ضرب آهنگ شبانه روزی تغییرات فیزیکی، ذهنی و رفتاری هستند که به دنبال یک چرخه ۲۴ ساعته بوجود می آیند. این فرآیندهای طبیعی در درجه اول به نور و تاریکی پاسخ می دهند و بر بیشتر موجودات زنده از جمله حیوانات، گیاهان و میکروب ها تأثیر می گذارند. کرونوبیولوژی مطالعه ضرب آهنگ شبانه روزی است. یکی از نمونه‌های ضرب آهنگ   شبانه‌روزی مرتبط با نور، خوابیدن در شب و بیدار بودن در طول روز است

           

ساعت بیولوژیکی چیست؟

 ساعت‌ بیولوژیکی دستگاه‌های زمان‌بندی طبیعی موجودات هستند که ضرب آهنگ شبانه‌روزی را تنظیم می‌کنند. آنها از مولکول‌های خاصی (پروتئین‌ها) تشکیل شده‌اند که با سلول‌های سراسر بدن تعامل دارند. تقریباً هر بافت و اندامی دارای ساعت های بیولوژیکی است. محققان ژن‌های مشابهی را در انسان، مگس‌ میوه، موش‌ها، گیاهان، قارچ‌ها و چندین موجود دیگر که اجزای مولکولی ساعت را می‌سازند، شناسایی کرده‌اند.

 

ساعت اصلی چیست؟

 یک ساعت اصلی در مغز تمام ساعت‌های بیولوژیکی موجود زنده را هماهنگ می‌کند و هماهنگ نگه می‌دارد. در حیوانات مهره‌دار، از جمله انسان، ساعت اصلی از حدود ۲۰۰۰۰ سلول عصبی (نورون) تشکیل شده که ساختاری به نام هسته سوپراکیاسماتیک یا SCN را تشکیل می‌دهند SCN .در بخشی از مغز به نام هیپوتالاموس قرار دارد و توان ورودی را مستقیما از چشم دریافت می­کند.

.

آیا بدن ضرب آهنگ شبانه روزی خود را می سازد و حفظ می کند؟

 بله، عوامل طبیعی در بدن ماضرب آهنگ شبانه روزی را بوجود میاورند. در انسان، برخی از مهم‌ترین ژن‌ها در این فرآیند، ژن‌های Period و Cryptochrome هستند. این ژن‌ها پروتئین‌هایی را کد می‌کنند که در شب در هسته سلول ساخته می‌شوند و در طول روز کاهش می‌یابند.  مطالعات روی مگس‌ میوه نشان می‌دهد که این پروتئین‌ها به فعال کردن احساس بیداری، هوشیاری و خواب‌آلودگی کمک می‌کنند. با این حال، سیگنال های محیط نیز بر ضرب آهنگ  ­های شبانه روزی تأثیر می گذارد. برای مثال، قرار گرفتن در معرض نور در زمان­های متفاوتی از روز زمانی که بدن ژن‌های Period و Cryptochrome را فعال می‌کند، می‌تواند مجددا تنظیم شود.

ضرب آهنگ   شبانه روزی چگونه بر سلامتی تأثیر می­گذارد؟

ضرب آهنگ شبانه روزی می­تواند بر عملکردهای مهم بدن ما تأثیر بگذارد، مانند ترشح هورمون، عادات غذایی و هضم غذا و دمای بدن. با این حال، بیشتر مردم متوجه تاثیرضرب آهنگ شبانه روزی بر الگوی خواب خود هستند. SCN تولید ملاتونین را کنترل می کند، هورمونی که باعث خواب آلودگی می شود. SCN ا طلاعات مربوط به نور را ازطریق اعصاب بینایی دریافت می کند و این اطلاعات از چشم به مغز منتقل می شود. هنگامی که نور کمتری وجود دارد  مثلاً در شب - SCN به مغز می‌گوید ملاتونین بیشتری بسازد تا شما خواب‌آلود شوید.

چه عواملی می توانند ضرب آهنگ شبانه روزی را تغییر دهند؟

 تغییرات در بدن و عوامل محیطی می تواند باعث شود که ضرب آهنگ شبانه روزی و چرخه طبیعی نور تا تاریکی هماهنگ نباشد برای مثال

*: جهش یا تغییر در ژن های خاص می تواند بر ساعت بیولوژیکی تأثیر بگذارد.

*: جت لگ (پرواز زدگی) یا شیفت کاری باعث تغییراتی در چرخه نور و تاریکی می­شود. (قابل توجه ورزشکاران)

*: نور دستگاه های الکترونیکی در شب مانند نور تلویزیون می­تواند ساعت­های بیولوژیکی ما را گیج کند.

این تغییرات می­تواند باعث اختلالات خواب شوند و ممکن است منجر به سایر بیماری­های مزمن مانند چاقی، دیابت، افسردگی، اختلال دوقطبی و اختلال عاطفی فصلی شود.

در سال ۲۰۱۷، محققین جفری سی هال، مایکل روزباش و مایکل دبلیو یانگ بخاطر تحقیقات در مورد ضرب آهنگ شبانه روزی برنده جایزه معتبر نوبل شدند. آنها با مطالعه مگس‌ میوه، که ساختار ژنتیکی بسیار مشابهی با انسان دارد، ژنی را جدا کردند که به کنترل ساعت بدن کمک می‌کند. دانشمندان نشان دادند که این ژن، پروتئینی تولید می کند که در طول شب در سلول ها ساخته می­شود و سپس در طول روز تجزیه می­شود. این فرآیند می تواند بر زمان خواب  وعملکرد هوشیارانه مغز و موارد دیگر تأثیر بگذارد.

How to Maintain a Healthy Circadian Rhythm

While we don’t have full control over our circadian rhythm, there are healthy sleep tips that can be taken to try to better entrain our ۲۴-hour sleep cycles.

Seek out sun: Exposure to natural light, especially early in the day, helps reinforce the strongest circadian cue.

Follow a consistent sleep schedule: Varying your bedtime or morning wake-up time can hinder your body’s ability to adjust to a stable circadian rhythm.

Get daily exercise: Activity during the day can support your internal clock and help make it easier to fall asleep at night.

چگونه یکضرب آهنگ شبانه روزی سالم را حفظ کنیم

در حالی که کنترل کاملی برضرب آهنگ شبانه روزی خود نداریم، نکاتی برای  خوابی سالم وجود دارد که می‌توان با استفاده از آنها سعی کرد چرخه‌های خواب ۲۴ ساعته خود را بهبود بخشیم.

۱- در معرض  خورشید قرار بگیرید: قرار گرفتن در معرض نور طبیعی، به خصوص در اوایل روز، به تقویت قوی ترین نشانه شبانه روزی کمک می کند.

۲-  از یک برنامه خواب ثابت پیروی کنید: تغییر زمان خواب یا زمان بیدارشدن صبحگاهی می­تواند مانع از توانایی بدن شما برای سازگاری با یکضرب آهنگ شبانه روزی پایدار شود.

۳- روزانه ورزش کنید : فعالیت در طول روز می‌تواند از ساعت درونی شما پشتیبانی کند و به خواب راحت تر در شب کمک کند.

۴- از مصرف مواد کافئین داراجتناب کنید: محرک هایی مانند کافئین می­توانند شما را بیدار نگه دارند و تعادل طبیعی بین خواب و بیداری را از بین ببرند. افراد متفاوت هستند، اما اگر مشکل خواب دارید، باید بعد از ظهر از مصرف کافئین خودداری کنید

۵-  قبل از خواب نور رامحدود کنید: قرار گرفتن در معرض نور مصنوعی در شب می­تواند باضرب آهنگ شبانه روزی تداخل ایجاد کند. کارشناسان توصیه می­کنند نور را کم کنید و وسایل الکترونیکی را قبل از خواب کنار بگذارید و وسایل الکترونیکی را خارج از اتاق خواب و دور از محدوده خواب خود نگه دارید.

۶- چرت زدن  کوتاه و در اوایل بعد ازظهررا  داشته باشید: چرت های دیرهنگام و طولانی می­تواند زمان خواب شما را به تعویق بیندازد و برنامه خواب شما را از بین ببرد.

