Циркадные ритмы

Циркадные ритмы

Циркадный код: как настроить свои биологические часы на здоровую жизнь

Сатчин Панда
Попурри. 2019

Циркадные ритмы реальны

Хотя о существовании внутренних часов у растений ученые знали с начала XVIII века, доказать гипотезу о том, что животными и людьми управляют внутренние механизмы (а не внешние), было трудно. Традиционно считалось, что человеческие существа, которые стоят на более высокой ступени развития, должны управляться какими-то другими факторами окружающей среды, помимо солнца и луны.

Общепринятую теорию подтверждают простейшие эксперименты с растениями:

если растение поместить в темный подвал, оно продолжит каждый день поднимать и опускать листья, повинуясь определенному суточному ритму.

В дневное время многие растения поднимают листья, чтобы получить от солнца больше энергии, а ночью опускают листья, чтобы не расходовать энергию на их поддержание в поднятом положении. По той же причине многие цветы распускаются только днем, когда вокруг летают опыляющие их пчелы и птицы. Однако у некоторых растений, таких как жасмин во дворе моего дедушки, цветы раскрываются ночью. Дело в том, что эти растения опыляются ветром, а не животными.

Провести следующую серию исследований было гораздо труднее, и ученые начали с опытов на насекомых, птицах, а затем на животных. Они изучили процесс развития плодовых мушек от личинки до полной зрелости, который тоже является циркадным, потому что взрослые мушки появляются только утром, когда ветер слабее и влажность выше. Они изучили формы сезонных миграций птиц и циклы сна-бодрствования других животных. Кроме того, производились наблюдения за лабораторными мышами в контролируемой среде.

Когда грызунов помещали в темноту без каких-либо внешних указателей времени, животные продолжали просыпаться и засыпать, словно по часам, через 23 часа 45 минут.

Было установлено, что циркадные ритмы многих растений и грибов тоже близки к 24 часам, хотя и отличаются на несколько минут.

Выяснить, есть ли такие же внутренние часы у людей, было почти невозможно, потому что не существовало никакого легкого способа устранения всех внешних сигналов времени, поступающих из окружающего мира. Тем не менее в 1950-е годы у исследователей появилась идея. Они дали испытуемому простой телефон, по которому он мог связаться только с одним человеком. Доброволец спустился в одну из глубоких пещер в Андах, взяв с собой лишь запасы еды, свечей и материалов для чтения на несколько недель. Каждый раз, когда его желание уснуть становилось достаточно сильным, он звонил человеку, находящемуся на другом конце провода, который записывал время звонка. Такой же звонок он совершал сразу после пробуждения. Исследование показало, что на протяжении нескольких недель, проведенных в пещере, его цикл сна-бодрствования сохранял точность часового механизма. Однако каждый день доброволец ложился спать чуть позже, то есть его внутренние сутки длились немного дольше 24 часов. Фактически его цикл сна-бодрствования был равен 24 часам 15 минутам. Предсказуемость данного цикла стала доказательством того, что управлять поведением человека могли только внутренние часы.

Небольшое несовпадение циркадных ритмов с длительностью суток не является удивительным и объясняется тем, что на большей части земного шара время от одного восхода солнца до другого не составляет ровно 24 часа.

Дело в том, что вертикальная ось нашей планеты имеет наклон, поэтому на определенных отрезках годовой орбиты вращения вокруг Солнца ее Северное и Южное полушария оказываются обращенными к Солнцу на протяжении большей части суток. В соответствии с постепенным удлинением или укорачиванием дней в течение года меняется время восхода и заката Солнца. На экваторе величина этого изменения очень мала, но если вы живете в Бостоне, Стокгольме или Мельбурне, то за одни сутки время восхода солнца может измениться на несколько минут. Когда дни удлиняются и приближается лето, внутренние часы будят нас немного раньше, в момент восхода солнца. После того как мы перелетаем из одного часового пояса в другой, наш цикл сна-бодрствования постепенно приспосабливается к новому часовому поясу. Я привел лишь несколько примеров, объясняющих, почему у нас есть внутренние часы и как механизм их самокоррекции связан с изменением времени восхода солнца и длительности дня. После того как гипотеза о существовании внутренних часов была доказана, ученые высказали предположение о связи (или возможной связи) циркадных ритмов со светлым временем суток.

Суточные ритмы

Многие ученые, включая меня, продолжают изучать влияние суточных ритмов на физиологию, метаболизм и даже на когнитивные функции взрослых людей. Мы установили, что ритмичность, или строгая закономерность, наблюдается почти во всех аспектах нашей повседневной жизни. Конечно, человеческие существа не цветут, как растения, и не мигрируют на дальние расстояния, как птицы, однако у нас тоже есть циркадные часы, которые отвечают за то, чтобы почти все процессы, связанные с нашим здоровьем, происходили в определенное время дня или ночи. Можно сказать, что наш организм запрограммирован на ежедневное выполнение действий в соответствии со строго определенными ритмами. В свою очередь,

виды деятельности, которыми вы занимаетесь в вечернее время, оказывают особенно сильное воздействие на циркадные ритмы.

Вот почему при работе с этой книгой вам следует иметь в виду, что самыми важными для жизни и здоровья окажутся те изменения, которые оптимизируют вашу деятельность в период с 6 часов вечера до полуночи.

Еще до того, как мы просыпаемся утром, внутренние часы готовят организм к пробуждению. Эта подготовка начинается с того, что шишковидная железа прекращает вырабатывать гормон сна мелатонин. У нас немного учащается дыхание, на несколько ударов в минуту возрастает частота сердечных сокращений и слегка повышается кровяное давление. Внутренняя температура тела поднимается на полградуса.

Наше общее самочувствие зависит от согласованности суточных ритмов. По утрам хорошее самочувствие означает, что мы чувствуем себя свежими и отдохнувшими после хорошего ночного сна, легко опорожняем кишечник, избавляясь от накопившихся за ночь токсинов, ощущаем бодрость, легкость и чувство голода. Вскоре после того, как мы открываем глаза, надпочечники увеличивают выработку гормона стресса кортизола, чтобы помочь нам энергично совершать утренние ритуалы. Поджелудочная железа готовится к высвобождению инсулина, чтобы справиться с завтраком.

После хорошего ночного сна и получения питательных веществ за завтраком мозг приходит в состояние готовности заниматься обучением и решением проблем в течение первой половины дня. В середине дня мы будем хорошо себя чувствовать, если объем выполненной работы окажется достаточным, чтобы мы были довольны результатами своих усилий. (Если вы не выспались, может возникнуть гнетущее ощущение, что вы попусту тратите время.) К концу дня мышечный тонус достигает пика, а после захода солнца температура тела начинает понижаться, в организме увеличивается выработка гормона сна мелатонина, организм готовится ко сну.

В вечернее время хорошее самочувствие означает снижение активности, чувство усталости и легкое погружение в глубокий сон. Сон не является для тела состоянием по умолчанию, в котором мозг просто отключается. На самом деле во время сна мозг очень занят. Он консолидирует воспоминания, основанные на сенсорной информации, полученной нами в течение дня, и сохраняет эту информацию путем создания новых синапсов, или связей, между нейронами. Кроме того, ночью мозг производит довольно много гормонов, в частности мелатонин и гормон роста человека. При дефиците сна производство гормона роста резко снижается, что особенно опасно для детей, так как может стать причиной задержки развития.

