Kuva

 Raamatullinen viisauskirjallisuus opetti, että unettomuus aiheutuu ahdistuksesta ja ahdistus puolestaan syntyy siitä, että materiaaliset asiat asetetaan liian tärkeään asemaan. Tätä kuvaa Hendrik Golziuksen kaiverrustyö vuodelta 1597, jossa taloudellisten etujen puolesta oikeutta käyvä asianajaja (Litigator) pohtii unettomana sängyssä tilannettaan kirjoittaen valitusta oikeudelle. Hänen untaan häiritsevät kaksi myyttistä hahmoa

Raamatullinen viisauskirjallisuus opetti, että unettomuus aiheutuu ahdistuksesta ja ahdistus puolestaan syntyy siitä, että materiaaliset asiat asetetaan liian tärkeään asemaan. Tätä kuvaa Hendrik Golziuksen kaiverrustyö vuodelta 1597, jossa taloudellisten etujen puolesta oikeutta käyvä asianajaja (Litigator) pohtii unettomana sängyssä tilannettaan kirjoittaen valitusta oikeudelle. Hänen untaan häiritsevät kaksi myyttistä hahmoa ”ahdistus” (Anxia Cura) häätää ruoskalla ”suloisen unen” (Somnus dulcis) pois huoneesta ja ”rauhattomuus” (Inquietatio cordis) pitää kynttilää antaen kirjoittajalle valoa.

Kirjoittajaryhmämme: Olemme ryhmä suomalaisia unitutkijoita, jotka haluamme kertoa tämän sivuston/blogin avulla yleistajuisesti tieteellisen unitutkimuksen avaamista näkökulmista uneen, nukkumiseen, terveyteen ja laajemminkin jokapäiväiseen elämäämme liittyen. Mielenkiinto unen tehtäviä ja merkitystä kohtaan on voimakkaasti kasvanut niin tiedotusvälineissä kuin ihmisten mielissäkin. Tutkimus tuottaa jatkuvasti valtavan määrän tietoa, jonka hallinta on erittäin työlästä jopa alan asiantuntijoille. Olemme sitä mieltä, että tieteen tuottaman tiedon yleistajuinen tulkinta on olennainen osa tutkijan työtä demokraattisessa yhteiskunnassa. Vahvimmillamme olemme luonnollisesti esitellessämme omia tutkimuksiamme mutta pyrimme myös välittämään olennaista tietoa kansainvälisen unitutkimusyhteisön tuottamista tuloksista. Työskentelemme eri yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa mutta täällä esittämistämme tulkinnoista ja mielipiteistä vastaamme itse, emmekä välttämättä edusta taustayhteisöjemme kantaa tai linjauksia. Kirjoittajaryhmämme jäseninä ovat: dosentti Erkki Kronholm; professori Tiina Paunio; dosentti Tarja Stenberg; psykologian tohtori Katja Valli ja filosofian tohtori Henna-Kaisa Wigren.

HUOM! Klikkaamalla sivun oikeassa yläkulmassa olevaa neliötä pääset katsomaan vanhempia blogivirrasta erikseen talletettuja kirjoituksia sekä valitsemalla kategorian myös blogivirrassa alempana olevia valitsemaasi kategoriaan liittyviä kirjoituksia.

Mainokset

Unet: Mielemme elokuvateatteri on suuri haaste tieteelle

Nukkuminen ja unennäkö

Ihminen nukkuu kolmanneksen elämästään: Vietämme kymmeniä vuosia maaten paikallaan tekemättä mitään ja aistimatta mitään ympärillämme. Nykyään kuitenkin tiedetään, että nukkumisen aikana kehossa ja aivoissa on käynnissä prosesseja jotka ovat välttämättömiä terveydelle ja hyvinvoinnille. Jollemme saa nukkua tarpeeksi, tulemme lopulta masentuneiksi ja sairaiksi. Evoluutiobiologian näkökulmasta onkin selvää, että jos eliö käyttää johonkin asiaan kolmanneksen elämästään, ei kyseessä ole tarpeeton toiminta.

Nukkuessamme emme ole tietoisia ympäristöstä, jossa kehomme makaa tai edes siitä tosiasiasta, että nukumme. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että nukkumisen aikana olisimme täysin tajuttomia. Filosofi Jennifer Windt määrittelee unennäön kokemukseksi paikasta ja ajasta nukkumisen aikana. Toisin sanoen, unessa meistä tuntuu että olemme maailmassa. Tämä maailma voi kuitenkin olla hyvin erilainen siitä paikasta, jossa kehomme todellisuudessa nukkuu – se on aivojemme tuottama paikka, maailma mielemme sisällä.

Vaikuttaa siltä, että ihmiset näkevät unia suuren osan nukkumiseen käytetystä ajasta (vaikka eivät muista niistä kuin pienen osan). Täten vietämme unimaailmassa vuosia elämästämme. Miksi? Kysymys on yhä suurelta osin avoinna. Samalla evolutiivisella logiikalla on kuitenkin loogista epäillä, että unennäkökään ei ole turhaa.

 

Subjektiivinen ja objektiivinen

Nukkuminen ja unennäkö tapahtuvat yhtä aikaa, mutta ne ovat toisistaan erilliset ilmiöt. Tutkimuksen kannalta suurin ero niiden välillä on nukkumisen objektiivinen ja unennäön subjektiivinen luonne.

Kun haluamme tietää, miten ihminen nukkuu, voimme käyttää tutkimusmenetelmänä esimerkiksi polysomnografiaa (PSG). PSG:n aikana mitataan yhtä aikaa aivojen sähköistä toimintaa, silmien liikkeitä, sydämen sykettä, lihasjännitystä sekä hengitysrytmiä. Tämän laajan mittauksen perusteella saadaan kattava kuva mitä kehossa ja aivoissa nukkumisen aikana tapahtuu. Vaikka minkä tahansa asian mittaamiseen liittyy aina epätarkkuutta, voidaan PSG:n tulosten perusteella olla varsin varmoja, kuinka paljon koehenkilö nukkui ja miten syvää nukkuminen oli. Mittaustulosten tulkinta ei myöskään ole kiinni tutkijasta: Kuka tahansa menetelmään perehtynyt tutkija tulkitsee mittauksen tulokset samankaltaisesti.

Polysomnografia on objektiivinen menetelmä: Se mittaa nukkumista nukkujan ulkopuolelta ilman että nukkujan tai tutkijan kokemukset vaikuttavat tulokseen. Sillä ei voida mitata kaikkia nukkumiseen liittyviä ilmiöitä, mutta se antaa hyödyllistä tietoa nukkumisen vaikutuksista kehoon ja aivoihin. Tätä tietoa voidaan käyttää esimerkiksi nukkumisen tutkimuksessa sekä uniongelmien diagnosoinnissa.

Unennäön suhteen tilanne on erilainen: unet ovat subjektiivisia kokemuksia. Ne koostuvat siitä, miltä uneksijasta tuntuu ja ainoastaan uneksija voi tietää miltä hänen unensa tuntuu. Ei ole olemassa mittaria, joka voisi unennäkijän ulkopuolelta mitata hänen unensa. Voimme toki kuvata mitä aivoissa tapahtuu, kuin ihminen näkee unta. Emme kuitenkaan silloin mittaa unennäköä, joka koostuu uneksijan kokemuksesta, vaan aivojen toimintaa joka jollain tavalla liittyy tuon kokemuksen tuottamiseen. Tämä tieto on toki mielenkiintoista, mutta se kertoo unen mekanismeista aivoissa, ei unesta kokemuksena.

Objektiivisen ja subjektiivisen mittaamisen eron toi konkreettisella tavalla esiin filosofi Thomas Nagel kuvitteellisella esimerkillään lepakkona olemisesta. Nagelin ajatuskokeessa tiede on saavuttanut täydellisen objektiivisen kuvauksen lepakon hermoston toiminnasta: Ymmärrämme kaikkien hermoston osien tehtävät ja suhteet toisiinsa. Voimme vaikka rakentaa toimivat lepakon aivot tämän tiedon perusteella. Kuitenkin, vaikka meillä olisi kaikki tämä objektiivinen tieto, emme sen perusteella voisi tietää, millaista on olla lepakko. Miltä tuntuu lentää pimeässä ja hahmottaa maailma kaikuluotauksella? Ainoa tapa tietää tämä on olla lepakko, kokea lepakkona oleminen subjektiivisesti.

Unennäön olemus on siten subjektiivinen kokemus eikä sitä siksi voi objektiivisesti mitata. Tämä on valtava filosofinen haaste unien tieteelliselle tutkimukselle. Sen vuoksi unennäön tutkimus ei ole edistynyt samaa tahtia kuin nukkumisen tutkimus.

 

Unien tutkimus

Unien subjektiivisen luonteen vuoksi, niiden tutkimus on vaikeampaa ja epäluotettavampaa kuin nukkumisen, eikä nukkumisen tutkiminenkaan ole helppoa! Käytännössä ainoa tapa saada tietoa unista on pyytää uneksijaa kertomaan millaista unta hän näki. Tästä seuraa, että unitutkimus ei voi suoraan tutkia unia, vaan se tutkii ihmisten kertomuksia omista unistaan. Tieteessä näitä kertomuksia kutsutaan uniraporteiksi. Jos tämä erottelu kuulostaa sinusta ongelman sijasta saivartelulta, niin mieti kuinka helposti selvittäisit seuraavissa tilanteissa:

 

Kerro tarkasti, miltä sinusta tuntui puoliltapäivin 1.11.2016?

Kirjoita kuvaus siitä, miltä punainen näyttää ja miten se eroaa sinisestä?

Vieras ihminen herättää sinut kesken eroottisen unen ja pyytää sinua kuvailemaan unen mahdollisimman tarkasti?

 

Unen, tai minkään subjektiivisen kokemuksen, kertominen ei ole helppoa. Ensinnäkin, menneitä kokemuksia on vaikea muistaa tarkasti. Erityisesti tämä pätee uniin, koska nukkumisen aikana muisti ei toimi kuten valveilla. Toiseksi, vaikka kokemus olisikin tuoreessa muistissa, on vaikeaa kertoa tarkasti miltä kokemus todella tuntuu. Monet asiat, kuten värit tai tunteet, ovat hyvin vaikeita selittää. Kolmanneksi, unet voivat olla yksityisiä kokemuksia, joita ei välttämättä halua totuudenmukaisesti kertoa tutkijalle.

Kaikesta tästä seuraa, että mikään siitä tiedosta, mitä meillä unista on, ei ole suoraa tietoa unista. Se perustuu kuvauksiin unista, jotka voivat olla monista syistä epäluotettavia. Saivartelun sijaan aikamoinen haaste tieteelliselle unitutkimukselle!

Unitutkimuksen luotettavuus on aihe, jossa äänessä ovat pitkälti filosofit, eivät empiiriset tutkijat. Jossain tapauksissa nämä filosofit ovat olleet varsin radikaaleja. Norman Malcolm ja Daniel Dennett ovat jopa ehdottaneet, että ehkä unia ei ole lainkaan olemassa. Tällainen väite on mahdollinen, koska emme voi havaita unia objektiivisesti. Tiedämme vain, että ihmiset kertovat näkevänsä unta, emme sitä, näkevätkö he niitä todella. Voisiko ihmisten tavan kertoa nähneensä unta aamuisin selittää jotenkin muuten kun olettamalla että he ovat nähneet unia nukkumisen aikana? Kertomukset unista voisivat esimerkiksi perustua valemuistoihin, jotka syntyvät herätessä, sen sijaan että ne olisivat todellisia muistoja unista. Tämä selitys ei todennäköisesti ole oikein – on yksinkertaisempaa olettaa, että ihmiset todella näkevät unia – mutta sen tarkoitus onkin ensisijaisesti herättää ihmiset pohtimaan unien tutkimisen ongelmia.

 

Optimistiset unitutkijat

Filosofisista haasteista huolimatta tieteellinen unitutkimus on viime vuosikymmeninä edistynyt ja tuottanut mielenkiintoisia tuloksia. Empiiristä unitutkimusta tekevät tutkijat ovat käytännössä sitoutuneet käsitykseen, että unet todellakin ovat nukkumisen aikaisia kokemuksia ja ihmisten antamat uniraportit ovat riittävän luotettavia tutkimuksen tekemiseen.

Unien tutkiminen saattaa olla myös avain valvetietoisuuden ymmärtämiseen. Unitutkija Antti Revonsuo esittää, että unet eivät ole mielen tutkimukselle haaste, vaan suuri mahdollisuus: Niiden aikana aivomme luovat meille tietoisia kokemuksia, jotka eivät johdu ympäristöstä ja siksi tutkimalla unia voidaan saada arvokasta tietoa tietoisuuden mekanismeista ilman että jatkuvasti muuttuva ympäristö häiritsee tutkimusta. Revonsuo myös huomauttaa, että tieteen historiassa on ennenkin ollut tilanteita, joissa jonkin ilmiön tutkimus on näyttänyt filosofisista syistä vaikealta. Nämä filosofiset ongelmat ovat ratkenneet kun tutkittavaa ilmiötä on opittu ymmärtämään paremmin tekemällä havaintoja, mittauksia ja kokeita  – eli empiiristä tutkimusta. Jos emme tiedä tutkittavasta ilmiöstä tarpeeksi, ei siihen liittyviä ongelmia voida ratkaista filosofialla joten ehkä vaikeissa tilanteissa kannattaa vaan tehdä empiiristä tutkimusta ja luottaa sen tulevaisuudessa johtavan parempiin selityksiin ilmiöstä. Tämän filosofisen optimismin lisäksi empiirinen unitutkimus perustuu systemaattisille tavoille kerätä uniraportteja.

Luotettavin tapa tutkia unia on tuoda koehenkilö nukkumaan unilaboratorioon. Nukkumisen aikana koehenkilö herätetään ja häneltä välittömästi kysytään millaisia kokemuksia hänellä oli ennen heräämistä. Tällä tavalla minimoidaan unien unohtaminen ja saadaan rikkaampaa tietoa unien sisällöstä kuin kyselyiden avulla. Unilaboratoriokokeiden ongelmana on niiden työläys: Tällainen unitutkimus vaatii paljon sekä tutkittavalta että tutkijalta ja tämä estää suurten aineistojen keräämisen. Laboratorio on myös epänormaali ympäristö nukkua ja siksi koehenkilöt usein näkevät siellä laboratoriounia. Kun halutaan tutkia suurta ihmismäärää luonnollisessa ympäristössä, täytyy turvautua unipäiväkirjoihin tai kyselyihin.

Millä tahansa menetelmällä kerättyjen uniraporttien luotettavuutta pyritään lisäämään käyttämällä systemaattisia raportointi ja analyysimenetelmiä. Sen sijaan että arvioitaisiin jokainen uni erikseen, voidaan esimerkiksi olla kiinnostuneita onko unissa jokin vaarallinen tilanne ja sitten koodata suuri määrä unia joko vaara-uneksi tai vaarattomaksi. Tällaiselle uniaineistolle voidaan tehdä tilastollisia analyysejä ja näin pyritään hallitsemaan satunnaisia virheitä unien raportoinnissa. Kyselytutkimuksissa voidaan kysyä yksinkertaisia kysymyksiä unista myös erittäin suurilta ihmismääriltä, jolloin aineiston määrä lisää tulosten luotettavuutta.

 

Moderni unitutkimus

Unien tutkiminen on hyvin haastavaa niiden subjektiivisen luonteen vuoksi. Unitutkijat ovat kuitenkin tehneet parhaansa saadakseen otteen tästä hankalasta ilmiöstä. Seuraavaksi luon katsauksen siihen mitä tieteellinen tutkimus unista on paljastanut.

Moderni unitutkimus on ensisijaisesti kiinnostunut siitä, millaisia unet ovat ja miksi niitä nähdään. Unien sisällön tulkitseminen ei ole enää unitutkimuksen keskiössä, kuten se 1900-luvun alussa oli. Monille ihmisille unet voivat olla merkityksellisiä, mutta useimmat unitutkijat ovat sitä mieltä, että uneksija on paras asiantuntija omien uniensa merkityksien luomiseen ja tulkitsemiseen. Unitutkijat eivät siten yritä tulkita yksittäisiä unia – sen sijaan he keskittyvät tutkimaan unennäköä mielen ilmiönä.

 

Paljonko unia nähdään?

Nukkuminen voidaan karkeasti jakaa kahteen eri vaiheeseen: Vilke- eli REM-unen aikana aivot ovat hyvin aktiiviset, kuten valveilla. Hidasaaltoisen eli NREM-unen aikana taas aivojen sähköinen toiminta on selvästi valvetta vähäisempää. Unilaboratoriossa on havaittu, että kun ihmisen herättää REM-univaiheessa, yli 80 %:ssa tapauksista koehenkilö kertoo nähneensä unta. Myös herätys NREM-unesta johtaa uniraporttiin miltei joka toinen kerta. Toisin kuin joskus luultiin, unet eivät siis ole pelkästään REM-univaiheen ilmiöitä. Näiden tulosten valossa näyttää siltä, että ihmiset näkevät monia unia joka yö.

Suurin osa unista unohdetaan. Uni jää helpoiten mieleen, jos herää suoraan unennäön aikana. Siksi tavallisissa olosuhteissa ihmiset muistavat parhaiten unia, jotka he näkivät aamulla juuri ennen heräämistä. Valitettavasti myös painajaiset, joihin herää, jäävät hyvin mieleen. Kyselyissä naiset muistavat enemmän unia kuin miehet ja ihmiset, jotka ovat kiinnostuneita unistaan muistavat aamuisin enemmän unia kuin vähemmän unista kiinnostuneet. Laboratoriossa tällaisia eroja ei kuitenkaan näy, joten todennäköisesti ihmisten välillä on enemmän eroja unien muistamisessa kuin näkemisessä.

 

Millaisia unia nähdään?

Tyypillisessä unessa uneksija kokee olevansa maailmassa, joka ei eroa valtavasti valvemaailmasta. Hänellä on unessa keho ja yleensä unissa esiintyy muita unihahmoja, joiden kanssa uneksija on tekemisissä. Uneksija harvoin muistaa, mistä hän uneen on tullut ja häneltä tuntuu puuttuvan kyky kyseenalaistaa unessa tapahtuvat omituiset asiat. Lähes kaikissa unissa nähdään asioita ja suurimmassa osassa mukana on myös kuuloaistimuksia. Muut aistit, tunto, maku ja haju tai kivun kokemukset ovat kaikki mahdollisia, mutta paljon näkö- ja kuuloaistimuksia harvinaisempia.

Unissa esiintyy uneksijan valve-elämästä tuttuja asioita, mutta unien sisältö ei kuitenkaan suoraan heijasta valvekokemuksia: Monet arkiset asiat, jotka vievät valveilla paljon aikaa, kuten sähköpostien kirjoittaminen tai TV:n katselu, ovat unissa harvinaisia. Sen sijaan valveilla harvinaiset asiat, kuten takaa-ajot, ovat unissa suhteellisen yleisiä.

Unien tyypillisiä aiheita kartoittavissa kyselyissä takaa-ajot, vihamielisten otusten hyökkäykset, putoaminen ja eksyminen ovat aiheita, joista uneksitaan usein ympäri maailmaa. Tämä tulos kertoo myös laajemmasta unia koskevasta tuloksesta: Vaikuttaa siltä, että negatiiviset tapahtumat ja tunteet ovat unissa yleisempiä kuin positiiviset. Suuri osa unista sisältää vaaroja tai vastoinkäymisiä. Nämä hankaluudet unissa eivät kuitenkaan välttämättä herätä vahvoja tunteita. Todella pahat unet ovat asia erikseen.

 

Painajaiset

Painajaiset ovat unia, jotka herättävät hyvin voimakkaita negatiivisia tunteita. Yleisin painajaisten tunne on pelko, mutta myös surua, syyllisyyttä ja muita ikäviä tunteita voi painajaisissa kokea. Tieteellinen määritelmä painajaiselle on sellainen uni, jossa koetaan niin voimakas negatiivinen tunne, että unesta herätään. Kaikki tutkijat eivät kuitenkaan ole yksimielisiä siitä, onko herääminen oleellista unen määrittelyssä painajaiseksi.

Kaikki näkevät painajaisia joskus ja satunnaisista painajaisista ei ole juurikaan haittaa. Pieni osa väestöstä kuitenkin kärsii jatkuvista painajaisista ja tällaiset painajaiset voivat olla vakava ongelma. Suomessa tekemissämme tutkimuksissa havaitsimme että 3-5 % aikuisista sanoo näkevänsä painajaisia usein. Nuoret naiset raportoivat enemmän painajaisia kuin nuoret miehet, mutta iän myötä sukupuoliero painajaisten määrässä tasoittui. Usein painajaisia näkevien määrä eri ikäryhmissä suomalaisilla aikuisilla on kuvattu kuvassa 1.

 

kuva-1

Kuva 1. Usein painajaisia näkevien suomalaisten aikuisten määrä eri ikäryhmissä. Kuva pohjautuu kyselytutkimukseen (Sandman ym. 2013), jossa selvitettiin painajaisten yleisyyttä lähes 70 000 suomalaisen aikuisen keskuudessa. Naisten keskuudessa (punaiset pylväät) on enemmän usein painajaisia näkeviä henkilöitä kuin miesten keskuudessa (siniset pylväät). Iän myötä painajaisten määrä pyrkii lisääntymään, varsinkin miehillä.

 

Paljon painajaisia näkevillä vastaajilla oli huomattavasti enemmän masennus- ja unettomuusoireita kuin vastaajilla jotka eivät nähneet painajaisia. Painajaiset esiintyvät yhdessä myös uni- ja psyykelääkkeiden käytön, humalahakuisen alkoholinkäytön ja yleisen elämään tyytymättömyyden kanssa. Tutkimuksessamme emme pysty erottamaan, mikä on syy ja mikä on seuraus. Todennäköisesti vaikutus kulkee molempiin suuntiin ja selvää oli että jatkuvasti painajaisia näkevät ihmiset voivat huonommin kuin ihmiset ilman painajaisia.

Painajaisia on kahta perustyyppiä: Idiopaattisia ja post-traumaattisia. Idiopaattiset painajaiset tarkoittavat pahoja unia, joiden sisältö ei liity valveilla koettuihin asioihin. Post-traumaattiset painajaiset taas ovat pahoja unia asioista, joita todella on tapahtunut. Tällaiset painajaiset ovat normaali reaktio traumaattiseen kokemukseen ja yleensä ne häviävät ajan kanssa. Joissakin tapauksissa voimakkaat traumat kuitenkin aiheuttavat post-traumaattisen stressireaktion, johon kuuluu masennusta, painajaisia ja jopa valveilla koettuja painajaismaisia kokemuksia. Tällaiset post-traumaattiset painajaiset voivat olla hyvin pitkäaikainen ongelma, joka ei ilman hoitoa ratkea. Aikaisemmassa kirjoituksessa tässä blogissa esiteltiin tutkimuksissamme esiin tullutta tulosta sotaveteraanien painajaisten määrässä, joka todennäköisesti liittyy traumaattisiin painajaisiin.

Ei ole olemassa yksinkertaista hoitoa tai lääkettä painajaisiin, mutta pitkäjänteisellä työllä niihin voi saada helpotusta. Jos painajaiset liittyvät stressiin tai masennukseen, jota voidaan hoitaa erikseen, tuo edistys masennuksen ja stressin hoidossa todennäköisesti helpotusta myös painajaisiin. On olemassa myös nimenomaan toistuvia painajaisia varten kehitetty terapiamuoto, Imagery rehearsal therapy, jossa valveilla tehtävällä mielikuvaharjoittelulla pyritään muuttamaan toistuvien painajaisten sisältöä parempaan suuntaan. Terapian tehosta jatkuvien painajaisten hoidossa on lupaavia tuloksia.

 

Selkounet

Jännittävä unennäön erityistapaus ovat selkounet, engl. Lucid dreams. Selkounessa uneksija unen aikana tajuaa, että maailma hänen ympärillään ei ole todellinen, vaan kyseessä on hänen oma unensa. Joissakin tapauksissa uneksija pystyy tämän oivalluksen jälkeen muokkaamaan unta haluamillaan tavoilla, mutta joskus oivallus johtaa nopeasti heräämiseen. Selkounet ovat yleensä miellyttäviä kokemuksia.

Selkounien olemassaoloon ei tieteessä uskottu pitkään aikaan, vaan ajateltiin, että niitä kokevat ihmiset itseasiassa heräävät unesta ja kuvittelevat selkounensa valveilla. 1980-luvulla unitutkija Stephen LaBerge kollegoineen kuitenkin onnistui todistamaan näiden kokemusten olemassaolon uraauurtavalla koeasetelmalla. Kokeessa koehenkilöinä oli ihmisiä, jotka näkivät paljon selkounia ja pystyivät näissä unissa toimimaan tahdonalaisesti. Heidän tehtävänään oli opetella tekemään silmänliikkeillään ennalta määrätty kuvio. REM-univaiheessa suurin osa lihaksista on lamaantuneessa tilassa, mutta silmät liikkuvat normaalisti. Kokeessa koehenkilöt pystyivätkin selkounensa aikana toistamaan ennalta määrätyn sarjan silmänliikkeitä samalla kuin aivosähkökäyrämittaus todisti heidän olevan REM-univaiheessa, ei hereillä. Toisin sanoen, koehenkilöt pystyivät lähettämään viestin unimaailmasta valvemaailmaan!

Näitä kokeita pidetään vahvana näyttönä sille, että selkounet tosiaan ovat todellisia unia, joissa ollaan tietoisia uneksimisesta. Ne ovat myös todistusaineistoa siitä, että unikokemukset ovat todella nukkumisen aikana tapahtuvia kokemuksia, joista voidaan nokkelilla kokeilla saada tietoa valvemaailmasta.

Selkounet ovat harvinaisia, mutta useimmat ihmiset näkevät niitä joskus elämässään. Selkounia voi yrittää saada aikaan harjoittelemalla erilaisia tekniikoita, joissa pysähdytään miettimään ”näenkö juuri nyt unta?” Täysin luotettavaa menetelmää selkounien saavuttamiseksi ei kuitenkaan ole.

 

Lopuksi

Unennäön tutkimus tieteellisesti on vaikeaa, mutta edistystä alalla on tapahtunut. Uskottavimmat tulokset alalta ovat kuitenkin kuvailevia: Ne kertovat millaisia unia nähdään, ketkä niitä näkevät ja kuinka paljon. Tiukka mielenfilosofi voi myös kyseenalaistaa monet näistä tuloksista filosofisista syistä. Kysymys siitä, miksi unia nähdään, on yhä suurelta osin avoinna. Unien funktiosta on esitetty useita teorioita, mutta yhdelläkään teorialla ei ole selvää valta-asemaa.

Karkeasti teoriat voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: Ensinnäkin teoriat jotka joiden mukaan unilla ei ole mitään funktiota, vaan ne ovat aivojen muun toiminnan harmiton sivutuote. Toiseksi teoriat jotka esittävät, että unilla on psykologinen funktio, eli ne ovat tärkeitä mielenterveydelle ja hyvinvoinnille. Ja lopuksi teoriat, jotka esittävät että unilla on evolutiivinen funktio, eli ne ovat edistäneet selviytymistä ja lisääntymismenestystä. Näiden teorioiden tarkempi esittely on kuitenkin toisen tekstin aihe.

 

28.12.2016

Nils Sandman, Turun Yliopisto & Terveyden ja Hyvinvoinnin Laitos, Twitter: @NilsSandman

 

Lähteitä

Dennett, D. C. (1976). Are dreams experiences? The Philosophical Review, 85(2), 151-171.

Malcolm, Norman. (1956). ”Dreaming and skepticism.” The Philosophical Review,  14-37.

Nagel, Thomas. (1974). ”What is it like to be a bat?” The philosophical review 83.4: 435-450.

Revonsuo, Antti. (2006). Inner presence: Consciousness as a biological phenomenon. Mit Press.

Windt, Jennifer M. (2015). Dreaming: A conceptual framework for philosophy of mind and empirical research. MIT Press.

LaBerge S. (1988). The Psychophysiology of Lucid Dreaming. In J. Gackenbach & S. LaBerge (Eds.), Conscious mind, sleeping brain: Perspectives on lucid dreaming. New York; Plenum press.

Sandman N., Valli K., Kronholm E., Revonsuo A., Laatikainen T. & Paunio T. (2015). Nightmares: risk factors among the Finnish general adult population. SLEEP 38(4):507–514.

Sandman N., Valli K., Kronholm E., Ollila H., Revonsuo A., Laatikainen T. & Paunio T. (2013). Nightmares: Prevalence among the Finnish general adult population and war veterans during 1972-2007. SLEEP 2013;36(7):1041-1050.

Valli, K. (2008). Threat Simulation-The Function of Dreaming? Annales Universitatis Turkuensis.

Mistä aivot tietävät milloin ja kuinka paljon on nukuttava?

 

Unen tarve on yksilöllinen ja paljolti geenien määräämä: lyhytuniset tarvitsevat vain muutaman tunnin yöunet kun taas pitkäuniset vaativat kymmenenkin tunnin pötköttelyn unessa. Tässä ei kuitenkaan ole kaikki: jos valvomme tavallista kauemmin, seuraava unijakso on normaalia pidempi, ja nukumme myös enemmän syvää unta kuin tavallisesti.

Kuten arvata saattaa, unen säätely on melko monimutkainen järjestelmä. Siinä on kaksi päätekijää: vuorokaudenaika ja edeltävän valveen pituus eli hienommin sanottuna vuorokausirytmin sirkadiaaninen ja unen homeostaattinen säätely. Tämä on vielä helppoa: sirkadiaaninen säätely kertoo milloin on hyvä aika nukkua. Ihmisellehän se on yö, mutta monelle muulle lajille päivä. Tästä säätelystä huolehtii sisäinen kellomme, josta tarkempi selvitys on edellisessä blogin artikkelissa. Homeostaattinen säätely taas voidaan kuvata yksinkertaisesti niin, että mitä pidempään valvotaan, sitä pidempään sen päälle nukutaan. Toisin sanoen kehossamme on joku mekanismi, joka kykenee pitämään lukua siitä kuinka paljon on valvottu ja huolehtimaan siitä, että ylimääräinen valve otetaan kiinni, tai nollataan ylimääräisellä nukkumisella.

Unen säätely on myös tiukasti sidoksissa valveen säätelyyn: ne mekanismit, jotka ylläpitävät valvetta on saatava hiljenemään ennen kuin uni voi alkaa ja voimme pysyä unessa. Valveen pääasiallisia säätelymekanismeja aivoissa on kaksi: valvetumakkeet ja väliaivoissa sijaitseva aivorakenne nimeltään talamus eli näkökukkula. Mutta ei siinä kaikki: aivoissa on myös unitumake, jonka solut työskentelevät kovemmin unessa kuin valveessa ja toiminnallaan ylläpitävät unta. Talamus on puolestaan aistitiedon portti aivoihin. Tiedot aistielimistämme (silmät, korvat, kosketus) aivokuorelle kulkevat talamuksen kautta. Mutta talamus ei ole mikä tahansa maitolaituripysäkki, vaan se itsenäisesti myös säätelee mitä tietoja päästetään läpi. Mitä enemmän tietoa talamus päästää läpi, sitä aktiivisempi on aivokuoremme, ja sitä virkeämpiä olemme.

Kaiken tämän lisäksi miltei kaikilla elintoiminnoilla on jonkinlainen yhteys myös vireystilan/unen säätelyyn. Tämä johtuu siitä, että vireystilan täytyy asettua sopivaksi siihen toimintaan nähden mikä kulloinkin on elimistössä menossa. Esimerkiksi jos joudumme vaaratilanteeseen, vireystilan täytyy olla korkea, jotta keksimme keinon selviytyä. Tällöin talamusportti on apposen auki, ja stressihormonit tehostavat vireyttä. Toisaalta, jos sairastumme tulehdukseen, elimistön on järkevää asettua lepoon, ja näin käykin. Hienous piilee siinä, että samat molekyylit, jotka tiedottavat puolustusjärjestelmälle, että nyt olisi hommia ja aloittavat torjuntatoimet, säätelevät myös vireystilaa niin, että alkaa väsyttää ja sänky kutsuu.

Unen täytyy olla elimistölle tärkeä toiminto koska sen säätely on näin monipuolisesti järjestetty – erityisesti homeostaattinen säätelymekanismi viittaa siihen, että kyseessä on hengissä säilymisen kannalta välttämätön toiminto, kuten vaikka ravinnon otto.

Seuraavassa käyn läpi nämä erilaiset säätelymekanismit kohta kohdalta. Vuorokausirytmin säätely löytyy tästä samasta blogista otsikolla: Vuorokausirytmi: aamuvirkut ja yökyöpelit.

 

 

Homeostaattinen säätely

Mistä elimistö tietää, että on nukuttu tarpeeksi tai liian vähän? Loppuuko aivoista joku valveelle välttämätön aine, vai kertyykö valvomisen aikana aivoihin unimyrkkyä, joka pitää unen aikana poistaa? Vai tapahtuuko jotain muuta?

Voimme ajatella niin, että kun aamulla heräämme, aivot alkavat kerätä unipainetta, jota kertyy koko valvejakson ajan kunnes sitä on niin paljon, että alkaa väsyttää ja menemme nukkumaan. Nukkuessa unipaine purkautuu, kunnes se on niin matalalla, että voimme taas herätä. Mutta mitä on tämä unipaine?

Aikanaan unipainetta ajateltiin eräänlaisena aivoihin kertyvänä unimyrkkynä, hypnotoksiinina. Unimyrkkyteoriaan johtaneet ensimmäiset kokeet teki japanilainen Kuniomi Ishimori vuonna 1909. Näissä kokeissa hän havaitsi, että valvotetuista koirista siirretty aivouute nukutti vastaanottajia. Ranskassa tutkijat Legrand ja Pierot havaitsivat saman: kun tutkijat kävelyttivät koiria yökaudet pitkin Pariisin katuja, ja ottivat niiltä aivo-selkäydinnestettä ja siirsivät hyvin nukkuneisiin koiriin, nämä alkoivat nukkua enemmän. Havainnot julkaistiin 1913. Johtopäätös näistä kokeista oli se, että valveen aikana todellakin kertyy aivoihin jotakin ainetta, joka sitten aiheuttaa unen. Nämä kokeet vaipuivat vuosikymmeniksi unholaan, kunnes amerikkalainen professori Pappenheimer alkoi ajatella samoilla linjoilla ja vuonna 1967 toisti yllämainitut kokeet, nyt vuohilla. Tällä kertaa asiaa ei haluttu jättää pelkkään havaintoon, vaan valvotettujen eläinten aivokudoksesta ruvettiin etsimään ainetta, joka uneliaisuutta aiheutti. Toimeen tarttui Pappenheimerin opiskelija, James Krueger, joka seitsemän vuoden aherruksen jälkeen sai kun saikin eristettyä koe-eläimillä unta lisäävän pienikokoisen molekyylin, jota aluksi kutsuttiin ”faktori S”:ksi. Koska yhdiste vaikutti kestävältä, tutkijat päättivät yrittää eristää sitä myös verestä ja virtsasta, mikä onnistuikin. Virtsaa tosin jouduttiin keräämään tonnikaupalla yleisistä käymälöistä. Ihmetys – ja pettymyskin – oli suuri, kun lopulta vuonna 1984 molekyyli osoittautui bakteerin pintamolekyyliksi, muramyylipeptidiksi, joka pikemmin kuin aivojen säätelymekanismeihin, näytti liittyvän immunologian säätelyyn

Voin kuvitella, että hyväntahtoisetkaan kolleegat eivät voineet olla hymyilemättä tulokselle- pissaa päässä ja siinä bakteereita – onpa hieno unensäätelyteoria!  Heh heh. Mutta Jim Krueger ei antanut periksi vaan jatkoi tutkimuksiaan tällä linjalla: miten immuunijärjestelmä ja unen säätely liittyvät toisiinsa. Neljäkymmentä vuotta ja tuhansia julkaistuja tutkimuksia myöhemmin tiedämme nyt, että yhteys on olemassa, ja se on erittäin merkityksellinen myös terveytemme kannalta.

Millaiset molekyylit sitten kertyvät aivoihin unen aikana? Yksi niistä on adenosiini. Adenosiini on energia-aineenvaihdunnan päävaluutan, ATP:n, osa. ATP on energian siirtoon ja lyhytaikaiseen varastointiin käytettävä runsaasti kemiallista energiaa sisältävä yhdiste, joka koostuu adenosiiniytimestä, johon on kiinnittynyt kolme fosfaattia (siitä nimi adenosiinitriphosphate). Molekyylillä on luovutettavissa olevaa energiaa silloin kun kaikki kolme fosfaattia ovat kiinnittyneinä adenosiinirunkoon. Kun energiaa kulutetaan, ATP molekyylit luovuttavat fosfaattiosiaan pois, ja kulkeutuvat soluhengitystä toteuttaviin soluelimiin, mitokondrioihin, latautumaan. Jos elimistön energiatilanne on huono, mitokondriot eivät pysty lataamaan näitä miniakkuja, ja adenosiinin määrä kasvaa. Unen säätelyssä ajatus kulkee näin: valveen aikana aktiiviset hermosolut käyttävät energiaa, jota ei loputtomasti ole tarjolla. Valveen pitkittyessä tuotanto ei pysy kulutuksen tahdissa ja adenosiini alkaa lisääntyä.

Tämä tutkimusalue on minulle läheinen, koska itse olin kehittämässä menetelmää ja ensimmäisenä mittaamassa adenosiinia pitkittyneen valveen aikana. Kokeet suoritettiin Harvardin yliopistossa, ja niissä havaittiin, että etuaivojen pohjaosan valvetumakkeen adenosiinipitoisuus valveen aikana kasvaa tasatahtia valveen pituuden kanssa. (Katso kuva 1).

 

Kuva 1

Kuva 1. Adenosiinin kertyminen etuaivojen pohjaosaan pitkittyneen valveen aikana. Kuuden tunnin valvejakson aikana adenosiinin solunulkoinen pitoisuus kasvaa tasaisesti valveen edetessä. Kun valve loppuu ja uni alkaa, pitoisuus kääntyy laskuun.

 

 

Mutta entä uni?

Adenosiini pystyy myös hillitsemään (hermo)solujen toimintaa: adenosiinin sitoutuminen omaan reseptoriinsa (tarkemmin sanottuna adenosiini1 reseptoriin) vähentää solun aktiivisuutta. Toisin sanoen: kun energia alkaa loppua, adenosiinin määrä kasvaa ja alkaa hillitä energian kulutusta. Nerokasta! Ja kun tämä tapahtuu valvetta ylläpitävissä soluissa, niiden toiminta alkaa heiketä, ja todennäköisyys unen alkamiseen kasvaa. Adenosiini siis lisää unta, mikä on varmennettu antamalla adenosiinia ja mittaamalla unen määrä. Paljon tunnetumpi on adenosiinireseptorin salpaajan, kofeiinin, vaikutus: kofeiini tukkii adenosiinin vaikutuskanavan ja estää sitä näin toteuttamasta tehtäväänsä. Tästä syystä kofeiini estää unta ja piristää. Miksipä muuten kittaisimmekaan kahvia!

Adenosiini ei suinkaan ole ainoa molekyyli, joka lisää unta. Jo aiemmin oli puhetta immunologisesta järjestelmästä ja sen mahdollisesta liittymisestä unen säätelyyn. Edellä mainitun James Kruegerin (sittemmin professori Krueger) ryhmä on löytänyt monia immunologisen järjestelmän molekyylejä, jotka vaikuttavat uneen: mm. tulehdussytokiinit, joita kutsutaan interleukiineiksi (erityisesti IL-1b), TNFa ja NF-kB signalointijärjestelmä. Japanilainen tutkimusryhmä keskittyi kudoshormoni prostaglandiineihin, ja niistä erityisesti PGD2 liittyy unen säätelyyn. Omissa tutkimuksissamme havaitsimme, että adenosiinin lisäksi typpioksidi, immunologisen entsyymin tuottamana, lisääntyy pitkittyneen valveen aikana.

Ovatko nämä immunologiaan ja siten kaikkien kroonisten sairauksien syntyyn ja etenemiseen liittyvät molekyylit osa myös unen homeostaattista säätelymekanismia, vai kuvastavatko ne elimistön tuntemaa uhkaa liian pitkän valvejakson aikana? Varmaa vastausta tähän ei ole pystytty antamaan – luultavimmin molempia. Unen homestaattisen säätelyjärjestelmän osallisuuteen viittaa se, että kun omissa kokeissamme estimme typpioksidin synnyn etuaivojen pohjaosassa pitkän valveen aikana, sen jälkeinen uni ei lisääntynytkään, kuten muutoin tapahtuisi. Aivot eivät siis olleet saaneet viestiä syntyneestä univelasta. Toisaalta interleukiinien lisääntyminen unen eston aikana koko kehossa viittaa siihen, että kyseessä on hälytysjärjestelmän aktivoituminen.

 

Talamus

Talamus on aistitiedon portti aivokuorelle, jossa viestit tiedostetaan ja niitä käsitellään sekä tehdään päätöksiä mihin pitäisi ryhtyä.

Kaikki tieto aisteista (näkö, kuulo, kosketus…) kulkee aivokuorelle talamuksen kautta. Talamuksessa on kullekin aistille oma alueensa (tumake), jonka kautta viesti kulkee. Tämän lisäksi talamuksessa on yhteinen tumake, retikulaaritumake, joka ottaa vastaan tietoa kaikista tumakkeista: aina kun tietoa on matkalla aivokuorelle, retikulaaritumake saa siitä myös viestin. Retikulaaritumakkeesta puolestaan on yhteys takaisin muihin talamuksen tumakkeisiin, siten, että se pystyy jarruttamaan näiden muiden tumakkeiden toimintaa. Mutta ei tässä kaikki. Aivokuorelta on myös yhteys retikulaaritumakkeeseen, joten retikulaaritumake kuittaa tiedon sekä viestin lähtemisestä että saapumisesta aivokuorelle. Kun retikulaaritumake on saanut tarpeeksi viestejä muista tumakkeista ja aivokuorelta, se alkaa estää muiden talamuksen tumakkeiden toimintaa – ikään kuin sanoen, että nyt riittää! Talamusportti lähtee sulkeutumaan eikä siitä enää mene viestejä lävitse. Tämä on ensimmäinen vaihe siihen, että uni voisi alkaa. Kun talamusportti sitten kokonaan sulkeutuu (jolloin talamuksen hermosolujen toiminta muuttuu tasaisesta aktivoitumisesta purskahduksina tapahtuvaan aktivoitumiseen), uni alkaa. Ks. kuva 2

 

Kuva2

Kuva 2. Aistitiedon tie talamuksen kautta aivokuorelle: talamusportin toimintaperiaate. Aistitieto tulee talamuksen talamokortikaalisoluun, josta se jatkaa matkaansa aivokuorelle, mikäli talamokortikaalisolu päästää sen läpi. Talamokortikaalisolu viestittää samanaikaisesti talamuksen retikulaaritumakkeelle, että tietoa on sille tullut. Jos viesti etenee aivokuorelle, aivokuoren solu lähettää tiedon siitä talamuksen retikulaaritumakkeelle, joka nyt tietää, että viesti on tullut talamukseen ja lähtenyt siitä eteenpäin aivokuorelle. Kun viestejä on kulkenut paljon, retikulaaritumake alkaa jarruttaa viestin siirtoa ehkäisemällä talamokortikaalisen solun toimintaa. Kun talamokortikaalisolu viestii käyttäen tasaisesti ilmeneviä aktiopotentiaaleja (phasic mode), viesti pääsee solusta eteenpäin (kuvassa paneeli a); kun solu toimii ryöpsähtelevien aktiopotenttiaalien varassa (bursting mode), viesti ei kulje eteenpäin (kuvassa paneeli b). Uneen vaipumisen ensi vaiheessa talamokortikaalisolu siirtyy faasisesta toimintatavasta bursting modeen.

 

 

Valvetumakkeet

Valveilla pysyminen on eliön hengissä pysymisen kannalta oleellista. Sen vastakohtana voidaan pitää unta tai tajuttomuutta, joille on tyypillistä, että yhteys ympäristöön on hukassa: viestejä ei vastaanoteta eikä niihin reagoida. Jos tällainen meno jatkuu pitkään, eliön käy huonosti! Niinpä aivojen valveilla pysyminen on varmistettu monella tavalla. Tätä tehtävää suorittavat valvetumakkeet, jotka sijaitsevat aivojen ”vanhoissa” osissa, tarkoittaen sitä, että nämä tumakkeet ovat kehittyneet evoluutiossa jo varhain, ja niitä tavataan hyvinkin alkeellisilla eliöillä. Aivosilta, ydinjatkos, hypotalamus ja etuaivojen pohjaosa ovat valvetumakkeiden sijaintipaikkoja (ks. kuva 3). Tumakkeet toimivat siten, että niiden hermosolut erittävät hermovälittäjäainetta, joka vapautuu aivokuorella ja pitää aivokuoren hereillä. Kullakin tumakkeella on oma välittäjäaineensa, mutta yhteistä niille on, että kaikki virkistävät aivokuoren soluja. (Ks. taulukko alla). Myös kaikkia välittäjäaineita erittyy eniten valveessa ja niiden eritys vähenee unen alkaessa.  Muiden univaiheiden paitsi REM unen aikana eritys vähenee edelleen ollen pienintä syvän unen vaiheessa.

 

Kuva 3

Kuva 3. Talamuksen ja valvetumakkeiden sijainti aivoissa. Talamus sijaitsee isoaivojen keskiosassa, aivokuoren alla. Sen alapuolella, aivorungossa (ydinjatkoksessa ja aivosillassa) sijaitsevat valvetumakkeet. Aivorunko on evoluutiossa kehittynyt jo varhain, ja siellä sijaitsevat tumakkeet löytyvätkin paitsi kaikilta nisäkkäiltä, myös linnuilta ja matelijoilta.

 

 

Ks. taulukko välittäjäaineista ja tumakkeista

Taulukko

 

Erikoista kuitenkin on se, että REM unen aikana kaikkien muiden tumakkeiden välittäjäaineiden eritys miltei lakkaa kokonaan, mutta asetyylikoliinin eritys sekä ydinjatkoksen LDT/PPT tumakkeista että etuaivojen pohjaosan Nucleus basalis Meynertistä lisääntyy yhtä suureksi kuin valveen aikana! Aivosähkökäyrässä tämä näkyy siten, että aivokuoren aktiivisuus näyttää yhtä aktiiviselta kuin valveessa. Aivokuoremme on siis ikään kuin ”valveilla” keskellä unta, mutta tätä valvetta ylläpitää vain yksi välittäjäaine, kun valveen aikana ylläpitäjiä on kuusi!

 

Unitumake

Kun valvetta ylläpitäviä tumakkeita on aivoissa useita, löytyykö yhtään, joka ylläpitää unta? Kyllä löytyy, tosin vain yksi. Tämä tumake, ventrolateraalinen preoptinen tumake (VLPO) sijaitsee hypotalamuksessa, ja se tunnistettiin siitä, että sen solut ovat aktiivisempia unessa kuin valveessa. Sen solujen välittäjäaine on gamma-aminovoihappo (GABA), elimistön jarruvälittäjäaine, joka estää muiden solujen toimintaa. Tästä jarrutumakkeesta on yhteydet kaikkiin valvetumakkeisiin, joista puolestaan lähtevät yhteydet VPLO:hon. Verkosto toteuttaa hienosti sanottuna resiprokaalisen inhibition eli molemminpuolisen eston periaatetta. Ja näin se toimii: kun unitumake on aktiivinen (eli olemme unessa) se lähettää valvetumakkeille ehkäisevän viestin: olkaa hiljaa, nyt toimin minä. Vastaavasti valveessa valvetumakkeet lähettävät viestin unitumakkeelle: ole hiljaa, nyt me toimimme. Näin saadaan selkeä ero unitilan ja valvetilan välille.

 

Sopeutuminen ympäristöön

Stressi. Stressi-käsite on aikojen saatossa laventunut alkuperäisestä, fysiologisesta merkityksestään koskemaan kaikenlaista ikävää mitä meille saattaa sattua. Suurin sekaannus tulee siitä, että stressille on vakiintunut maine pahiksena: stressi paha, rentoutuminen hyvä. Tässä kirjoituksessa käytän stressi-käsitettä sen fysiologisessa merkityksessä: stressi on elimistön reaktio, joka auttaa meitä selviämään erilaisista, usein vaaratilanteista. Siihen liittyy sekä hormonaalisia että ei-tahdonalaisen hermoston toiminnan muutoksia. Hormonaalisista muutoksista keskeisin on stressihormoni kortisolin erityksen lisääntyminen. Haluan painottaa, että stressi on eliöiden, mukaan lukien ihminen, hengissä säilymiselle ehdottoman välttämätön reaktio. Ihmisellä tunnetaan oireyhtymä, jossa kortisolia ei erity (Addisonin tauti) – tautia sairastavat kuolevat, jollei heille anneta kortisolikorvaushoitoa. Klassinen stressin paikka on vaikkapa pakeneminen villieläimen tieltä: pelottaa, vereen pakkaa kortisolia, sympaattinen hermosto kohottaa sykettä ja verenpainetta, tihentää hengitystä ja vireystila on maksimissaan. Kun vaaratilanne on ohi, kortisolin eritys lakkaa ja autonomisen hermoston toinen osa, parasympaattinen hermosto ottaa ohjat – seuraa rentoutuminen. Nykyihmisen stressit ovat toisenlaisia – niiden syyt painottuvat henkiselle puolelle, mutta elimistön reaktiot ovat kyllä samanlaiset. Vaikeutena on se, että stressin loppumiselle ei ole selkeää hetkeä, jolloin stressi usein jää päälle eikä palautuminen lähde käyntiin. Mitä tapahtuu unelle näissä oloissa?

Hormonaalinen stressiakseli koostuu kolmesta vaiheesta: aivojen sisällä, hypotalamuksessa, erittyy kortikotropiinia vapauttavaa hormonia, CRH-peptidiä, joka lisää aivolisäkkeen kortikotropiinin, ACTH:n eritystä. ACTH kulkeutuu veren mukana lisämunuaiseen, jossa se lisää kortisolin eritystä (ks. kuva stressiakselista). Kaikki stressiakselin hormonit ovat valvetta lisääviä, eli jos niitä on veressä, nukkuminen joko ei onnistu tai unen laatu kärsii. Elämäntilanteen äkilliset muutokset, järkyttävät tapahtumat tai vaikkapa liiallinen treenaaminen lisäävät tilapäisesti stressiä ja aiheuttavat unettomuutta. Tällainen unettomuus kuuluu asiaan ja menee ohi, kun elämä rauhoittuu. Mutta jos stressi pitkittyy, myös unen häiriöt jatkuvat ja alkavat osaltaan pahentaa ongelmaa. Unettomuusoireyhtymä on valmis syntymään.

 

Miten eri säätelytekijät toimivat yhdessä?

Vuorokausirytmin ja homeostaattisen säätelyn välille on kehitetty matemaattinen malli, joka ennustaa nukkumista eripituisten valvejaksojen jälkeen. Huomionarvoista on, että tämä malli toimii sekä ihmisillä että kaikenlaisilla eläimillä.

 

Unen säätelyn kahdenprosessin malli

Mallin kehitti Sveitsissä työskennellyt professori Alex Borbély viitisenkymmentä vuotta sitten. Samanlaisia ajatuksia oli myös amerikkalaisella Irwin Feinbergilla, mutta mallin kehittämisessä kuitenkin sveitsiläisillä oli lopulta suurempi osuus, ja näin malli jää historiaan heidän kehittämänään.

Professori Borbély ja hänen työtoverinsa, professori Irene Tobler, kiinnostuivat unen homeostaattisen säätelyn ilmiöstä: olisiko jotain säännönmukaisuutta edeltävän valveen ja sitä seuraavan unijakson pituudessa tai sen aikana nukutun unen syvyydessä? Tutkijoiden asiantuntemusyhdistelmä oli mitä sopivin: professori Tobler oli eläintieteilijä, joka tunsi eri eliölajien elintavat ja kehitti luonnonmukaisen menetelmän, jolla valvetta voidaan pidentää stressaamatta eläintä. Professori Borbély puolestaan oli varhainen tietotekniikan taitaja, joka pystyi kehittämään automaattisen aivosähkökäyrän analyysimenetelmiä. Tutkijat mittasivat unta eri lajeilta normaalin unen ja pitkittyneen valveen jälkeen. Havaittiin, unen pituuden lisäksi erityisesti myös unen syvyyttä kuvaava hitaiden delta aaltojen voima (power) kasvoi mitä pidempään eläin oli valvonut. Ihmisillä suoritetut kokeet antoivat saman tuloksen. (Ks. kuva 4).

 

 

Kuva 4

Kuva 4. Unen säätelyn kahden prosessin malli. Unen säätely koostuu kahdesta päätekijästä: vuorokausirytmien säätelystä ja homeostaattisesta säätelystä. Vuorokausirytmin määrittää sisäinen kellomme ja valo säätää sen aurinkovuorokauden mittaiseksi. Rytmi määrittelee milloin on sopiva aika vuorokaudesta nukkumiselle. Homeostaasi puolestaan kertoo kuinka pitkään on nukuttava: valveen alettua aivot alkavat kerätä unipainetta, joka kasvaa tasaisesti valveen pidetessä, kunnes painetta on niin paljon, että väsyttää ja menemme nukkumaan. Nukkuessa paine vähenee, kunnes se on niin alhainen, että voimme herätä virkeinä. Jos valvetta jatketaan ohi ensimmäisten väsymyksen merkkien, unipaine jatkaa kasvuaan, ja kun seuraavan kerran menemme nukkumaan tämän pitkittyneen valvejakson jälkeen, uni on pidempi ja myös syvempi (eli sisältää enemmän delta aaltoja) kuin jos olisimme menneet nukkumaan ajoissa. Malli kertoo myös, että jos uni ajoittuu väärään kohtaan vuorokausirytmiä, se on lyhyempi kuin normaalisti.

 

 

Unen säätelyn kahden prosessin malli

Tämä malli kuvaa unen (ei-REM-unen, jota kutsutaan myös hidasaaltouneksi) homeostaattisen säätelyn aivosähkökäyrän tasolla. Mutta mitkä tekijät molekyylitasolla ovat toiminnassa, kun homeostaattinen säätely tuottaa unta? Siitä oli puhetta edellä kohdassa 1 (homeostaattinen säätely).

Mutta ei ainoastaan valveen pituus vaan myös sen laatu vaikuttavat seuraavaan unijaksoon: mitä enemmän aivoja on rasitettu, sitä enemmän ja syvempään ne nukkuvat. Kokeita tätä asiaa koskien on tehty sekä ihmisillä että eläimillä, ja tulokset ovat yhdenmukaiset: jos jotakin aivoaluetta rasitetaan ylenmääräisesti päivällä, yöllä juuri tuo alue tuottaa eniten syvää unta (delta aaltoja, ja delta power on lisääntynyt). Tämän ymmärtäminen vaatii uuden käsitteen määrittelemisen: paikallinen uni.

 

Paikallinen uni

Unitutkijoiden välillä käydään kiivasta keskustelua siitä, onko uni aivoissa paikallinen ilmiö, vai koskeeko se koko aivoja. Maallikolle asia on selvä: joko olemme unessa tai valveilla. Eli maallikko tarkkailee unikäyttäytymistä: eliö köllöttelee paikallaan lajille tyypillisessä uniasennossa, silmät ovat kiinni ja sen lähelle voi hiippailla huomaamatta. Mutta pieni melu tai kosketus herättää nukkujan. Tämä ei kuitenkaan riitä unitutkijoille – me tahdomme mitata mitä aivoissa tapahtuu! Ja kun tutkija sitten katsoo eri aivoalueilta unen aikana rekisteröityjä aivosähkökäyriä hän huomaa, että ne suinkaan eivät ole samanlaisia. Toisin sanoen, eri aivoalueet nukkuvat hieman eri tavalla. Ja mikä ihmeellisintä: joku aivoalue saattaa olla hetken hereillä, vaikka eliö nukkuu (silloin muiden alueiden aivosähkökäyrässä kyllä näkyy unta). Tämä voidaan selittää siten, että eri aivoalueet tarvitsevat hieman eri määrän unta, riippuen siitä, kuinka paljon niitä on valveen aikana rasitettu. Kokeellisesti tämä todettiin ihmisellä mm. kokeella, jossa koehenkilön toista kättä ärsytettiin tärinällä päiväaikaan. Yöllä tätä kättä hermottavalla aivoalueella mitattiin enemmän ”univoimaa” (delta power) kuin toista kättä (jota ei ärsytetty) hermottavalla alueella.

Mikä sitten on paikallisen unen ja koko aivojen unen (eli unikäyttäytymisen) välinen suhde? Viimeistä sanaa tässä asiassa ei ole sanottu, mutta suurin piirtein näin sen pitäisi mennä: paikallinen unipaine syntyy aivokuoren käyttöasteen myötä ja kertyy eri alueilla hieman eri tahtia. Kun tarpeeksi monta aivoaluetta on kerännyt paikallista unipainetta riittävästi, ja vuorokauden aika on sopiva, uni, eli unikäyttäytyminen alkaa.

 

Vuorokausirytmin ja homeostaattisen säätelyn välinen suhde

Yksinkertaistaen voidaan sanoa, että sisäinen kellomme määrää mihin aikaan on hyvä nukkua ja homeostaattinen säätely kuinka paljon ja kuinka syvään nukumme. Vuorokausirytmi säätelee niitä monia kehomme toimintoja, joiden on asetuttava lepotilaan, jotta uni voi alkaa ja voimme pysyä unessa. Näistä keskeisimpiä ovat kehonlämpörytmi – kehonlämmön lasku edeltää unta ja auttaa vaipumaan uneen. Aamulla, kehon lämpö kohoaa, nukahtaminen on vaikeaa. Sama pätee kortisolin eritykseen: sekin vähenee illalla ja lisääntyy aamulla. Melatoniini puolestaan kertoo hormoneillemme, että on pimeää. Ja ihmisen uniaika on vuorokauden pimeänä jaksona (melatoniinista enemmän blogin kappaleessa ”Melatoniini: tietoa ja toiveajattelua”). Myös energia-aineenvaihdunta, ruoansulatus sekä ei-tahdonalaisen hermoston toiminta asettuvat lepoasentoon vuorokausirytmin säätäminä. Koko kehomme koneisto siis valmentaa meitä uneen tiettynä aikana päivästä. Taistelu tätä mekanismia vastaan tuottaa nukahtamisvaikeuksia sekä liian lyhyttä ja huonolaatuista unta.

