Korábbi bejegyzéseimben már írtam a “boldogsághormonokról“, azok szervezetünkre gyakorolt hatásáról, funkcióikról. A testünkre folyamatosan hatást gyakorló endokrin károsítók (nehézfémek, vegyianyagok, rovarírtó és gyomírtószerek, növényvédők, elektromágneses sugárzások, stb), jelenléte az életünkben, sok esetben súlyos következményeket idézhet elő, a nem megfelelő hormontermelés miatt. A nem elegendő mennyiségű melatonin (ami az alvási ciklusok szabályozásáért felelős) termelődés esetén, és a fény – sötétség ciklusváltakozásinak eltolódása miatt (+/- irányban) felborulhat az egész cirkadián ritmusunk.
Egy cirkadián ritmus („napi biológiai óra”) olyan, nagyjából 24 órás ciklus, ami az élőlények (növények, állatok, gombák, cianobaktériumok) biokémiai, fiziológiai folyamataiban vagy viselkedésében lép fel. A „cirkadián” (circadian) kifejezés Franz Halbergtől származik, a latin circulus (kör) és dies, diei (nap) szavakból, szó szerinti jelentése „körülbelül egy nap(os)”. A biológiai ritmusok, ciklusok (napi, árapályhoz köthető, heti, évszakos, éves ciklusok) vizsgálatával foglalkozó résztudomány neve kronobiológia. A cirkadián ritmusokat az élőlény saját belső időmérő rendszere vezérli, amit külső, szinkronizáló stimulusok (zeitgeberek) is segítenek. A legfontosabb közülük a napfény. Ezek a ritmusok teszik lehetővé, hogy az élőlények alkalmazkodni tudjanak a környezeti körülmények szabályos váltakozásaira, és fel tudjanak készülni rájuk. Az egy naposnál rövidebb periódusidejű ciklusokat ultradián, a hosszabb periódusidejűeket infradián ritmusnak nevezik. A biológiai órák kutatása a 20. század második felében indult be. Mára tudjuk, hogy a molekuláris cirkadián óra már egyetlen sejtben is működőképes („sejtautonóm”). Ezek az agy belső elválasztású mirigyeire hatást gyakorolhatnak, melyek így periodikusan hormonokat bocsátanak ki. Ezen hormonok receptorai a testben elszórva többfelé megtalálhatók, és szinkronizálják az egyes szervek saját periférikus óráit. Ezért lehetséges, hogy a szem által észlelt, időre vonatkozó információ az agyban lévő órához utazik, és azon keresztül a test többi része is szinkronba kerül. Ezen az úton hozza összhangba belső biológiai óránk pl. az alvás-ébrenlét, a testhőmérséklet, a szomjúság- és éhségérzet időzítését is. A cirkadián ritmus kötődik a világosság és sötétség váltakozásához.A fényhatás újraindítja a biológiai órát a fázis-válasz görbének (phase response curve, PRC) megfelelően. Az időzítéstől függően a fényhatás előrébb hozhatja vagy késleltetheti a cirkadián ritmust. A PRC és a szükséges megvilágítás mértéke fajról fajra különböző lehet; pl. az éjszakai életmódot folytató rágcsálók esetében alacsonyabb fényerő is elegendő az óra újraindításához. A fény intenzitása mellett hullámhossza (színe) sem közömbös a cirkadián ritmusra gyakorolt hatása szempontjából. A fényt érzékelő melanopszin pigment egyes kutatók szerint a 420-440 nm hullámhosszú kék fényre érzékeny, mások a 470-485 nm-es kék tartományba helyezik az érzékenység maximumát. Az emlősök cirkadián órája a szuprakiazmatikus magban vagy magvakban (SCN, suprachiasmatic nucleus/nuclei) található, amit két sejtcsoport alkot a hipotalamusz területén. Az SCN megsemmisülése esetén a szabályos alvás/ébrenlét ritmus teljes hiánya lép fel. Az SCN a megvilágítás mértékéről a szemen keresztül szerez tudomást. A retina ugyanis nem csak „klasszikus” fotoreceptor-sejteket, hanem fényérzékeny retinális ganglionsejteket is tartalmaz. Ezek a sejtek saját pigmentet, melanopszint tartalmaznak, és a retinohipotalamikus pályán (RHT) keresztül érik el a szuprakiazmatikus magot. Az SCN sejtjeit eltávolítva és kultúrába helyezve képesek külső ingerlés nélkül is fenntartani saját ritmusukat. Az SCN a retinából nyert, a nap hosszával kapcsolatos információkat értelmezi, és továbbítja az epithalamuson található tobozmirigy felé. A tobozmirigy erre melatonin hormon kiválasztásával válaszol. A melatonin kiválasztása éjjel tetőzik, és a nap folyamán a legkisebb mértékű. Az emberi cirkadián ritmus a földi 24 órás ciklusnál némileg rövidebb vagy hosszabb periódusra is beállítható. Az orvosi kezeléseknek a cirkadián ritmussal való összehangolása jelentősen megnövelhetné azok hatékonyságát, és csökkenthetné a gyógyszer toxikusságát és a fellépő mellékhatásokat. Több kutatás kimutatta, hogy a napközbeni rövid alvás („power-nap” – minialvás) nem befolyásolja a normál cirkadián ritmust, mégis alkalmas a stressz csökkentésére és a produktivitás javítására.
Az emberi cirkadián ritmus zavarához több egészségi probléma köthető; ilyenek a téli depresszió (seasonal affective disorder, SAD), a késő alvásfázis-szindróma (delayed sleep phase syndrome, DSPS) és más cirkadián ritmuszavarok. A cirkadián ritmusok szerepet játszanak az éberséget szabályozó agyi központ, a retikuláris aktiváló rendszer (reticular activating system, RAS) működésében is. Az alvás-ébrenlét ciklus megfordulása pedig az urémia, azotémia vagy akut veseelégtelenség jele, illetve komplikációja lehet. A cirkadián ritmusok zavara általában negatív hatásokkal jár. Sok utazó tapasztalta már meg például a fáradtsággal, zavartsággal és álmatlansággal járó jetlaget. Néhány más rendellenesség, köztük a bipoláris zavar és néhány alvászavar is a cirkadián ritmus szabálytalan vagy patologikus működéséhez köthető. Újabb kutatások szerint a bipoláris zavarban fellépő cirkadián ritmuszavarokat jótékonyan befolyásolja a lítiumterápia hatása az óragénekre.
A ritmusok megzavarása hosszabb távon jelentős egészségkárosító hatással lehet az agyon kívül más szervekre is, különösen szív- és érrendszeri megbetegedések kifejlődése vagy súlyosbodása formájában. A melatonintermelés elnyomása – például huzamosabb ideig éjszakai műszakban való munkával – és a hozzá kapcsolódó cirkadián ritmuszavar növelheti a rák kifejlődésének esélyét is.