Суточные ритмы человека. Многие из функций нашего организма достигают пика в определенные периоды дня или ночи. Считается, что они регулируются нашими циркадными часами. Если нас полностью изолируют от естественного цикла дня и ночи, нормальное расписание этих ритмов будет сохраняться всего несколько дней.

Помимо прочего, ночью мозг занимается детоксикацией. Днем нервные клетки абсорбируют и перерабатывают питательные вещества, и в ходе этого процесса вырабатываются нежелательные токсичные побочные продукты. Во время сна эти токсины выводятся из мозга и в процессе нейрогенеза создаются новые клетки мозга. В этом отношении мозг можно сравнить с офисом: когда вы приходите в офис утром, у вас не возникает мысли о том, что кто-то работал там ночью, хотя на самом деле уборщики мыли полы, выносили мусор, системный администратор проводил апгрейд серверов, ремонтники меняли перегоревшие лампы освещения. Все эти работы должны выполняться для того, чтобы утром вы могли прийти и начать работать.

Оптимальный рабочий день

Мозг человека наиболее активен в период между 10 часами утра и 3 часами дня. Возможно, многие из вас замечали, что в это время вы добиваетесь самых больших успехов в работе и учебе. Исследования показывают, что в пределах этого временного окна мы находимся в настроении, которое лучше всего подходит для совершения правильного выбора, решения многогранных проблем и разруливания сложных социальных ситуаций.

Фаза повышения продуктивности начинается в 10 часов утра и достигает пика примерно в полдень.

На протяжении этих нескольких часов ваш мозг трудится с максимальной эффективностью. Ваше внимание, рабочая память и настроение находятся на самом высоком уровне. После полудня мозг начинает постепенно сбавлять темп. Это достаточно веская причина для того, чтобы не терять целый час максимальной производительности на долгий обед. Дело в том, что продолжительный обеденный перерыв не согласуется с циркадным ритмом.

Наши исследования показали, что, когда люди работали в обеденный перерыв или довольствовались быстрым обедом, их производительность возрастала настолько, что объем работы, на который обычно уходило 8 часов, они выполняли за 7 часов.

К концу дня мозг устает, поэтому мы не можем справляться со сложными заданиями так же хорошо, как в первой половине дня. Данная тенденция усугубляется двумя факторами, воздействию которых подвергается большинство людей. Как мы уже говорили, дефицит сна предыдущей ночью усиливает нарастающую в течение следующего дня потребность во сне. Вот почему, если ночью вы мало спали, к полудню мозг начнет ощущать это давление. К тому же, как показывают исследования, в течение 1—2 часов после плотного обеда вас будет одолевать сонливость. Если вы привыкли делать перерыв на обед между полуднем и часом дня, то, наверное, замечали, что примерно к 3 часам дня ваше внимание и настроение начинают сходить на нет. Однако, если вы оптимизируете свое утреннее и послеполуденное расписание, то к этому времени уже успеете выполнить всю работу.

Когда дефицит сна и плотный обед приводят к особенно сильному спаду во второй половине дня, вы можете попробовать справиться с ситуацией с помощью снека. Однако, как мы уже говорили в разделе о позитивных и негативных подкреплениях,

сонливость мозга повышает вероятность принятия плохих решений относительно питания.

Проблема в том, что вредные для здоровья, перенасыщенные сахаром лакомства вызовут лишь кратковременный всплеск энергии, и очень скоро чувство голода разыграется с новой силой. И тогда, чтобы продержаться до ужина, вам может потребоваться еще одна порция сладостей. Вот почему такая тактика приносит успех лишь на очень короткое время и в конечном итоге ведет к противоположному результату.

Если во второй половине дня вам нужно взбодриться, не тянитесь к сладостям. Вместо этого выпейте стакан воды или чашку горячего чая без кофеина либо подкрепитесь каким-нибудь фруктом или горстью орехов. Самым лучшим вариантом станет стакан воды, потому что это согласуется с циркадным ритмом гидратации организма, а он требует, чтобы в течение дня мы регулярно пили воду. К сожалению, многие люди пренебрегают данным требованием, так как не знают, что усталость во второй половине дня является верным признаком обезвоживания. Попробуйте выпить стакан воды — и ощутите поразительно мощный прилив энергии, не нагружая тело дополнительным количеством совершенно пустых калорий. Выработайте привычку регулярно пить воду, и вам больше никогда не захочется в 3 часа дня тянуться за пончиком.

В числе других типичных причин усталости следует назвать работу в помещении без окон и выполнение монотонных заданий. Разбейте свой день на части, совершив короткую прогулку на свежем воздухе. Это поможет вам продержаться до конца рабочего дня. Сохранить сосредоточенность помогают даже простейшие упражнения на растяжку. Выполняйте их каждый час, не отходя от рабочего места.

Иногда люди возвращаются к работе после ужина или допоздна задерживаются в офисе. Вы наверняка знаете таких или даже сами входите в их число. Они ставят знак равенства между готовностью проводить как можно больше времени в офисе и своей высокой ценностью как сотрудника. Однако тут следует отметить два момента в вашем циркадном ритме, которые значительно снижают продуктивность работы в вечерние часы. Во-первых, в это время ваша естественная потребность во сне усиливается, а в алертности — снижается. Во-вторых, вам приходится работать при более слабом освещении, чем в дневное время, и

тусклый свет оказывает на мозг специфическое воздействие: он в буквальном смысле затуманивает ваше сознание,

чтобы лишить мозг способности четко мыслить. Как бы сильно вы ни старались, все равно не сможете заставить свой мозг оптимально учиться и работать поздним вечером. Возможно, в первые несколько вечеров ваша результативность окажется удовлетворительной, но долго это не продлится.

Оптимальный свет — оптимальная продуктивность

На протяжении значительной части человеческой истории наши предки проводили бóльшую часть дня вне помещений, подвергаясь воздействию природного дневного света. Даже находясь в тени дерева или облака, они все равно получали большое количество света, яркость которого измерялась тысячами люксов. В дневное время освещенность открытого пространства обычно варьируется между тысячей люксов (в пасмурную погоду) и 200 тысячами люксов (в пустыне, когда солнце в зените). В офисе без окон освещенность обычно составляет от 80 до 100 люксов; в жилом помещении с включенным верхним светом она может составлять всего 50 люксов. Схема, приведенная ниже, позволяет получить достаточно ясное представление о количестве света в разных типах зданий и о том, как освещенность связана с нашим циркадным ритмом и настроением.

В наши дни большинство людей проводят более 87 процентов времени в помещениях; на открытых пространствах мы находимся в среднем лишь 2 1⁄2 часа в сутки, и половина этого срока приходится на время после заката солнца. Условия освещенности наших помещений могут оказывать разрушительное воздействие на наш циркадный ритм и ухудшать настроение. Однако мы знаем, что, когда речь идет об усилении памяти и повышении эффективности обучения и работы, нам следует обращать особое внимание на условия освещения. Природа создала циркадные ритмы, чтобы мы могли адаптироваться к естественным циклам света и тьмы. Свет необходим мозгу, чтобы включать все его функции.

Количество света, воздействующее на нас в разных условиях

Когда вы просыпаетесь, меланопсин улавливает попадающий в глаз яркий свет и сообщает мозгу о том, что пора прекратить синтез гормона сна мелатонина и приступить к увеличению выработки гормона стресса кортизола, который поможет вам почувствовать алертность и готовность начать новый день. Кроме того, яркий утренний свет синхронизирует ваши мозговые часы с наступлением светлого времени суток, после чего ваш циркадный ритм обучения начинает повышаться и несколько часов спустя вы достигаете оптимального уровня продуктивности.

Мы знаем, что усиление воздействия света приводит к улучшению настроения. Нам также известно, что хорошее настроение способствует повышению производительности труда.

Означает ли это, что усиление света ведет к повышению продуктивности? Научные данные полностью подтверждают это предположение. Исследователи установили, что яркий свет в дневное время в помещении повышает настроение, алертность и продуктивность.

Независимо от места жительства, не следует ограничивать влияние на организм естественного света, поскольку в этом случае повышается вероятность ухудшения настроения и возникновения трудностей с принятием хороших решений. Дело в том, что слишком длительное ежедневное пребывание в условиях искусственного освещения нарушает циркадный код: интенсивность освещения на работе и дома редко может сравниться с естественным светом даже в самый облачный день. Однако условия освещенности на работе или в помещении для учебы можно оптимизировать путем имитации дневного света. Еще лучше, если рано утром вы проведете какое-то время в условиях естественного освещения.

Для того чтобы преодолеть сонливость, синхронизировать свои часы, поднять настроение, чувствовать себя счастливыми и продуктивными в течение всего дня, вам требуется по меньшей мере час воздействия дневного света.

Его можно провести на свежем воздухе, в машине или сидя у окна — везде, где вы сможете впитывать минимум тысячу люксов света.

Чтобы получить больше дневного света, можно позавтракать у окна или, если позволяет погода, на свежем воздухе. Можно пройтись пешком до работы или до колледжа. Родители могут высадить своих детей в нескольких кварталах от школы, чтобы перед началом занятий те могли находиться на естественном дневном свету хотя бы в течение 15—20 минут. Как говорится, небольшие изменения приводят к большим результатам.

Конечно, лучше всего находиться на естественном свету утром, но даже если вы побудете немного на воздухе в любое время дня, это будет лучше, чем ничего. Если у вас или вашего ребенка есть возможность съесть обед на свежем воздухе либо в кафетерии или на кухне, где есть большие окна, пропускающие много света, это тоже лучше, чем ничего. Однако мы не способны накапливать и сохранять воздействующий на нас свет, чтобы использовать его в другое время суток. Дневной свет должен быть доступен днем, когда он необходим нам для того, чтобы поддерживать алертность и способность к обучению.

Находясь в помещении, всегда старайтесь расположиться рядом с самым большим окном. В хороший день это может обеспечить вам от 2 до 5 тысяч люксов света, но, если вы отодвинетесь от окна на пару метров, интенсивность освещения может уменьшиться до 500 люксов. А если окна будут закрыты шторами или жалюзи, то вы будете получать всего 100 люксов (или менее) естественного света. Как известно, самая яркая светодиодная лампа обеспечивает освещенность всего тысячу люксов.

Идея в том, что нам нужно повысить интенсивность освещения во время бодрствования (преимущественно в светлое время суток) и снизить ее (особенно в синей части спектра) поздно вечером и ночью (или, по крайней мере, в течение 8—9-часового периода для сна). Но если пару десятков лет назад почти единственными источниками света в наших домах были электрические лампочки, то сегодня мы подвергаемся значительному воздействию свечения дисплеев многочисленных цифровых устройств. Вот почему важным аспектом стратегии управления освещением в интересах циркадных ритмов становится регулировка яркости цифровых устройств. Исследования показывают, что когда вы работаете за компьютером или планшетом, то количества света, полученного от обычного дисплея за 1—2 часа, оказывается достаточно, чтобы подавить вечерний синтез мелатонина и расстроить сон. Однако на рынке появляются новые технологии, которые в установленное время автоматически снижают яркость или цветонасыщенность дисплеев компьютеров и смартфонов. Вы можете использовать эти настройки, чтобы ослабить негативное воздействие излучаемого данными устройствами света на ваши циркадные ритмы в вечернее время.

Если вам нужно поработать поздно вечером, отрегулируйте освещение. Ваша продуктивность повысится, если вы станете использовать рабочее освещение, при котором свет будет падать только на рабочую поверхность, и его прямое воздействие на ваши глаза окажется не столь сильным, как при использовании верхнего или горизонтального освещения.

Но самое главное — не позволять работе нарушать ваш режим сна. Усталость и высокая продуктивность — вещи несовместимые.

Правда о питании и продуктивности

Питание по режиму является одним из самых эффективных способов нормализации циркадных ритмов. В первую очередь это касается завтрака и ужина. Между этими двумя приемами пищи можно ослабить внимание к тому, когда вы едите, и сосредоточиться на потреблении продуктов, которые поддерживают здоровье мозга. Когда речь идет о функциях мозга, качество пищи важнее количества. Обильная еда не способствует улучшению мозговой деятельности. Мозг лучше всего работает при пустом желудке. После сытной трапезы у нас снижается уровень алертности. Возможно, это связано с естественной стратегией выживания. Когда мы голодны, мозгу приходится действовать креативно, чтобы найти еду.

Ваша производительность в любое время дня определяется прежде всего тем, что вы делали накануне вечером и ночью (когда вы ели и сколько спали), потому что от этого зависит утренняя синхронизация ваших часов и последующая оптимизация деятельности тела и мозга. Исследования показывают, что

умеренное голодание и физические нагрузки одинаково эффективно повышают работоспособность мозга.

То и другое способствует синтезу нейротрофического фактора мозга (НТФМ) — химического вещества, которое укрепляет связи между клетками мозга и улучшает функционирование мозга. Хороший ночной сон в сочетании с достаточным количеством НТФМ повышает продуктивность мозга и обеспечивает его максимальную готовность к выполнению сложных заданий, чтобы вы смогли справиться с положенным объемом работы за меньшее время.

Негативные последствия позднего приема пищи проявляются на следующий день, снижая вашу способность сохранять внимание. Приемы пищи поздним вечером или ночью нарушают ход наших циркадных часов и могут привести к уменьшению или закрытию окна пиковой производительности, которое обычно открыто с 10 часов утра до 3 часов дня.

Если после плотного обеда вас обычно одолевает сонливость и, чтобы не уснуть, вам требуется еще одна чашка кофе, то вам следует сделать завтрак основным приемом пищи и перейти на легкий обед, не вызывающий такой сильной усталости. По утрам потребность в алертности достигает максимума, а циркадная потребность во сне минимальна, поэтому обильный прием пищи не окажет на вас заметного воздействия. А отказ от дополнительной чашки кофе во второй половине дня будет способствовать укреплению паттерна сна.

Если по вечерам вы с семьей будете завершать совместный ужин раньше 6—7 часов, то в вашем распоряжении окажется достаточно много времени, чтобы тщательно переварить пищу. По мере снижения интенсивности освещения потребность во сне будет постепенно возрастать, и в положенное время вы легко уснете без таблетки снотворного или коктейля на сон грядущий.

В рубрике «Открытое чтение» мы публикуем отрывки из книг в том виде, в котором их предоставляют издатели. Незначительные сокращения обозначены многоточием в квадратных скобках. Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.

Начало Игрок Настройки Управление Управление
игрой
(мобильными)
Здоровье Энергия Навыки Суточный
цикл

Цикл времени

Дневной цикл — это период 18 часов в игре (или 13,5 минут в реальном времени, один игровой час — 45 секунд) с 6:00 до 00:00 (полночь). В полночь персонаж игрока устает и нуждается в сне. Тем не менее, игрок может бодрствовать до 2:00 утра, после чего его персонаж потеряет сознание.

Если ваш персонаж не вернётся домой до 02:00, ​​он потеряет сознание и проснётся в постели. Наутро вы получите письмо от городского врача Харви, Линуса, члена команды Джоджа или доктора из Джоджа. В любом из случаев вы потеряете деньги (подробности и сумма будут в письме). Исключение только одно — вам повезло потерять сознание в своём доме, тогда денег вы не лишитесь.

Игра сохраняется только после того, как вы отправитесь спать. Если вы что-то продали, придёт распределение прибыли.

Сон восстановит ваши энергию и здоровье полностью, если вы ляжете спать до 00:00, и до половины, если ваш персонаж потеряет сознание или переутомится. Чем дольше после полуночи вы будете бодрствовать, тем меньше энергии получите (независимо от количества энергии, с которым вы пошли спать). Если лечь спать прямо перед 02:00, наутро вы восстановите всего 50% энергии.

Режимы животных

После 18:00 наступает ночь, и можно ловить ночную рыбу. Правда, сумерки наступают только около 20:00.

Коровы, овцы, козы, свиньи, куры, утки и кролики возвращаются в птичник и хлев к 18:00, а в 19:00 уже засыпают. Двигаться они перестают в 20:00. После 20:00 их уже нельзя сдвинуть с места, даже если подтолкнуть.

Дружба с коровами и козами увеличивается, когда вы их доите; вы можете делать это, даже если они спят.

Поговорить со спящими животными и погладить их уже нельзя, так что уровень дружбы спящих овец, свиней, кур, уток и кроликов вы уже не поднимете.

  • Совет: доить животных после 20:00 удобно тем, что они не разбегаются и не прерывают ваше действие.

Животных нельзя сдвинуть с места после 20:00, и иногда они очень неудобно стоят. Например, если коровы стоят слишком близко, игра может пытаться доить только одну из них.

  • Совет: чтобы с этим справится, попробуйте доить коров и коз, стоя на шаг от них, а не вплотную.

Кроме того, можно выйти из хлева и зайти обратно, и тогда положение животных изменится. Однако так довольно сложно отследить, кого вы уже подоили.

Баги

Иногда, в 02:00 когда ваш персонаж верхом на лошади, он/она не упадёт в обморок. Игра просто на секунду замрёт, и управление вернётся. Теперь вы сможете слезть с лошади и потом залезть на неё, продолжая таким образом игру после 02:00. Это будет повторяться каждые 10 игровых минут.

Если использовать эти баги, степень уменьшения энергии наутро различается в зависимости от того, во сколько вы ляжете спать.

Почему ночью мы спим, а утром просыпаемся? Почему любая работа до обеда дается нам легче, а после нам сложно усидеть на месте и концентрироваться? За все эти колебания в ответе наши биоритмы. Среди этих биоритмов важнейшими являются суточные или циркадные ритмы человека по часам, которые неразрывно связаны с природными ритмами.

Альцгеймер, депрессия и другие проблемы, от которых застрахует дневной сон

Каким образом природа оказывает влияние на наш организм? Из внешних факторов, запускающих циркадные ритмы у человека, главным считается солнечный свет. Неважно являетесь вы совой или жаворонком, циркадные ритмы сна определяют, в какие часы нам лучше отправляться в объятия Морфея.

Unsplash.com

Эти «внутренние часики» контролируют все, что касается нашего здоровья — от аппетита и гормонов до работы сердца и регенерации клеток. Нарушение циркадных ритмов происходит в том случае, когда наши внутренние часы перестают соответствовать солнечному циклу, например, при смене часовых поясов (тогда адаптация потребует примерно неделю). В повседневной жизни цикл дня и ночи рушится благодаря гаджетам. Свет, излучаемый экраном девайсов, в ночное время трактуется нашим мозгом как естественный и блокирует гормон сна мелатонин. Это приводит не только к плохому самочувствию, но и к более серьезным последствиям — ожирению, хроническим заболеваниям.

Unsplash.com

Схема циркадных ритмов также показывает цикл выброса в кровь гормонов и изменение температуры тела. С восходом солнца мозг получает сигнал повысить температуру тела (как известно, в течение суток она колеблется в течение суток в пределах от 35,5 до 37, 4 градуса) и продуцировать гормон кортизол. Обычно этот гормон высвобождается в стрессовом состоянии, однако, при пробуждении утром он нужен с другой целью — взбодрить нас ото сна и привести в боевую готовность. Циркадные ритмы гормонов параллельно снижают уровень мелатонина — до тех пор, пока за окном опять не стемнеет. Если наши глаза не фиксируют ситуацию за окном (это касается тех, кто работает в закрытых или подвальных помещениях), цикл сбивается и начинаются проблемы со сном.

Знаете ли вы, почему инфаркты и инсульты чаще всего случаются под утро? Потому что циркадный ритм сердца запрограммирован таким образом, что именно ранним утром происходит повышение артериального давления, чтобы организму было легче проснуться.

Когда лучше всего просыпаться?

Usplash.com

Так как циркадные ритмы имеют свойство меняться с возрастом, эксперты рассчитали идеальное время для пробуждения для разных поколений. Просыпаясь в эти часы, можно рассчитывать на хорошее самочувствие. Если вдруг с годами вы превратились из совы в жаворонка, паниковать не стоит. Дело не в вас, а в биоритмах, на которые вы не в силах повлиять: с возрастом организм вырабатывает меньше мелатонина, поэтому пожилые люди просыпаются ни свет, ни заря.

Как быть бодрым и энергичным весь день: 7 способов

Циркадные ритмы у человека (таблица по возрастам)

Возраст Идеальное время для пробуждения утром
20 лет 9:30
30 лет 8:00
40 лет 7:30
50 лет 7:00
60 лет 6:30

Безусловно, чтобы приучить организм просыпаться в указанное время, нужно наладить и время засыпания. Международная ассоциация сна определила, что взрослым требуется спать от 7 до 9 часов, а людям пожилого возраста для здоровья будет достаточно высыпаться 7-8 часов.

Лучшее время для работы

Наши концентрация и производительность тоже зависят от биоритмов. Наилучших результатов в работе можно добиться в течение 2,5-3 часов после пробуждения утром. Для молодых людей до 30 лет это приблизительно полдень. Не даром в Европе популярен девиз Create more sleep less: самые важные дела лучше переделать в первой половине дня.

Pexels.com

Оптимальные часы для занятий спортом и физических нагрузок

Утром повышенный уровень кортизола, который мобилизует силы организма, повысит расход калорий во время тренировок. Поэтому желающие сбросить вес занимаются в ранние часы — лучшее время для сжигания жиров. Для утренних нагрузок лучше выбрать аэробные виды спорта (бег, сайклинг, спортивная ходьба), силовые тренировки лучше отложить на более позднее время.

Pexels.com

Большинство людей посещают спортзал во второй половине дня. Как ни странно, это время тоже отлично подходит для физических нагрузок, ведь дневного максимума температура тела достигает в 16-18 часов. Разогретые мышцы начинают лучше сокращаться, повышаются наши выносливость и сила, при этом риск травм значительно меньше, чем с утра, когда мышцы холодные.

Вечер — идеальное время для медитативных практик, йоги, дыхательных упражнений, направленных на расслабление. Подобные занятия не перевозбудят организм и не скажутся на качестве сна.

Pexels.com

Разумеется, мы приводим обобщенный распорядок. Циркадные ритмы каждого человека индивидуальны. Самое важное в спортивных тренировках — это режим. Заниматься нужно всегда в одно и тоже время — так можно адаптировать биоритмы к своему графику занятий.

Циркадные ритмы человека по часам (схема смены состояний по световому дню)

@kosmetolog_marina_stickney

Во сколько лучше ужинать?

Вечерний прием пищи тоже зависит от наших «внутренних часов». Нужно дать организму время до сна, чтобы переработать то, что мы съели. Для 20-летних трапеза в 21:30 будет вполне нормальным явлением, для тех, кому за 30 — идеальное время для ужина 20:00. После 40 лет вечерний прием пищи должен случиться не позднее 19:00, а после 60 лет — примерно в 18:30. Что касается крепких напитков, то следует помнить, что перистальтика печени тоже замедляется к ночи, а значит наслаждаться бокалом вина или виски лучше не позднее, чем за 4 часа до сна.

Как построена эта книга

Грамотное обращение со своими циркадными часами – это больше чем диета. Собственно говоря, это вообще не диета. Это образ жизни. Все начинается с понимания того, когда нужно принимать пищу и когда выключать свет. Уделяя чуть больше внимания этим мелким деталям распорядка дня, вы сможете предотвратить и задержать наступление болезни.

Как вы увидите дальше, нарушить свои циркадные ритмы очень легко. Для этого нам достаточно почувствовать малейшее недомогание, вызванное ночным перелетом, бессонной ночью, болезнью или неудобным графиком работы. Данная книга сможет стать эффективным инструментом управления активной частью суток и принести пользу всем: родителям и детям (особенно подросткам), миллениалам и пенсионерам, людям, работающим посменно, трудящимся матерям и сторонникам здорового образа жизни. Настоятельно рекомендую прочитать эту книгу всем, кто страдает хроническими заболеваниями. Кем бы вы ни были, вам будет полезно узнать, в какое время дня лучше всего есть, работать и заниматься физкультурой, как распоряжаться временем по вечерам, чтобы обеспечить себе полноценный, укрепляющий и освежающий сон.

Хотя в первую очередь эта книга посвящена профилактике, вы сможете использовать предложенную в ней информацию для того, чтобы улучшить свою жизнь прямо сейчас. В части I я расскажу, как работают циркадные часы человека и почему правильный выбор времени для всех видов жизнедеятельности крайне важен как для детей, так и для взрослых. Первым шагом на пути к оздоровлению должно стать выявление проблем, на которые вы, возможно, не обращали внимания. Для этого в часть I включены тесты из простых вопросов, которые покажут, как эти проблемы сказываются на вашем ритме жизни и насколько он далек от оптимального. Кроме того, вам нужно проследить за выбором времени для всех своих действий, чтобы посмотреть, какие коррективы внести в расписание дня.

В части II предлагаются подробные инструкции по оптимальному использованию времени с целью максимального повышения эффективности внутренних ритмов. Вы получите точные сведения о том, когда и что нужно есть. Данная программа не требует считать калории и не дает советов относительно того, сколько нужно есть, но могу вас заверить, что соблюдение моих рекомендаций почти неизбежно приведет к избавлению от лишнего веса. Вы узнаете, какое время дня оптимально подходит для продуктивной работы и когда лучше всего заниматься физическими упражнениями. Кроме того, вы познакомитесь с новыми техниками улучшения ночного сна и с технологией, которая поможет контролировать и оптимизировать приобретаемый опыт.

В зрелом возрасте нарушения циркадных ритмов влияют на нас сильнее, чем в молодости. Я твердо убежден в том, что большинство недугов, преследующих нас в старости, можно проследить до тех или иных циркадных нарушений. Часть III посвящена конкретным заболеваниям и их связи с циркадными ритмами. В ней будут рассмотрены различные виды рака и другие аутоиммунные расстройства, компоненты метаболического синдрома (сердечно-сосудистые заболевания, ожирение, диабет) и неврологические проблемы, включая депрессию, деменцию, болезнь Паркинсона и другие нейродегенеративные заболевания. Кроме того, вы узнаете, как ваши внутренние ритмы влияют на микробиом кишечника и какие меры следует принимать в случае кислотного рефлюкса, изжоги и воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Я не врач, поэтому не могу выписывать рецепты. Ученый внутри меня каждый день напоминает мне, как мало мы на самом деле знаем о работе человеческого организма. И все же я твердо убежден в том, что имею право поделиться своими знаниями об изначально заложенном в нас могущественном ритме, от которого нам никуда не деться, и своими самыми лучшими советами по оптимизации распорядка дня. Пожалуйста, поделитесь этой информацией о привычках, оптимизирующих циркадные ритмы, со своим врачом, чтобы он мог принимать более грамотные решения относительно вариантов лечения. Я искренне надеюсь, что с помощью предложенных в этой книге инструментов вы сможете восстановить свое здоровье.

Часть IЦиркадные часы

Глава 1Все мы – работники со сменным графиком

Если вы трудитесь посменно и встаете посреди ночи, чтобы отправиться на работу и всю ночь там бодрствовать, или поздно вечером возвращаетесь домой, тогда вам отлично известно, как чувствует себя человек, вынужденный жить вопреки естественному, изначально свойственному всем нам желанию спать ночью и бодрствовать днем. Но, даже если вам не приходится работать по ночам, каждый из вас, несомненно, может припомнить случаи, когда он вел отчаянную борьбу со своими внутренними часами. Дело в том, что сама жизнь то и дело заставляет нас работать посменно. У каждого человека случаются периоды хронических нарушений сна, а у многих эти периоды длятся очень долго. Если вы проводите всю ночь за учебниками перед экзаменом в колледже, плохо спите ночью, пересекаете несколько часовых поясов, до утра сидите у постели больного родственника или несколько раз за ночь просыпаетесь, чтобы покормить младенца и сменить ему подгузник, значит, тоже входите в категорию работающих посменно. Если обычная работа с 9 до 5 сочетается с несколькими часами дороги туда-обратно, после чего человек весь вечер занимается домашними обязанностями и ложится спать за полночь, он практически отрабатывает две смены подряд. Даже одна-единственная затянувшаяся допоздна вечеринка может оказать на организм такое же пагубное действие, как перелет через несколько часовых поясов. Вот почему для этого недуга придуман специальный термин – социальный джетлаг.

Утверждение «все мы – работники со сменным графиком» взято не с потолка. Это факт, подтвержденный научными данными. Профессор Тилл Роннеберг из Мюнхенского университета провел обследование более чем 50 тысяч человек в Европе, США и установил, что большинство работающих людей либо ложатся спать после полуночи, либо просыпаются по будильнику рано утром, не выспавшись1,2. Кроме того, в будние дни и по выходным люди отправляются спать в разное время. На Всемирном конгрессе по медицине сна в 2017 году Роннеберг представил данные о том, что с последствиями социального джетлага регулярно сталкивается 87 процентов взрослых людей, поскольку в выходные они ложатся спать как минимум на 2 часа позже, чем обычно.