 

Tarja Stenberg

 

 

Vuorokausirytmi: aamuvirkut ja yökyöpelit

Illan virkku, aamun torkku, se tapa talon hävittää” valistaa vanha suomalainen kansanviisaus.

 

Kaikilla tunnetuilla eliöillä on vuorokausirytmi eli niiden aktiivisuus ja monet elintoiminnot vaihtelevat vuorokauden ajan mukaan. Vuorokausirytmi ei synny itsestään, vaan keskushermoston soluryhmän suprakiasmaattisen tumakkeen (SCN) tuottamana. Tätä soluryhmää kutsutaan myös sisäiseksi kelloksemme, tai keskuskelloksi. Vuorokausirytmin jakso ei kuitenkaan ole tasan 24 tuntia, eli aurinkovuorokautemme mittainen, vaan lajista riippuen joko lyhempi tai pidempi (mm. ihmisellä pidempi). Rytmi tahdistetaan joka päivä valon avulla 24 tuntiin.

 

Vuorkausirytmin keksimisen historiaa

Vuorokausirytmiin kiinnitettiin ensimmäiseksi huomio kasveissa: mimosan lehtien liikehdintä herätti tutkijan uteliaisuuden (Kuva 1).

 

Mimosan (Mimosa pudica) lehtien liikettä ohjaa kasvin sisäinen kello

Kuva 1. Mimosan (Mimosa pudica) lehtien liikettä ohjaa kasvin sisäinen kello

 

Keskeinen kysymys alan tutkimuksessa on alusta asti ollut: onko meillä jokin sisäinen kello, vai johtuvatko elintoimintojemme rytmit yksinkertaisesti siitä, että reagoimme pimeän ja valon vaihteluun? Kun kysymys oli muotoiltu, oli helppo keksiä koe, jolla asia selvitettiin. Mimosatutkija vei kasvin sänkynsä alle pimeään, ja huomasi, että lehdet jatkoivat liikettään myös jatkuvassa pimeydessä. Liikettä ei siis ohjannut valaistus, vaan kasvin oma sisäinen mekanismi. Kun vapaaehtoisia koehenkilöitä vietiin vanhoihin pimeisiin kaivoksiin, jossa he eivät voineet päätellä vuorokauden aikaa, heidän uni-valverytminsä säilyi. Mutta ei aivan muuttumattomana. Joka ”ilta” he menivät nukkumaan hieman myöhemmin kuin tavallisena nukkumaanmenoaikanaan normaalioloissa ja heräsivät vastaavasti hieman myöhemmin.

 

Suprakiasmaattisen tumakkeen (SCN) sijainti aivoissa

Suprakiasmaattinen tumake sijaitsee nisäkkäillä optiseksi kiasmaksi kutsutun näköhermojen risteyksen yläpuolella (siitä nimitys suprakiasmaattinen) (ks. kuva 2). Tumakkeen solujen määrä verrattuna kaikkien aivosolujen määrään on vähäinen, mutta niiden poistolla on dramaattisia vaikutuksia eliön toimintaan, kuten jäljempänä ilmenee.

 

2.Suprakiasmaattisen tumakkeen sijainti aivoissa (alleviivattu punaisella)

Kuva 2. Suprakiasmaattisen tumakkeen (Suprachiasmatic nucleus) sijainti aivoissa

 

Yhteydet

Tumakkeeseen tulee silmän verkkokalvolta hermoyhteys (retinohypotalaaminen rata), joka tuo tiedon valaistuksesta. Tumakkeesta lähtevistä yhteyksistä suurin osa suuntautuu kohti hypotalamusta, joka on aineenvaihdunnan, hormonitoiminnan ja monien muiden tärkeiden toimintojen (esim. lämmönsäätely) ohjauskeskus aivoissa. Yhteyksiä on myös muihin aivojen osiin. Näiden yhteyksien kautta keskuskello ajastaa kehon muut kellot ja sitä kautta elintoimintomme

 

Vuorokausirytmin synty

Vuorokausirytmi syntyy periaatteessa varsin yksinkertaisella mekanismilla. Perimässämme on niin sanottuja kellogeenejä, joista vain neljää tarvitaan perusrytmin tuottamiseen. Näiden neljän geenin nimet ovat BMAL1, CLOCK, PER1/PER2 ja CRY1/CRY2. Näistä BMAL1 ja CLOCK geenien tuottamat proteiinit lyöttäytyvät yhteen suprakiasmaattisen tumakkeen solun tumassa ja sitoutuvat PER1/PER2 ja CRY1/CRY2 geenien säätelyalueisiin, jolloin geenit rupeavat tuottamaan omia proteiinejaan. Proteiinit kulkeutuvat tumasta solulimaan, ja täällä ne puolestaan lyöttäytyvät yhteen proteiinikompleksiksi, joka hakeutuu takaisin tumaan, ja siellä asettuu estämään BMAL1 ja CLOCK geenien toimintaa. Tämän pikku piirin pyörintä on perusta vuorokausirytmin synnylle. Syklin kesto määräytyy etupäässä valkuaisaineiden määrän vähenemisnopeuden, puoliintumisajan, mukaan, mutta kuten arvata saattaa, peliin liittyy useita muitakin pelureita, jotka vaikuttavat ydingeenien toimintaan ja niiden tuotteiden liikkumiseen ja puoliintumisaikaan. Tärkeitä kellon säätelygeenejä ovat mm. ROR, REV-erb sekä CK1e/d. Tästä aiheesta on erittäin monia hyviä katsausartikkeleita (ks. lisälukemisto lopussa).

 

Keskuskellon tuottaman rytmin perusta. Punaiset nuolet kuvaavat estovaikutusta ja vihreät vaikutuksen voimistumista, stimulaatiota. BMAL1 ja CLOCK yhdistyvät, sitoutuvat PER ja CRY geenien promoottorialueeseen ja edistävät näiden geenien toimintaa tumassa. Geenit tuottavat PER ja CRY valkuaisaineita, jotka siirtyvät tumasta solulimaan ja muodostavat yhdistelmän, joka palaa tumaan estämään BMAL1 ja CLOCK geenejä. Muita säätelijöitä ovat mm. REV-ERBalfa ja kaseiinikinaasi CK1d/e. CK1d/e= kaseiinikinaasi 1 delta/epsilon.

Kuva 3. Keskuskellon tuottaman rytmin perusta. Punaiset nuolet kuvaavat estovaikutusta (inhibitiota) ja vihreät vaikutuksen voimistumista, stimulaatiota. Kellogeenien tuottamat BMAL1 ja CLOCK proteiinit yhdistyvät, sitoutuvat PER ja CRY geenien promoottorialueeseen ja edistävät näiden geenien toimintaa tumassa. Geenit tuottavat PER ja CRY valkuaisaineita, jotka siirtyvät tumasta solulimaan ja muodostavat yhdistelmän, joka palaa tumaan estämään BMAL1 ja CLOCK geenejä. Muita säätelijöitä ovat mm. REV-ERBalfa ja kaseiinikinaasi CK1d/e.
(CK1d/e= kaseiinikinaasi 1 delta/epsilon)

 

Rytmisiä toimintoja

Miltei kaikissa elintoiminnoissa on vaihtelua vuorokauden ajan mukaan. Keskeinen rytmi on uni-valve (tai lepo-aktiivisuus) rytmi. Klassisia vuorokausirytmejä ovat kehon lämpötilarytmi, stressihormoni kortisolin eritysrytmi sekä pimeähormoni melatoniinin eritysrytmi. Niitä on tutkimuksessa käytetty ilmaisemaan sisäisen kellon vaihetta. Tähän tarkoitukseen melatoniinirytmi soveltuu parhaiten.

 

Keskuskellon (SCN:n) poiston vaikutuksia

SCN:n poisto johtaa vuorokausirytmin häviämiseen. Rytmisesti toistuvat valveen ja unen jaksot pirstoutuvat ja eliö nukkuu ja valvoo tasaisesti eri vuorokauden aikoina.

Eniten on tutkittu jyrsijöitä, joiden liikeaktiivisuutta on helppo seurata juoksupyörän avulla. Jyrsijät ovat useimmiten yöaktiivisia, eli ne liikkuvat pimeällä. Yön koittaessa hamsteri nousee juoksupyörälle ja juoksee koko yön lukuunottamatta ruokailutaukoja. Päivällä se nukkuu. Mutta jos sen suprakiasmaattinen tumake poistetaan, eläin juoksee ja nukkuu lyhyissä jaksoissa tasaisin välein vuorokauden ympäri, eli sen vuorokausirytmi on kokonaan kadonnut (katso Kuva 4a).

 

Kun keskuskello (SCN) on poistetttu vuorokausirytmi häviää ja unijaksot (siniset palkit) sijoittuvat satunnaisesti ympäri vuorokauden kellon ajasta riippumattta

Kuva 4a. Kun keskuskello (SCN) on poistetttu vuorokausirytmi häviää ja unijaksot (siniset palkit) sijoittuvat satunnaisesti ympäri vuorokauden kellon ajasta riippumattta

 

Free running vuorkausirytmi

Olosuhteissa, jossa sisäinen kello toteuttaa omaa rytmiään, ja joka siis ihmisellä on hieman pidempi kuin 24 tuntia, kutsutaan englanniksi free running rytmiksi. Kun alussa mainitut koehenkilöt oleilivat hylätyssä kaivoksessa, heidän keskuskellonsa toimi ilman ulkoista ohjausta. Jos henkilön sisäisen kellon perusrytmi oli vaikka 24 tuntia 20 min, joka ilta hän meni 20 min myöhemmin nukkumaan kuin edellisenä iltana, ja heräsi 20 min myöhemmin. Kolmen päivän kuluttua eroa aurinko-aikaan oli kokonainen tunti, kuuden päivän kuluttua 2 tuntia jne. Kuukauden kuluttua eroa oli jo 10 tuntia, eli rytmi oli melkein kääntynyt päälaelleen. (Katso Kuva 4b, jossa kuvitteellinen esimerkki free running vuorokausirytmin siirtymisestä). Tällaisen sisäisen rytmin mukaan eläminen kävisi aika työlääksi, ja niinpä rytmi tahdistuukin joka päivä aurinkovuorokauden 24 tunniksi.

 

Kun ulkoinen tahdistava valomerkki häviää vuorokausirytmi siirtyy ns. free running -tilaan, jossa se vähitellen alkaa myöhästyä. Kuvassa rytmi on siirtynyt 2 tuntia myöhäisemmäksi jokaista vuorokautta kohden.

Kuva 4b. Kun ulkoinen tahdistava valomerkki häviää vuorokausirytmi siirtyy ns. free running -tilaan, jossa se vähitellen alkaa myöhästyä. Kuvassa rytmi on siirtynyt 2 tuntia myöhäisemmäksi jokaista vuorokautta kohden.

 

 

Valo ja vuorokausirytmi

Valon avulla tahdistamme sisäisen kellon ajan aurinkovuorokauteen. Valo saavuttaa suprakiasmaattisen tumakkeen omaa hermorataa, retikulohypotalaamista rataa pitkin. Rata kulkee näköaivohermon vieressä, mutta erillisenä, ja päättyy SCN:ään. Tämä rata ei kuljeta tietoa verkkokalvon tappi- tai sauvasoluilta (jotka välittävät normaalin näköaistimuksen ja vievät sen näköaivokuorelle). Valolle reagoivat verkkokalvon erikoistuneet gangliosolut, melanopsiinisolut, jotka ovat herkkiä reagoimaan siniselle valolle (eli lyhyille aallonpituuksille). Tieto valosta/pimeästä säätelee keskuskellon rytmiä ja sitä kautta lähes kaikkia elintoimintojamme.

 

Vuorokausirytmin tahdistaminen valolla

Voimme myös siirtää kelloa joko eteen tai taaksepäin valon avulla. Tämän mekanismin tunteminen auttaa meitä sopeutumaan myös poikkeuksellisiin olosuhteisiin kuten kaamosaikaan tai nopeuttamaan aikaerorasituksesta eli jet lagistä toipumista.

Tahdistuksella on muutamia keskeisiä periaatteita: 1) kelloa voidaan siirtää joko eteen tai taaksepäin riippuen ajankohdasta, jolloin altistumme valolle 2) mitä enemmän valoa käytetään, sitä enemmän ja nopeammin rytmiä voidaan siirtää – ei kuitenkaan yli maksimirajan 3) valo vaikuttaa keskuskellon rytmiin vain tiettyinä aikoina vuorokaudesta: joko aamulla tai illalla, mutta ei keskipäivällä tai yöllä. Jälkimmäinen periaate voidaan ilmaista graafisesti faasivastekäyränä (ks. oheinen kuva 5), joka kertoo mihin aikaan valolla on vaikutusta ja kuinka paljon rytmiä voidaan maksimissaan siirtää. Ihmisellä kello voi siirtyä noin tunnin vuorokaudessa, mutta käytännössä siirtymä jää usein vähäisemmäksi. Tässä on myös suuria yksilöllisiä vaihteluita.

 

Kuva 5. Kuva esittää miten kirkkaalle valolle altistumisen ajankohta vaikuttaa vuorokausirytmin siirtymiseen. Siirryttäessä pystyakselilla ylös (+) rytmi aikaistuu ja alas (-) rytmi myöhästyy. Vaaka-akselilla oleva kellonaika kertoo milloin valolle on altistuttu. Kustakin kellonaikakohdasta voi vetämällä pystyviivan ylös katsoa, missä kohtaa se leikkaa faasikäyrän ja näin nähdä kuinka paljon ja mihin suuntaan rytmi siirtyy. Esimerkiksi katkoviivan kohdalla annettu valo myöhentää rytmiä noin puoli tuntia.

Kuva 5. Kuva esittää miten kirkkaalle valolle altistumisen ajankohta vaikuttaa vuorokausirytmin siirtymiseen. Siirryttäessä pystyakselilla ylös (+) rytmi aikaistuu ja alas (-) rytmi myöhästyy. Vaaka-akselilla oleva kellonaika kertoo milloin valolle on altistuttu. Kustakin kellonaikakohdasta voi vetämällä pystyviivan ylös katsoa, missä kohtaa se leikkaa faasikäyrän ja näin nähdä kuinka paljon ja mihin suuntaan rytmi siirtyy. Esimerkiksi katkoviivan osoittamaan aikaan annettu valo myöhentää rytmiä noin puoli tuntia.

 

Vuorokausirytmin siirto

Vuorokausirytmiä voidaan siirtää kirkasvalolampun avulla ja/tai melatoniinilla. Kirkasvalolamppua käytetään myös masennuksen torjuntaan, mutta tällöin ensisijaisena tarkoituksena ei ole siirtää vuorokausirytmiä. Rytmiä siirrettäessä oleellista on valon annon ajoitus: aamulla annettu valo aikaistaa rytmiä, eli nukkumaanmeno aikaistuu (ja vastaavasti herääminen seuraavana aamuna) kun taas illalla annettu valo myöhäistää sitä: nukkumaan mennään myöhemmin ja aamulla herätään myöhemmin.

Vuorokausirytmin siirto voi tapahtua myös tahattomasti: kun illalla katsotaan valoa säteileviä laitteita (tietokoneen ja kännykän näytöt, TV ruutu), viesti valosta kulkee keskuskelloon ja siirtää vuorokausirytmiä. Laitteiden sinivoittoinen valo edesauttaa rytmin siirtymistä. Nukkumaanmeno siirtyy myöhäisemmäksi ja aamulla väsyttää….

 

Onko vuorokausirytmi vain keskuskellossa?

Kellogeenit sijaitsevat jokaisessa solussamme, ja ne voivat tuottaa vuorokausirytmejä. Esimerkiksi maksalla ja ruoansulatuselimistöllä on omat rytminsä. Niitä säätelevät myös monet muutkin tekijät kuin valo. Siksi ne eivät välttämättä ole saman kestoisia tai samanaikaisia keskuskellon rytmin kanssa. Normaalioloissa keskuskello koordinoi eri kehon osien rytmit yhdeksi toimivaksi kokonaisuudeksi. Kellojen rytmit voivat kuitenkin kytkeytyä irti toisistaan – tällöin elintoimintomme eivät toimi yhdessä vaan epätahdissa, desynkronissa. On spekuloitu, että tällainen desynkronitila olisi terveysongelma.

 

Miksi meillä on vuorokausirytmi?

Vuorokausirytmin tarkoituksena on mahdollistaa tulevien tapahtumien ennakointi, vastakohtana sille, että vain reagoisimme jo tapahtuneeseen. Arvellaan, että vuorokausirytmi on syntynyt samoihin aikoihin kuin varhaiset eliöntapaiset alkoivat kehittyä merissä, jolloin maapallolla oli valoisana aikana huomattavasti enemmän UV-säteilyä kuin nykyään. Perintöaines, DNA, olisi siinä vaurioitunut, joten näiden otusten oli painuttava syvemmälle veteen säteilyä piiloon päivän ajaksi.

Merkityksen ymmärtää helposti jos kuvittelee olevansa vuorovesivyöhykkeessä elävä ötökkä, joka saa ravintonsa meriveden mukana, mutta kuivuu auringon paahteessa. Ötökän on tiedettävä etukäteen milloin on turvallista nousta mudan suojasta ruokailemaan ja milloin on kaivauduttava takaisin. Jos vesi katoaa alta ja aurinko pääsee yllättämään, ötökkä kuolee. Keskuskellon ylläpitämä vuorokausirytmi pitää huolen siitä, että se tietää milloin on aika kaivautua mutaan ja milloin tulla esille ruokailemaan.

 

Tarvitseeko ihminen sisäistä kelloa?

Mitä yksinkertaisempi laji, sitä riippuvaisempi se on sisäisen kellon ohjauksesta. Tämä ei kuitenkaan merkitse sitä, että ihminen olisi vapaa sisäisen kellon säätelystä. Voimme säädellä ympäristöämme muillakin tavoilla, ja ohittaa kellon säätelyn. Mutta maksamme siitä hinnan esimerkiksi päiväväsymyksenä ja suorituskyvyn heikkenemisenä. Jos on lentänyt useiden aikavyöhykkeiden ylitse ja kokenut jet lagin, tietää omakohtaisesti miltä tuntuu kun sisäinen kellomme ja ympäristö joutuvat sotajalalle. Vuorotyöläisille ongelma on jatkuva, samoin henkilöille, joiden geneettinen kello käy runsaasti eri aikaa kuin aurinkokello (ks. kronotyyppi jäljempänä).

 

Onko kaikilla samanlainen vuorokausirytmi?

Ihmiset voidaan vuorokausirytmin mukaan jakaa aamuvirkkuihin ja iltavirkkuihin sekä niihin, jotka ovat siltä väliltä. Tätä kutsutaan henkilön luontaiseksi vuorokausirytmiksi eli kronotyypiksi. Luontaisen vuorokausirytmin perustan määräävät geenit, mutta lopputulokseen vaikuttavat myös muut tekijät – suhde on ns. fifty/fifty, eli geenien osuus on puolet ja loppu johtuu muista tekijöistä. Varsinaisia kronotyyppigeenejä ei kuitenkaan ole vielä pystytty tunnistamaan. Aamuvirkkujen ja yökyöpeleiden olemassaolo on ollut yleisessä tiedossa vaikka kuinka kauan, mutta vasta geenianalyysit ovat paljastaneet, että kyseessä on aidosti biologinen ominaisuus eikä vain esimerkiksi huonotapaisuus tai laiskuus, joista erityisesti iltavirkkuja on syytetty.

Aamuvirkku herää aikaisin, viimeistään kuudelta aamulla ja on heti herättyään täydessä iskussa. Illalla sen sijaan hän väsähtää viimeistään kymmeneltä. Iltavirkku taas ei tahdo päästä sängystä ylös millään ennen yhdeksää aamulla, mutta illalla virtaa riittää kahteen, kolmeen. On tärkeää ymmärtää, että tämä johtuu sisäisen kellon toiminnasta: aamuvirkun kello säätää elintoiminnot (esim. kehonlämmön, vireyden ja aineenvaihdunnan) niin, että aamulla kehonlämpö lähtee nousuun aikaisin, vireystila on korkea juuri aamulla, heti herätessä on nälkä ja aamiainen maistuu. Iltavirkun kello käy toista aikaa: korkea vireystila estää nukahtamisen aikaisin illalla, aamulla taas väsyttää, ja jos pakosta joutuu nousemaan aikaisin, aamiainen ei maistu, sillä aineenvaihdunta vielä uinailee.

 

Vuorokausirytmin kypsyminen

Kohdussa sikiön rytmi seuraa äidin rytmiä, ainakin osittain melatoniinin välittämänä. Syntyessään lapsella on siis äidin vuorokausirytmi, joka muutaman kuukauden kuluessa alkaa kypsyä omaksi vuorokausirytmiksi, mukaan lukien oma melatoniinieritys. Lapsena useimmat ovat aamuvirkkuja (eivät kaikki!). Murrosiän kynnyksellä, monien muiden muutosten ohella, vuorokausirytmin säätely alkaa kypsyä kohti aikuisuutta. Seuraa merkillinen ilmiö: esiteineistä tulee joksikin aikaa iltavirkkuja (ei kaikista!). Toisin sanoen, he eivät pysty nukahtamaan illalla ajoissa saadakseen riittävästi unta ennen pakollista kouluun heräämistä aamulla. Ongelma on liiankin tuttu lapsiperheissä ja kouluissa: väsyneitä teinejä on melkein mahdotonta saada aamulla ylös sängystä ja oppitunneilla he torkkuvat pulpeteissaan puoleen päivään, kunnes alkavat iltapäivällä heräillä. Muutamassa vuodessa tämä kuitenkin menee ohi, teinit aikuistuvat ja alkavat toteuttaa geeniensä ohjeistamaa vuorokausirytmiä, jolloin osa pysyy iltavirkkuina ja osa palaa lapsuuden aamuvirkkuuteen. Seniorikansalaisilla taas alkaa aamuvirkkuus yleistyä. Tämä saattaa ainakin osittain selittyä sillä, että iltavirkut kuolevat nuorempina ja jäljelle jäävät ovatkin sitten aamuvirkkuja.

 

Vuorokausirytmi ja uni

Vuorokausirytmi määrää milloin on hyvä aika nukkua. Vuorokausirytmi valmistaa elimistöä uneen: erityisen tärkeä on kehonlämmön aleneminen, joka tukee unen tuloa. Myös monien hormonien eritys vähenee, aineenvaihdunta hiljenee ja autonomisen hermoston toiminta siirtyy levon puolelle. Kun keskuskellon ohjaama rytmi pitää elintoiminnot tiukasti hyppysissään, elintoiminnot muodostavat tarkoituksenmukaisen kokonaisuuden, jossa kaikki tarpeellinen tapahtuu omalla ajallaan eikä sotke lepovuorossa olevia toimintoja. Tämä luo myös perustan uneen vaipumiselle ja siinä pysymiselle. Vuorokausirytmi ei ole ainoa unta säätelevä tekijä, mutta se on ehkä tärkein, ja määrää tarkoituksenmukaisen unen ajoituksen.

 

Vuorokausirytmin häiriöt

Tavallisin vuorokausirytmiä häiritsevä tekijä on myöhään valvominen. Tätä ei kuitenkaan luokitella sairaudeksi. Äärimmäinen iltavirkku kronotyyppi voidaan määritellä viivästyneestä unirytmistä kärsiväksi henkilöksi. Myös jet lag voidaan luokitella kronobiologiseksi häiriöksi, joka kyllä terveellä henkilöllä korjaantuu ajan kanssa itsestään. Vuorotyöläiset voivat kärsiä vuorotyöstä aiheutuvasta unihäiriöstä. Kaikissa tapauksissa ennalta ehkäisy olisi keino, jolla häiriö voidaan välttää kokonaan. Mutta koska elämme olosuhteissa, joissa suuri osa ihmisistä joutuu matkustamaan tai tekemään vuorotyötä, ja melkoinen osa katsoo, että pitkään valvominen on ainoa keino suoriutua arjesta, häiriöistä kärsitään. Kaikkien kronobiologisten häiriöiden hoito perustuu siihen, että pyritään palauttamaan vuorokausirytmi normaaliksi. Tällöin ensisijaisina keinoina ovat valon ja/tai melatoniinin oikea-aikainen annostelu sopivalla annoksella.

 

Vuorokausirytmi ja terveys

Väestötutkimuksissa on selvinnyt, että iltavirkun kronotyypin omaavat käyttävät enemmän alkoholia, kahvia ja tupakkaa ja heillä on enemmän masennusta kuin aamutyypeillä. Mitä äärimmäisempi kronotyyppi, sitä suurempia olivat edellä mainitut vaikutukset. Myös todennäköisyys sairastua mitä erilaisimpiin tauteihin oli suurempi (mm. verenpainetauti, vanhuuden sokeritauti, astma ja monet mielenterveyshäiriöt). Iltavirkut myös kuolevat nuorempina kuin aamuvirkut. Ei tiedetä miksi näin on, mutta eräs selitys liittyy kronotyypin ja yhteiskunnan yhteentörmäykseen: iltavirkut valvovat myöhään, mutta aamulla heidän on noustava töihin kuten muidenkin, jolloin uni jää liian lyhyeksi. Tilaa voisi kuvailla sosiaaliseksi jet lagiksi, ja jatkuessaan läpi elämän se on kuluttavaa.

Voimme myös yrittää käyttää hyväksi tietojamme vuorokausirytmistä. Useiden lääkeaineiden aineenvaihdunta vaihtelee vuorokauden ajan mukaan, jolloin lääkkeen anto on järkevää ajoittaa niin, että sen pitoisuus elimistössä ja teho saadaan maksimoitua.

 

Miten pysyä vuorokausirytmissä?

Voi hyvällä syyllä sanoa, että ihminen on rytmieläin, jonka keho rakastaa rutiineja, jotka toistuvat keskuskellon tahdistamina päivästä toiseen samaan aikaan.

Vuorokausirytmin säilyttämisen käytännön selkäranka on uni-valverytmin säilyttäminen: joka aamu samaan aikaan ylös, joka ilta samaan aikaan nukkumaan, mukaan lukien viikonloput. Tylsää, mutta tehokasta.

Miten alkaa uusi, rytmikäs elämä? Aluksi voi päättää ettei kajoa mihinkään näyttöjä sisältävään elektroniikkaan kymmenen jälkeen illalla. Aamulla herätyskello soimaan, ja kirkasvalolamppu päälle. Vuorokausirytmin siirtoon riittää usein, että lamppu on päällä vaikka aamiaispöydässä, sitä ei tarvitse erikseen tuijotella (kuten varsinaisessa valohoidossa). Muutaman päivän kuluessa rytmi pikkuhiljaa siirtyy, unisuus alkaa tuntua aikaisemmin ja nukahtaminen onnistuu kohta kymmenen jälkeen. Ja mikä parhainta: aamulla herääminen ei enää tunnu lainkaan raskaalta – herätyskello saattaa käydä tarpeettomaksi.

Kun yritämme lisätä vaihtelua ja toimimme kelloamme vastaan, keho ja mieli rasittuvat, mikä näkyy väsymyksenä, mielialan muutoksina, aineenvaihdunnan häiriöinä ja pitkään jatkuessaan myös lisääntyneenä sairastavuuden todennäköisyytenä.

Toki haluamme olla villejä ja vapaita, mutta koetetaan kuitenkin pysytellä keskuskellomme aikataulussa.

 

Tarja Stenberg

 

Lisälukemistoa englanninkielellä:

 

Kellogeenit ja vuorokausirytmin synty SCN:ssä

Rosenwasser AM, Turek FW; Sleep Med Clin. Neurobiology of Circadian Rhythm Regulation 2015 Dec;10(4):403-12. doi: 10.1016/j.jsmc.2015.08.003.

Partch CL, Green CB, Takahashi JS; Molecular architecture of the mammalian circadian clock. Trends Cell Biol. 2014 Feb;24(2):90-9. doi: 10.1016/j.tcb.2013.07.002.

 

Vuorokausirytmin tahdistus ja siirto siirto valolla

Duffy JF1, Wright KP Jr, Entrainment of the human circadian system by light. J Biol Rhythms. 2005 Aug;20(4):326-38

 

Kronotyyppi

Rosenberg J1, Maximov II, Reske M, Grinberg F, Shah NJ, ”Early to bed, early to rise”: diffusion tensor imaging identifies chronotype-specificity. Neuroimage. 2014 Jan 1;84:428-34. doi: 10.1016/j.neuroimage.2013.07.086. Epub 2013 Aug 31.

 

Vuorokausirytmit ja terveys

Okawa M1, Uchiyama M; Circadian rhythm sleep disorders: characteristics and entrainment pathology in delayed sleep phase and non-24-h sleep-wake syndrome. Sleep Med Rev. 2007 Dec;11(6):485-96. Epub 2007 Oct 25.

Merikanto, I., E. Kronholm, M. Peltonen, T. Laatikainen, T. Lahti and T. Partonen (2012). ”The relation of chronotype to sleep complaints in the general Finnish population.” Chronobiol Int 29(3): 311-317.

Merikanto, I., E. Kronholm, M. Peltonen, T. Laatikainen, E. Vartiainen and T. Partonen (2015). ”Circadian preference links to depression in general adult population.” Journal Of Affective Disorders 188: 143-148.

Merikanto, I., T. Lahti, E. Kronholm, M. Peltonen, T. Laatikainen, E. Vartiainen, V. Salomaa and T. Partonen (2013). ”Evening types are prone to depression.” Chronobiology International 30(5): 719-725.

McEnany G1, Lee KA Owls, larks and the significance of morningness/eveningness rhythm propensity in psychiatric-mental health nursing. Issues Ment Health Nurs. 2000 Mar;21(2):203-16.

Alibhai FJ1, Tsimakouridze EV, Reitz CJ, Pyle WG, Martino TA, Consequences of Circadian and Sleep Disturbances for the Cardiovascular System. Can J Cardiol. 2015 Jul;31(7):860-72. doi: 10.1016/j.cjca.2015.01.015.

Merikanto, I., T. Lahti, H. Puolijoki, M. Vanhala, M. Peltonen, T. Laatikainen, E. Vartiainen, V. Salomaa, E. Kronholm and T. Partonen (2013). ”Associations of chronotype and sleep with cardiovascular diseases and type 2 diabetes.” Chronobiology International 30(4): 470-477.

LeGates TA1, Fernandez DC2, Hattar S3, Light as a central modulator of circadian rhythms, sleep and affect. Nat Rev Neurosci. 2014 Jul;15(7):443-54. doi: 10.1038/nrn3743.

Melatoniini: tietoa ja toiveajattelua

1. Johdanto

Melatoniinia käytetään runsaasti ja sen käyttö on edelleen yleistymässä. Käytön syynä ovat useimmiten uneen liittyvät ongelmat.

Melatoniiniin liitetään monenlaisia uskomuksia, joilla ei ole joko minkäänlaista tai vain vähäinen todellisuuspohja. Tämän kirjoituksen tarkoituksena on tarjota tutkimukseen perustuvaa tietoa melatoniinista.

Melatoniinin käyttö lääkemääräyksellä on kasvanut pohjoismaissa nopeasti viime vuosina: Käyttö Ruotsissa on kaksinkertaistunut viidessä vuodessa (2006-2010).

Norjassa alle 17 vuotiaiden melatoniinkäyttö on niin ikään kaksinkertaistunut 2004-2011. Suomessa melatoniinia määrätään vieläkin enemmän, lähes kaksinkertaisesti Ruotsiin verrattuna.

Melatoniinin reseptivapaa kulutus on ollut mahdollista vuodesta 2012, jolloin se vapautettiin lääkeaineesta ravintolisäksi, ja sitä voi myydä ruokakaupoissa. Melatoniinia sisältäviä ravintolisävalmisteita on lukuisia. Vapaasti myynnissä olevan melatoniinin käytön yleisyydestä ei Suomessa ole tutkittua tietoa. USA:ssa tehdyssä tutkimuksessa 5 % haastatelluista ilmoitti käyttävänsä melatoniinia

Melatoniini mielletään, ja joskus sitä markkinoidaankin, luonnon omana ja siten ”luonnollisena” vaihtoehtona muille lääkkeille. Totta on, että oma elimistömme valmistaa ja erittää melatoniinia, ja siinä mielessä se on luonnollinen osa elintoimintojamme. Jos kuitenkin tätä ”luonnon omaa” valmistetta käytetään väärinä annoksina tai väärään aikaan annettuna, ei enää voida puhua luonnollisista vaikutuksista.

2. Historiaa: kolmannesta silmästä sammakon nahkaan

Käpylisäkettä, melatoniinierityksen rauhasta, on kutsuttu aivojen kolmanneksi silmäksi, mistä on johdettu mitä mielikuvituksellisimpia teorioita. Filosofi Descartesin muutaman vuosisadan takainen ajatus, että käpylisäke on sielun tyyssija, on osaltaan lyönyt löylyä käpykiukaalle.

Melatoniinin historia luonnontieteessä alkaa vuonna 1917 julkaistusta artikkelista, jossa tutkijat McCord ja Allen raportoivat huomanneensa, että kun käpylisäkkeestä tehtyä uutetta sekoitetaan sammakonpoikasten uimaveteen, tummanahkaisten toukkien iho muuttuu niin läpinäkyväksi, että sisäelimet näkyvät ihon läpi. Löydös painui unholaan vuosikymmeniksi; ketä kiinnostaa sammakonpoikien ihonväri? Kunnes 1950-luvulla ihotautilääkäri Lerner, joka oli kiinnostunut ihon väriaineista ja taudista, jossa väriaine puuttuu (vitiligo), tarttui löydökseen ja monivuotisen työn tuloksena eristi käpylisäkehormoni melatoniinin (julkaistu 1958).

Jo aiemmin (1954) toinen tutkimusryhmä oli havainnut, että käpylisäkkeen poisto nuorilta rotilta kiihdyttää niiden sukukypsyyden saavuttamista. Näin oli luotu pohja ajatukselle, että melatoniinilla on sukupuolihormonien vaikutusta ehkäisevä vaikutus. Yhdistettynä muutama vuosi myöhemmin (1961) tehtyyn havaintoon, että jatkuva valo pienentää rottien käpylisäkettä, oli löytynyt yhteys valon, melatoniin ja lisääntymistoimintojen välille.

Muutamassa kymmenessä vuodessa melatoniinin pääasiallisen fysiologisen tehtävän, vuorokauden valoisan/pimeän jakson koodaamisen, merkitys eri lajien sopeutumisessa vaihtuviin valo-olosuhteisiin olikin sitten selvitetty. Varsin pian selvisi myös se, että melatoniinia voidaan käyttää sisäisen kellon (suprakiasmaattinen tumake eli SCN) tahdistamisen apuna, tai jopa olosuhteissa, joissa SCN ei itse pysty tahdistumaan (esim. sokeilla). Havainnoilla vaikutti olevan vain rajallista kliinistä merkitystä, kunnes lääketeollisuus onnistui syntetisoimaan molekyylejä, jotka matkivat melatoniinin toimintaa (=melatoniinireseptorin agonisti). Näiden tuotteiden asiallinen markkinointi yhdistettynä mitä mielikuvituksellisimpiin, pääosin tuulesta temmattuihin, väitteisiin, uskomuksiin ja väärinkäsityksiin on luonut valtaisan kiinnostuksen melatoniinia kohtaan – siinä määrin, että tutkijat ovat yrittäneet hillitä pahinta intoa varoittamalla melatoniinista liikkuvista vääristä käsityksistä ja kiinnittämällä huomiota mahdollisiin sivuvaikutuksiin.

3. Käpylisäke ja melatoniini eri lajeilla

Lähes kaikilla tunnetuilla selkärankaisilla eläinlajeilla melatoniini erittyy käpylisäkkeestä, mutta synteesiä esiintyy myös esim. silmän verkkokalvolla ja suolessa. (Selkärangattomilla ei ole käpylisäkettä mutta silti niilläkin on melatoniinia). Käpylisäke sijaitsee aivojen takaosassa, aivopuoliskojen välissä. Vaihtolämpöisillä ja linnuilla myös käpylisäkkeen solut itsessään aistivat valoa, mutta nisäkkäiden käpylisäkkeen solut eivät tähän pysty: tieto valosta saavuttaa nisäkkäillä käpylisäkkeen verkkokalvon kautta. Valon tie verkkokalvolta käpylisäkkeen soluille on pitkä ja monivaiheinen. Matka alkaa verkkokalvon melanopsiinisoluista, jotka ovet erikoistuneet valon aistintaan. Ne eivät kuitenkaan kuulu silmän näköaistinsolujen joukkoon. Niiden avulla ei siis nähdä, vaan ne palvelevat vain valosignaalin välittämistä erikoistuneen hermoyhteyden, retinohypotalaamisen radan, kautta aivojen suprakiasmaattisessa tumakkeessa sijaitsevalle keskuskellolle. Keskuskello saa näin tiedon ympäristön valaistustilanteesta ja tahdistuu sen mukaan. Tieto valosta/pimeästä päätyy lopulta käpylisäkeeseen. Käpylisäkkeen ja melatoniin kautta välittyvää tietoa valoisuudesta elimistö käyttää hormonitoiminnan säätelyyn. Melatoniini erittyy kaikilla eläinlajeilla pimeän aikaan, riippumatta siitä onko laji päivä- vai yöaktiivinen. Miten eri lajit meltoniiniviestin lukevat ja muuttavat ohjaamaan elintoimintoja tunnetaan vasta rajallisesti, perustuen pääosin eri jyrsijälajeilla, lampaalla ja muutamilla lintulajeilla, matelijoilla ja banaanikärpäsellä tehtyihin kokeisiin.

4. Melatoniinin synteesi ja eritys

Synteesin lähtöaineena on ihmiselle välttämätön aminohappo tryptofaani, josta syntetisoidaan kudoshormonina ja myös aivojen välittäjäaineena toimivaa serotoniinia. Serotoniinista synteesi etenee välivaiheen kautta melatoniiniksi.

Melatoniinia voi hyvällä syyllä kutsua pimeähormoniksi, sillä sitä erittyy vain pimeässä: valossa eritys lakkaa. Jatkuvassa pimeydessä melatoniinin vuorokausirytmi kuitenkin säilyy, mikä tarkoittaa, että melatoniinin erityksen perusrytmin tuottaa sisäinen kellomme, hypotalamuksen suprakiasmaattinen tumake (SCN).

Melatoniin eritys ihmisellä. Äidin veren melatoniini tahdistaa sikiön vuorokausirytmiä. Syntymän jälkeen melatoniinirytmi vakiintuu noin 3-4 kk iässä, ja eritys on suurimmillaan 3-6 vuoden iässä. Murrosiässä erityksen määrä vähenee voimakkaasti ja väheneminen jatkuu iän myötä. Melatoniinierityksen kesto yöllä seurailee pimeän ajan pituutta (katso kuva alla), mutta melatoniinirytmin laajuuden (amplitudi) erilaisuudelle eri ihmisten välillä ei ole löytynyt selitystä. Vaikka melatoniinitasot eri yksilöjen välillä vaihtelevat suuresti, saman henkilön melatoniinitaso ja eritysprofiili ovat hyvinkin pysyviä: viiden vuoden seuranta-aikana aikuisilla ei tapahtunut muutoksia.

Melatoniinin eritysprofiili kahdeksalla terveellä koehenkilöllä (Kuvat 1-8). Määritys on tehty sekä verestä (kuvassa ympyrä-merkit) että syljestä (kuvassa mustat neliöt). Huomaa, että syljestä tehty määritys (matalampi-huippuinen käyrä) vastaa tarkasti verestä tehtyä määritystä (korkeampi-huippuinen käyrä), ja siksi sylkimääritystä voidaan käyttää luotettavana melatoniinin mittausmenetelmänä. Kuvasta näkyy myös suuri yksilöjen välinen vaihtelu melatoniinirytmin laajuudessa. Kuva artikkelista: Laakso et al. Correlation between salivary and serum melatonin: dependence on serum melatonin levels. Journal of Pineal Research 9:39-50, 1990

Melatoniinin eritysprofiili kahdeksalla terveellä koehenkilöllä (Kuvat 1-8). Määritys on tehty sekä verestä (kuvassa ympyrä-merkit) että syljestä (kuvassa mustat neliöt). Huomaa, että syljestä tehty määritys (matalampi-huippuinen käyrä) vastaa tarkasti verestä tehtyä määritystä (korkeampi-huippuinen käyrä), ja siksi sylkimääritystä voidaan käyttää luotettavana melatoniinin mittausmenetelmänä. Kuvasta näkyy myös suuri yksilöjen välinen vaihtelu melatoniinirytmin laajuudessa.
Kuva artikkelista: Laakso et al. Correlation between salivary and serum melatonin: dependence on serum melatonin levels. Journal of Pineal Research 9:39-50, 1990

5. Melatoniinireseptorit

Melatoniin vaikutuksen välittävät solujen pinnalla olevat vastaanottavat rakenteet eli melatoniinireseptorit, joihin melatoniini sitoutuu. Melatoniinireseptoreita on kolmea tyyppiä: MT1, MT2 ja MT3, joista MT1 ja MT2 esiintyvät imettäväisillä ja MT3 kaloilla, matelijoilla ja linnuilla

Melatoniinireseptoreja tavataan runsaasti neuroendokriinisissa kudoksissa, joiden hermopäätteistä erittyy verenkiertoon hormoneja. Tällaisia kudoksia on esimerkiksi keskuskellossamme (SCN), aivolisäkkeen varressa (pars tuberalis) sekä kehittyvissä sukusoluissa ja verkkokalvolla.

Melatoniinia matkivat valmisteet (melatoniiniagonistit)

Useat lääketehtaat ovat kehittäneet valmisteita, jotka sitoutuvat melatoniinireseptoreihin matkien melatoniinin vaikutusta. Valmisteiden puoliintumisaika (aika, jonka kuluessa puolet aineesta on poistunut verenkierrosta) on yleensä pidempi kuin itse melatoniinilla; näin tavoitellaan pitempikestoista vaikutusta (melatoniinin puoliintumisaika on alle 2 tuntia). Tällä hetkellä ei ole selvää kuvaa siitä, miten synteettisten melatoniinimatkijoiden (agonistien) ja itse melatoniinin, tehot vertautuvat toisiinsa

6. Melatoniini ja vuorokausirytmin säätely

Keskuskellon ja melatoniinin erityksen välinen suhde

Keskuskello (SCN) tuottaa sisäisen vuorokausirytmin, jonka jakso ihmisellä on hieman yli 24 tuntia vuorokaudessa. Tämä rytmi tahdistuu joka päivä valon avulla aurinkovuorokauden 24 tunniksi. SCN:ssä on runsaasti melatoniinireseptoreja (MT1 ja MT2), jotka vaikuttavat tumakkeen tahdistukseen. Näin ollen sisäistä rytmiä voidaan tahdistaa paitsi valon, myös melatoniinin avulla. Näistä valo on tahdistajana tärkeämpi, mutta melatoniini voi toimia tahdistajana silloin kun valoa ei ole käytettävissä.

Melatoniini vuorkausirytmin tunnuksena

Melatoniini jatkaa rytmittäistä eritystään sisäisen kellon ohjaamana myös jatkuvassa pimeydessä. Melatoniinin eritysrytmin mittaus tarjoaakin parhaan tavan mitata sisäisen kellomme aikaa, sillä sitä ei häiritse muu kuin valo. Jos halutaan tietää sisäisen kellon vaihe, voidaan mitata joko koko vuorokauden melatoniiniprofiili tai määrittää hetki, jolloin melatoniinin luonnollinen eritys ennen nukkumaanmenoa hämärässä valaistuksessa alkaa (dim light melatonin onset, DLMO). Melatoniini mitataan joko verestä tai syljestä, näytteistä, jotka on otettu 0, 5 – 2 tunnin välein. Joissain tapauksissa voidaan käyttää myös melatoniinin aineenvaihdunnan tuotteen, 6-sulfoksimelatoniin, määritystä virtsasta.

Melatoniinin anto

Jos melatoniini annetaan illalla, ennen kuin luonnollinen eritys alkaa, keho tulkitsee, että pimeä on alkanut aikaisemmin, ja edistää kehon rytmiä (näkyy unirytmissä, kehon lämmön, melatoniinin ja prolaktiinihormonin rytmeissä). Jos taas melatoniinia annetaan aikaisin aamulla, 1-4 tuntia kehonlämmön minimin jälkeen, kehonrytmit viivästyvät. Vaikutus on annosriippuvainen siten, että mitä suurempia annoksia käytetään, sitä suurempia siirtymiä vuorokausirytmiin saadaan. Annosten vahvuus ihmisille vaihtelee 0.3 – 5 mg suun kautta nautittuna.

Tätä melatoniin ominaisuutta voidaan käyttää hyväksi erilaisten kronobiologisten häiriöiden hoidossa, mukaan lukien matkustamiseen liittyvä aikaerorasitus (jet lag) ja erilaiset vuorokausirytmin häiriöt. Melatoniinista on myös kaavailtu helpotusta vuorotyöläisten vuorokausirytmien, erityisesti unen häiriöihin, mutta laajat kokeet tällä alueella eivät toistaiseksi ole tuottaneet yksiselitteisiä tuloksia.

Hyviä tuloksia sen sijaan on saatu sokeiden vuorokausirytmihäiriöiden hoidosta melatoniinilla. Sokeilla, joilla verkkokalvo on vaurioitunut niin, että myös melanopsiinisolut ovat tuhoutuneet, vuorokausirytmin tahdistus ei toimi, ja henkilöt ovat ns. free running tilassa, jolloin heidän vuorokausirytminsä toimii vain sisäisen rytmin mukaan ilman tahdistusta aurinkovuorokauteen. Melatoniinilla voidaan vuorokausirytmi tahdistaa ja saada esim. uni-valverytmi asettumaan normaaliin yöaikaan. Myös viivästyneen uni-valverytmin hoidossa on käytetty melatoniinia, jolloin melatoniini nautitaan 5-6 tuntia ennen luonnollisen melatoniinin erityksen alkamista. Hoidossa täytyy määrittää melatoniinin luonnollisen erityksen alkuhetki ennen nukkumaanmenoa hämärässä valaistuksessa (DLMO) eli potilaan sisäisen kellon vuorkausirytmi, jotta oikea melatoniinin annosteluaika tiedetään. Melatoniini on siis kronobiootti, aine, jonka avulla voidaan vaikuttaa kehon vuorokausirytmiin.

7. Melatoniini ja vuodenaika

Toinen tunnettu melatoniinin fysiologinen tehtävä liittyy vuodenajan mukaan lisääntyvien lajien (suku)hormonierityksen säätelyyn, siten, että melatoniini kertoo elimistölle mikä on päivän pituus ja siis vuodenaika. Eliö tarvitsee tätä tietoa voidakseen ajoittaa lisääntymisensä ja mahdollisen talvilepoon asettumisensa oikeaan vuodenaikaan. Prosessi sisältää energia-aineenvaihdunnan alasajon, sukuhormonierityksen alasajon sekä erilaisia muutoksia esim. turkin värityksessä.

Yksityiskohdat siitä, miten melatoniinisignaali eri lajien kehossa luetaan ja muutetaan fysiologisesti merkitykselliseksi käyttäytymiseksi, ovat sangen puutteelliset.

Käpylisäkkeen poisto aiheuttaa vuodenajan mukaan lisääntyvillä eläimillä lisääntymisrytmin häiriöitä: talvihorros ei pääse alkamaan ja lisääntyminen voi jatkua talvikuukausien aikana. Käpylisäkkeen poisto hamstereilta ei kuitenkaan hävitä vuorokausirytmiä, ainoastaan lisääntymisen vuosirytmi häviää. Tämä voidaan palauttaa sopivasti ajoitetulla melatoniinin annolla. Myös lampaiden lisääntymisrytmiä voidaan manipuloida melatoniinia antamalla – pitkän päivän olosuhteissa annettu melatoniini laukaisee lyhyen päivän vasteen. Eurooppalaisella hamsterilla (Cricetus cricetus) näyttää olevan varasuunnitelma myös käpylisäkkeen menetyksen varalle: huolimatta käpylisäkkeen poistosta, eläin pystyi sopeuttamaan toimintansa päiväpituuden muutoksia vastaaviksi.

Ihminen, vuodenaika ja melatoniini.

Ihmisillä melatoniinitasoissa on vain vähäisiä muutoksia vuodenajan mukaan: kaupinkilaisilla (Praha ja Helsinki) melatoniinierityksen kesto ei vaihdellut kesän ja talven välillä, mutta talvirytmissä oli reilun tunnin viive (phase-delay) verrattuna kesään. Keinovalo ja kesäaikaan siirtyminen sotkevat kuitenkin näitä mittauksia. Yhdessä suomalaisessa tutkimuksessa havaittiin, että melatoniinia erittyy talviaikaan pidempään kuin kesäaikaan. Erittäin suurtenkaan päivänpituuden vaihteluiden ei kuitenkaan ole havaittu muuttavan merkittävästi melatoniinierityksen pituutta tai erityspulssin laajuutta.

Melatoniin erityksen pituus koodaa vuorokauden pimeän jakson pituutta, mutta mitä koodaa rytmin laajuus (amplitudi)? Tästä ei ole varmaa tietoa, mutta spekulaatioita sitäkin enemmän. Amplitudi näyttää monien tutkimusten mukaan vähenevän iän myötä, mistä on päätelty, että melatoniinin korvaushoito voisi vaikuttaa edullisesti ikääntyneiden terveyteen. Tästä ei kuitenkaan ole juuri minkäänlaisia vakuuttavia todisteita. Erityisesti se, että rytmin laajuus vaihtelee erittäin voimakkaasti jo nuorilla – siinä määrin, että joillakin täysin terveillä koehenkilöillä on rytmiä vaikea edes havaita – ei vakuuta rytmin laajuuden tärkeydestä. Tarvitaan tutkimuksia, joissa samojen henkilöiden melatoniinieritystä seurataan elinkaaren läpi korreloiden erilaisiin sairauksiin, mutta tällaisia tutkimuksia ei ole tehty. Muutama vuosi sitten ilmestyi artikkeli, jossa todettiin, että melatoniinirytmin laajuus oli alentunut kakkostyypin diabetesta sairastavilla.

8. Vähemmän selkeitä melatoniinin vaikutuksia

Melatoniini ja uni.

Melatoniinin erityspiikki korreloi kehonlämmön ja suorituskyvyn minimin sekä uneliaisuuden ja veren rasvojen ja rasvamaisten yhdisteiden (lipidien) maksimipitoisuuden kanssa. Melatoniinin iltainen lisääntyminen liittyy uneliaisuuden lisääntymiseen ja todennäköisesti myös aiheuttaa sitä. Uni alkaa normaalisti 1-2 tuntia melatoniinierityksen alkamisen jälkeen. Monista yrityksistä huolimatta melatoniinin eritystä ei ole voitu korreloida jonkin tietyn univaiheen kanssa.

Ihminen ei kuitenkaan tarvitse melatoniinia nukkuakseen, käpylisäkkeen poistolla on vain vähäisiä vaikutuksia uneen. Sen sijaan melatoniinin annolla on havaittu vaikutuksia myös uneen, joskin tulokset ovat ristiriitaisia.

Melatoniin anto alentaa kehonlämpöä muistuttaen siten olosuhteista, joissa nukahtaminen on mahdollista. Vaikutus on suurempi kun melatoniini annetaan päivällä, sen ollessa luonnostaan matala kuin yöllä annettuna. Melatoniinin on monissa kokeissa todettu lyhentävän nukahtamisaikaa, mutta vaikutukset aivosähkökäyrällä mitattuun uneen muutoin ovat näyttäneet vähemmän vakuuttavia tuloksia.

Melatoniin annon vaikutusten arviointia vaikeuttavat monet seikat alkaen luonnollisen melatoniinierityksen määrän vaihtelevuudesta, melatoniinin antoajankohdan merkityksestä ja melatoniinin puoliintumisajan lyhyydestä (1.5 h).

Näitä vaikeuksia on yritetty lieventää kehittämällä melatoniinireseptorin agonisteja

Tärkeimmät tällä hetkellä kliinisessä käytössä olevat ovat Ramelton, agomeltin ja Circadin®.

Ramelton on synteettinen melatoniinin kaltainen aine, jolla on pidempi puoliintumisaika ja parempi sitoutumisvoima MT1/MT2 reseptoriin kuin melatoniinilla.

Myös agomeltin on synteettinen MT1/MT2 reseptorien aktivoija (agonisti), joka samalla toimii mielialaan vaikuttavan serotoniinireseptorin (5-HT2c) salpaajana (antagonistina), ja sitä käytetäänkin masennuslääkkeenä.

Circadin® puolestaan on valmiste, josta melatoniinia vapautuu hitaasti.

Näitä aineita on tutkittu laajalti ja tutkimuksista on julkaistu niitä kokonaisuudessaan arvioivia niin sanottuja meta-analyysejä.

Meta-analyyistulokset rameltonilta osoittavat, että lääke lyhentää nukahtamisviivettä unettomuudesta kärsivillä potilailla. Potilaat raportoivat myös subjektiivista unen parantumista, vaikka uniaika ei pidentynytkään. Kaiken kaikkiaan vaikutukset olivat melko pieniä ja kirjoittajat kuuluttavat pitkäaikaisempia tutkimuksia, erityisesti jos valmistetta käytetään unettomuuden pitkäaikaishoitoon.

Melatoniini ja syöpä

Melatoniinilla on todettu antioksidatiivisia vaikutuksia, ja sen jarruttavasta vaikutuksesta syövän kasvuun on suuri määrä spekulaatioita. Tutkimus, jossa melatoniinin todettiin jarruttavan rintasyöpäsolujen lisääntymistä, herätti suurta huomiota, mutta innostus laantui jonkin verran, kun tulosta ei pystytty toistamaan. Aiheesta on kirjoitettu lukuisia katsausartikkeleita, mutta varsinaiset kliiniset kokeet, joissa melatoniinilla on sanottu olevan vaikutusta syövän etenemiseen, on tehty yhden tutkimusryhmän toimesta Italiassa. Vuonna 2014 julkaistu tutkimus keuhkosyöpäpotilailla totesi, että melatoniinin annolla kemoterapian yhteydessä oli myönteinen vaikutus potilaan elämän laatuun, mutta ei eloonjääntiin.

Melatoniini ja ikääntyminen

Ajatus siitä, että melatoniini soveltuu erityisesti ikääntyneiden hoitoon, pohjautuu tutkimuksiin, joissa on todettu, että ikääntyessä melatoniinirytmin laajuus (amplitudi) ja sitä myötä kokonaiseritys yön aikana, vähenee, mistä on päätelty, että melatoniinia voitaisiin käyttää korvaushoitona palauttamaan rytmi nuoruusiän tasolle. Onpa melatoniinia tällä perusteella markkinoitu jopa ”nuoruushormonina”. Ei kuitenkaan ole selvää mitä ikääntymismuutoksia näin saataisiin palautetuksi, sillä melatoniinirytmin laajuuden merkitystä ei tiedetä – signaalin merkitys näyttää olevan ensisijaisesti sen kestossa ja keston vaihtelussa. Ikääntyneiden univaikeuksia on hoidettu melatoniinilla vaihtelevin tuloksin, ja melko tuoreessa meta-analyyissa on todettu, että uni matalilla melatoniiniannoksilla jonkin verran paranee, mutta laajaan ja/tai pitkäaikaiseen käyttöön melatoniinia ei suositella. Muiden mahdollisten käyttöindikaatioiden osalta näyttö puuttuu.

9. Onko elämää ilman melatoniinia?

Käpylisäkkeen poiston vaikutuksia eri elintoimintoihin eri lajeilla on kartoitettu laajasti, mutta tulokset ovat jääneet laihoiksi niillä lajeilla, joilla lisääntyminen ei tapahdu vuodenajan mukaan.

Tunnetuimmat melatoniinittomat eläimet ovat lukuisat koe-eläiminä käytetyt geenimuunnellut hiirikannat, joilla geenimutaation johdosta melatoniinia ei syntetisoidu. Laboratorio-oloissa elävät eläimet eivät näytä kärsivän koko elämän jatkuvasta melatoniinin puutoksesta. Niillä on normaali, keskuskellon tuottama vuorokausirytmi.

Ihmisellä käpylisäkkeen poistoja on jouduttu tekemään syöpäpotilailta harvinaisen käpylisäkesyövän yhteydessä. Toimenpiteen vaikutukset ovat vähäisiä, ja suuri osa niistä liittyy itse toimenpiteeseen (craniotomia). Joissakin tapauksissa on kuvailtu uni-valverytmin muutoksia.

Käpylisäkkeen poiston vaikutuksia saadaan esiin asettamalla eläimet haasteeseen – esim. rotat adaptoituvat käpylisäkkeen poiston jälkeen nopeammin vuorkausirytmin siirtoon.

10. Melatoniinin annon sivuvaikutukset

Melatoniinia mainitaan huomattavan useasti elimistön omaksi tuotteeksi, vihjaten, että se on “terveellisempi” kuin syntetisoidut unilääkkeet. Ajatus siitä, että elimistön itse tuottama hormoni ei voisi aiheuttaa haittavaikutuksia, on kuitenkin harhaanjohtava. Tiedetään hyvin, että esim. negatiivinen palautesäätely saattaa lopettaa hormonin tuotannon, jos sitä tarjotaan liikaa. Melatoniinin kanssa toimiessa on myös vaarana väärän antoajankohdan mahdollisesti tuottamat haittavaikutukset. Synteettiset lääkeaineet, jotka matkivat melatoniinin vaikutuksia (melatoniiniagonistit) eivät taas mitenkään poikkea muista synteettisistä lääkeaineista ”luonnollisuuden” tai ”ei-luonnollisuuden” suhteen.

Melatoniinin tunnettujen fysiologisten vaikutusten pohjalta spekuloiden, ongelmia voisi aiheutua vuorokausirytmin häiriintymisestä silloin kun melatoniinia annetaan väärään aikaan tai annoksina, jotka tuottavat kehoon epäfysiologisia pitoisuuksia.

Melatoniinin anto päivällä aiheuttaakin lämpötilan ja vireystilan laskua jo suhteellisen pienillä annoksilla.

Toinen potentiaalinen vaikutuskohde ovat talviuneen/horrokseen liittyvät fysiologiset muutokset: aineenvaihdunnan ja lisääntymisen sopeuttaminen säästöliekille sekä mahdolliset ihon/karvoituksen värin/koostumuksen muutokset. Näistä erityisesti lisääntymiseen liittyviä muutoksia on pyritty kokeellisesti selvittämään. Kuukauden päivittäinen melatoniiniannos (2 mg) ei vaikuttanut sukupuolirauhasten toimintaa säätelevien lutropiinin (LH) ja follitropiinin (FSH) eritykseen, eikä myöskään kasvuhormonin (GH), stressihormoni kortisolin tai sukupuolihormoni testosteronin eritykseen, joten lyhytaikaisella käytöllä ei näytä olevan sukuhormoniakselivaikutuksia ihmisellä. Viime aikoina myös aineenvaihduntaan liittyvät muutokset, erityisesti insuliinin erityksen suhde melatoniinin, on herättänyt kiinnostusta.

Melatoniinin pitkäaikaisvaikutuksista (yli 6 kk käyttö) ei ole käytettävissä tutkimuksia, ja näiltä osin ei mahdollisia sivuvaikutuksia ole mahdollista luotettavasti arvioida. Yleinen käsitys sekä monista melatoniinia että sen matkijoita käyttävistä tutkimuksista on, että sivuvaikutuksia on vähän ja ne ovat vähämerkityksellisiä.

11. Johtopäätöksiä

Yleiseksi vaikutelmaksi jää, että jos kohta pahin melatoniini-into onkin asettunut, odotukset sen tehon suhteen ovat edelleenkin suurempia kuin mitä tutkimustiedon perusteella olisi kohtuullista olettaa. Kliinisessä käytössä olevilla MT1/MT2 reseptorien aktivoijilla on vaikutuksia uneen, joskin teho on melko rajallinen eikä tehoa pitkäaikaiskäytössä tunneta. Tilanteessa, jossa unettomuuden hoitoon ei ole hyviä/saatavissa olevia vaihtoehtoja, näiden valmisteiden käyttö lienee paras huonoista/olemattomista vaihtoehdoista.

Melatoniinille ja varsinkin sen matkijoille löydetään todennäköisesti vielä uusia käyttötarkoituksia, mutta on epätodennäköistä että se osoittautuu siksi kaiken parantavaksi ihmelääkkeeksi ja nuoruuden lähteeksi, joksi sitä joskus kuvitellaan ja kuvaillaan.

Tarja Stenberg

Lisälukemista:

Kattavia katsausartikkeleita

Johnston JD1, Skene DJ2. 60 years of Neuroendocrinology: Regulation of mammalian neuroendocrine physiology and rhythms by melatonin. J Endocrinol. 2015 Aug;226(2):T187-98. doi: 10.1530/JOE-15-0119. Epub 2015 Jun 22.

Eipä liioitella meltoniinin vaikutuksia

Morley JE. Scientific overview of hormone treatment used for rejuvenation. Fertil Steril. 2013 Jun;99(7):1807-13. doi: 10.1016/j.fertnstert.2013.04.009.

Turek, FE: Melatonin: pathway from obscure molecule to international fame. Perspectives in Biology and medicine 41: 8-20, 1997

Reppert, SM, Weaver, DR, Melatonin madness. Cell 83:1050-1062. 1995

Melatoniinin synteesi, eritys ja fysiologinen merkitys

Stehle JH, von Gall C, Schomerus C & Korf HW 2001 Of rodents and ungulates and melatonin: creating a uniform code for darkness by different signaling mechanisms. Journal of Biological Rhythms 16 312–325. (doi:10.1177/074873001129002033)

Melatoniini ja ikääntyminen

Zeitzer JM1, Daniels JE, Duffy JF, Klerman EB, Shanahan TL, Dijk DJ, Czeisler CA. Do plasma melatonin concentrations decline with age? Am J Med. 1999 Nov;107(5):432-6.

Melatoniini ja vuodenaika

Kennaway DJ1, Voultsios A, Varcoe TJ, Moyer RW. Melatonin in mice: rhythms, response to light, adrenergic stimulation, and metabolism. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2002 Feb;282(2):R358-65.

Paul, MA, Love, RJ, Hawton, A, Arendt, J, Sleep and endogenous melatonin rhythm of high arctic residents during the summer and winter. Physiology and Behavior 141: 199-206, 2015

Melatoniini ja vuorokausirytmi

Pevet P1, Challet E. Melatonin: both master clock output and internal time-giver in the circadian clocks network. J Physiol Paris. 2011 Dec;105(4-6):170-82. doi: 10.1016/j.jphysparis.2011.07.001. Epub 2011 Jul 19.

Arendt J1. Melatonin and human rhythms. Chronobiol Int. 2006;23(1-2):21-37.

Melatoniini ja uni

Wyatt JK1, Dijk DJ, Ritz-de Cecco A, Ronda JM, Czeisler CA. Sleep-facilitating effect of exogenous melatonin in healthy young men and women is circadian-phase dependent. Sleep. 2006 May;29(5):609-18.

Paul MA1, Love RJ2, Hawton A1, Arendt J3. Sleep and the endogenous melatonin rhythm of high arctic residents during the summer and winter. Physiol Behav. 2015 Mar 15;141:199-206. doi: 10.1016/j.physbeh.2015.01.021.

Melatoniiniagonistit

Turek FW & Gillette MU 2004 Melatonin, sleep, and circadian rhythms: rationale for development of specific melatonin agonists. Sleep Medicine 5 523–532. SLEEP (doi:10.1016/j.sleep.2004.07.009)

Kuriyama A1, Honda M2, Hayashino Y3. Ramelteon for the treatment of insomnia in adults: a systematic review and meta-analysis. Sleep Med. 2014 Apr;15(4):385-92. doi: 10.1016/j.sleep.2013.11.788. Epub 2014 Feb 8.

Miksi unen puute ja häiriintyminen voivat aiheuttaa sairauksia?

Olen pitkään ihmetellyt miksi häiriintynyt uni näyttää liittyvän niin moniin, ainakin näennäisesti täysin toisistaan riippumattomiin, sairauksiin ja vaivoihin. Voidaan ajatella, että tämä johtuu yksinkertaisesti siitä, että kun ihminen sairastuu, melkein mihin tahansa sairauteen, niin sairaus aiheuttaa myös unen häiriintymisen. Näin, jos ihmisiltä kyselytutkimuksissa kysytään unesta ja sairauksista, löydetään tutkimuksen tuloksena se, että ne liittyvät toisiinsa. Tällöin unen häiriö on seurausta terveyden häiriöstä. Monesti näin varmasti onkin asian laita. Mutta on myös totta, että toisinaan unen häiriö voi olla aito riskitekijä sairauksille. Lukuisat väestötutkimukset, joissa tutkittavia on seurattu vuosien ajan, ovat sangen vakuuttavasti osoittaneet, että poikkeava unen pituus ja/tai unettomuus ennustavat tulevia epätoivottavia terveystapahtumia kuten kuolemaa tai sairastumista. Uni näyttäisi ennustavan mm. kuolinriskiä ylipäätään sekä erikseen riskiä kuolla sydän- ja verisuonitauteihin. Uni näyttäisi useissa tutkimuksissa ennustavan sairastumista sydän ja verisuonitauteihin, syöpään, metabolisiin häiriöihin kuten lihavuuteen ja diabetekseen. Uni näyttäisi ennustavan myös masennuksen puhkeamista ja kognitiivisen toiminnan heikkenemistä jne. Kokeellisissa tutkimuksissa on vakuuttavasti osoitettu, että unen puute aiheuttaa epätoivottavia vaikutuksia muistitoimintoihin ja mielialaan, muuttaa metabolisia ja hormonaalisia tapahtumia elimistössä jne. Olen ihmetellyt, miksi uni riskitekijänä on näin monikirjoinen? Tähän on ajateltu vastauksen olevan se, että unella on jokin perustavaa laatua oleva tehtävä normaalien fysiologisten prosessien säätelyssä. Kuuluisa unitutkija Allan Rechtschaffen on jopa sanonut, että ”jos uni ei palvele jotain elintärkeää tehtävää, niin silloin uni on suurin virhe, minkä evoluutio on koskaan tehnyt”. Tällä hän on tarkoittanut, että tällainen tehtävä on pakko olla olemassa. On selvää, että tällaisen perustavaa laatua olevan elintärkeän tehtävän häiriintyminen voi johtaa hyvin monenlaisiin fysiologisiin häiriöihin ja sairauksiin. Ongelma on vain ollut se, että tällaista tehtävää ei ole kyetty löytämään! Tutkijat eivät ole yksimielisiä siitä, miksi uni on evolutiivisesti kehittynyt, mitä varten se on olemassa. Tämä on ollut suorastaan hieman ”mystistä”. Olisiko olemassa jokin elintärkeä fysiologinen funktio, jota tiede ei ole jostain syystä onnistunut löytämään? Tästä ei sentään näyttäisi olevan kyse. Selitys on ehkä paljon yksinkertaisempi. Niin kuin usein on, olemme ehkä ajatelleet liian monimutkaisesti, näkemättä metsää puilta. Jokin aika sitten julkaistiin teoreettinen artikkeli, jossa esitetään hyvin mielenkiintoinen ja järkeenkäypä mahdollinen selitys siitä, mikä unen tehtävä syvimmillään voisi olla.

Teorian kehittäjä Marcus Schmidt kutsuu unen tehtävää energian suuntaamistehtäväksi (The energy allocation function of sleep). Yritän lyhyesti selittää, mistä tässä on kyse. Teorian ”ideologiset” juuret juontuvat evoluutioteorian osa-alueeseen, jota kutsutaan elinkaaren historian evoluutioksi (life history evolution). Se muoto, jota kunkin eliölajin elinkaaren tapahtumat noudattavat on itsessään myös evoluution tuottama. Tämä selittää sitä, miksi toiset eliöt ovat suuria ja toiset pieniä, miksi jotkut saavuttavat sukukypsyyden aikaisin toiset verrattain myöhään, miksi toiset saavat paljon poikasia toisen vähän, miksi toiset elävät pitkään toiset lyhyen elämän jne. Evoluutiotutkija Stephen Stearns on ilmaissut tämän sanomalla, että jokaista eliötä on tarkasteltava evolutiivisena ratkaisuna tiettyyn ekologiseen ongelmaan. Nimittäin siihen, miten kussakin määrätyssä ekolokerossa, jota eliö hyödyntää, voidaan parhaiten maksimoida eliön elinaikainen lisääntymismenestys. Siis, miten eliön elämäntapahtumat on parasta järjestää tapahtumaan annetussa ekolokerossa, jotta eliön elinaikainen lisääntymismenestys tulisi optimoitua. Tämän tehtävän tärkeys ja vaikeus tulee ymmärrettäväksi kun muistetaan, että keskeinen ongelma elinkaaren tapahtumien organisoinnin takana on se, että eliön energiaresurssit ovat aina rajalliset. Energiaa on käytettävissä kussakin ekolokerossa vain rajallinen määrä. Tämä tarkoittaa sitä, että jos eliö investoi (suuntaa) suuren määrän energiaa vaikka lisääntymiseen, niin silloin sillä on vähemmän energiaa käytettävissään muihin tarkoituksiin, kuten kasvuun ja elimistön toimintakunnon ylläpitoon. Evoluutio on tästä syystä joutunut tekemään kunkin eliölajin elinkaaren tapahtumien kehittämisessä ja organisoinnissa kompromisseja. ”Ilmaisia lounaita ei ole” -periaatteen mukaan. Jos johonkin asiaan panostetaan enemmän, niin se on jostain muusta pois. Ajatus unen tehtävästä energian suuntaajana on analogisesti laajentanut tämän ajattelun koskemaan myös eliön päivittäistä energiabudjettia ja sen optimointia.

Schmidt ryhmittelee vuorokautiset energiainvestoinnit kahteen pääluokkaan. 1) Toimintoihin, jotka suuntautuvat ulkoiseen ympäristöön ekolokeron hyödyntämisessä. Näitä hän kutsuu ”valveponnistuksiksi” (waking effort). Ne liittyvät liikkumiseen, ravitsemuskäyttäytymiseen, lisääntymiskäyttäytymiseen, valvetilan ja tarkkaavaisuuden ylläpitämiseen pedoilta välttymiseksi jne. 2) Toinen pääluokka on toiminnot, jotka suuntautuvat eliön sisäiseen ympäristöön tai sen kehoon. Näitä hän kutsuu ”biologisiksi investoinneiksi” (biological investments). Ne liittyvät sellaisiin toimintoihin kuin elimistön korjaustyöt, hermoverkkojen muovaaminen (liittyy muistiin ja oppimiseen), solujen “taloudenpito”, elimistön vastustuskyvystä huolehtiminen, lisääntymiselinten kasvusta ja toimintakyvystä huolehtiminen jne. Ja taas, koska energiavarat ovat rajalliset, on tässäkin tehtävä kompromisseja eri intressien välillä. Panokset joihinkin toimintoihin ovat poissa joistakin muista toiminnoista. Jos vaikka ”valveponnistuksiin” investoidaan paljon energiaa, niin sitä ei silloin riitä riittävästi ”biologisiin investointeihin” ja päinvastoin.

Schmidtin ajatuksen mukaan uni on kehittynyt evolutiivisena ratkaisuna ongelmaan näiden energiapanostusten keskinäisestä optimoinnista. Hänen mukaansa uni on evolutiivisesti kehittynyt optimoimaan energian suuntaamista ”biologisiin investointeihin”. Se tarkoittaa, että unen aikana ”valveponnistuksiin” liittyvät toiminnot säädetään kuluttamaan vähän energiaa, jolloin sitä vapautuu käytettäväksi mahdollisimman paljon ”biologisiin investointeihin” liittyviin toimintoihin. Vastaavasti valveen aikana tapahtuu päinvastoin. ”Biologisiin investointeihin” liittyvät toiminnot vaimennetaan ja vapautuvaa energiaa siirretään ”valveponnistuksiin” liittyviin toimintoihin. On tärkeää huomata, että esim. valveen aikana ”biologisiin investointeihin” liittyvät toiminnot eivät kokonaan lakkaa, ne vain vaimenevat, tulevat vähemmän tehokkaiksi. Ne eivät voi kokonaan lakata, koska ne ovat liian elintärkeitä elossa säilymiselle. Schmidtin ajatus saa tukea lukuisista kokeellisista tutkimuksista. Esimerkiksi viime vuosina on havaittu, että tietyt geenit aktivoituvat unen aikana ja vaimenevat valveen aikana, tietyt toiset geenit taas aktivoituvat valveen aikana ja vaimenevat unen aikana. Niiden keskinäinen työnjako näyttää sopivan hyvin siihen, mitä Schmidtin teoria ennustaa.

Teoria on kiinnostava myös siksi, että se on ensimmäinen unen perustehtävää koskeva teoria, joka kykenee selittämään unen kahden perusmuodon NREM ja REM unen välisen työnjaon lähtien siitä, että niillä on sama tehtävä. Molemmat palvelevat energian suuntaamisen optimoinnin tehtävää mutta REM unen aikana suunnataan erityisen voimakkaasti energiaa aivojen ”biologisiin investointeihin”. Tähän vapautettava lisäenergia otetaan niinkin ”hurjalla” tavalla kuin luopumalla joksikin aikaa elimistön tasalämpöisyyden ylläpitoon tarvittavan energian tuotannosta. Me yksinkertaisesti muutumme REM unessa vähäksi aikaa vaihtolämpöisiksi! REM unen aikainen lihaslama tarkoittaa sitä, että lihaksisto lakkaa kuluttamasta energiaa tuottaakseen lämpöä ruumiin sisäisen lämpötilan puolustamiseksi jäähtymistä vastaan. Näin vapautuva lisäenergia suunnataan sitten aivojen ”biologisia investointeja” vaativien toimintojen vahvistamiseen ja tehostamiseen.

Takaisin alun kysymykseen, miksi unen puute tai unen häiriintyminen voi vaarantaa terveytemme? Syy on se, että jos unta ei saada riittävästi tai uni häiriintyy, niin silloin se ei kykene parhaalla mahdollisella tavalla huolehtimaan energian jakamisesta elimistön eri toimintojen välillä. Unen puutteessa ”biologiset investoinnit” heikkenevät ja niiden ruokkimat toiminnot jäävät suuremmassa tai pienemmässä määrin toteutumatta. Jos muistelemme, että niihin kuuluivat mm. elimistön korjaustyöt, hermoverkkojen muovaaminen, solujen “taloudenpito”, elimistön vastustuskyvystä huolehtiminen, lisääntymiselinten kasvusta ja toimintakyvystä huolehtiminen jne., niin käy ymmärrettäväksi, miten suuri kirjo erilaisia patologisia prosesseja niiden osittaiseenkin epäonnistumiseen voi liittyä. Ei siis ole ihme, että tutkimuksissamme unen häiriöt näyttävät liittyvän myös mahdollisen riskitekijän roolissa niin moniin sairauksiin ja vaivoihin.

Lopuksi on kuitenkin todettava, että esittelemäni teoria on kuitenkin edelleen osin spekulatiivinen. Se ei siis ole, ainakaan vielä, oikeaksi osoitettu totuus. Mutta olen varma, että se tulee kyllä suuntaamaan tulevaa tutkimusta, jossa sitä pyritään koettelemaan ja kävi siinä miten tahansa, niin on selvää, että se joka tapauksessa tulee vaikuttamaan unitutkijoiden ajattelun kehittymiseen.

Alkuperäinen artikkeli: Schmidt MH. The energy allocation function of sleep: A unifying theory of sleep, torpor, and continuous wakefulness. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 2014;47:122-153.

Erkki Kronholm

Voisiko ”kuuhulluudessa” olla sittenkin jotain perää?

”Kuuhulluudella” tarkoitetaan myyttisiä näkemyksiä sitä, että täysikuu aiheuttaa joissakin ihmisissä voimakkaita mielialan muutoksia. Mielenterveyden häiriöiden osalta asia on todettu myytiksi lukuisia kertoja. Arkisempi versio samasta asiasta – kuun vaikutuksesta ihmiseen – on joidenkin henkilöiden vahva kokemus siitä, että unettomuus pahenee täydenkuun aikana. Myös tätä ovat tutkijat pitäneet myyttinä. Itsekin olen vuosien myötä usein joutunut toteamaan, että tieteellistä näyttöä asiasta ei ole. Toissa vuonna ilmestyi kuitenkin tutkimus, joka kyseenalaisti käsitystäni. Tutkimus herätti kriittistä tieteellistä keskustelua ja viime vuonna ilmestyi uusi tutkimus, joka tuotti samansuuntaista näyttöä. Aiheesta puhuminen yleisesti ymmärrettävällä tavalla valaisee myös hyvin tieteestä tiedottamiseen liittyviä vaikeuksia. Koetan siksi hieman avata asiaa.

Biologinen tausta: Mitä tiedämme kuun vaikutuksista eläviin olentoihin?

Esimerkiksi vuonna 2006 julkaistiin tutkimus, jossa 31 henkilön 6 viikkoa pitämien unipäiväkirjojen avulla havaittiin, että tutkittavat nukkuivat ilmoituksensa mukaan keskimäärin 19 minuuttia vähemmän täyden kuun aikaan verrattuna uuden kuun aikaan. Vuonna 2008 julkaistun tutkimuksen mukaan pitkittynyt epileptinen kohtaus puhkesi useimmin 3-4 päivää uuden kuun jälkeen. Eräässä toisessa tutkimuksessa todettiin, että naisilla toispuoliset epileptiset kohtaukset noudattivat etupäässä kuun kiertoon liittyvää (sirkkalunaarista) rytmiä. Näissä ja muissa tämän kaltaisissa tutkimuksissa jää kuitenkin epäselväksi olisiko kyseessä toistaiseksi ihmisellä tuntemattoman geneettisesti ohjautuvan ”lunaarisen kellon” vaikutuksesta biologisen keskuskellon normaaliin toimintaan vai selittäisivätkö muut tekijät tulokset. Muita mahdollisia selittäviä tekijöitä voivat olla esimerkiksi yöllisen valon määrä, tutkittavien tietoisuus kuun vaiheesta tai naisten kuukautisrytmi. Olennaista on kysyä, onko meillä evolutiivisesti kehittynyt sisäsyntyinen biologinen ”kuukello” kuten meillä on evolutiivisesti kehittynyt sisäsyntyinen biologinen ”vuorokausikello”, joka ohjaa vuorokausirytmejämme ns. ”sirkkadiaanisia” rytmejä. Vaikka biologisen kellon evolutiivisen kehityksen takana on ollut planeettamme kiertoliike akselinsa ympäri, emme enää reagoi planeetan kiertoliikkeeseen sinänsä vaan toimimme tätä kiertoa noudattavan kellokoneistomme ohjaamina. Jos meillä on aito ”kuukello”, niin toimimme sen mukaan, emmekä sen mukaan, sattuuko esimerkiksi olemaan pilvetön yö, jolloin täyden kuun valo on kirkas ja näkyvä. Tiedämme, että tällainen kuukello on useilla erityisesti matalissa rantavesissä elävillä merieläimillä.

Näiden kellojen kehitys on alun perin liittynyt siihen, miten vuorovedet aiheutuvat kuun ja auringon vetovoimakentän kohdistumisesta pyörivän maan vesimassoihin. Täydenkuun ja uudenkuun aikaan aurinko, maa ja kuu ovat samalla suoralla. Tällöin kuun ja auringon synnyttämät vuorovesihuiput osuvat samaan aikaan ja syntyy tavanomaista voimakkaampi vuorovesi eli tulvavuoksi ja -luode. Näin syntyy kaikkiaan kolme kuunkiertoon liittyvää rytmiä: normaali vuorovesirytmi (syklin pituus 12,4 tuntia), semilunaarinen rytmi (syklin pituus 14,8 päivää) ja lunaarinen rytmi (syklin pituus 29,5 päivää). Merieliön kuukello sitten rytmittää eliön elämää näiden rytmien mukaan. Otetaan esimerkiksi vaikka eräs merisääskilaji (Clunio marinus). Sääsken toukan täytyy olla veden alla pysyäkseen hengissä, mutta aikuinen sääski voi munia vain pinnalle, joka ei ole veden alla. Siksi aikuisen sääsken elämä on vain muutaman tunnin mittainen. Niiden kuoriutuminen ajoittuu tarkalleen hetkeen, jolloin laskuvesi on kaikkein matalimmillaan (tulvaluode). Kuoriutuneet sääsket parittelevat nopeasti, munivat ja kuolevat saman tien. Vesi alkaa nousta ja munat pääsevät kehittymään veden alla. Äskettäinen tutkimus vuodelta 2011 osoitti, että tämä lunaarinen rytmi on sääskellä geneettisesti ohjattu sopeutuma lunaarista rytmiä noudattaviin vuorovesivaihtelun maksimikohtiin. Tyypillisesti nämä rytmit liittyvät merieläinten lisääntymiseen kuten parvikutuhetken ajoittumiseen. Monilla merieläimillä sukurauhasten koko vaihteleekin rytmisesti kuun kierron mukaan.

Onko ihmisellä ”kuukello”?

Tutkijat ovat varsin yksimielisiä siitä, että suora kuun vetovoima ei riitä selittämään mahdollista sirkkalunaarista rytmiä ihmisen toiminnassa tai fysiologissa tapahtumissa. Se ei riitä aiheuttamaan edes vuorovesi-ilmiötä kuin suurissa vesimassoissa eli merissä. Kun puhutaan järvistä, ei vuorovesi-ilmiötä enää käytännössä ole. Ihmisen massa on olematon jo järviinkin verrattuna. Voisiko ihmisellä sitten olla geneettisesti ohjautuvia sisäsyntyisiä lunaarisia ja/tai semilunaarisia rytmejä? Toissa vuonna Sveitsiläisen kronobiologian eli biologisia vuorokausirytmejä tutkivan instituutin tutkijaryhmä vietti rentoa iltaa drinkillä ryhmän vetäjän Christian Cajohen:in kanssa paikallisessa baarissa. He sattuivat huomaamaan, että oli täysikuu. Tästä keskustelu kääntyi ”kuuhulluuteen”. Joku keksi, että heillä oli useita vuosia vanha aikaisempi tutkimusaineisto, joka käsitti 17 vapaaehtoisen terveen 20-31 vuotiaan unirekisteröinnit 3,5 vuorokauden ajalta laboratoriossa. Tutkimuksessa oli kontrolloitu valaistuksen määrä, naisten kuukautiskierron vaihe eivätkä tutkittavat taatusti tienneet, että kuun vaiheen vaikutusta tutkittaisiin sillä tutkimuksen tarkoitus oli ollut kokonaan muu. Mitäpä jos aineisto analysoitaisiin jälkikäteen uudestaan laskemalla jokaisen tutkimusyön etäisyys lähimmästä täydenkuun vaiheesta ja ryhmiteltäisiin tulokset sen mukaan kolmeen kuun vaihetta kuvaavaan ryhmään. Jos näiden ryhmien mittausten keskiarvoissa olisi eroja, niiden voitaisiin tulkita tukevan ”kuukellon” olemassaoloa. He tekivät näin ja tulokset tukivat sisäsyntyisen sirkkalunaarisen rytmin olemassaoloa.

Analyysit osoittivat, että koehenkilöiden nukahtamisnopeus oli keskimäärin hitaampi täydenkuun ryhmässä kuin muissa ryhmissä. Samalla tavalla unen koettu laatu oli huonompi, unen pituus lyhyempi, REM unen käynnistyminen kesti kauemmin, syvän unen aikaisten hitaiden EEG aaltojen (delta aaltojen) määrä vähäisempi ja melatoniini hormonin eritys vähäisempi täyden kuun ryhmässä kuin muissa kuun kierron vaiheissa. Alla kuva, jossa esitetään miten tutkittavien nukahtamisnopeus riippui kuun kierron vaiheesta. Mitä korkeammalla piste on sitä hitaampi nukahtamisnopeus. (Klikkaamalla saat kuvan suuremmaksi).

Kuvassa on eri värisin pystypalkein osoitettu kuun kierron mukaiset kolme ryhmää, joita vastaava kuun kierron vaihe on osoitetttu ylhäällä vaakapalkissa. Pisteet tarkoittavat yksittäisen koehenkilän nukahtamisnopeutta (asteikko vasemmalla). Käyrä kertoo matemaattisen riippuvuuden havaintopisteiden ja ajan (kuuun kierron) välillä.

Kuvassa on eri värisin pystypalkein osoitettu kuun kierron mukaiset kolme ryhmää, joita vastaava kuun kierron vaihe on osoitettu ylhäällä vaakapalkissa. Pisteet tarkoittavat yksittäisen koehenkilön nukahtamisnopeutta (asteikko vasemmalla). Käyrä kertoo matemaattisen riippuvuuden havaintopisteiden ja ajan (kuun kierron) välillä.

Tutkimuksen julkaisemisen jälkeen sitä alettiin luonnollisesti kritisoida. Tämä on tieteen vahva puoli, mitä on joskus vaikea selittää maallikoille. Vaikka tutkimus on julkaistu tieteen pelisääntöjä noudattavassa lehdessä, se ei tarkoita sitä, että se olisi välttämättä oikeassa. Tutkijat on koulutettu kriittisyyteen ja siksi kaikki uusi ja varsinkin yllättävä käydään tarkkaan läpi ennen kuin siihen uskotaan. Kriitikot, muuten myös sveitsiläisiä, kävivät samalla tavalla läpi kolme muuta paljon suurempaa aiempaa tutkimusaineistoa, joissa oli satoja koehenkilöitä. Periaatteessa mitä suurempi määrä ihmisiä tutkitaan, sitä herkemmin löydetään pienetkin vaikutukset. Näin ollen ”kuukellon” vaikutusten olisi pitänyt näkyä suurissa aineistoissa vielä selvemmin kuin julkaistussa Cajochen:in verrattain pienessä tutkimuksessa. Suuremmista analyyseistä ei kuitenkaan löytynyt mitään! Lisäksi kriitikot kykenivät jäljittämään useita aiemmin julkaisemattomia tutkimuksia, joissa ei myöskään oltu löydetty näyttöä ”kuukellon” olemassaolosta ihmisellä. Tutkimukset olivat ilmeisesti jääneet julkaisematta, koska tieteelliset lehdet eivät olleet pitäneet niitä riittävän kiinnostavina nollatulosten takia. Tämä on yksi tiedeyhteisön ongelmista. Koska tieteessä kilpaillaan suuren yleisön ja varsinkin rahoittajien huomiosta, jää paljon ”epäkiinnostavaa” tutkimusta julkaisematta, mikä voi tuottaa ns. ”julkaisuharhan”. Julkaisuharhan takia luullaan helposti, että jokin asia on osoitettu, koska ristiriitaisia tutkimustuloksia ei ole julkaistu eli niistä ei yksinkertaisesti tiedetä. Syntyy virheellinen vaikutelma yksimielisyydestä. Oliko asia sitten loppuun käsitelty? Ei ollut. Cajochen:in ryhmä puolustautui kritiikkiä vastaan.

Puolustuksen keskeinen väittämä oli, että tutkittavien lukumäärä ei automaattisesti paranna tutkimusaineiston laatua. Tässä tapauksessa tämä johtuu siitä, että unen laatuun ja sen EEG rekisteröinnin tuloksiin vaikuttavat useat tekijät. Tällaisia ovat esim. tutkimusta edeltäneen valveen määrä, henkilön vuorokausirytmin vaihe ja ulkoisen valaistusrytmin vaihe jne. Kaikki nämä tekijät tulee tarkasti kontrolloida. Esimerkiksi valon määrän on oltava sama kaikkien tutkittavien kohdalla ja samalla on huomioitava heidän luontainen kronobiologinen tyyppinsä (yksilölliset erot sisäsyntyisessä vuorokausirytmissä), joka tekee toisista iltavirkkuja ja toisista aamuvirkkuja. Jos näin ei tehdä, niin tutkittavien määrän lisääminen ainoastaan lisää ”kohinaa”, mikä peittää etsityn signaalin alleen. Jälkikäteen analysoiduissa suurissa aineistoissa näin ei luonnollisestikaan oltu tehty. Cajochen:in ryhmä pitää tätä todennäköisenä metodisena syynä siihen, että ihmisen ”kuukellon” verrattain heikkoja vaikutuksia ei ole havaittu aiemmissa tutkimuksissa.

Viime vuonna ilmestyi ruotsalainen tutkimus (vetäjänä Michael Smith), jossa samantapaisessa jälkikäteisanalyysissa todettiin 47 terveen tutkittavan osalta unen pituuden lyhentyneen keskimäärin 25 minuuttia ja aivokuoren reaktioherkkyyden suhteessa ulkoisiin ärsykkeisiin (melu ja junan aiheuttama ratakiskojen värinä) lisääntyneen täyden kuun aikana verrattuna muihin kuun kierron vaiheisiin. Cajochenin ryhmästä poiketen he kuitenkin totesivat REM unen käynnistymisen viivästyneen uuden kuun aikana eikä täyden kuun aikana. Olennaista Smithin tutkimuksessa oli kuitenkin se, että siinä havaittiin ihmisten eroavan toisistaan siinä kuinka selvästi ”kuukellon” vaikutus näkyi. Epäsensitiiviset eli epäherkät henkilöt eivät juuri ilmentäneet näitä vaikutuksia mutta sensitiivisillä henkilöillä ne näkyivät selvästi. Yksilölliset erot ”kuukellon” herkkyydessä selittäisivät myös osaltaan sitä, että ilmiötä on ollut vaikea havaita aiemmissa tutkimuksissa. Myös sukupuolen todettiin vaikuttavan unessa havaittavien muutosten voimaan. Eräät ilmiöt olivat selvästi voimakkaampia miehillä kuin naisilla. Näin tämä tutkimus osaltaan tuotti lisänäyttöä ”kuukellon” mahdollisesta olemassaolosta ihmisillä.

Mutta miksi ihmisillä olisi ”kuukello”? Mikä olisi se valintaa aiheuttanut tekijä, joka olisi sen evolutiivisen kehityksen takana? Merieläimillä se on vuorovesi, kuten yllä kuvattiin. Mutta entä maaeläimillä? Tästä ei ole tietoa, mutta ruotsalainen ryhmä esitti kiinnostavan arvauksen. Tiedämme, että monet öisin saalistavat pedot vilkastuvat huomattavasti täyden kuun aikaan, koska valoa on silloin enemmän. Sisäsyntyinen kuukello on voinut kehittyä sopeumana tähän lisääntyneeseen saalistukseen. Varsinkin herkät yksilöt esi-isiemme joukossa ovat nukkuneet kevyemmin ja vähemmin sekä heidän aivojensa reaktiivisuus ulkoisiin ärsykkeisiin on kasvanut täyden kuun aikana. Näin he ovat kyenneet varoittamaan ryhmän muita jäseniä uhkaavasta vaarasta, mikä selittäisi sen, että ”kuukellosta” on ollut evolutiivista hyötyä ja siksi ominaisuus olisi kehittynyt ja säilynyt myös meidän lajillamme.

Lopuksi

Lopuksi on todettava, että lopullista totuutta ihmisen mahdollisesta sisäsyntyisestä ”kuukellosta” emme vielä tiedä. Tiedeyhteisöltä menee vielä oletettavasti aikaa ennen kuin näyttöä puolesta tai vastaan kertyy riittävästi, jotta kysymys riidattomasti ratkeaa. Siihen asti meidän on elettävä epävarmuudessa. Tämä onkin ehkä yksi tärkeimmistä tieteen opetuksista myös suurelle yleisölle. On opittava hyväksymään tosiasiat silloin kun näyttö on riittävän vahvaa mutta vasta sitten. Sitä ennen on opittava sietämään epävarmuutta ja niitä, jotka ajattelevat ”kuuhulluudesta” eritavoin kuin itse. Hienoa siinä on kuitenkin se, että juuri epävarmuus kiehtoo ja saa meidät pohtimaan asiaa mahdollisimman monipuolisesti. Omalta osaltani joudun siksi toteamaan, että en enää voi sanoa ”kuuuhulluuden” olevan kokonaan vailla tieteellistä näyttöä. Joudun korjamaan kantani ja toteamaan, että ehkä ihmisilläkin on kuukello ja sen ohjaamia rytmejä, mutta meillä ei ole vielä riittävää näyttöä, jotta voisimme sanoa asiaa varmaksi.

Alkuperäinen Christian Cajochenin tutkimusjulkaisu kuuluu Current Biology -lehden vapaasti luettavissa olevaan arkistoon, joten sen pdf tiedoston voit ladata tämän linkin alta

Erkki Kronholm

Mitä tapahtuu unilääkkeiden käytössä?

Käypähoitosuositusten mukaisesti unilääkkeitä pitäisi käyttää vain tilapäisesti. Tämä siksi, että jatkuvasti käytettynä ne menettävät vähitellen tehoaan ja alkavat jopa itseasiassa ylläpitää unettomuutta. Useat kansainväliset tutkimukset myös tukevat epäilyä siitä, että unilääkkeillä olisi terveydelle haitallisia vakavia sivuvaikutuksia, jotka saattavat lisätä kuolleisuutta unilääkkeiden käyttäjien keskuudessa. Helsingin sanomissa julkaistiin 15.8.2014 uutinen (Hesari_15082014), jossa todettiin, että unilääkkeistä Kelan lääkekorvausta saavien määrä on viime vuosina selvästi pienentynyt. Kun vuonna 2009 lääkekorvausta saaneiden määrä oli noin 380 000 niin 2013 heitä oli enää noin 270 000 henkilöä. Tämä on yllättävää, koska toisaalta tiedämme, että varsinkin lievät unettomuusoireet suomalaisessa väestössä ovat viimeisten vuosikymmenten aikana lisääntyneet. Uutisessa arveltiin, että koska unettomuus itsessään ei ole vähentynyt, niin sitä ehkä hoidetaan entistä useammin ei-lääkkeellisesti. Toisena mahdollisena selityksenä pidettiin sitä, että lääketehtaat ovat vetäneet pois KELAn korvattavuuden piiristä pieniä pakkauskokoja, jolloin niiden myynti ei enää näy korvausrekisterissä. Mielestämme nämä oletukset eivät riitä selittämään perinteisten unilääkkeiden KELA korvausten laskua.

Olemme aiemmin (2012) julkaisseet aiheesta tutkimuksen, jossa päädyimme toisenlaiseen tulkintaan. Kirjoitimme sen pohjalta kommentin uutiseen, jossa totesimme mm. ”Suomessa lääkärit ovat määränneet unettomuuteen pitkään pääosin kahta lääkeryhmää: benzodiatsepiinijohdannaisia (esim. tematsepaami) ja ns. z-lääkkeitä (esim. tsopikloni). Lähes kymmenen vuoden ajan kummankin ryhmän käyttö on selvästi vähentynyt myös Fimean julkaisemissa kokonaiskulutusta kuvaavissa vuositilastoissa – sekä avo- että laitoshoidossa. Siten Kela-korvausten ulkopuolisten pakkausten käytön huomattava lisäys lienee epätodennäköinen selitys. Tiettävästi myöskään lääkkeettömän hoidon yleistymisestä ei ole tutkimusnäyttöä.

Oma tulkintamme on, että mainittujen lääkkeiden käytön olennainen väheneminen on seurausta muiden lääkkeiden enenevästä käytöstä. Osa perinteisiä unilääkkeitä korvanneista lääkkeistä on tarkoitettu unihäiriöiden hoitoon, esim. melatoniini. Se sai myyntiluvan Suomessa vuonna 2007, mutta sen käyttömäärä ei ole korvannut perinteisten unilääkkeiden käytön vähenemää. Korvanneet valmisteet ovat lääkkeitä, joiden alkuperäinen hoitoindikaatio ei ole unettomuus. Keskeinen ryhmä on rauhoittavat depressiolääkkeet (esim. mirtatsapiini), jotka saattavat lievittää masennusta potemattomien pitkäaikaista unettomuutta. Monen korvanneen lääkkeen virallinen käyttöaihe ei liity unettomuuteen (esim. psykoosilääke ketiapiini ja antiepilepti pregabaliini). Näitä lääkkeitä näytetään käytettävän unettomuuteen virallisia annossuosituksia selvästi pienempinä, ns. subkliinisinä annoksina. Silloin niillä ei enää ole alkuperäiseen käyttöön tarkoitettua vaikutusta. Tämä juuri mahdollistikin meidän havaita niiden myynnissä tapahtuneen lisäyksen johtuvan subkliinisten annosten käytön lisääntymisestä.

Uutisessa esitetyt tulkinnat eivät siis riitä selittämään tarkasteltavaa ilmiötä. Olennaista on huomioida uusien lääkeryhmien subkliinisten annosten käyttöön siirtyminen. Ei siksi, etteivät ne voisi auttaa potilaita, vaan siksi, että lääkevaihdot näyttävät perustuvan pikemminkin kokeiluihin ja kuulopuheisiin kuin tutkimustietoon niiden hyödyistä ja haitoista unettomuudessa. Muutoksen suunta saattaa aikanaan hyvinkin osoittautua suotuisaksi, mutta siitä on syytä olla tietoinen ja tarkasti seurata sen mahdollisia vaikutuksia. Toinen seuraus on se, että esim. antidepressantteja ostaneiden määrän perusteella ei voi enää arvioida luotettavasti lääkehoidetun masennuksen yleisyyttä, vaan päädytään yliarviointiin.”

Tarkemmin asiasta kirjoitimme Suomen Lääkärilehden (40/2012) Lääkeinfopalstalla. Linkki kirjoitukseen (Lääkeinfo).

Alkuperäisen englanninkielisen tutkimusartikkelimme pdf:n voi ladata tämän linkin alta.

Erkki Kronholm