این مراحل برای بهبود خواب مفید بخش مهمی از یک ضرب آهنگ شبانه روزی سالم است. اما بسته به شرایط، ممکن است اقدامات دیگری لازم باشد. اگر مشکلات خواب مداوم یا شدید دارید و در طول روز خواب الود هستید، مهم است که با یک پزشک صحبت کنید که می‌تواند به بهترین شکل علت را تشخیص دهد و مناسب‌ترین درمان را ارائه نماید.

اما با این اطلاعات در مورد ضرب آهنگ و ورزش چه باید کرد؟ بسیاری از افراد به دلیل موقعیت حرفه ای خود نمی توانند ورزش کنند، در حالی که بدن آنها واقعاً به آن نیازمند است. بهر حال این موارد ضروری ترین اطلاعاتی است که مطالعات علمی در سال های اخیر نشان داده اند.

استقامت هوازی: احتمالا بهترین خبراین است که نوسانات بیوضرب آهنگ  عملاً تأثیری بر عملکرد هوازی ندارند. بنابراین تقریبا می‌توانید در هر زمانی از روز دویدن، دوچرخه‌سواری، شنا، اسکیت  را انجام دهید.

عملکرد بی هوازی: بهترین زمان برای تمرین، چه از طریق تمرینات تناوبی یا کراس فیت یا سایر فرم های تمرین آمادگی جسمانی، بین ساعت ۶-۸بعد از ظهر است.

تمرینات قدرتی: در اینجا کمی متفاوت به نظر می رسد. طبق مطالعات انجام شده بهترین نتایج به طور شگفت انگیزی بین ساعت ۷ تا ۹ شب به دست می آید.

تمرینات هماهنگی: بهتر است بین ساعت ۱۶ تا ۲۰ تمرین شود.

سفر و شرکت در  مسابقه

مطالعاتی که به بررسی تأثیر جهت حرکت بر عملکرد پرداخته اند، نتایج متفاوتی داشته اند. برخی از داده ها نشان داده اند که سفر به شرق برای عملکرد مضرتر است زیرا ضرب آهنگ ساعت بدن به طور طبیعی طولانی تر از چرخه ۲۴ ساعته نور تا تاریکی میشود و تقریباً ۲۵ تا ۲۶ ساعت است. مطابق با مطالعات قبلی، لمر و همکاران دریافتند که علائم جت لگ پس از پرواز به غرب در سه روز اول پس از پرواز بارزتر بود، در حالی که علائم پس از پرواز به شرق شدیدتر بود و تا ۷ روز پس از ورود ادامه داشت. در نتیجه پیشنهاد میگردد در چنین شرایطی و بمنظور تنظیم ساعت بیولوژیکی چند روز قبل از مسابقه به مناطقی که تفاوت ساعت وجود دارد عزیمت نمود.

ساعت بدن، ضرب آهنگ شبانه روزی و فعالیت ورزشی

تقریباً تمام فرآیندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در بدن انسان از یک ضرب آهنگ شبانه روزی پیروی می­کنند. در انسان، هسته سوپراکیاسماتیک چرخه خواب و بیداری و سایر بیوضرب آهنگ های روزانه را مطابق با زمان خورشید تنظیم می­کند. با توجه به چنین نوسانات  فیزیولوژیکی روزانه، چندین مطالعه روی عملکرد عصبی عضلانی ضرب آهنگ شبانه روزی مشخصی را در حین  ورزش گزارش کرده اند

به طور کلی، مشخص شده است که اوج عملکرد در اوایل عصر، تقریباً در اوج دمای مرکزی بدن رخ می دهد. افزایش دمای مرکزی بدن باعث افزایش متابولیسم انرژی، بهبود انطباق عضلانی و تسهیل جفت شدن اکتین- میوزین می­شود. علاوه بر این، هورمون های استروئیدی مانند تستوسترون  و کورتیزول  نیزضرب آهنگ شبانه روزی واضحی را نشان می دهند.

نقش تستوسترون در بدن حفظ آنابولیسم از طریق فرآیند سنتز پروتئین است. در مقابل کورتیزول یک عملکرد کاتابولیکی دارد و در پاسخ به استرس نقش دارد. با توجه به ماهیت آنابولیکی و کاتابولیکی هر دو هورمون فرض بر این است که یک رابطه علی ممکن است بین ضرب آهنگ شبانه روزی تستوسترون و کورتیزول و عملکرد عضلانی وجود داشته باشد.

.

عملکرد فرد در طول روز ۲۶ درصد در نوسان است و صد البته بر فعالیت شما تاثیر می­گذارد، زیرا زمان­هایی از روز وجود دارد که شما در شرایط عالی هستید و زمان هایی وجود دارد که در عوض باید استراحت کنید. اگر در طول تمرین به ضرب آهنگ خود توجه کنید می توانید به طور موثرتری تمرین کنید.

ساعت بدن مثل اسباب بازی هایی که با باتری کار می­کنند ما را روشن و خاموش می­کنند. ­آنها باعث می شوند روز را با نبض بالا و فشار خون شروع کنیم و زمانی که به تجدید انرژی بدن نیاز داریم، ما را به خواب می برند. هر سلول، یک ساعت داخلی را با خود حمل می کند.

آنها اعمال شیفتی اعضای بدن ما را سازماندهی می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که غذا در زمان‌های مشخص دسته‌بندی و پردازش شود. علاوه بر این، آنها تصمیم می‌گیرند که چه زمانی در ورزش بیشترین کارایی را داشته باشیم.

ژن های خاص بر عملکرد تأثیر می گذارند

مرکز کنترل کرونوبیولوژیکی ما در مغز قرار دارد. که suprachiasmatic nucleus یا SCN نام دارد. اینها دو هسته در مغز به اندازه یک دانه برنج هستند که مستقیماً بالای عصب بینایی قرار دارند و عملکردهای مختلفی دارند. آنها با ترشح هورمون هایی مانند ملاتونین، سروتونین و کورتیزول بر فرآیندهای مهم بدن تأثیر می گذارند.

در هنگام غروب، آنها بدن را با هورمون ملاتونین اشباع می کنند و بنابراین آرامش و خواب آرام شبانه را تضمین می نمایند. به هنگام صبح هورمون های استرس، سروتونین و کورتیزول  ما را از خواب بیدار می کنند. ژن‌های زمانی همچنین بر فشار خون، ضربان قلب، دمای بدن و همه هورمون‌های دیگر تأثیر می‌گذارند.

کسی که به ساعت های درونی توجه کند، بهتر می تواند تمرین کند

همه ما از ساعت زنگ دار بیولوژیکی پیروی می کنیم

ریتم‌های روزانه بیشترین تأثیر را دارند. کرونوبیولوژیست‌ها ریتم‌های اولترادین را فرآیندهایی می‌دانند که در یک روز تکرار می‌شوند. آنها عملکردهای ذهنی، جسمی و عاطفی را تنظیم می‌کنند. بنابراین هر ۹۰ دقیقه یک مرحله خستگی وجود دارد.

.

حتی مشتاقترین افراد بکارهر از گاهی کار را متوقف می­کنند، قهوه می نوشد، به توالت می روند یا با همکاران گپ می زند. همه ما بدون اینکه متوجه باشیم از ساعت زنگ دار بیولوژیکی در مغز خود اطاعت می کنیم. با این حال، تیک تاک ساعت برای هر فرد کمی متفاوت است. هر کس قبل از زنگ ساعت بیدار شود، صبح در بهترین حالت و شب کم بنیه است، و مانند پرنده ایست که جست و خیز میکند. حدود ۲۰ درصد از کل انسان ها به این دسته تعلق دارند.

هرکسی که صبح به سختی از رختخواب بلند می­شود و عصر با سرعت تمام کار میکند مانند جغد است. حدود ۳۰ درصد از کل مردم چنین هستند. همه چیز از نظر ژنتیکی تعیین می شود. مطالعات متعدد ثابت کرده: کسانی که با ضرب آهنگ   زندگی می کنند راحت تر و سازنده تر هستند.  برای ۵۰ درصد باقی مانده روال معمولی است.

تغییرات بدن در شبانه روز

شش صبح: بدن تولید هورمون خواب، ملاتونین را متوقف می کند و بدن را برای بیدار شدن آماده می­سازد. عجیب است که در این زمان بیشتر نوزادان متولد می شوند.

هفت صبح: علاوه بر هورمون محرک کورتیزول، هورمون های جنسی نیز اکنون فعالند. بنابراین میل به رابطه جنسی بسیار زیاد است.

