В современной жизни есть фактор, который крайне неблагоприятно сказывается не только на продолжительности и качестве нашего сна, но и на состоянии здоровья в целом. Коротко его можно сформулировать так:
Слишком много света ночью и слишком мало света днём
В 2017 американские учёные Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине "за открытие молекулярных механизмов контроля циркадных ритмов".
Они обнаружили особые гены, которые модулируют наши биологические ритмы, настраивая их на 24-часовой суточный цикл, и объяснили, как всем живым организмам на земле удаётся синхронизировать свои биоритмы с суточным циклом вращения Земли.
Циркадные ритмы
За три с лишним миллиарда лет, что существует Земля, условия жизни на ней многократно менялись, но одно оставалось неизменным - это сутки, состоящие из 24 часов. Смена дня и ночи, вызванная вращением планеты вокруг своей оси. Закаты и рассветы.
За этот длительный срок все живые существа нашей планеты, приспосабливаясь к условиям жизни на ней, обзавелись собственными внутренними часами.
Именно внутренними.
У этих ритмов исключительно внутренняя природа: они не зависят от внешних световых или других геофизических сигналов. Это внутренний механизм нашего организма.
Circa diem с латинского переводится как «вокруг дня».
Этим циркадным ритмам очень жёстко подчинены практически все процессы в живых организмах: сон и бодрствование, обмен веществ, гормональный уровень, температура тела. И (опосредовано) - поведение, работоспособность.
У всех животных - от одноклеточных бактерий до гигантских млекопитающих - периоды активности сменяются периодами отдыха, в строго определённое время дня и ночи вырабатываются определённые гормоны. А с нарушением биологического ритма тесно связано возникновение целого ряда заболеваний.
Это было известно уже давным-давно.
Регулятором циркадных ритмов в нашем организме является супрахиазматическое ядро гипоталамуса(СЯ): скопление примерно из 20 тысяч очень узко специализированных нейронов, которые считывают сигналы с сетчатки глаза. СЯ сообщает мозгу, когда пора переключать наши биологические часы с дневного режима на ночной. Гипоталамус принимает сигнал и отдаёт другим отделам мозга команды, регулирующие поведение, гормональный уровень, сон и метаболизм в соответствии с временем суток и освещением.
Так, под контролем СЯ происходит выделение мелатонина (гормона сна) в эпифизе, через который оно регулирует циркадные ритмы в остальных тканях организма.
Но какова природа этих биологических часов? Каков механизм их работы?
Этого мы не знали. Не было инструментария для исследования этого феномена.
Но вот в начале 1980-х было доказано, что за работу биологических часов отвечают гены. Калифорнийские учёные Рональд Конопка и Сеймур Бензер определили у мушек-дрозофил ген, названный ими period, - именно он определяет время бодрствования и сна.
Этих выдающихся учёных уже нет в живых, Холл, Росбаш и Янг - их ученики. Они описали механизм работы гена period. А также обнаружили ещё несколько генов, отвечающих за биоритмы. Было установлено, что колебания активности этих генов зависят только от времени суток и наличие или отсутствие света на этот процесс не влияет. В то же время Янг определил белок, который реагирует на освещенность и корректирует работу «внутренних часов».
Проще говоря, если живой организм оказался в темноте, то его "биологические часы" продолжают работать в прежнем ритме и в то же время организм человека, сменившего часовой пояс, постепенно адаптируется к смене дня и ночи в новых условиях.
С помощью генетики и инструментов молекулярной биологии Холл, Росбаш и Янг нашли очень элегантный молекулярный механизм с петлей обратной связи, в которой белок контролирует собственную экспрессию.
За это учёным и была вручена Нобелевская премия 2017 года: фактически они сформировали современный взгляд на циркадные ритмы, раскрыли их природу. И механизм работы.
И эти биологические часы работают не только в клетках мозга, но и вообще во всех клетках, имеющих ядро. Именно поэтому они вмешиваются во все биологические процессы, происходящие в организме.
Нарушения циркадных ритмов
Всё это изучает новая область науки хронобиология. Сейчас она динамично развивается, проводятся многочисленные исследования. Например, установлено, что искусственное продление светового дня может приводить к психическим и неврологическим расстройствам, когнитивным дисфункциям и серьёзным соматическим заболеваниям, например, диабету второго типа и онкологии.
Циркадные ритмы влияют на сон и обменные процессы, работу иммунной системы и синтез гормонов, артериальное давление, температуру тела, сердечный ритм, воспалительные процессы, пищевое поведение, умственную активность и даже микробиом.
В разное время суток организм по-разному подвержен инфекциям: наши биологические часы влияют на способность вирусов к размножению и распространению между клетками.
От времени суток зависит эффективность некоторых лекарств (например, антигистаминных) и их побочные эффекты.
Существует несколько типов десинхронизации внутренних ритмов человека и внешнего цикла "день - ночь":
- Джетлаг: из-за быстрого перемещения между часовыми поясами (на два и более) появляются расстройства вегетативного характера: слабость, головная боль, дезориентация, тошнота.
- Нарушение сна при посменной работе: из-за сбоя выработки мелатонина возникает бессонница, повышается уровень стресса, возможно развитие депрессии.
- Расстройство фаз сна: из-за рассинхронизации сон приходит с опозданием, соответственно, откладывается и пробуждение.
Всё это означает, что ночью надо крепко спать, причём не только "жаворонкам", но и закоренелым "совам".
Установлено также, что существует взаимосвязь циркадных ритмов и старения: известно, что СЯ с возрастом работает всё менее точно. Именно поэтому пожилые люди:
- хуже адаптируются к смене часовых поясов,
- хуже переносят вынужденное бодрствование,
- хуже восстанавливаются после нагрузок во время сна.
Исследования на грызунах показали, что нарушение генов циркадных ритмов ведёт к значительному снижению продолжительности жизни и к более раннему появлению «старческих» заболеваний.
Всё это так. Однако давно известно, как сбалансировать систему циркадных ритмов и улучшить тем самым общее состояние своего здоровья.
Рекомендация - очень простая и легко выполнимая
- ночью избегать яркого света (лучше всего - крепко спать);
- днём выходить из помещения на яркий солнечный свет хотя бы ненадолго.
Всё очень просто. Мы созданы, чтобы бодрствовать, когда на улице светит солнце, и спать, когда темно. Эволюция - миллионы лет - приучила нас к этому.
И то, и другое поистине благотворно влияет на систему наших циркадных ритмов.
Всё дело именно в сбалансированности её колебаний под влиянием естественной смены света и темноты.
_____________________
Спасибо, что дочитали статью! Подписывайтесь, если вам интересно.
Другие статьи по теме:
Утро вечера мудренее, или Зачем мы спим
Сновидения: Когда и зачем мы видим сны
Зачем нам нужен сон? Тайна сна разгадана российскими учёными
Навигация по каналу:
Все публикации канала "Возраст счастью не помеха" по рубрикам
О моих книгах: