uante krefter. For det andre trenger sollyset seg innpå nesten

uansett. Sollysets natur er å spre seg hvor enn det får innpass, noe som gjør det enkelt å bli eksponert for dagslys. For det tredje har det en effektiv virkningsmekanisme gjennom øynene våre. Det eneste du trenger å gjøre, er å holde øynene åpne, og lyset vil automatisk registreres av øyets indre, der spesialiserte celler sender beskjeden videre til hjernen. En sofistikert mekanisme som krever flere ledd, men som krever lite av deg. Forskning viser at en kort stund med sollys om formiddagen – 10 til 30 minutter – er tilstrekkelig for å stille kroppens klokke.17

Dette betyr i praksis at du ved å gjøre dette lettere kan bli trøtt om kvelden.