هشت۸ صبح: دستگاه گوارش با سرعت کامل کار می کند، بهترین زمان برای یک صبحانه خوب. در سلول های چربی در چنین زمانی غذا خوب ذخیره نمی شود.

ده صبح: بهترین زمان برای فعالیت ذهنی. حافظه کوتاه مدت بهتر از هر زمان دیگری کار می کند. حتی عملکرد ورزشی به اولین اوج خود می رسد که تا حوالی ظهر ادامه دارد.

دوازده ظهر: معده برای ناهار آماده می­شود، ظرفیت ذهنی به سرعت کاهش می یابد. یک استراحت کوتاه یا حتی یک چرت ایده آل خواهد بود. تا حدود ساعت ۲ بعد از ظهر همه چیز روی شعله کم کار می کند.

. 

دو بعد از ظهر: به آرامی اما طمئنینه بدن و مغز دوباره شروع به کار می کنند.

ساعت چهار: دومین اوج ذهنی. دمای بدن، فشار خون و ضربان قلب افزایش می یابند.

پنج بعد از ظهر: تمام سلول های بدن به طور مطلوب با اکسیژن تامین می شوند. از این ساعت تا حدود ساعت ۸ شب بهترین زمان برای یک برنامه ورزشی است.

هشت بعد از ظهر: بدن به آرامی برای استراحت دوباره تنظیم می شود. اولین امواج هورمون خواب ملاتونین آزاد می شود.

ساعت ۱۰ شب: بیشتر اندام­های متابولیک در حالت استراحت هستند، مشروط به اینکه شام خیلی مفصل نباشد. سیستم ایمنی نوید بازسازی طولانی تری را میدهد.

بیوضرب آهنگ   و بهترین زمان برای تمرین

با این اطلاعات در مورد بیوضرب آهنگ   و ورزش چه باید کرد؟ من می دانم که بسیاری از افراد به دلیل موقعیت حرفه ای خود نمی توانند ورزش کنند، در حالی که بدن آنها واقعاً به آن نیازمند است. بهر حال اینها ضروری ترین اطلاعاتی است که مطالعات علمی در سال های اخیر ارائه داده اند:

استقامت هوازی: احتمالا بهترین خبراین است که نوسانات بیوضرب آهنگ  یک عملاً تأثیری بر عملکرد هوازی ندارند. بنابراین تقریبا می‌توانید در هر زمانی از روز دویدن، دوچرخه‌سواری، شنا، اسکیت  را انجام دهید.

عملکرد بی هوازی: بهترین زمان برای تمرین، چه از طریق تمرینات تناوبی یا کراس فیت یا سایر فرم های تمرین آمادگی جسمانی، بین ساعت ۶-۸بعد از ظهر است.

تمرینات قدرتی: در اینجا کمی متفاوت به نظر می­رسد. طبق مطالعات انجام شده بهترین نتایج به طور شگفت انگیزی بین ساعت ۷ تا ۹ شب به دست می­آید.

تمرینات هماهنگی: بهتر است بین ساعت ۱۶ تا ۲۰ انجام شود.

سفر و شرکت در  مسابقه

مطالعاتی که به بررسی تأثیر جهت حرکت بر عملکرد پرداخته اند، نتایج متفاوتی داشته اند. برخی از داده ها نشان داده اند که سفر به شرق برای عملکرد مضرتر است. ، به این دلیل که ضرب آهنگ   ساعت بدن به طور طبیعی طولانی تر از چرخه ۲۴ ساعته نور تا تاریکی است و تقریباً ۲۵ تا ۲۶ ساعت است. مطابق با مطالعات قبلی، لمر و همکاران دریافتند که علائم جت لگ پس از پرواز به غرب در سه روز اول پس از پرواز بارزتر است، در حالی که علائم پس از پرواز به شرق شدیدتر بود و تا ۷ روز پس از ورود ادامه داشت. در نتیجه پیشنهاد می­گردد در چنین شرایطی و بمنظور تنظیم ساعت بیولوژیکی چند روز قبل از مسابقه به مناطقی که تفاوت ساعت وجود دارد عزیمت نمود.

اسکندر رحیمی -دکتری فیزیولوژی ورزشی با گرایش تغذیه ورزشی، عضو هیئت علمی و استاد دانشگاه/دبیرهیات پزشکی ورزشی فارس