Всего лишь одни сутки без сна вызывают гормональные сбои в организме и нарушают работу биологических часов, выяснили ученые. Как именно проведенная на ногах ночь вредит организму и вносит вклад в формирование ожирения
Для исследователей уже давно не секрет, что со сменой дня и ночи связано протекание большого количества биологических процессов в человеческом организме: изменение температуры тела, кровяного давления, выработка гормонов, работа внутренних органов. Эти колебания получили название «циркадные ритмы» или «биологические часы» организма.
Циркадные ритмы представляют собой внутренние часы организма, которые способны «тикать» даже в отсутствие внешних стимулов. Несмотря на это, их работа в некоторой степени все равно зависит от условий окружающей среды, а особенно — от продолжительности светового дня и смены времен года.
Внутренние часы встроены в особую область головного мозга, которая называется «супрахиазматическое ядро»: именно оно содержит в себе нейроны, регулирующие циркадные ритмы организма.
Интересно, что, хотя подавляющая часть нейронов функционирует периодами от 24 до 24,8 часа, в ядре содержатся два необычных района, циклы активности которых выбиваются из общего распорядка и зависят от длины светового дня.
Исследователям удалось выяснить, что таким необычным образом человеческий организм «понимает», какое сейчас время года и в соответствии с этим регулирует работу некоторых генов, отвечающих за работу иммунной системы, реакцию организма на вакцинацию и подверженность организма различным заболеваниям.
Однако работа биологических часов оказывает влияние на наше самочувствие и в более краткосрочном плане. В ходе многочисленных экспериментов было доказано, что продленный при помощи искусственного освещения день, а также работа в ночные часы вредят организму человека: у людей сбивается работа гормональной системы, появляются проблемы со сном, изменяется психологическое состояние, а у женщин нарушается репродуктивная функция.
Исследователи также выяснили, что люди, перед сном читающие книги на электронных устройствах, вечером не чувствуют желания спать, дольше засыпают, а также проводят меньше времени в фазе быстрого сна. О результатах этих опытов сообщал научный журнал Nature Neuroscience.
Кроме того, количество светлых часов в сутках напрямую влияет на функционирование бурой жировой ткани, функции которой заключаются в поддержании энергетического баланса организма. Долгий световой день нарушает работу клеток бурого жира, вследствие чего в организме накапливаются жирные кислоты и глюкоза. Эти сбои в работе клеток бурой жировой ткани приводят к развитию диабета второго типа и сердечно-сосудистых заболеваний, а также вызывают ожирение.
Более того, измененный гормональный фон организма начинает «требовать» поглощения большего количества жирной или сладкой пищи, что еще больше усугубляет ситуацию.
Тем не менее все предыдущие исследования касались изучения состояния здоровья тех людей, режим дня и ночи которых был сбит в течение долгого времени из-за работы или учебы в неурочные часы. Ранее врачи не могли сказать, в течение какого времени организм должен страдать от нехватки ночного сна, чтобы произошел сбой циркадных ритмов.
Группа исследователей из Германии и Швеции под руководством Джонатана Цедернэса из Уппсальского университета решила выяснить, сколько ночей без сна могут стать причиной ожирения. Результаты работы ученых были опубликованы в ночь на среду по московскому времени в The Journal of Endocrinology and Metabolism.
В эксперименте принимали участие 15 человек без вредных привычек или хронических заболеваний, с нормальным весом, придерживающиеся правильного режима дня. В первой части опыта ученые брали анализы крови, а также мышечной и жировой тканей у испытуемых после того, как они проводили две ночи практически без сна (эти две ночи разделялись периодом времени продолжительностью четыре недели, в течение которого люди придерживались своего обычного распорядка).
Затем участники опыта под наблюдением врачей проводили сутки в лаборатории, где на протяжении дня получали одинаковую пищу, а ночью спали в течение 7–8 часов. После этого ученые вновь брали у людей образцы тканей.
Исследователи проанализировали образцы ДНК, взятые после бессонных ночей и полноценного отдыха.
В результате выяснилось, что уже первые сутки бодрствования нарушили обычное количество метильных групп ДНК, то есть вызвали сбой в процессе ее метилирования — модификации молекулы ДНК без изменения последовательности нуклеотидов, которая регулирует экспрессию того или иного гена.
Особенно пострадали гены, отвечающие за работу биологических часов, — BMAL1, CLOCK, CRY1 и PER1. Пристальное внимание ученые уделяют тому, что работа этих генов была нарушена не только по сравнению с их обычным функционированием: гены по-разному проявляли себя в образцах мышечной и жировой ткани, а это значит, что организм «рассинхронизировался» сам с собой. Подобное нарушение приводит к нарушению обмена веществ, утверждают исследователи.