Du lander i Oslo etter en flyreise på sju timer fra New York. Tidsforskjellen er seks timer, så klokken er 23 om kvelden, men viserne burde stå på 17 om ettermiddagen.
Selv om det er mørkt, er kroppen kvikk og slett ikke klar til å sove. Etter en togtur er du framme på hotellet, og klokken ett om natten tar du en pille som gir kroppen beskjed om at den skal bli trøtt.
Etter åtte timers uavbrutt søvn er klokken 9 neste morgen, og du våkner frisk og uthvilt uten symptomer som kunne ha hindret deg i å ha en god dag.
Jetlag er tidsforskyvelser i hjernen, og det kan øke risikoen for blant annet depresjon hvis man flyr mye og langt.
Selv om scenariet ovenfor fortsatt ikke er realisert, kan det snart endre seg hvis det er opp til forskerne som arbeider for å avsløre hemmelighetene bak kroppens døgnrytmesystem.
En av dem er førsteamanuensis Martin Fredensborg Rath fra Københavns Universitet. I over ti år har han forsket på hjernens døgnrytmer, og sammen med kollegene sine har Rath påvist at hjernens døgnrytme styres av stresshormonet kortisol, noe de har beskrevet i det vitenskapelige tidsskriftet Neuroendocrinology.
Den kunnskapen skal blant annet brukes til å lære mer om hvordan kroppens hormonsystem kan styre hjernens døgnrytmer for blant annet å nullstille det rotet som oppstår ved lange flyreiser.
Døgnrytmesenteret styrer din indre klokke
Lys er med på å regulere døgnrytmen vår via en fotosensitiv celle i øyet. Cellen gir beskjed til hjernens suprakiasmatiske kjerne (SCN), som kjører etter en rytme på om lag 24 timer. SCN sender også beskjed om å produsere melatonin når det er mørkt.
SCN regulerer døgnrytmen og sørger blant annet for at kroppstemperaturen er høyere om dagen enn om natten. SCN gir også binyrene beskjed om å lage kortisol på bestemte tidspunkter av døgnet.
SCN bruker hormonet kortisol, som dannes i binyrene, til å sende en beskjed til senteret for intellektuelle funksjoner (hjernebarken) og senteret for finmotorikk (lillehjernen): Det er tid til å hvile.
Via ryggmargen gir SCN samtidig beskjed til konglekjertelen om å gjøre signalstoffet serotonin om til melatonin, som gjør oss søvnige.
Forstyrrer hjernens indre klokke
Jetlag oppstår når flyturen forstyrrer døgnrytmesystemet i hjernen, den såkalt suprakiasmatiske kjernen (SCN), kjent som hjernens indre klokke.
SCN kan klare å justere døgnrytmen selv om vi befinner oss i mørke over lengre tid – akkurat som det er tilfellet for mennesker som bor nord for polarsirkelen og opplever månedsvis med mørke.
Men lys og mørke er med på å regulere SCN, som sender beskjed til resten av kroppen om å regulere energiforbruket – lys er med andre ord med på å stille klokken presist og korrekt.
Når vi flyr over Atlanterhavet, vil det ikke bare være forskjell på lyset på avgangsstedet og ankomststedet. Vår indre klokke vil også være i konflikt med omgivelsene.
På den ene siden vil den indre klokken fortsatt være stilt inn til New York-tid, på den annen side gir lyset i Oslo en annen beskjed. Den konflikten gjør at de om lag 20 000 nervecellene i hjernens indre klokke må jobbe knallhardt for å kunne synkronisere med døgnrytmen på reisemålet – en oppgave som tar lengre tid enn selve flyveturen.
Martin Fredensborg Rath forklarer at jetlag er et begrep som først har kommet med flytrafikken, fordi fly gjør at vi reiser raskere over tidssoner enn døgnrytmesystemet vårt er innstilt til.
Forskerne anbefaler derfor å påvirke døgnrytmen allerede før avreisen, slik at den legger seg nærmere det man vil oppleve når man kommer fram.
For eksempel kan hjernen stilles inn til den nye døgnrytmen ved at du står tidligere opp enn normalt.
Om kvelden kan legemiddelet melatonin gi hjernen beskjed om at det er tid for å sove, og på den måten være med på å stille inn den nye døgnrytmen. Melatonin er et hormon som kroppen danner naturlig i de mørke timene, og som gjør oss søvnige.
Pille skal endre døgnrytmen
Tidligere har forskere vist at det er mulig å påvirke nervecellene i den indre klokken og på den måten endre døgnrytmen. Det har ført til ideen om å utvikle en pille som kan regulere døgnrytmesystemet.
Andre studier har vist at nøkkelen til å endre døgnrytmen ligger i spesielle arveanlegg i nervecellene, de såkalte klokkegenene, som finnes i blant annet hjernens indre klokke (SCN), lillehjernen og hjernebarken.
Men inntil nylig visste ikke forskerne hvordan hjernens indre klokke regulerer rytmen i lillehjernen og hjernebarken, siden områdene ikke er koblet sammen av nerveceller.
Martin Fredensborg Rath hadde tidligere observert at klokkegenene var aktive i hjernen mens hormonet kortisol var til stede, og bestemte seg derfor for å gjøre et forsøk med rotter for å teste om det var en sammenheng.
Bortsett fra at rotter sover om dagen og er aktive om natten, fungerer døgnrytmen på samme måte som hos mennesker.
Ved å bore et hull i rottenes kranium skaffet forskerne seg adgang til den indre klokken, SCN, og plasserte en elektrode der.
Elektroden varmet opp hjernevevet og ødela dermed hjernens indre klokke. Det fikk dyrenes døgnrytme til å forsvinne, slik at de nå sov, våknet eller spiste på tilfeldige tidspunkter og ikke etter en fast 24-timers rytme.
Kroppstemperaturen og hormonproduksjonen ble også mer konstant, mens klokkegenenes rytmiske aktivitet i hjernen så ut til å forsvinne.
Rotteforsøk avslører døgnrytmens DNA
Forskere har dokumentert at nøkkelen til å endre døgnrytmen ligger i de spesielle arveanleggene som også er kjent som klokkegener. Forsøk med rotter viser at stresshormonet kortisol spiller en rolle.
Ødela indre klokke
Forskerne slettet døgnrytmen ved å bore et hull i rottens kranium og sette inn en elektrode. Elektroden varmet opp hjernevevet, noe som ødela hjernens indre klokke (som sitter i den suprakiasmatiske kjernen). Rottene våknet, spiste og sov nå på tilfeldige tidspunkt.
Satte inn en pumpe
I et forsøk på å gjenskape den ødelagte døgnrytmen opererte forskerne inn en liten pumpe i nakken på rotten. Pumpen doserte hormonet kortikosteron på faste tider av døgnet. Kortikosteron svarer til kortisol i mennesker.
Gjenskapte signal
Kommunikasjonen til lillehjernens klokkegener var gjenopprettet, men søvnrytmen vendte fortsatt ikke tilbake som hos normale rotter etter en døgnrytme på 24 timer. Den siste delen blir neste skritt som forskerne skal undersøke.
Depressive lider av jetlag
Forskerne opererte inn en programmerbar mikropumpe, som normalt brukes til å dosere medisiner i bestemte mengder, under huden på rottene ved et lite snitt.
Dermed sikret forskerne at mengdene ble helt stabile og ble gjentatt med presise intervaller, slik at rottene fikk doser av kortikosteron med en rytme på nøyaktig 24 timer.
Kortikosteron, som svarer til kortisol i mennesker, fungerte altså som samtalekanal mellom hjernens indre klokke (SCN) og lillehjernen, som på den måten fikk beskjed om hvilken tid på døgnet det var.