Примерно 6 лет назад моя лаборатория занялась мониторингом активности и паттернов сна почти у 200 студентов колледжей, и мы обнаружили тот же самый паттерн, о котором сообщил Роннеберг. Во всей группе нам удалось найти лишь одного человека, который каждый день, включая выходные, ложился спать в одно и то же время, плюс-минус четверть часа. Кроме него, был еще только один студент, который отправлялся спать раньше полуночи минимум два дня в неделю.

Помимо этого, мы вели наблюдение за беременными женщинами и работающими матерями малолетних детей и выяснили, что их паттерны сна тоже были крайне хаотичными и больше всего походили на режим сна пожарных, всегда готовых к тому, что им придется просыпаться несколько раз за ночь. Многим матерям очень сложно бороться с биологическими часами, чтобы ночью оставаться начеку, а в любое доступное время дня восполнять нехватку сна. Неудивительно, что матерям маленьких детей удавалось вволю отоспаться лишь тогда, когда они получали помощь от кого-то, кроме своего мужа/партнера, например от родственников или родителей, которые брали на себя часть их ночных забот.

Работающим матерям труднее всего синхронизировать свою жизнь с суточным ритмом, потому что их распорядок зависит от всех, кто живет в доме. Обычно они встают очень рано, чтобы приготовить для семьи завтрак, отправить детей в школу или сад, а затем самим собраться на работу. После ужина они хлопочут по дому, занимаются физическими упражнениями или допоздна выполняют взятую на дом работу. К концу трудовой недели циркадные нарушения накапливаются, обостряя симптомы десинхроноза. Например, когда наша дочь была грудным младенцем, к пятнице моя жена буквально валилась с ног, и на восстановление у нее уходил весь уикенд.

Всем известно, как чувствует себя человек после ночи, которая была особенно тяжелой – неважно, по какой причине. Вам хочется спать, но никак не удается уснуть. Работа желудочно-кишечного тракта нарушается, мышцы становятся вялыми, разум затуманивается, и вы определенно не горите желанием отправиться в тренажерный зал. Кажется, что ваше тело и разум сбиты с толку: половина мозга говорит вам, что самое время наверстать упущенный сон, а другая половина настаивает на том, что сейчас день и вам не следует спать. В этой ситуации вы можете потянуться за чашкой крепкого кофе или банкой энергетика, чтобы подавить сонливость и постараться как можно быстрее вернуться к повседневным делам.

Мозг, работающий в неурочное время, не способен принимать рациональные решения. Согласно материалам одного исследования, недавно опубликованным в журнале Popular Science3, одна-единственная ночная смена вызывает расстройство когнитивных функций, которое может продлиться целую неделю. Эти нарушения проявляются в форме рассеянности или невнимательности и делают нас уязвимыми для вредных привычек. Несколько суток недосыпания могут изменить наши пищевые предпочтения как в плане тяги к определенным продуктам, так и в плане количества пищи, потребляемой во время ночного бодрствования. По ночам мы часто позволяем себе питаться высококалорийными, суррогатными продуктами, невзирая на то что в это время желудку положено отдыхать и заниматься устранением повреждений.

Со временем такой посменный режим жизнедеятельности может привести к бессоннице. Чтобы с ней справиться, некоторые люди обращаются к спиртным напиткам или снотворным препаратам. Однако применение этих средств может стать причиной депрессии или, что еще хуже, вызвать привыкание и последующее формирование вредных привычек, которые сохранятся после того, как образ жизни человека больше не будет заставлять его бодрствовать по ночам.

К сожалению, негативное воздействие посменного образа жизни не ограничивается лишь тем, что на следующий мы чувствуем себя не лучшим образом. Вместе с нами на посменный режим переходят наши близкие, которые жертвуют своим сном и поднимаются спозаранку или допоздна не ложатся, чтобы подстроиться под наше сумасшедшее расписание и не оставлять нас в одиночестве. Воздействие такой жизни на их здоровье вызывает не меньшие опасения. В 2013 году ученые проанализировали печатные работы, посвященные этой проблеме, и установили, что по сравнению с детьми, родители которых работают в дневное время, у детей, родители которых трудятся посменно, намного чаще развиваются не только когнитивные и поведенческие расстройства, но и ожирение4.

Ухудшение самочувствия после одного или двух слишком поздних отходов ко сну либо перелета через несколько часовых поясов, как правило, длится не дольше пары дней и не вызывает особых опасений, но регулярное нарушение циркадных ритмов может быть чревато серьезными последствиями для здоровья, поскольку в этом случае возникает сбой во всех системах организма. Иммунная система становится настолько слабой, что микробы и микроорганизмы, которые обычно не причиняют никакого вреда, могут вызвать расстройство желудка или симптомы, схожие с гриппозными. Имеются свидетельства того, что по сравнению с людьми, которые работают днем, у тех, кто трудится посменно, возникает больше проблем со здоровьем, таких как ожирение, диабет, желудочно-кишечные и сердечно-сосудистые заболевания5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16. Любопытно отметить, что основной причиной смерти и потери трудоспособности пожарных рабочего возраста являются не несчастные случаи при исполнении служебных обязанностей, а болезни сердца, которые, судя по всему, тесно связаны с нарушением циркадных ритмов17,18. Результаты многих исследований показывают, что посменная работа повышает риск развития определенных видов рака до такой степени, что в 2007 году Международное агентство по изучению рака при Всемирной организации здравоохранения включило посменный труд в список возможных канцерогенов19.

Если все мы работаем посменно, значит, страдать тоже придется всем. Вот почему нам необходимо понять, как работают наши циркадные часы и как привести свой стиль жизни в оптимальное соответствие с естественным ритмом тела.

Возможные последствия нарушения циркадных ритмов

Болезни, связанные с циркадными нарушениями

К какой категории работающих посменно относитесь вы?

Согласно принятому в Европе официальному определению, работающим посменно считается человек, который минимум 50 дней в году бодрствует не менее 3 часов на протяжении периода с 10 часов вечера до 5 часов утра. Таким образом, все мы являемся работающими посменно просто потому, что именно так ведем себя в повседневной жизни. Какими видами посменной работы занимаетесь вы и каким видам циркадных нарушений подвергаетесь?

● Традиционная посменная работа. В каждой развивающейся и развитой стране примерно 20–25 процентов гражданских работников вовлечены в посменную работу. В эту категорию входят сотрудники служб, реагирующих на чрезвычайные ситуации (пожарные, диспетчеры экстренных служб); полицейские; работники сферы здравоохранения (медсестры, врачи); люди, работающие на производстве, в строительстве, в сфере коммунальных услуг, в авиации (пилоты, бортпроводники, наземный персонал), в наземном транспорте, в сфере общественного питания; охранники в режимных службах и операторы колл-центров в службах поддержки клиентов.

● Отсутствие режима дня. Такую жизнь ведут учащиеся старших школ и студенты колледжей, музыканты, актеры, кормящие матери, домашняя прислуга и супруги/партнеры работающих посменно.

● Работа в гигономике. В эту группу входят таксисты, водители служб доставки готовых блюд; люди, работающие по гибкому графику, и фрилансеры.

● Джетлаг. Данное состояние возникает, когда в течение суток вы пересекаете по меньшей мере два часовых пояса. Каждый день в воздух поднимается почти 8 миллионов авиапассажиров20, и половина из них преодолевает два или несколько часовых поясов.

● Социальный джетлаг. Эта реакция организма появляется тогда, когда в выходные дни кто-то поздно ложится спать и просыпается по меньшей мере на 2 часа позже, чем обычно. В современном обществе воздействию социального джетлага регулярно подвергается больше 50 процентов населения.

● Цифровой джетлаг. Данное явление имеет место, когда вы чатитесь в социальных сетях с друзьями или коллегами, которые находятся в нескольких часовых поясах от вас, и в результате продолжаете бодрствовать более 3 часов в течение периода с 22:00 до 5:00.

● Сезонный десинхроноз. Миллионы людей, живущих в крайних северных и южных широтах (например, жители северной части Канады, Швеции, Норвегии и южных районов Чили), зимой получают менее 8 часов солнечного света в сутки, а летом – более 16 часов. Такие экстремальные варианты воздействия света вызывают нарушение циркадных ритмов.

Раньше мы верили, что наши циклы дня и ночи контролируются только внешним миром: утренний рассвет заставляет нас проснуться, а появление луны служит сигналом к тому, чтобы идти спать. Многие ученые не придавали никакого значения циркадной биологии вплоть до середины 1970-х годов.

Хотя о существовании внутренних часов у растений ученые знали с начала XVIII века, доказать гипотезу о том, что животными и людьми управляют внутренние механизмы (а не внешние), было трудно. Традиционно считалось, что человеческие существа, которые стоят на более высокой ступени развития, должны управляться какими-то другими факторами окружающей среды, помимо солнца и луны.

Общепринятую теорию подтверждают простейшие эксперименты с растениями: если растение поместить в темный подвал, оно продолжит каждый день поднимать и опускать листья, повинуясь определенному суточному ритму21. В дневное время многие растения поднимают листья, чтобы получить от солнца больше энергии, а ночью опускают листья, чтобы не расходовать энергию на их поддержание в поднятом положении. По той же причине многие цветы распускаются только днем, когда вокруг летают опыляющие их пчелы и птицы. Однако у некоторых растений, таких как жасмин во дворе моего дедушки, цветы раскрываются ночью. Дело в том, что эти растения опыляются ветром, а не животными.

Провести следующую серию исследований было гораздо труднее, и ученые начали с опытов на насекомых, птицах, а затем на животных. Они изучили процесс развития плодовых мушек от личинки до полной зрелости, который тоже является циркадным, потому что взрослые мушки появляются только утром, когда ветер слабее и влажность выше. Они изучили формы сезонных миграций птиц и циклы сна-бодрствования других животных. Кроме того, производились наблюдения за лабораторными мышами в контролируемой среде22. Когда грызунов помещали в темноту без каких-либо внешних указателей времени, животные продолжали просыпаться и засыпать, словно по часам, через 23 часа 45 минут. Было установлено, что циркадные ритмы многих растений и грибов тоже близки к 24 часам, хотя и отличаются на несколько минут.

Выяснить, есть ли такие же внутренние часы у людей, было почти невозможно, потому что не существовало никакого легкого способа устранения всех внешних сигналов времени, поступающих из окружающего мира. Тем не менее в 1950-е годы у исследователей появилась идея. Они дали испытуемому простой телефон, по которому он мог связаться только с одним человеком. Доброволец спустился в одну из глубоких пещер в Андах, взяв с собой лишь запасы еды, свечей и материалов для чтения на несколько недель. Каждый раз, когда его желание уснуть становилось достаточно сильным, он звонил человеку, находящемуся на другом конце провода, который записывал время звонка. Такой же звонок он совершал сразу после пробуждения. Исследование показало, что на протяжении нескольких недель, проведенных в пещере, его цикл сна-бодрствования сохранял точность часового механизма. Однако каждый день доброволец ложился спать чуть позже, то есть его внутренние сутки длились немного дольше 24 часов. Фактически его цикл сна-бодрствования был равен 24 часам 15 минутам. Предсказуемость данного цикла стала доказательством того, что управлять поведением человека могли только внутренние часы23.

Небольшое несовпадение циркадных ритмов с длительностью суток не является удивительным и объясняется тем, что на большей части земного шара время от одного восхода солнца до другого не составляет ровно 24 часа. Дело в том, что вертикальная ось нашей планеты имеет наклон, поэтому на определенных отрезках годовой орбиты вращения вокруг Солнца ее Северное и Южное полушария оказываются обращенными к Солнцу на протяжении большей части суток. В соответствии с постепенным удлинением или укорачиванием дней в течение года меняется время восхода и заката Солнца. На экваторе величина этого изменения очень мала, но если вы живете в Бостоне, Стокгольме или Мельбурне, то за одни сутки время восхода солнца может измениться на несколько минут. Когда дни удлиняются и приближается лето, внутренние часы будят нас немного раньше, в момент восхода солнца. После того как мы перелетаем из одного часового пояса в другой, наш цикл сна-бодрствования постепенно приспосабливается к новому часовому поясу. Я привел лишь несколько примеров, объясняющих, почему у нас есть внутренние часы и как механизм их самокоррекции связан с изменением времени восхода солнца и длительности дня. После того как гипотеза о существовании внутренних часов была доказана, ученые высказали предположение о связи (или возможной связи) циркадных ритмов со светлым временем суток.

Многие ученые, включая меня, продолжают изучать влияние суточных ритмов на физиологию, метаболизм и даже на когнитивные функции взрослых людей. Мы установили, что ритмичность, или строгая закономерность, наблюдается почти во всех аспектах нашей повседневной жизни.

Конечно, человеческие существа не цветут, как растения, и не мигрируют на дальние расстояния, как птицы, однако у нас тоже есть циркадные часы, которые отвечают за то, чтобы почти все процессы, связанные с нашим здоровьем, происходили в определенное время дня или ночи. Можно сказать, что наш организм запрограммирован на ежедневное выполнение действий в соответствии со строго определенными ритмами. В свою очередь, виды деятельности, которыми вы занимаетесь в вечернее время, оказывают особенно сильное воздействие на циркадные ритмы. Вот почему при работе с этой книгой вам следует иметь в виду, что самыми важными для жизни и здоровья окажутся те изменения, которые оптимизируют вашу деятельность в период с 6 часов вечера до полуночи.

Еще до того, как мы просыпаемся утром, внутренние часы готовят организм к пробуждению. Эта подготовка начинается с того, что шишковидная железа прекращает вырабатывать гормон сна мелатонин. У нас немного учащается дыхание, на несколько ударов в минуту возрастает частота сердечных сокращений и слегка повышается кровяное давление. Внутренняя температура тела поднимается на полградуса.

Наше общее самочувствие зависит от согласованности суточных ритмов. По утрам хорошее самочувствие означает, что мы чувствуем себя свежими и отдохнувшими после хорошего ночного сна, легко опорожняем кишечник, избавляясь от накопившихся за ночь токсинов, ощущаем бодрость, легкость и чувство голода. Вскоре после того, как мы открываем глаза, надпочечники увеличивают выработку гормона стресса кортизола, чтобы помочь нам энергично совершать утренние ритуалы. Поджелудочная железа готовится к высвобождению инсулина, чтобы справиться с завтраком.

После хорошего ночного сна и получения питательных веществ за завтраком мозг приходит в состояние готовности заниматься обучением и решением проблем в течение первой половины дня. В середине дня мы будем хорошо себя чувствовать, если объем выполненной работы окажется достаточным, чтобы мы были довольны результатами своих усилий. (Если вы не выспались, может возникнуть гнетущее ощущение, что вы попусту тратите время.) К концу дня мышечный тонус достигает пика, а после захода солнца температура тела начинает понижаться, в организме увеличивается выработка гормона сна мелатонина, организм готовится ко сну.

В вечернее время хорошее самочувствие означает снижение активности, чувство усталости и легкое погружение в глубокий сон. Сон не является для тела состоянием по умолчанию, в котором мозг просто отключается. На самом деле во время сна мозг очень занят. Он консолидирует воспоминания, основанные на сенсорной информации, полученной нами в течение дня, и сохраняет эту информацию путем создания новых синапсов, или связей, между нейронами. Кроме того, ночью мозг производит довольно много гормонов, в частности мелатонин и гормон роста человека24. При дефиците сна производство гормона роста резко снижается, что особенно опасно для детей, так как может стать причиной задержки развития.

Суточные ритмы человека

Многие из функций нашего организма достигают пика в определенные периоды дня или ночи. Считается, что они регулируются нашими циркадными часами. Если нас полностью изолируют от естественного цикла дня и ночи, нормальное расписание этих ритмов будет сохраняться всего несколько дней.

Помимо прочего, ночью мозг занимается детоксикацией. Днем нервные клетки абсорбируют и перерабатывают питательные вещества, и в ходе этого процесса вырабатываются нежелательные токсичные побочные продукты. Во время сна эти токсины выводятся из мозга и в процессе нейрогенеза создаются новые клетки мозга. В этом отношении мозг можно сравнить с офисом: когда вы приходите в офис утром, у вас не возникает мысли о том, что кто-то работал там ночью, хотя на самом деле уборщики мыли полы, выносили мусор, системный администратор проводил апгрейд серверов, ремонтники меняли перегоревшие лампы освещения. Все эти работы должны выполняться для того, чтобы утром вы могли прийти и начать работать.

Рассел Фостер (Russel Foster) Британский нейробиолог, специалист по циркадным ритмам.

Циркадные ритмы — это внутренние биологические ритмы организма с периодом около 24 часов. Они заранее подготавливают организм, настраивая все физиологические процессы в соответствии с ежедневными изменениями в окружающем мире.

Циркадные ритмы есть практически у всех живых организмов на планете, включая бактерии. У человека главный циркадный ритм — это цикл сна и бодрствования.

Клетки-часы

На молекулярном уровне в организме работают циркадные часы, запускающие процессы внутренних колебаний, которые регулируют физиологические процессы в соответствии с внешним 24-часовым циклом.

Есть несколько видов часовых генов, которые отвечают за производство белков. Их взаимодействие создаёт петлю обратной связи, которая вызывает 24-часовые колебания часовых белков. Затем эти белки подают клеткам сигнал о том, какое сейчас время суток и что необходимо сделать. Это и заставляет идти биологические часы.

Таким образом, циркадные ритмы — это не результат совместной работы множества разных клеток, как предполагалось изначально, а свойство каждой отдельной клетки.

Чтобы от циркадных часов была польза, они должны быть синхронизированы с сигналами окружающего мира. Самый очевидный пример расхождения между биологическими часами и внешним миром — джетлаг.

Когда мы попадаем в другой часовой пояс, нам приходится приспосабливать свои биологические часы к местному времени. Фоторецепторы (светочувствительные нейроны сетчатки глаза) улавливают изменения в цикле чередования света и темноты и посылают сигналы циркадным часам подогнать биологические часы организма в соответствии с внешними стимулами. Подгонка суточного ритма обеспечивает правильную работу всех клеточных процессов.

В сложных многоклеточных организмах часто есть главные часы, которые координируют работу всех клеток-часов. У млекопитающих главные часы — это супрахиазматическое ядро (СХЯ), расположенное в головном мозге. От клеток сетчатки глаза СХЯ получает информацию о свете, настраивает находящиеся в нём нейроны, а они уже посылают сигналы, согласовывающие работу всех остальных процессов в организме.

Основные свойства циркадных ритмов

1. Циркадные ритмы сохраняются при постоянных условиях света или темноты при отсутствии других внешних стимулов. Это было обнаружено в результате эксперимента, проведённого в 1729 году французским учёным Жан-Жаком де Мераном. Он поместил растение в тёмное место и заметил, что даже в постоянной темноте листья открываются и закрываются в том же ритме.

Это стало первым свидетельством того, что циркадные ритмы имеют внутреннее происхождение. Они могут колебаться и в зависимости от вида быть немного длиннее или короче 24 часов.

2. Циркадные ритмы не зависят от внешней температуры. Они не замедляются и не ускоряются в значительной степени, даже когда температура резко меняется. Без этого свойства циркадные часы не смогли бы определять время.

3. Циркадные ритмы могут закрепляться за внешними 24-часовыми сутками. При этом основным сигналом является свет, хотя влияние оказывают и другие сигналы.

Значение циркадных ритмов

Наличие биологических часов позволяет организму предугадывать предсказуемые изменения окружающей среды и заранее настраивать поведение, принимая во внимание эти условия. Например, зная, что рассвет наступит через три часа, организм начинает увеличивать скорость обмена веществ, температуру, усиливать кровообращение. Всё это подготавливает нас к активной деятельности в течение дня.

Вечером, когда мы готовимся ко сну, физиологические процессы в организме начинают замедляться. Во время сна мозг активно работает. Он фиксирует воспоминания, обрабатывает информацию, решает проблемы, посылает сигналы о восстановлении повреждённых тканей и регулирует запасы энергии. Некоторые части мозга во время сна более активны, чем во время бодрствования.

Циркадные ритмы и сон

Цикл сна — наиболее очевидный суточный ритм человека и животных, но он зависит не только от циркадных ритмов.

Сон — крайне сложное состояние, возникающее благодаря взаимодействию различных областей головного мозга, гормонов и системы нейромедиаторов. Из-за своей сложности цикл сна очень легко расстроить.

Недавние исследования показали, что нарушение сна и циркадных ритмов характерно как для нейродегенеративных, так и для нейропсихиатрических расстройств, при которых неправильно работают нейромедиаторы. Например, такое нарушение характерно для более 80% пациентов с депрессией и шизофренией.

Но неудобства, возникающие из-за ощущения сонливости в течение дня, — мелочи. Нарушение сна и циркадных ритмов также связано с целым комплексом патологий, включая депрессию, бессонницу, ухудшение внимания и памяти, снижение мотивации, метаболические расстройства, ожирение, проблемы с иммунной системой.

Как настроить свои биологические часы

Учёные долго задавались вопросом, как глаз распознаёт свет для подстраивания циркадных ритмов. Недавно в сетчатке были обнаружены специальные чувствительные к свету клетки — фоточувствительные ганглионарные клетки сетчатки. Эти клетки отличаются от палочек и колбочек, о которых учёным было давно известно.

Зрительные раздражения, воспринятые фоточувствительными ганглионарными клетками, из глаза попадают в мозг по зрительному нерву. Но в 1–2% таких ганглионарных клеток есть зрительный пигмент, чувствительный к синему цвету. Таким образом, фоточувствительные ганглионарные клетки фиксируют рассвет и сумерки и помогают настроить биологические часы организма.

Из-за современного образа жизни мы часто не получаем достаточно света, большую часть времени проводя в помещении. Это может быть причиной того, что наши часы настраиваются неправильно.

Исследования подтвердили, что принимая пищу в одно и то же время и занимаясь спортом по утрам, можно выработать правильный режим сна.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *