تأثیر ساعت‌ درونی بدن ما فراتر از زمان خواب است. این ساعت روی عملکرد سیستم ایمنی و بهبود ما نیز نقش مهمی دارد و شاید بتوانیم از این ساعت برای سالم‌تر نگه‌داشتن خود استفاده کنیم. نتایج پژوهش‌ها نشان می‌دهد که سرعت بهبودی پوستی که طی روز دچار جراحت یا سوختگی می‌شود، درمقایسه‌با پوستی که در طول شب آسیب می‌بیند، دوبرابر بیشتر است؛ البته این تنوع در پاسخ دربرابر آسیب و جراحت فراتر از پوست است.

اگر می‌خواهید واکسن آنفلوآنزای فصلی را دریافت کنید، سعی کنید این کار را هنگام صبح انجام دهید؛ اگر تزریق را در ساعات ۹ تا ۱۱ صبح دریافت کنید، میزان تولید آنتی‌بادی‌های محافظ در بدن، نسبت‌به وضعیتی که تزریق را ۶ ساعت بعد دریافت کنید، دوبرابر بیشتر می‌شود. اگرچه در مورد عمل جراحی قلب، عکس آن صادق است؛ ماندگاری بیمارانی که بعد از ظهر تحت عمل جراحی قلب قرار گیرید، بیشتر است. درواقع به هر قسمت از بدن که توجه کنید، از مغز گرفته تا سیستم ایمنی، به‌نظر می‌رسد ریتم‌های ۲۴ ساعته‌ای که فعالیت سلول‌ها و بافت‌های بدن را کنترل می‌کنند (و به آن‌ها ریتم‌های شبانه‌روزی یا ساعت زیستی گفته می‌شود) روی بهبود بدن پس از آسیب یا عفونت تأثیر دارند. تامی مارتینو، مدیر مرکز پژوهش‌های قلب و عروق دانشگاه گلف که قصد دارد دانش نوظهور زمان‌بندی بیولوژیکی را در پزشکی انسان و حیوان به کار ببرد، می‌گوید:

ازنظر فیزیولوژیکی، شرایطی که ما حین روز داریم، با آنچه که هنگام شب داریم، تفاوت دارد.

از سرطان گرفته تا کاردیولوژی، آرتریت تا آلرژی‌ها، درک بهتر از این ریتم‌ها می‌تواند باعث شود که داروها و رژیم‌های درمانی در موثرترین زمان‌ و هنگامی که احتمال آسیب کمترین حد است، به بیماران ارائه شود. تقویت این ریتم‌ها ممکن است بیماران را قادر سازد که سریع‌تر بهبود یافته و علائم جسمی بیماری کاهش یابد. مارتینو می‌گوید:

عقیده‌ی شخصی من این است که پزشکی ساعت زیستی می‌تواند برای همیشه روش مدیریت سلامت انسان را تغییر دهد. این رویکرد با مقیاسی در حدواندازه‌های روش‌هایی مانند ژن‌درمانی، سلول‌های بنیادی و هوش مصنوعی یکی از امیدبخش‌ترین تکنولوژی‌های جدید برای کاهش بار بیماری‌ها در جهان است.

این ایده که فیزیولوژی ما از ساعتی به ساعت دیگر متغیر است، ایده‌ای باستانی است. بقراط، پزشک یونانی نوسانات ۲۴ ساعته‌ای را در شدت تب مشاهده کرد. در طب سنتی چینی نیز آمده است که اعضای مختلف بدن در برخی از ساعت‌ها در بهترین وضعیت خود هستند: ریه‌ها بین ۳ تا ۵ صبح، قلب بین ۱۱ صبح تا ۱ بعدازظهر و کلیه‌ها بین ۵ تا ۷ بعدازظهر. اخیرا نیز در مطالعات متعددی اثر ساعت درونی بدن بر بیماری‌ها و درمان مورد توجه قرار گرفته است. این ریتم‌ها با تغییر تمایلات، رفتار و بیوشیمی، ما را برای رویدادهای معمول موجود در محیط که به‌وسیله‌ی چرخه‌ی شبانه‌روزی نور و تاریکی کنترل می‌شوند، آماده می‌کنند.

درمورد مسئله‌ی بهبودی، دلیل جالبی وجود دارد که چرا سرعت بهبودی زخم‌هایی که طی روز اتفاق می‌افتد، بیشتر است. جان اونیل، زیست‌شناس ٰآزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی شورای پژوهش‌های پزشکی در کمبریج می‌گوید:

سلول‌های ما طوری تکامل پیدا کرده‌اند که بتوانند زخم‌ها را در زمان‌های بیولوژیکی که احتمال وقوع آن‌ها بیشتر است، به‌طور موثرتری ترمیم کنند. به‌عنوان یک انسان، بعید است که در میانه‌ی خواب شب دچار زخم بزرگی شوید، درحالی‌که احتمال زخمی‌شدن در طول روز بسیار بیشتر است.

پژوهش‌های اونیل نشان داده است که سلول‌هایی که فیبروبلاست نامیده می‌شوند، هنگام روز سریع‌تر به محل جراحت مهاجرت می‌کنند. این سلول‌ها با ایجاد کلاژن به ترمیم بافت آسیب‌دیده کمک می‌کنند. اونیل می‌گوید:

ما به‌طور پیوسته شاهد وجود تفاوت دوبرابری در سرعت ترمیم زخم‌ها به‌عنوان تابعی از زمان بیولوژیکی بودیم.

هنگامی که آن‌ها داده‌های پایگاه بین‌المللی جراحات سوختگی را تجزیه‌و‌تحلیل کردند، متوجه شدند به‌طور متوسط روند بهبودی افرادی که در طول شب دچار سوختگی می‌شوند، نسبت‌به کسانی که طی روز دچار سوختگی می‌شوند، ۱۱ روز طولانی‌تر است. راچل ادگار، ویروس‌شناس کالج سلطنتی لندن می‌گوید که سیستم ایمنی ما نیز در معرض ریتم‌های بیولوژیکی است که روی نحوه‌ی پاسخ آن دربرابر عفونت‌ها تأثیر می‌گذارد. شاید این موضوع در آغاز عجیب به‌نظر برسد که توانایی بدن ما ازنظر واکنش دربرابر پاتوژن‌ها براساس زمان روز متغیر است اما ممکن است این ویژگی به‌عنوان ابزاری برای محافظت از ما دربرابر فعالیت بیش از حد سیستم ایمنی تکامل یافته باشد. ادگار می‌گوید:

اگر شما دچار پاسخ التهابی بسیار بزرگی شوید، باید بتوانید آن را کنترل کنید؛ در غیر این صورت این امر می‌تواند آسیب‌های زیادی به‌همراه داشته باشد.

او درحال بررسی اثرات متقابل بین ریتم‌های شبانه‌روزی و عفونت‌های ویروسی نظیر هرپس (تب‌خال) بوده است. در یک مطالعه، او دریافت که سرعت تکثیر ویروس هرپس در موش‌هایی که در آغاز دوره‌ی استراحت عفونی شده بودند، درمقایسه‌با موش‌هایی که در آغاز دوره‌ی فعالیت عفونی شده بودند، ده برابر بیشتر است. این یافته‌ها نشان می‌دهد که این اثر ممکن است مربوط به چیزی فراتر از تغییر فعالیت سیستم ایمنی باشد. ریتم‌های روزانه‌ی خود سلول‌های عفونی نیز ممکن است روی گستره‌ی عفونت تأثیرگذار باشد. این شواهد با نتایج یک مطالعه‌ی انسانی اخیر سازگار است که نشان می‌داد اگر واکسن آنفلوآنزای فصلی هنگام صبح تزریق شود، پاسخ ایمنی حاصل از آن نسبت‌به تزریق بعدازظهر، قوی‌تر است. البته ادگار هشدار می‌دهد که حتی با این شرایط، پیشنهاد اینکه زمان مناسبی از روز برای بیمار شدن وجود دارد، بسیار ساده‌انگارانه است. او می‌گوید: «این زمان برای عوامل عفونت‌زای مختلف، متفاوت است.»

عفونت خون یا سپسیس یک پاسخ شدید و مرگبار در برابر یک عفونت است که می‌تواند به‌وسیله‌ی تزریق مولکول‌های موجود روی سطح باکتری آغاز شود. اگر این مولکول هنگام شب به موش‌ها تزریق شود، فقط ۲۰ درصد از آن‌ها زنده می‌مانند اما اگر این تزریق را طی دوره‌ی فعال خود دریافت کنند، بیش از ۹۰ درصد آن‌ها زنده باقی خواهند ماند. این یافته‌ها چشم‌اندازهای هیجان‌انگیزی را رو به درمان بیماری‌های عفونی باز می‌کنند. ادگار می‌گوید:

اگر ما بدانیم که یک ویروس در زمان خاصی به سلول‌های مجاور سرایت می‌کند، می‌توانیم درمان‌های ضدویروسی را زمانی انجام دهیم که بیشترین اثر را داشته باشند. انجام این کار می‌تواند از مقدار داروهای ضدویروسی مورد نیاز بکاهد.

تنها پاسخ ما دربرابر عفونت‌ها نیست که از این رویکرد سود می‌برد. به‌نظر می‌رسد که بیش از نیمی از داروهای ضروری سازمان جهانی بهداشت (۲۵۰ دارویی که در هر بیمارستانی در سرتاسر جهان یافت می‌شود)، مسیرهای مولکولی تنظیم‌شده با ساعات درونی سلولی را مورد هدف قرار می‌دهند. براین‌اساس، زمان مصرف دارو روی اثربخشی آن تأثیر دارد. این موارد شامل داروهای مسکن رایج آسپرین و ایبوپروفن و نیز داروهای کنترل فشار خون، زخم معده، آسم و سرطان است. در بسیاری از موارد، داروهای مورد نظر دارای نیمه‌عمر کوتاه‌تر از ۶ ساعت هستند. با توجه به این موضوع، اگر آن‌ها در زمان غیربهینه‌ای مصرف شوند، به‌اندازه‌ی کافی در سیستم باقی نمی‌مانند تا عملکرد بهینه‌ی خود را به نمایش بگذارند؛ برای مثال والزارتان که یک داروی کنترل فشار خون است، وقتی هنگام غروب مصرف شود، در‌مقایسه‌با اول صبح، تا ۶۰ درصد موثرتر است. مشخص شده است که میزان تأثیر آسپرین وقتی هنگام غروب مصرف شود، بیشتر است. برخی از قرص‌های آنتی‌هیستامین مورد استفاده برای آلرژی‌هایی مانند تب یونجه نیز اگر هنگام عصر مصرف شوند، تأثیر بیشتری دارند. یک مطالعه‌ی انسانی اخیرا نشان داده است که اگر پرتودرمانی بعد‌ازظهر انجام شود، نسبت‌به صبح تأثیر بیشتری دارد.

تعیین بهترین زمان مصرف داروها و رژیم‌های درمانی ازنظر تأثیر، آن‌گونه که به‌نظر می‌رسد، ساده نیست. اگر قرار باشد بهترین زمان مصرف دارو نیز تعیین شود، هزینه‌ی انجام آزمایش‌های بالینی افزایش پیدا می‌کند. از طرف دیگر، اطمینان از این موضوع که شرکت‌کنندگان داروهای خود را در زمان‌های تعیین‌شده مصرف کنند نیز دشوار است. به‌همین علت است که شرکت‌های دارویی هنوز کار زیادی در این رابطه انجام نداده‌اند.

ریتم‌های شبانه‌روزی همه‌ی افراد، مانند هم نیست. برخی از افراد تمام طول شب را می‌خوابند و برخی نیز جغدهای شب هستند. بخش قابل‌توجهی از افراد جامعه نیز شیفت شب کار می‌کنند. این امر می‌تواند روی ریتم‌های شبانه‌روزی و سلامتی تأثیر داشته باشد؛ در کنار اینکه، در حال حاضر هیچ آزمایش ساده و سریعی وجود ندارد که بتواند با دقت مشخص کند که عقربه‌های ساعت درونی یک فرد در یک زمان خاص در کجا قرار دارند.

خود بیمارستان‌ها نیز یک مشکل محسوب می‌شوند. بسیاری از ساختمان‌های بیمارستان‌های مدرن دارای پنجره‌های کوچک و نورپردازی داخلی ضعیفی هستند. این امر مشکل‌ساز است زیرا نور روز خیلی کم و نور مصنوعی زیاد هنگام شب موجب اختلال در ریتم‌های بیولوژیکی و خواب می‌شود. ریتم‌های شبانه‌روزی نابهنجار یا مسطح از ویژگی‌های مشترک بیماران بیمارستانی است. چیزی که به این مشکل می‌افزاید، آن است که داروهای خاصی نظیر مورفین‌ها نیز می‌توانند زمان‌بندی ساعت زیستی را تغییر دهند. در همین حین، خواب بیمار که ازنظر توانایی او برای بهبود اهمیت فراوانی دارد، ممکن است به‌وسیله‌ی درد، نگرانی یا صدا آشفته شود. این عوامل منجر به ایجاد سوالاتی در این‌باره می‌شود که این وضعیت تا چه حد روی بهبودی و بقای این بیماران تأثیر می‌گذارد.

برخی از قوی‌ترین شواهد از بیماران مبتلا به بیماری‌های قلبی می‌آید. همچون سایر بافت‌های بدن، سیستم قلبی‌عروقی دارای یک ریتم شبانه‌روزی قوی است؛ سرعت ضربان قلب و فشار خون در هنگام خواب در کمترین حد خود است و با بیدار شدن سریعا افزایش پیدا می‌کند، پلاکت‌ها، اجزای خونی کوچکی که به لخته‌شدن خون کمک می‌کنند، طی روز چسبنده‌تر هستند. سطوح هورمون‌هایی مانند آدرنالین که رگ‌های خونی را منقبض کرده و موجب می‌شود قلب سریع‌تر بزند نیز طی روز بیشتر است. این تغییرات شبانه‌روزی روی زمان‌بندی حوادث قلبی جدی مانند حملات قلبی تأثیر می‌گذارد. مارتینو می‌گوید:

اگر افرادی را که به بخش اورژانس مراجعه می‌کنند، مورد نظارت قرار دهید، درمی‌یابید که احتمال بروز حمله‌ی قلبی حوالی ساعت ۶ صبح و ظهر درمقایسه‌با دیگر زمان‌های روز یا شب بیشتر است. زمان‌ ممکن است روی توانایی ما ازنظر بهبود پس از یک آسیب قلبی نیز اهمیت داشته باشد.

نتایج یک مطالعه‌ی اخیر نشان می‌داد که درمورد عمل جراحی تعویض دریچه قلب، احتمال بروز یک حادثه‌ی قلبی جدی تا ۵۰۰ روز پس از عمل در افرادی که بعدازظهر تحت این عمل جراحی قرار می‌گرفتند، درمقایسه‌با کسانی که صبح این عمل را انجام می‌دادند، تا ۵۰ درصد کمتر بود. دیگر مطالعات نشان داده‌اند، در میان بیمارانی که درحال بازیابی از یک حمله قلبی یا جراحی قلب هستند، افرادی که بیشتر در معرض نور روز قرار می‌گیرند، نرخ ماندگاری بالاتری دارند و زودتر از بیمارستان مرخص می‌شوند.

مطالعات حیوانی بینش‌هایی را درمورد علت این امر فراهم می‌کند. در یک مطالعه، مارتینو و همکاران موش‌هایی را که دچار حمله‌ی قلبی شده بودند، در معرض چرخه‌های طبیعی یا تاریک نور قرار دادند. آن‌ها تفاوت‌های قابل‌توجهی را در تعداد و انواع سلول‌های ایمنی که به کمک قلب آمده بودند، مقدار بافت زخمی و نرخ ماندگاری مشاهده کردند. احتمال مرگ در اثر جراحت قلبی در موش‌هایی که ریتم شبانه‌روزی آن‌ها دچار اختلال شده بود (همان‌طور که ممکن است طی مدت بستری در بیمارستان اتفاق افتد)، بیشتر بود. در مطالعات بیشتر نشان داده شد که نوع و مقدار سلول‌های سیستم ایمنی که وارد بافت‌های آسیب‌دیده‌ی قلب می‌شوند، بسته به زمانی از روز که در آن جراحت رخ داده باشد، متفاوت است. مارتینو می‌گوید:

در برخی از بخش‌های مراقبت‌های ویژه قلبی هنگام شب از شدت نور کاسته می‌شود که تاحدودی مفید است اما برخی از بیمارستان‌ها اصلا این کار را انجام نمی‌دهند. برای مثال، اگر افراد به بخش اورژانس مراجعه کنند و تختی خالی نباشد، شاید تمام شب را زیر چراغ‌های روشن یا حتی تمام طول شب را در راهرویی روشن سپری کنند. آشکار است که در این وضعیت، خواب و ریتم‌های شبانه‌روزی آن‌ها که طی چند روز اول برای بهبودی بسیار حیاتی است، به‌شدت دچار اختلال می‌شود.

یکی از راه‌های مؤثر برای سازگاری با ریتم‌های شبانه‌روزی بدن این است که زمان جراحی طوری برنامه‌ریزی شود که ازنظر بدن بهترین زمان ممکن باشد. برای جراحی قلب، زمان مورد نظر ممکن است هنگام عصر باشد اما برای دیگر رویه‌های پزشکی، این زمان ممکن است فرق داشته باشد؛ برای مثال، مطالعه‌ی اونیل درباره‌ی بهبودی زخم‌ها نشان می‌دهد که اگر جراحات در طول روز ایجاد شود، کلاژن بیشتری به کمک ترمیم بافت آسیب‌دیده می‌آید. او با تأکید بر این موضوع که کسی تابه‌حال این مسئله را مورد بررسی قرار نداده است، می‌گوید، حدس می‌زند درمورد جراحی زیبایی هرچه به شب نزدیک شویم، بهتر است زیرا در این وضعیت زمان بهبودی طولانی می‌شود و احتمالا زخم‌های کمتری برجای خواهند ماند.

راه‌حل دیگر، نصب سیستم‌های نوری انسان‌محوری است که ازنظر شدت نور و رنگ مطابق با ساعات شبانه‌روزی بدن انسان تغییر کند و شرایط محیط طبیعی را شبیه‌سازی کند. پزشکان بیمارستان گلوستروپ در کپنهاک، اثر چنین سیستمی را در بخش توان‌بخشی سکته مورد بررسی قرار داده‌اند. داده‌های فعلی آن‌ها نشان می‌دهد که ریتم‌های شبانه‌روزی بیماران در پاسخ به این سیستم‌های نوری تقویت می‌شود و این بیماران درمقایسه‌با بیمارانی که در بخش دارای نورپردازی معمولی به سر می‌برند، دچار افسردگی و اضطراب کمتری هستند. حتی ممکن است بتوان داروهایی را طراحی کرد که ریتم‌های شبانه‌روزی را در بیماران بیمارستانی تثبیت کنند یا اینکه آن‌ها را به حد تعلیق درآورند تا جراحی در زمان بهینه‌ی بهبودی انجام گیرد. پژوهشگران درحال آزمایش چنین مولکول‌هایی روی حیوانات هستند و نتایج امیدوارکننده‌ای حاصل شده است. مارتینو می‌گوید:

می‌توانم جهانی را تصور کنم که در آن برای درمان بیماری قلبی یک قرص «شبانه‌روزی» را یا در حضور یا در نبود نور می‌خوریم.

نور، خواب و زمان‌بندی؛ مواردی هستند که ما به آن‌ها چندان توجهی نمی‌کنیم ولی همین سه عامل بسیار اساسی، توانایی تغییر مراقبت‌های بهداشتی را دارند.