Forskerne kunne nå registrere rytmisk aktivitet i klokkegenene i lillehjernen, men rottene vendte ikke tilbake til å sove og våkne som normalt etter en døgnrytme på om lag 24 timer, et fenomen Rath nå vil gå over til å studere i detalj.
Av etiske årsaker er det ikke gjennomført lignende forsøk på levende mennesker. Men da forskerne i 2013 målte aktiviteten i klokkegener på avdøde pasienter som hadde hatt depresjon, viste det seg at pasientenes hjerner befant seg i en annen tidssone. De led kort sagt av symptomer som minner om jetlag.
2-5 milligram melatonin ved sengetid er ifølge forskere effektivt for å få kroppen tilbake i døgnrytmen.
Oppdagelsen er interessant fordi de aller fleste pasienter med depresjon, ifølge forskere ved Københavns Universitet, også lider av søvnproblemer.
Senere studier tyder faktisk på at problemene med døgnrytmen er årsaken til depresjon.
«Vi gjennomførte i fjor et forsøk der vi skrudde av noen klokkegener i hjernebarken hos mus, noe som førte til at de utviklet depresjonssymptomer.
Det kunne tyde på at endringer i døgnrytmen kan framkalle sykdomssymptomer», sier Rath.
Prosessen kan imidlertid ikke reverseres, slik at musene igjen blir normale. Når forskerne først har klippet ut DNA-et for klokkegenene, har de ikke verktøy til å sette det tilbake igjen.
Deretter må signalene bli sendt kunstig, for eksempel med mikropumpen som ble innoperert i rottene.
Melatonin kan hjelpe
De depressive musene reagerte heller ikke annerledes på jetlag enn normale mus. Når forskerne for eksempel utsatte de depressive musene for en lysforskjell som svarer til det de ville oppleve ved å fly over Atlanterhavet, tilpasset de seg på samme måte som vanlige mus.
Ifølge Martin Fredensborg Rath var årsaken til at de depressive musene reagerte normalt at det bare var klokkegenene i hjernebarken som ble skrudd av, og ikke klokkegenene i hjernens indre klokke, som regulerer selve døgnrytmen.
Tre metoder mot jetlag
Ta melatoninpiller
Det mest brukte middelet for å dempe jetlag er melatonin. 2-5 mg. melatonin ved sengetid er ifølge studier effektivt for å bringe balanse tilbake i kroppen.
Juster lysrytmen
Hvis du justerer lysnivået slik at det stemmer overens med tidssonen på reisemålet, vil din indre klokke stille seg inn på den nye tiden og produsere melatonin deretter.
Vær fysisk aktiv
Forskere lærer nå mer om hvordan trening (som utløser signalstoffet serotonin) påvirker konglekjertelen i hjernen til å produsere melatonin.
Raths neste skritt blir å undersøke hvordan kortisol påvirker klokkegenene i hjernebarken, for å forstå samspillet mellom nerve- og hormonsystemet i hjernen og på sikt hjelpe både flyreisende og tungt depressive pasienter.
Det kunne for eksempel være med en pille som både hjelper deg med å unngå problemer etter ferien – og kurerer alvorlig depresjon.
«Jo mer vi vet om systemet som styrer døgnrytmen vår, jo bedre sjanser har vi for å finne behandlinger for sykdommer som skyldes forvirret døgnrytme.
Nå kan vi skille funksjonene i de ulike delene av døgnrytmesystemet, for eksempel hvordan vi kan bruke melatonin til å regulere døgnrytmen på en bedre måte», sier Rath.
En del spørsmål er imidlertid fortsatt ikke besvart. For eksempel har B-mennesker – i motsetning til A-mennesker – ofte en forskjøvet døgnrytme.
Derfor er det nærliggende å tro at B-mennesker har større risiko for å bli rammet av depresjon. Men ifølge forskerne er det fortsatt for tidlig å konkludere på det punktet.