Рубрика

Биологические часы организма человека по часам работы: что нужно делать, чтобы организм работал как отлаженный механизм — Блог Викиум

Содержание

Тайм-менеджмент в разрезе здорового образа жизни. Биохимические процессы, протекающие в организме в зависимости от времени суток.

Приобретение навыка эффективной организации своего времени – очень актуальная задача. В нескончаемом потоке повседневных дел, информации и событий с лёгкостью можно запутаться, ведь с каждым днём их становится всё больше. Перед человеком стоит задача вовремя реагировать на все изменения и укладываться во всё более жёсткие сроки. Чтобы организация дел не вызывала трудностей – специалисты рекомендуют придерживаться тайм-менеджмента.

Что же такое тайм-менеджмент?

В переводе с английского – это буквально «управление временем». Точнее, комплекс знаний, принципов, техник, направленных на повышение эффективности деятельности. Они помогают успевать больше, тратить меньше времени и добиваться лучших результатов в своей деятельности.Разумный режим труда и отдыха – важный фактор здорового образа жизни, поскольку в основном жизнь человека проходит в чередовании труда и отдыха. Однако универсального для всех режима труда и отдыха нет – всё индивидуально. Жёсткие рамки режима ведут к недосыпу, стрессу, проблемам со здоровьем.По современным представлениям, в понятие здоровый образ жизни входят следующие составляющие: положительные эмоции, рациональное питание, оптимальный двигательный режим, закаливание, личная гигиена, отказ от вредных пристрастий (курение, злоупотребление алкоголем и употребление наркотиков), упорядоченные половые отношения.

Правила соблюдения «тайм-менеджмента»:

  1. Регулярность планирования. На каждый день рекомендуется прописывать план, желательно по часам. Составлять планы нужно таким образом, чтобы в любой момент иметь какое-то определенное занятие.
  2. Реалистичность планирования. В данном случае это означает отказ от иллюзорных, заранее невыполнимых планов, мечтаний и «витания в облаках». Реальный план необязательно будет выполнен. Невозможно предусмотреть абсолютно все факторы, влияющие на деятельность, поэтому нужно быть готовым к тому, что результат в действительности будет отличаться от планируемого.
  3. Гибкость планирования. Планы должны быть составлены таким образом, чтобы в случае появления непредвиденного обстоятельства, их можно было бы легко изменить без жёстких утрат.
  4. Записывайте свои планы. Даже в случае, когда предстоящий день похож на предыдущий, он не всегда может быть упорядочен, структурирован и оптимизирован без письменного плана.
  5. Установление приоритетов. В плане должно быть точно обозначено, какие дела являются наиболее важными, на какие дела нужно отвести как можно больше времени, а какие действительно можно отложить.
  6. Нормирование работы. Для каждой работы должно быть выделено определенное количество времени. Одну и ту же работу разные люди выполняют с различной скоростью. Поэтому при нормировании нужно исходить главным образом из личного опыта.
  7. Определение критериев выполнения. Для каждого вида деятельности должен быть установлен критерий, по которому эта работа будет признана выполненной. Человек может устанавливать критерии самостоятельно — или же их определяют другие люди (например, руководитель). В последнем случае нужно обязательно выяснить, каков этот критерий, когда работа должна быть выполнена, и что от вас действительно требуется в результате.
  8. Последовательность. Все дела необходимо выполнять последовательно. Планы должны предусматривать начало новой работы только тогда, когда закончена предыдущая.
  9. Делегирование. С самого начала необходимо установить, какую работу нужно выполнять лично, а какой можно поделиться с коллегами.

Циркадные ритмы, что же это такое?

Простыми словами, это биологические часы человека, контролирующие работу практически каждой системы нашего организма. Практически каждая клетка в организме человека обладает молекулярными «часами». Проявляется это таким образом, что примерно каждые 24 часа определенные тактовые белки взаимодействуют друг с другом. В течение дня этот процесс приводит к своевременной активации тех или иных генов, контролирующих разнообразные процессы, в том числе и высвобождение в кровь определенных гормонов.

Время приема пищи также может повлиять на ваше здоровье: то, когда вы едите, часто намного важнее того, что вы едите. Как правило, те, кто принимают пищу в активное время суток, остаются в форме; а вот любители есть в ночное время суток практически сразу начинают страдать от избыточного веса.

Как настроить биологические часы?

Если вы чувствуете себя физически здоровым, в течение дня вас не клонит в сон, у вас хороший аппетит, прекрасное настроение и много энергии, то вы находитесь в своем биоритме. Если же вы несколько не удовлетворены своим состоянием, то нужно что-то поменять. В первую очередь необходимо знать часы биологической активности органов. Улучшать работу основных органов рекомендуется в пик их активности:

  • Легкие лучше всего работают с 3 до 5 часов утра, а менее активны с 15 до 17 часов. В период наибольшей активности рекомендуется увеличивать насыщение организма кислородом. Например, при нормальной температуре воздуха на улице хорошо спать с приоткрытым окном.
  • Работоспособность толстого кишечника максимальна с 5 до 7 часов утра, а с 17 до 19 часов этот орган менее активен.
  • Желудок активно работает с 7 до 9 часов утра. Его работоспособность понижена с 19 до 21 часа.
  • Пиковое время сердца – 11-13 часов. В этот период оно выдерживает значительные нагрузки. После 23 часов и до часа ночи сердцу показан отдых.
  • Мочевой пузырь лучше работает с 15 до 17 часов, а хуже – с 3 до 5 утра.
  • Желчный пузырь максимально активен с 23 до 1 часа ночи, а менее – с 11 до 13 часов.
  • Наивысшая активность печени наблюдается с 1 до 3 часов ночи, а с 13 до 15 часов печень работает слабо.

Вся наша жизнь подчинена ритмам, и только ритмичная работа способствует высокой и равномерной производительности труда. При этом важно соблюдать принцип, который гласит, что к началу нового рабочего цикла организм должен полностью восстановиться. Одним из самых действенных способов отдыха и восполнения сил является сон.

Эффективность сна можно повысить с помощью простых правил:

 

  • соблюдение ритмичности сна. Ложиться спать и просыпаться в определенные для этого часы. Организм привыкает к такому ритму, поэтому заснуть и проснуться становится легче.
  • переключение, настрой на сон. Найдите и применяйте свой индивидуальный способ переключения в режим сна (спокойное чтение на ночь, прогулка, специальный комплекс упражнений для релаксации, подготовка комфортного спального места и т.д.).
  • правильное пробуждение. Организуйте процесс пробуждения: установите в будильнике или мобильном телефоне несколько различных мелодий и, с их помощью, сделайте процесс пробуждения постепенным.
  • оптимальная продолжительность сна. Одно из самых главных правил. Необходимо отводить на сон не менее 7 часов в сутки. При этом важно учитывать, что каждый организм индивидуален. Некоторым для полноценного отдыха требуется не менее 9 часов, поэтому важно проследить и определить для себя, какое количество часов для вас оптимально, чтобы выспаться.

Сон подчиняется биологическим ритмам, поэтому должен приходиться на темное время суток: ночной сон гораздо полезнее дневного, но при нехватке ночного сна можно компенсировать его парой часов днем.Специалисты рекомендуют ложиться спать не позже 23:00, лучше – в 22:00 или раньше. Час сна до полуночи заменяет 2 часа после нее.

В регуляции сна участвует большое количество гормонов и нейротрансмиттеров (более 10), но наиболее важными из них являются мелатонин, серотонин, норэпинефрин, аденозин и глутамат.

Мелатонин. Уровни мелатонина меняются в течение дня (и ночи), что помогает регулировать циркадные ритмы в организме. Они высокие ночью и низкие днем, что обусловлено количеством света в окружающей среде. Таким образом, чем темнее снаружи тела, тем больше в нем мелатонина.

Серотонин — нейромедиатор, который обычно ассоциируется с депрессией, ведь именно с ней связан недостаток серотонина. Серотонин помогает поддерживать возбуждение и реакцию коры, а также подавляет быстрый сон.

Норэпинефрин — он наиболее известен как гормон стресса и один из основных компонентов реакции «беги или сражайся». Данный гормон оказывает наибольшее влияние на процесс пробуждения ото сна. Повышенный уровень норэпинефрина также уменьшает фазу быстрого сна.

Глутамат — участвует в различных сферах цикла сна и бодрствования. Считается, что он регулирует продолжительность сна, а также участвует в регуляции как быстрого сна, так и процесса бодрствования.

Аденозин — участвует в улучшении сна. После пробуждения уровень аденозина в мозгу начинает накапливаться в течение всего дня, заставляя человека становиться все более и более сонными. На протяжении всей истории люди пытались бороться с этим, принимая антагонисты аденозина (которые блокируют участки, где аденозин обычно связывается в головном мозге). Наиболее распространенным из антагонистов аденозина является кофеин.

Какие же ошибки чаще всего совершаются в процессе пробуждения?

Одной из главных ошибок, которые люди совершают по утрам – это перевод будильника «на 5 минут». Однако такая привычка может обернуться неприятными последствиями и бодрее вас точно не сделает: если будильник прозвенел, когда вы находились в «легкой» фазе сна и уже сами готовились к пробуждению, а вы, наоборот, даёте себе возможность ещё немного отдохнуть – биологические часы могут сбиться окончательно. Это связано с тем, что если вы еще не успели выспаться, то за эти 5 минут, которые вы позволили себе поспать, можно провалиться в более «глубокие» фазы сна.Впоследствии с каждым звонком будильника вставать будет еще тяжелее и как следствие — снизится мозговая активность, концентрация, внимание, работоспособность.

Безусловно, управлять временем сложно – не всегда готовы к изменениям в жизни, но с приходом в неё тайм-менеджмента они необходимы. Да и управлять временем буквально нельзя, но можно работать над собой, управлять отдельными элементами собственной жизни. Уже так вы сможете поэтапно возвращать себе контроль над течением времени и своими достижениями.

Биологические часы: что нужно знать?

Иногда за самыми банальными фразами скрывается истина: все люди разные. Однако современный ритм жизни как будто этого не замечает. Детские сады, школы, банки, больницы и вообще почти все организации на свете начинают учебный и рабочий день ни свет ни заря. Ранний подъем считается непогрешимой истиной, железным правилом и я бы даже сказала культом. Попробуйте рассказать кому-нибудь что встаете в два часа дня как на вас мгновенно навесят ярлык лентяя и тунеядца. При этом все попытки объяснить окружающим, что ранний подъем равноценен тому, что вас переехал грузовик, обречены на провал. Однако это не повод расстраиваться. Дело в том, что все живые организмы на нашей планете имеют встроенные биологические часы – циркадные ритмы – которые определяют когда мы ложимся спать, во сколько встаем, когда хотим есть, бегать и прочее. Из этой статьи вы узнаете кто такие голуби, совы и жаворонки и почему нам, как обществу, пора пересмотреть свое отношение к распорядку дня – исходя из результатов научных исследований.

Итак, если вы рано встаете и отлично себя чувствуете по утрам или наоборот – из-за раннего подъема накатывает тошнота, то это не прихоть или лень – это то, как работает ваше тело. Важно понимать, что любые попытки изменить работу встроенных биологических часов чреваты возникновением проблем со здоровьем.

Циркадные ритмы – это биологические ритмы организма с периодом около 24 часов, которым ежедневно следуют абсолютно все живые существа на нашей планете. Циркадные ритмы или биоритмы напрямую связаны с миллионами лет развития жизни на Земле.

По сути, это продукт взаимодействия внутренних биологических часов организма и окружающей среды, так как помимо солнечного света целый ряд факторов определяет поведение, регулирует температуру тела, сон, уровень гормонов и метаболизм.

Исследованием суточных ритмов всех живых существ на Земле занимаются хронобиологи. Хронобиология – это область науки, которая изучает условия возникновения, природу, закономерности и значение циркадных ритмов, а также взаимосвязь между биоритмами и здоровьем человека. Отмечу, что это молодая область междисциплинарных исследований, которая находится в процессе своего становления.Именно хронобиологи ввели понятие хронотип – характер суточной активности человека. Хронотип отражает суточную динамику функциональной активности разных органов и систем организма. Таким образом, в зависимости от активности человека в то или иное время суток учеными выделено три хронотипа:

Важно понимать, что различия между хронотипами это не просто склонность к ранним или поздним пробуждениям. Хотя, безусловно, большинство людей на нашей планете без особых трудностей и вреда для здоровья перестраиваются под утренний или вечерний ритм на пару-тройку часов (голуби). На самом деле каждому хронотипу свойственны специфические особенности жизнедеятельности из-за которых развивается устойчивость к одним факторам и выраженная чувствительность к другим. Вот почему совам, в отличие от жаворонков, так тяжело вставать по утрам. Но это не единственная причина. Дело в том, что уникальные особенности поведения каждого живого существа закодированы в генах, к тому же ранее ученые определили тот самый «часовой ген» или «ген периода», который отвечает за работу циркадных ритмов. Это значит, что именно часовой ген контриролирует кровяное давление, метаболизм, уровень гормонов и работу циркадных ритмов. Более того, проведенные исследования выявили связь между необходимым количеством сна и длиной гена периода.

Каждый организм на нашей планете оснащен внутренними часами

Однако результаты одного из новейших исследований, опубликованного в журнале Nature Communications, показали, что хронотип (принадлежность к жаворонкам и совам) лишь отчасти зависит от генома. В ходе исследования специалисты проанализировали данные о геноме практически 700 тысяч человек, предоставленных двумя базами генетических данных – сервиса генетического тестирования 23andMe и британской программы Biobank UK. На самом деле гены «включаются» или «выключаются» из-за изменений окружающей среды. Подробнее об этом, а также о том, как связаны ли гены с сексуальной ориентацией читайте в нашем материале.

В 2017 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине вручили сразу трем исследователям за открытие работы механизма циркадных ритмов у плодовых мушек рода Drosophila.

Проанализировав и сравнив генетические данные ученые выявили более 350 вариаций генов, которые так или иначе связаны с принадлежностью к определенному хронотипу – совам или жаворонкам. Более того, оказалось, что жаворонки ложатся спать на целых 25 минут раньше (в среднем), чем люди с наименьшим количеством генных вариаций. Еще более интересным оказалась связь между хронотипом и здоровьем (физическим и психическим). Так, депрессия и шизофрений чаще встречается у сов, что неудивительно, так как в прошлом целый ряд научных исследований связал риск возникновения диабета, ожирения и психических расстройств с «совиным хронотипом». Важно отметить, что несмотря на выявленную связь, сильного «перекоса» в сторону раннего или позднего пробуждения среди испытуемых с депрессией и шизофренией не наблюдалось.

Вот почему ученые считают, что режим дня сбивают не психические расстройства, а "банальная" склонность к жизни в темное время суток. Которая, напомню, провоцирует развитие целого ряда заболеваний. Подробнее о совах и проблемах со здоровьем связанные с их образом жизни читайте в материале моего коллеги Николая Хижняка.

Рано вставать вредно для здоровья?

Давайте оговорим сразу – если вы жаворонок, регулярно высыпаетесь, встаете в 7 утра и готовы горы свернуть – вам не о чем беспокоиться. А вот всем остальным явно стоит отнестись к своему режиму внимательнее. Еще пять лет назад Пол Келли из института сна и циркадной нейробиологии Оксфордского университета приравнял рабочий день с 09:00 до 17:00 к пытке. Об этом профессор заявил во время выступления на фестивале Британской науки, пишет The Telegraph.

К таким выводам Оксфордские ученые пришли проведя обширное исследование, в котором изучалось влияние режима сна на работоспособность и общее состояние здоровья. Результаты показали, что начало рабочего дня в 9 утра для взрослых людей от 18 до 50 лет вредно для здоровья.

На практике это означает, что компании, в которых рабочий день начинается с первыми лучами Солнца, вероятно, причиняют вред сами себе, параллельно увеличивая риск возникновения заболеваний у сотрудников. То же самое касается школ и больниц так как уроки и процедуры принято проводить раньше 9 утра.

Рабочий день должен начинаться не раньше 10 утра. Взрослый человек может работать с 9 утра только после 55 лет. Внимательно посмотрите на наше общество — оно страдает от депривации сна. При этом изменить свои биологические ритмы мы не можем. Нельзя приучить организм вставать в определенное время. Наши сердце и печень работают по своему собственному расписанию, а мы просим их взять и передвинуть все на несколько часов. Самый распространенный вид цивилизованных пыток — это ранний подъем и начало рабочего дня до 10:00 утра.

Полл Келли – ведущий автор исследования.

Эта проблема актуальна для людей во всем мире. Знаете во сколько в больницах подают завтрак? А ведь это самая настоящая пытка – есть когда ты не голоден. К тому же, из-за недосыпа люди становятся послушнее и хуже соображают. Так что каким бы ни был ваш хронотип, если спать меньше шести часов на протяжении недели, то произойдут изменения на уровне генов. Недосып негативно влияет на работоспособность, память, внимание и пр. А вот о том, что будет если каждый день высыпаться я рассказывала в этой статье.

Откуда взялся 8-часовой рабочий день?

Итак, мы выяснили, что ранний подъем может оказывать негативное влияние на здоровье, а вкупе с регулярным недосыпом чреват развитием проблем. Но откуда взялся восьмичасовой рабочий день, который должен непременно начинаться с утра? На самом деле причина, по которой большинство из нас работают с 09:00 до 17:00 не имеет к науке никакого отношения. Все дело в том, что в начале ХХ века восьмичасовой рабочий день позволял предпринимателям эффективнее управлять фабриками и заводами. Одной из первых компаний, которая позволила работникам трудиться не 10 часов, а 8, стала компания Ford Motors в США. Успех от нового графика работы вдохновил и другие компании. Вот как сформировалась современная рабочая неделя.

Возможно, причина по которой ваш коллега все время опаздывает скрыта в его генах

Но с появлением интернета, а также благодаря научно-техническому прогрессу, человечество может (и должно) изменить представление о количестве часов, которые люди проводят на рабочем месте, а также запретив начинать рабочий и учебный день раньше 10 утра. Причем сделать это необходимо в первую очередь потому, что сотрудники, которые высыпаются и проводят меньше времени на работе, работают продуктивнее. Хотим мы этого или нет, но пересмотр современной модели труда раной или поздно произойдет. К тому же, в будущем появятся работы, которые будут выполнять большее количество работы, существенно освободив нам время. С таким заявлением несколько лет назад выступил глава компаний Tesla и SpaceX Илон Маск во время встречи национальной ассоциации губернаторов США в 2017 году.

Почему ваш личный опыт ничего не значит?

Мы все – в той или иной степени – привыкли полагаться на собственный опыт. Это полезно во многих случаях, однако важно понимать, что ваш личный опыт – это не объективная истина. То, что пережили лично вы и те вещи, которые вы считаете приемлемыми являются такими для вас, но это не значит, что все обстоит так на самом деле. Если вам легко вставать по утрам, а ваш друг, родственник или коллега каждое утро напоминает зомби и плохо соображает, это не значит что он лентяй и всю ночь смотрел сериалы (хотя такое тоже встречается, конечно). Но в большинстве случаев человек не виноват в том, что его биологические часы работают таким образом. Точно так же не стоит ожидать от заядлого жаворонка перехода на ночной образ жизни – рано или поздно биология возьмет свое и человек вернется к привычному расписанию, обсусловленному работой циркадных ритмов.

Однако тот факт, что личный опыт субъективен не означает, что мы не должны скрывать свой хронотип и рассказывать об образе жизни. Не стоит забывать что все мы очень разные и у каждого организма свои потребности. Специально для этой статьи мы в Hi-News.ru решили поделиться с вами своими историями и рассказать кто из нас сова, жаворонок и даже голубь. Начнем, традиционно, с жаворонков:

Я отношу себя к жаворонкам — раньше постоянно просыпался в 5-6 часов утра, иногда удавалось попасть в спортивный зал и потом на работу. Спорт сильно облегчал ранее пробуждение, но иногда организм просил поспать еще немного — тогда сразу ехал в офис. Для меня утро — самая продуктивная часть дня; ту же самую работу, которую вечером я буду делать 3 часа, утром я могу сделать за 1,5 часа. Единственный минус — ложиться надо не позже 22 часов. Сейчас рабочие часы поменялись, и ложусь спать чуть позже, поэтому сплю подольше. Но распорядок дня в отношении сна я не изменил — утром мне работать легче. Да и в моей сфере это полезно, можно быстро изучить, что произошло у коллег на Западе (там был день), пока мы спали.

Александр Богданов (Москва, Россия), автор Hi-News.ru

К жаворонкам себя относит главный редактор Hi-News.ru Ренат Гришин, хотя большую часть жизни был убежден что он – самая настоящая сова:

Последние несколько лет я стал активным жаворонком. Мой день начинается около 7 утра вне зависимости от того во сколько я лег. Причем я всегда считал себя «совой». Лечь в 2-3 ночи и проснуться в районе полудня для меня было нормой. Но сейчас все изменилось. Утренние часы стали самыми продуктивными. Пока все спят утром, я могу спокойно заниматься работой. Днем и вечером такого уже не получается. Семья пстоянно требует внимания и в усовиях самоизоляции никуда деться от этого я не могу. И если раньше я считал, что раннее пробуждение это практически невозможно для меня, то теперь мое мнение кординальное поменялось. Я — жаворонок!

Ренат Гришин (Москва, Россия), главный редактор Hi-News.ru

Однако, как показывает практика, сов все-таки больше чем жаворонков, по крайней мере у нас в редакции:

Я сова, мне легче работать ночью, когда коллеги и сотрудники уже спят. В тишине и спокойствии приходит больше мыслей да и производительность лучше. Поэтому организм выбрал такой режим. Хотя я прекрасно понимаю, что вставать рано это эффективно и полезно для здоровья.

Михаил Королев (Барселона, Испания), владелец Hi-News.ru

Павел Дмитриев, который регулярно делает увлекательные обзоры аудио-новинок на нашем сайте, оставил вот такой комментарий:

Я сова, у меня к 23-00 чуть ли не пик продуктивности наступает. При этом утром надо поспать дольше просто. Я пробовал ложиться раньше, но всё равно получается, что важнее не количество часов сна, а именно время пробуждения.

Павел Дмитинев (Бар, Черногория), автор Hi-News.ru

Я чисто сова. Возможно из-за того, что просто ночь люблю. Обожаю прокатится на мотоцикле по ночному шоссе или просто погулять по ночному городу. Утром проснуться почти всегда сложно, но если надо могу поспав три часа бодрствовать. Главное разгуляться. Если разгулялся, то уже проще намного.

Артем Сутягин (Королев, Россия), автор Hi-News.ru

А вы сова или жаворонок? Поделитесь своей историей в комментариях к этой статье и присоединяйтесь к обсуждению этой и других не менее интересных тем в нашем Telegram-чате

Как видите, все мы действительно разные и у каждого свой определенный график, которого он придерживается и в котором ему комфортно.

Животные, растения и насекомые тоже живут по собственному встроенному графику

Что до меня, то сколько себя помню ранние подъемы давались тяжело. В дальнейшем я поняла, что себя не переделать и полностью пересмотрела свою жизнь. Уволилась с работы, на которую надо было приходить к 9 утра (а это все равно не получалось) и постепенно привела свой график в норму. Для меня норма – это засыпать около четырех утра, а встаю я в районе 12:00-13:00. В таком графике чувствую себя отлично, высыпаюсь и главное – завтракаю по утрам. Это может показаться удивительным, но раннее пробуждение напрочь отбивало во мне чувство голода. Сейчас я понимаю, что это обусловлено работой циркадных ритмов, поэтому большую часть жизни я просто была не в состоянии завтракать. Но стоило прислушаться к своему организму, как ситуация изменилась к лучшему.

Чтобы не пропустить ни одной увлекательной статьи о последних достижения из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там можно найти статьи, которые не публикуют на сайте!

Подводя итог хочу сказать, что ситуации в жизни бывают разные и далеко не всегда можно так просто взять и поменять работу, учебу и так далее. Однако важно понимать, что когда мы молоды, тело способно выдержать многое, но ресурсы не бесконечны. Это похоже на расход топлива: мы расходуем слишком много энергии чтобы подстроить режим к общепринятому ритму жизни, но это обязательно приведет к проблемам с работой циркадных ритмов в будущем. Так что давайте будем внимательнее друг к другу и в первую очередь к самим себе. Будьте здоровы.

Ночные обострения астмы связали с циркадными ритмами

The Simpsons / Fox, 1996–1997

Американские ученые показали, что внутренние биологические часы человека влияют на течение астмы (в частности на ухудшение состояния по ночам) независимо от сна и каких-либо других факторов. Результаты исследования опубликованы в

Proceedings of the National Academy of Sciences.

Состояние пациентов с астмой ухудшается в ночное время и это известно уже несколько веков. Об этом, к примеру, по собственному опыту писал в 1698 году английский врач Джон Флойер (John Floyer), помимо прочего известный тем, что внедрил в клиническую практику измерение пульса. Также достоверно показано, что усугублять течение астмы могут многие физиологические и экзогенные факторы, такие как сон и бодрствование, обстановка во время сна, физические нагрузки, положение тела, температура воздуха, его загрязнение (в том числе аллергенами) и другие. Однако до сих пор оставалось неясным, только ли они отвечают за ночные приступы заболевания, или свой вклад вносят внутренние биологические часы, обеспечивающие циркадианные (суточные) циклы работы организма и работающие в примерно 24-часовом режиме независимо от распорядка дня.

Чтобы разобраться в этом вопросе, сотрудники нескольких научных центров США под руководством Стивена Ши (Steven Shea) из Орегонского университета здравоохранения и науки пригласили для участия в исследовании 17 пациентов с астмой, не использующих глюкокортикоиды (чтобы регулярный прием этих препаратов не искажал суточную динамику легочной функции), и 10 здоровых добровольцев.

После 22 дней обследования в амбулаторных условиях участники прошли два стандартных протокола изучения циркадных ритмов в лаборатории. Согласно протоколу постоянного распорядка (constant routine, CR) для оценки воздействия биологических часов в отсутствие сна добровольцы в течение 38 часов бодрствовали в полулежачем положении при тусклом освещении, получая питание каждые два часа небольшими равнокалорийными порциями. 196-часовой протокол принудительной десинхронии (forced desynchrony, FD) состоял из семи идентичных по распорядку и равномерно освещенных 28-часовых искусственных суток, что позволило изучить сон и бодрствование в каждую фазу циркадного ритма. Первый протокол завершили 11, второй — 13, оба — 10 пациентов с астмой; 10, 5 и 5 членов контрольной группы соответственно.

И в амбулаторных, и в лабораторных условиях у добровольцев регулярно оценивали тяжесть симптомов астмы, измеряли сопротивление дыхательных путей (Raw) и объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1, основной показатель функции легких).

Схемы амбулаторного обследования, протоколов CR и FD. Черным цветом обозначены периоды сна, оранжевым — время оценки дыхательных функций

Frank A. J. L. Scheer et al. / PNAS, 2021

Выяснилось, что независимо от фактического цикла сна-бодрствования и при неизменных прочих факторах динамика дыхательных функций при астме четко соответствует циркадным ритмам с наихудшими показателями в районе 4:00 по биологическим часам.

Связь Raw и ОФВ1 с циркадианным циклом и искусственными «сутками»

Frank A. J. L. Scheer et al. / PNAS, 2021

Также исследователи обнаружили, что с циркадными ритмами связана и частота вынужденного использования ингаляционных бронхорасширяющих препаратов (β2-адреностимуляторов) для быстрого облегчения симптомов. Влияние физиологических и экзогенных факторов в экспериментах независимо суммировалось с эффектами биологических часов, то есть все они вносят вклад в ночное ухудшение состояния астматиков.

Связь потребности в бронхорасширяющем ингаляторе с циркадианным циклом и искусственными «сутками»

Frank A. J. L. Scheer et al. / PNAS, 2021

Как пишут авторы работы со ссылкой на имеющиеся публикации, циркадные ритмы могут реализовывать свое действие при астме через автономную нервную систему, гуморальные факторы (эпинефрин, гистамин, глюкокортикоиды и мелатонин), а также собственные биологические осцилляторы клеток иммунной системы и дыхательных путей.

По мнению исследователей, полученные результаты могут помочь в разработке персонализированной терапии астмы.

Нарушения регуляции биологических часов и несоответствие распорядка дня циркадному ритму могут приводить к расстройствам сна и поведения, различным метаболическим и воспалительным заболеваниям. Назначение лекарств с учетом личных биологических часов пациента (хронотерапия) может существенно повысить эффективность и безопасность лечения.

Подробно о физиологических механизмах регуляции циркадных ритмов рассказывает материал «Ход часов лишь однозвучный».

Олег Лищук

Завтракать у окна в одно и то же время: как использовать циркадные ритмы для большей продуктивности

В 2017 году за исследования циркадных ритмов группа американских ученых получила Нобелевскую премию в области физиологии и медицины. Оказалось, что пробуждение и сон могут зависеть от внутренних «часиков», а голод — от такого внешнего фактора, как освещенность. T&P публикуют отрывок из книги доктора Сатчина Панды о том, что нужно организму, чтобы мы были довольны своей работой, как правильно обедать и почему стакан воды взбодрит лучше, чем шоколадка.

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.

Хотите жить в согласии со своим организмом и не чувствовать себя совой в мире жаворонков? Рассказываем, как это сделать, на практическом курсе по биохакингу.

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. […]

Хотите жить в согласии со своим организмом и не чувствовать себя совой в мире жаворонков? Рассказываем, как это сделать, на практическом курсе по биохакингу.

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. […]

Хотите жить в согласии со своим организмом и не чувствовать себя совой в мире жаворонков? Рассказываем, как это сделать, на практическом курсе по биохакингу.

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.

Где можно учиться по теме #биохакинг

Предрасположенность к раннему подъему заложена в наших генах

Предрасположенность к раннему подъему заложена в генах, а «совы», вероятно, больше, чем «жаворонки», склонны к ожирению и депрессии — об этом рассказывает отдел науки «Газеты.Ru».

Циркадные ритмы или «биологические часы» организма — это циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Именно циркадные ритмы определяют, кем является человек — «жаворонком» (любителем рано ложиться и рано вставать) или «совой» (поклонником бодрствовать по вечерам и ночам). Впрочем, сейчас некоторые ученые считают, что существует промежуточный тип людей — «голуби»: они встают немного позже, чем «жаворонки», и засыпают раньше, чем «совы».

Ранее уже были известны некоторые гены, отвечающие за регулирование циркадных ритмов человека. Однако оставалось неясным, связаны они с тем, что человек является «жаворонком» или «совой», или нет. Сейчас американские ученые выяснили, что гены, отвечающие за предрасположенность к тому, чтобы рано просыпаться, находятся рядом с генами, отвечающими за циркадные ритмы, и связаны с ними. С текстом исследования можно ознакомиться в престижном журнале Nature Communications.

В ходе исследования ученые предложили поучаствовать в интернет-опросе 135 447 людям. Им нужно было указать, кем они являются, «жаворонками» или «совами».

Участники, которые не смогли определить, к какому типу они относятся, были отстранены от эксперимента.

Затем ученые провели полногеномный поиск ассоциаций утренней активности у оставшихся 89 283 человек, которые указали, кто они, «жаворонки» или «совы». Полногеномный поиск ассоциаций — это направление исследований, связанных с нахождением ассоциаций между геномными вариантами и внешними и внутренними признаками организма.

Авторы исследования идентифицировали определенные генетические вариации, связанные с предпочтением здоровых испытуемых рано вставать, и продемонстрировали, что некоторые из определенных генетических вариаций находятся рядом с генами, отвечающими за регулирование циркадного ритма, а также с генами, контролирующими светочувствительность. Гены, контролирующие светочувствительность, отвечают, в свою очередь, за то, насколько человек предрасположен к раннему подъему и раннему отходу ко сну.

«Пол в значительной мере влияет на утреннюю активность — она преобладает у 39,7% мужчин и у 48,4% женщин, — говорят авторы исследования.

— Утренняя активность также зависит от возраста: ее предпочитают 63,1% тех, кому за 60, и только 24,2% тех, кому меньше 30. Увеличение утренней активности с возрастом подтверждалось и в предыдущих исследованиях».

Кстати, около 56% из 89 284 участников эксперимента объявили себя «совами».

В ходе эксперимента выяснилось, что люди, страдающие от расстройства сна и имеющие повышенный индекс массы тела, чаще говорили о себе как о полуночниках и сталкивались с проблемой утренней сонливости и депрессии. Однако ученые не нашли прямой взаимосвязи между этими факторами. «Мы изучили существенные взаимосвязи между утренней сонливостью и индексом массы тела, а также депрессией у наших участников исследования, но не обнаружили доказательств причинно-следственной связи в ходе нашего анализа», — пишут исследователи.

Кстати, ученые напомнили, что ранее было выяснено: «жаворонки» намного реже страдают от бессонницы, чем «совы».

Авторы исследования указывают, что утренняя сонливость зависит от работы супрахиазматического ядра в гипоталамусе — главного генератора циркадных ритмов у млекопитающих. При старении организма функции «управляющего биологическими часами» ухудшаются, что приводит к нарушениям сна и проблемам со здоровьем.

В тексте статьи ученые указывают, что о существовании «сов» и «жаворонков» предполагал еще Натаниэл Клейтман — американский нейрофизиолог, родившийся в Кишиневе в конце XIX века и считающийся «отцом исследования сна».

Кстати, именно Клейтман в 1953 году впервые описал фазу быстрого сна и связал ее со сновидениями.

Авторы работы считают, что определение генетических вариаций «жаворонков» и «сов» поспособствует дальнейшему исследованию циркадных ритмов, расстройств сна и других заболеваний.

Что такое циркадные ритмы, как наладить режим дня

Что такое циркадные ритмы. Фото: Pixabay

Не новость, что период активности у человека сменяется периодом отдыха. Но эти периоды не сменяют друг друга у всех в одно и то же время. Люди засыпают и просыпаются по-разному.

Людей делят на «сов», «жаворонков», а иногда и «голубей», и все они пытались переучить друг друга жить по комфортному для них распорядку. Тех, кто не перестроился, обвиняли в отсутствии силы воли. Споры длились аж до 2017 года, когда американские генетики Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Ян получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины. Они сделали открытие про «клеточные часы» – молекулярные механизмы, которые регулируют циркадные ритмы человеческого организма. Простыми словами, ученые объяснили, как устроены суточные ритмы и как они влияют на человека (а не человек на них).

Разбирались почему кто-то утром любит мир, а кто-то всех ненавидит до полудня, почему кто-то утром завтракает, а кому-то кусок в горло не лезет, и при чем здесь наука.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Циркадные ритмы человека: как это работает

«Циркадные ритмы» переводятся с латинских слов как «в течение дня». Эти ритмы чаще называют биологическими часами, которые регулируют чередование сна и бодрствования, пищевое поведение, концентрацию гормонов и давления. Биологические часы регулируются внешними факторами, в т.ч. солнечным светом. К слову, циркадные ритмы есть практически у всех живых организмов на планете и регулируются они не силой воли, а гормонами, генами и белками.

Практически каждая клетка в организме человека обладает молекулярными «часами». Они запускают регулирование физиологических процессов человека на протяжении 24-часов.

Британский нейробиолог Рассел Фостер объясняет, что часовые гены отвечают за вырабатывание белков и их контакт создает связь, которая создает колебания часовых белков. Далее они подают сигнал о времени суток клеткам и дают им понять, как себя нужно вести в конкретное время. Так работают биологические часы.

Пример: рано утром мозг сигнализирует клеткам, что нужно повысить температуру тела, которая в 6 часов утра наиболее низкая. Еще нужно дать в кровь гормон кортизол. Да-да, это тот самый гормон стресса, но утром он нужен для энергии после пробуждения. В течение дня его уровень снижается, если конечно нет раздражающих факторов. Вместе с этим, с утра снижается выработка мелатонина – гормона сна. Когда на улице темнеет – уровень мелатонина начинает повышаться для качественного сна ночью.

То есть каждые 24 часа определенные белки по-разному для каждого времени суток взаимодействуют друг с другом.

Нарушение циркадных ритмов и депрессия

И объяснимо и факт, что нарушение любых процессов в организме приводят к проблемам. Нарушение циркадных ритмов – не исключение.

Когда нарушаются циркадные ритмы, то смещаются эндогенные ритмы «сон–бодрствование» и внешние циклы «свет-темнота». Эта десинхронизация может вызывать сонливость, тошноту, раздражительность, сердечно-сосудистые нарушения, нарушения питания и даже депрессию.

Причины нарушения циркадных ритмов:

  • синдром отсроченного наступления фаз сна;
  • синдром фазового опережения сна;
  • смена часовых поясов;
  • вахтовая работа;
  • болезнь Альцгеймера, или Паркинсона;
  • травмы головы.

Чтобы избежать нарушения циркадных ритмов, в случае со сменой часовых поясов рекомендуется постепенно смещать цикл «сон–бодрствование» к тому графику, по которому человек будет жить в другом поясе. После приезда в новый часовой пояс нужно максимально находиться на дневном свете в часы бодрствования, и организовать себе темноту перед сном. К слову, в аптеках уже можно купить препараты мелатонина для путешественников.

При вахтовой работе нужно обеспечить яркий свет во время работы, и темное и тихое помещение на период сна.

При восстановлении циркадных ритмов из-за синдромов, травм или болезней – необходимо проконсультироваться со специалистом.

А не придумали ли это, чтобы режим свой не перестраивать?

Профессор Института биологических исследований Солка в Сан-Диего Сатчин Панда в своей книге «Циркадный код. Как настроить свои биологические часы на здоровую жизнь» описал интересное исследование. В 1950-е годы группа ученых отправила добровольца в пещеру с запасом еды, свечей и всего самого необходимого. Еще ему дали телефон, по которому он звонил каждый раз, когда ему хотелось спать. Ученые фиксировали время его звонков и за несколько недель определили, что цикл его сна был как часовой механизм, с небольшим смещением – его внутренние сутки длились 24 часа 15 минут. То есть даже при отсутствии дневного света, человек спал и бодрствовал в наиболее комфортный для его организма период.

Доктор Пол Келли из Оксфордского университета сообщил, что с возрастом циркадные ритмы меняются. Это объясняется изменениями организма. Бабушки и дедушки просыпаются рано не из вредности, а потому что с возрастом снижается выработка мелатонина.

По мнению доктора, в разные возрасты есть лучшее время для сна, работы и ужина. Например, в 20 лет лучше всего просыпаться в 9:30 утра, в 30 лет – в 8:00, в 40 лет – в 7:30, в 50 лет – 7:00, после 60 лет – 6:30.

Эффективность работы и активные часы также регулируются циркадными ритмами. Наиболее эффективные рабочие часы – через 2,5-3 часа после пробуждения.

Важно: не всем комфортно вставать в описанное выше время, потому что циркадные ритмы индивидуальны, и нельзя так просто взять и стать «жаворонком», или «совой». Как в случае с исследованием, у человека сутки по «внутренним» часам не всегда длятся ровно 24 часа.

Циркадные ритмы: как быть эффективным на работе

Да, продуктивные часы для работы – через 2,5-3 часа после пробуждения, но кто-то пробудился и готов работать уже в шесть утра, а кто-то наиболее эффективный после полудня.

Для того, чтобы организовать работу, нужно понимать свои лучшие рабочие часы, если вы сотрудник, и дать возможность выбирать время начала рабочего дня, если вы – менеджер. Многие компании предлагают стандартный восьмичасовой рабочий день, но начать его можно в промежуток с 8:00 до 12:00.

Когда человек работает в удобные для себя часы – он работает эффективно, когда наоборот – он работает напряженно и истощается сильнее.

Для максимальной продуктивности нужно соблюдать комфортный для себя режим сна. Например, при недостатке сна способность к обучению падает на 40%. По словам доктора Мэтью Волкера из университета Калифорнии, сон подгатавливает мозг для получения новой информации. Еще одно исследование доказало, что за 24 часа недостаток сна приводит к выработке в организме излишков кортизола – это очень негативно влияет на память и внимание.

Важно понимать, что у каждого человека свой комфортный график, и если его нарушить и жить по чужому – о максимальной эффективности не будет идти и речи.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter

Биологические ритмы, или Режим дня в гармонии с телом и Вселенной

В какое время суток спать, есть, работать и отдыхать, чтобы оставаться здоровым. Часть 3-я

Изучая человеческий организм, люди издавна заметили, что его состояние меняется в зависимости от времени суток, времен года и других природных и вселенских ритмов (солнечных, лунных, звездных и пр.). Эти наблюдения нашли отражение в восточной медицине, где даются рекомендации по созданию идеального режима дня.

Александр Иванов

В наши дни влияние ритмов на организм человека изучает специальная наука — хронобиология (или биоритмология), и официальная медицина сегодня во многом солидарна с древним знанием. В этой статье я расскажу о том, каким должен быть распорядок дня человека с точки зрения традиционной медицины.

Традиционная китайская медицина строится на учении о меридианах — энергетических каналах тела. Каждый меридиан отвечает за работу определенных органов и систем. Ученые установили, что активность некоторых меридианов приходится на определенные часы в течение дня. В связи с этим можно составить нечто вроде гороскопа на день — в какое время в течение суток лучше всего заниматься спортом, принимать пищу, отдыхать, заниматься лечением (см. рис.). В повседневной жизни необходимо учитывать суточную активность меридианов для того, чтобы оставаться здоровым. Эта система называется «Шичэнь» (ее основные постулаты изложены в трактате «Хуанди нэйцзин»), и она показывает свою эффективность на протяжении многих веков. В своей работе с пациентами мы уже много лет применяем это проверенное веками знание.

Итак, для того чтобы оставаться здоровым, необходимо отрегулировать три циркадных ритма:

  • «Сон — бодрствование»;
  • «Ритм питания»;
  • «Работа — отдых».

Нажмите, чтобы увеличить

СОН И БОДРСТВОВАНИЕ

С точки зрения активности меридианов, лучший сон начинается в период с 22:00 часов, и до 24:00 человек должен уснуть. Именно в этот период происходит переход организма в режим сна: активизируется парасимпатическая нервная система, замедляются все процессы метаболизма, дыхание и пульс.

Кроме того, ранний отход ко сну хорош тем, что в это время каждый час сна соответствует двум часам отдыха, таким образом вы как бы удлиняете сон.

В медицине понятие нормы относительно: тот же Наполеон спал пять часов и имел прекрасную работоспособность. Однако для среднестатистического человека необходимо не менее 7 — 8 часов сна, чтобы отдохнуть. Но если человек засыпает позднее 24:00, нарушается его суточный биологический ритм.

Чем же чревато недосыпание? Сон чередуется фазами быстрого и медленного сна, и за это время должно смениться несколько фаз. Если человек спит меньше 7 — 8 часов, то, как правило, чередование нарушается, и человек просыпается в фазу медленного сна — тогда он чувствует себя невыспавшимся, усталым и разбитым. Если человек спит положенные 7 — 8 часов, он просыпается в большинстве случаев в фазу быстрого сна и ощущает себя отдохнувшим и бодрым.

Также существует научно доказанный факт, что во время сна в организме вырабатывается гормон лептин, который регулирует жировой обмен. Поэтому пренебрежение сном — это один из факторов риска избыточного веса.

Кроме того, если вы привыкли засыпать после полуночи, вы лишаете свою печень (ее максимальная активность — с 23:00) возможности качественно проводить детоксикацию, что ведет к накоплению токсинов в организме. Ведь именно в ночное время организм занимается переработкой шлаков и регенерацией.

Кто-то может возразить, что есть разные типы людей — совы и жаворонки. Но истинных сов очень мало, это исключение из правил. Большинство так называемых сов живут с нарушенным режимом дня, привыкнув ложиться и вставать поздно. Ведь в природе все дневные млекопитающие с заходом солнца ложатся спать, а с восходом — встают, и наши предки так жили веками до изобретения электричества. Появление искусственного света сбило наши биоритмы, и это не всегда положительно влияет на наше здоровье.

РИТМ ПИТАНИЯ

Согласно учению «Шичэнь», для завтрака лучше подойдет время активности меридиана желудка с 7:00 до 9:00. В это время хорошо усваивается белок, поэтому на завтрак хорошо использовать белковые продукты — творог, йогурт, яйца.

Второй завтрак целесообразно провести в период с 9:00 до 11:00, когда активен меридиан поджелудочной железы. В это время сок поджелудочной железы хорошо выделяется и переваривает углеводную пищу. Можно перекусить безглютеновой кашей.

В период с 13:00 до 15:00 активен меридиан тонкого кишечника, происходит активный приток энергии к желудку, усиливается переваривание, поэтому в этот период лучше всего устроить обед. Заметим, что эти рекомендации китайской медицины не противоречат рекомендациям западных диетологов — традиционно именно в полуденное время принято обедать практически во всех странах мира.

Перекус можно сделать в районе 16:00 — 17:00 — в период активности мочевого пузыря. В это время рекомендуется выпить травяной чай, приготовить фруктово-ягодный или овощной сок (смузи).

Ужин можно провести в 19:00, поскольку в это время активизируется меридиан перикарда. В качестве ужина лучше всего выбрать растительный или животный белок в сочетании с некрахмалистыми овощами и зеленью. Ужин должен быть легкий (небольшая порция 200 — 300 г), пища должна быть нежирной, нетяжелой, неострой. Это могут быть овощи в любом виде, к ним добавьте кусок рыбы, запеченный на пару или в духовке. Хорошо подойдут и морепродукты. Кстати, западные диетологи тоже рекомендуют ужинать за два часа до сна, но не позднее 19:00.

Согласно подсчетам физиологов, воды в день нужно выпивать в расчете 30 мл на 1 кг массы тела. Основную долю жидкости лучше выпивать до 7 вечера, чтобы утром не было отечности. После 7 вечера допускается выпить два-три стакана воды, но не более половины литра.

Всем известно, что нельзя переедать на ночь. В ночное время снижается активность пищеварительных ферментов, и усвоение пищи идет гораздо хуже, чем в дневное время. Допускается легкий ужин перед сном — стакан кисломолочного напитка или овощной салат.

Китайцы большую роль в поддержании здоровья отводят толстому кишечнику, так как он является основным загрязнителем тела. Активность меридиана этого органа приходится на утреннее время — с 5:00 до 7:00. Именно в это время должно произойти опорожнение кишечника и выведение шлаков. Рекомендуется после пробуждения сразу же выпить стакан теплой воды, что поможет очистить желудок от скопившейся за ночь слизи и простимулирует стул. И здесь опять же очень важно, чтобы человек заснул не позднее полуночи, чтобы не пропустить период максимальной активности толстого кишечника. Поэтому нужно засыпать примерно в 22:00 с расчетом, что вы проснетесь в 5:00, с восходом солнца. Тогда у вас будет нормальный стул, естественное и своевременное желание позавтракать и хорошая работоспособность.

РАБОТА И ОТДЫХ

По канонам «Шичэнь», первый «золотой период» для работы и учебы длится с 9:00 до 11:00 часов, это время активности меридиана селезенки. «Золотой период» характеризуется максимальной работоспособностью, концентрацией внимания, высокой производительностью труда. Но все выгоды этого периода мы сможем ощутить только в том случае, если живем в согласии с биологическими ритмами, то есть если мы хорошо поспали, не переели перед сном, у нас был своевременный стул и полноценный завтрак. Заметим, что эти рекомендации «Шичэнь» не противоречат и западному образу жизни — именно в утренние часы начинается работа многих учреждений, занятия в школах.

В период максимальной активности меридиана сердца, то есть с 12:00 до 13:00, по образному выражению китайских врачей, нужно уменьшить «огонь сердца» кратковременным дневным сном. Это время как раз приходится на послеобеденное состояние. Однако дневной сон должен быть не более 10 — 15 минут, иначе эффект будет противоположный — может появиться головная боль.

Второй «золотой период» для работы и учебы приходится на активность меридиана мочевого пузыря с 15:00 до 17:00. В это время надо пить много воды.

Третий «золотой период» — с 19:00 до 21:00 — это период активности меридиана перикарда. В это время вы ограничиваете прием жидкости и еды.

Перед сном не рекомендуется смотреть телевизор и даже читать книги. Можно дать себе легкую физическую нагрузку в виде ходьбы или плавания. Полезно также прогуляться на свежем воздухе, чтобы ощутить легкую физическую усталость. Тогда человек легче засыпает, его нервная система не возбуждена, у него нет дурных мыслей в голове. Это способствует хорошему отдыху.

Живите в согласии со своими биологическими ритмами и будьте здоровы!

Александр Иванов

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

Сейчас самое время сделать все

Знаете ли вы, что в вашем организме есть встроенные биологические часы? Эти часы сигнализируют вашему телу, когда пора выполнять повседневные нужды, от сна до еды.

Изучение того, что такое биологические часы и как они работают относительно цикла сна-бодрствования, может помочь вам определить идеальное время бодрствования и сна, чтобы вы могли получить количество сна, необходимое вашему организму для получения большей энергии в течение дня. Более того, понимание того, как колеблется ваш ежедневный уровень энергии, может помочь вам структурировать свой день так, чтобы максимизировать все, что для вас важно — продуктивность и хорошее самочувствие, будучи двумя главными в списке всех.

Что такое биологические часы?

У всех живых организмов, от плодовых мух до косаток, есть биологические часы, которые регулируют их биологические ритмы — или повторяющиеся биологические процессы. Ваш циркадный ритм, который говорит вашему телу, когда нужно быть активным и неактивным в течение примерно 24-часового цикла, является одним из этих биологических ритмов.

Хотя вы, вероятно, слышали разговоры о своих биологических часах, на самом деле это не одни внутренние часы. Существует целая сеть периферийных часов, распределенных по системам и клеткам ваших органов.В определенное время дня и ночи и в соответствии с внутренними и внешними сигналами эти часы запускают предсказуемые биологические процессы, такие как выработка гормонов, регулирование температуры, артериальное давление и самый известный из всех — цикл сна-бодрствования (подробнее об этом позже).

Однако у всех нас есть главные биологические часы (или кардиостимулятор циркадных часов). Это также известно как супрахиазматическое ядро ​​(SCN) — группа нейронов, расположенных в части мозга, называемой гипоталамусом.

SCN примерно настроен на 24-часовой световой цикл, в котором свет (самый важный циркадный сигнал для человека) побуждает основные часы предупреждать остальные биологические часы вашего тела. Эти внутренние часы, работающие в команде, показывают лучшее время для пробуждения, сна, еды, упражнений и т. Д., Создавая сложный, но предсказуемый образец вашей повседневной жизни.

Как ваши биологические часы влияют на ваш цикл сна и бодрствования

Теперь, когда у вас есть хорошее представление о том, что такое биологические часы и как внутренняя сеть часов регулирует ваши биологические ритмы, чтобы влиять на вашу повседневную деятельность, давайте сосредоточимся на цикл сна-бодрствования.

Ваш цикл сна и бодрствования регулируется двумя законами сна: гомеостазом сна и циркадным ритмом. Эти два закона действуют независимо, но также взаимодействуют друг с другом, чтобы определить, когда вы ложитесь спать и просыпаетесь, а также ваши ежедневные колебания энергии.

Чтобы понять гомеостаз сна, нам сначала нужно посмотреть, как уровень аденозина в вашем организме изменяется относительно цикла сна-бодрствования. Во время бодрствования аденозин (соединение, вызывающее сонливость) накапливается в вашем мозгу, что приводит к повышению давления во сне.Следовательно, вы засыпаете ночью, и ваше тело очищает накопившийся аденозин во время сна, сбрасывая гомеостат сна на ноль на следующее утро.

Прослушивание ваших биологических часов, чтобы ложиться спать и просыпаться в идеальное для вас время, поможет поддерживать баланс гомеостата сна. У вас больше шансов удовлетворить свою потребность во сне (генетически определенное количество сна, необходимое вашему организму) и сохранить низкий уровень недосыпания (количество сна, которое вы задолжали своему телу за последние 14 дней, и число, которое лучше всего предсказывает, как вы чувствовать и функционировать каждый день).

Между тем ваши главные биологические часы регулируют ваш циркадный цикл с помощью различных генов часов. Тем не менее, на циркадный ритм также влияют внешние факторы, из которых наиболее важным является воздействие света. И естественный, и искусственный свет могут поддерживать или нарушать ваши циркадные циклы — последний провоцирует циркадное несоответствие, которое часто проявляется в таких ситуациях, как:

  • Социальная задержка перелета (несоответствие между вашими социальными и биологическими часами)
  • Разница во времени во время перелета в новом часовой пояс
  • Посменная работа

Неработающие биологические часы вызывают не только низкий уровень энергии и нарушения сна.Циркадное смещение также может со временем вызвать серьезные последствия для здоровья, такие как сердечные заболевания, диабет и ожирение. Это даже связано с проблемами психического здоровья, такими как биполярное расстройство.

Таким образом, работа с вашими биологическими часами, чтобы поддерживать ваш циркадный ритм на правильном пути, жизненно важна для выравнивания циркадных ритмов, основы для повышения уровня энергии и общего благополучия.

Работа с вашими естественными колебаниями энергии

Если вам интересно, как использовать цикл сна и бодрствования, чтобы чувствовать себя и функционировать наилучшим образом, RISE может вам помочь.

Во-первых, приложение создано специально для того, чтобы подсказать вам идеальное время для сна и бодрствования, чтобы обеспечить удовлетворение потребности во сне и минимизировать недосыпание. Во-вторых, он показывает вам, как структурировать свой день в соответствии с пиками вашей энергии (временем, когда вы настроены быть бдительными и продуктивными) и спадами (временем, когда вы склонны отдыхать и заправляться). Точное время этих пиков и спадов можно найти в «Графике энергопотребления» в приложении.

Хотя это время может варьироваться от человека к человеку, общая картина в основном одинакова.Вот колебания энергии, которые вы можете ожидать каждый день, и то, как вы можете использовать их в своих интересах.

Пробуждение

После пробуждения (RISE называет это вашей «Зоной пробуждения» в приложении) аденозин — химическое вещество, вызывающее сонливость, которое накапливается во время бодрствования и постепенно выводится во время сна — все еще присутствует в незначительных количествах. заставляя вас чувствовать себя вялым.

П.С. Вялость при пробуждении — совершенно нормальное явление, даже если прошлой ночью вы выполнили свою потребность во сне.Фактически, ученые называют эту естественную фазу цикла сна и бодрствования инерцией сна.

Утреннее усиление

По мере того, как вы медленно выходите из состояния инерции утреннего сна (которое может длиться до 90 минут), световое воздействие побуждает SCN подавать тревожные сигналы циркадного ритма в постоянно увеличивающихся количествах и нейтрализовать сонливость. Кортизол, норадреналин и серотонин также наводняют ваше тело, способствуя бодрствованию и бдительности. Этот мощный коктейль из химикатов и гормонов изгоняет остатки утренней инерции из вашего организма, помогая вам почувствовать себя более энергичным.

П.С. Это лучшее время, чтобы выпить чашку джо и сократить свою зону вялости.

Утренний пик

Пиковые уровни тревожных сигналов циркадного ритма в сочетании с резким скачком кортизола, норадреналина и серотонина приводят к тому, что RISE называет вашим «утренним пиком», то есть вашим первым энергетическим пиком за день. Приложение сообщает вам точное время, чтобы запланировать задачи A-игры для максимальной производительности. Имейте в виду, что в то же время аденозин начнет возвращаться в вашу систему, и давление сна медленно нарастает.

П.С. Недостаток сна неизбежно снизит ваши пики энергии и усугубит ваши провалы.

Послеобеденное погружение

С раннего до позднего вечера в тревожных сигналах вашего тела возникает временное затишье. Это позволяет нарастающему инстинкту сна временно подавить вашу циркадную систему. Вы можете чувствовать себя вялым и / или сонным, когда испытываете то, что известно как «послеобеденное погружение» в приложении RISE.

Вопреки распространенному мнению, ваш энергетический спад не является прямым результатом вашего обеда (хотя еда, полная обработанных углеводов, может усугубить последствия послеобеденного спада).Это не обязательно должно быть непродуктивным — исследования показывают, что спад энергии может быть продуктивным выходом для решения задач, основанных на творчестве. В качестве альтернативы, совместите пассивные задачи, такие как административная работа и домашние дела, чтобы получить максимальную отдачу от погружения.

П.С. Это лучшее время, чтобы вздремнуть и наверстать упущенное, не отрываясь от сна этой ночью.

Evening Peak

Ваши циркадные тревожные сигналы снова начинают восстанавливаться, чтобы попытаться бороться с постоянно растущим давлением сна, которое сейчас находится на рекордно высоком уровне.Это приводит к вашему второму энергетическому пику за день — RISE называет его вашим «Вечерним пиком». Воспользуйтесь этим, чтобы завершить день на продуктивной ноте.

П.С. Научные данные показывают повышение эффективности легких на 17,6% ближе к вечеру (например, с 16 до 17 часов). Это, в сочетании с пиком температуры вашего тела, говорит о том, что упражнения в этот промежуток времени могут дать вам лучший личный рекорд.

Вечерний отдых

С наступлением темноты ваши сигналы, предупреждающие о циркадных ритмах, начинают затихать на ночь.Ваш сон снова находится на водительском сиденье благодаря накоплению аденозина. Пришло время расслабиться, расслабить разум и тело и приготовиться ко сну.

П.С. Воспользуйтесь привычкой «Вечерний распорядок» в приложении RISE, чтобы настроить идеальный вечерний отдых как часть распорядка перед сном.

Окно мелатонина и время отхода ко сну Приложение RISE показывает ваше окно мелатонина, чтобы вы знали, какое идеальное время для отхода ко сну.

За 2–3 часа до биологического отхода ко сну главные часы переключают передачи и приказывают шишковидной железе в вашем мозгу начать производство мелатонина (гормона, способствующего засыпанию).Ученые называют этот биологический процесс началом тусклого света мелатонина (DLMO), который знаменует начало вашего «окна мелатонина» в приложении RISE. Обратите внимание, что ваше окно мелатонина меняется ежедневно в зависимости от вашего недавнего времени сна и других необычных алгоритмов RISE.

Ложитесь спать в течение этого промежутка времени, чтобы воспользоваться пиковым уровнем мелатонина в вашем организме. У вас гораздо меньше шансов не ложиться спать, считая овец, и вместо этого вы более склонны быстро засыпать и спать всю ночь.Согласование целевого времени сна с вашим окном мелатонина дает вам наилучшие шансы удовлетворить потребность во сне, чтобы снизить недосыпание.

П.С. Добавьте привычку «Окно мелатонина» в свой «Энергетический график» в приложении, чтобы получать информацию о том, когда вам нужно сбиваться с пути каждую ночь.

Уловка в том, чтобы работать с вашими биологическими часами

Работать на полном топливном баке — это не значит употреблять энергетические батончики или пить кофе в течение всего дня. Вместо этого речь идет о работе с вашими биологическими часами и циркадным ритмом, чтобы выспаться вам нужно и делать то, что вам нужно делать в нужное время.

Реальность такова, что ваше тело уже рассчитано на оптимальный график для здорового сна и повышения энергии; вам просто нужно прислушаться к своим внутренним часам. Конечно, такой инструмент, как RISE, позволяет гораздо легче узнать, когда будут пики и спады вашей энергии, с точностью до минуты. Используйте приложение RISE, чтобы чувствовать себя и работать с максимальной эффективностью каждый день.

Идеальный график работы, определяемый циркадными ритмами

У людей есть четко определенные внутренние часы, которые формируют наши энергетические уровни в течение дня: наш циркадный процесс, который часто называют циркадным ритмом, потому что он имеет тенденцию быть очень регулярным.Если у вас когда-либо была смена часовых поясов, то вы знаете, насколько устойчивыми могут быть циркадные ритмы. Эти естественные — и жесткие — приливы и отливы в нашей способности чувствовать бдительность или сонливость имеют важные последствия для вас и ваших сотрудников.

Хотя менеджеры ожидают, что их сотрудники будут в наилучшей форме в любое время рабочего дня, это нереалистичные ожидания. Сотрудники могут хотеть, чтобы всегда был в их силах, но их естественные циркадные ритмы не всегда соответствуют этому желанию. В среднем после начала рабочего дня сотрудникам требуется несколько часов, чтобы достичь пикового уровня бдительности и энергии, и этот пик длится недолго.Вскоре после обеда эти уровни начинают снижаться, достигая минимума около 15:00. Мы часто виним в этом обед, но на самом деле это естественная часть циркадного процесса. После падения в 15:00 бдительность снова имеет тенденцию к увеличению, пока не достигнет второго пика примерно в 18:00. После этого бдительность имеет тенденцию к снижению до конца вечера и в течение первых утренних часов, пока не достигнет самой низкой точки примерно в 3:30 утра. После достижения этого рекордно низкого уровня бдительность имеет тенденцию увеличиваться до конца утра, пока не достигнет первого пика вскоре после полудня следующего дня.Очень большое количество исследований подчеркивает эту закономерность, хотя, конечно, существует индивидуальная изменчивость этого паттерна, о которой я вскоре расскажу.

Менеджеры, которые хотят максимизировать производительность своих сотрудников, должны учитывать этот циркадный ритм при определении заданий, сроков и ожиданий. Это требует реалистичного взгляда на регулирование энергии человека и осознания того факта, что один и тот же сотрудник будет более эффективным в одно время дня, чем другой. Точно так же сотрудники должны учитывать свои собственные циркадные ритмы при планировании своего рабочего дня.Наиболее важные задачи следует выполнять, когда люди находятся на пике бдительности или около него (примерно в течение часа после полудня и 18:00). Наименее важные задачи следует планировать на время, когда бдительность ниже (очень рано утром, около 15:00 и поздно вечером).

Дремота также может быть хорошим способом регулирования энергии, обеспечивая кратковременное восстановление, которое может повысить бдительность. Большое количество доказательств связывает дневной сон с повышением производительности задач. Однако даже усталым и недосыпающим сотрудникам может быть трудно вздремнуть, если они работают вопреки своим циркадным ритмам.К счастью, есть хорошая дополнительная посадка; дневной сон лучше всего запланировать на нижнюю точку бодрствования в циркадном ритме. Таким образом, умные менеджеры и сотрудники будут планировать дневной сон около 3 часов дня, когда они в любом случае менее полезны для важных задач, так что они будут еще более внимательными позже во время естественных пиков своего циркадного ритма.

Дополнительная литература

К сожалению, мы часто ошибаемся. Многие сотрудники переполнены письмами и ответами на электронные письма в течение всего утра, что заставляет их работать до обеда.Они возвращаются с обеда, уже израсходовав большую часть своего первого пика бдительности, а затем приступают к важным задачам, требующим глубокой когнитивной обработки, как раз в тот момент, когда они начинают двигаться к падению бдительности и энергии в 3 часа дня. Мы часто ставим сотрудников в положение, при котором они должны уложиться в крайний срок окончания рабочего дня, поэтому они настойчиво выполняют эту важную задачу в течение всего 3-х часового периода. Затем, когда они приближаются ко второму пику бдительности, типичный рабочий день заканчивается. Трудоголики могут просто сделать перерыв на обед, который занимает часть времени их пиковой активности, а затем работать весь вечер и ночь, поскольку их бдительность и когнитивные способности снижаются на все время.А в худшем случае сотрудник сжигает полуночное масло и остается в наихудшем циркадном спаде всего цикла, с мутными глазами, напрягающимися, чтобы не заснуть, работая над важной задачей в 3:30 утра. Все эти примеры представляют собой общие несоответствия между оптимальной стратегией и тем, что люди на самом деле делают.

Как я вкратце отмечал выше, существуют, конечно, индивидуальные различия в циркадных ритмах. Типичный образец действительно очень распространен, а общая форма кривой описывает почти всех.Однако у некоторых людей циркадный ритм смещен в одну или другую сторону. Люди, которых называют «жаворонками» (или утренние люди), как правило, имеют пики и спады бдительности раньше, чем у среднего человека, а «совы» (или полуночники) смещаются в противоположном направлении. Большинство людей, как правило, переживают такие сдвиги на протяжении всей своей жизни, например, когда они совсем маленькие дети, совы в подростковом возрасте, а потом снова веселятся, когда становятся пожилыми людьми. Но помимо этого шаблона, люди любого возраста могут быть жаворонками или совами.

Эти различия в циркадных ритмах (называемых хронотипами) представляют некоторые проблемы и некоторые преимущества. Самая большая проблема — это сопоставление моделей активности с индивидуальными циркадными ритмами. Жаворонок, работающий с опозданием, или сова, работающий по раннему расписанию, — это хронотипическое несоответствие, с которым трудно справиться. Такие сотрудники страдают низкой бдительностью и энергией, изо всех сил стараясь бодрствовать, даже если они действительно заботятся о задаче. Некоторые из моих собственных исследований показывают, что циркадные несоответствия увеличивают распространенность неэтичного поведения просто потому, что жертвам не хватает энергии, чтобы сопротивляться искушениям.Это уже плохо для сотрудника, который работает один. В контексте групп может быть сложно найти хорошее время для команды, состоящей из нескольких жаворонков и нескольких сов, для достижения оптимальной эффективности. Однако это также дает возможности. Для организаций или задач, требующих круглосуточной работы, если менеджеры могут оптимально подобрать сотрудников с разными хронотипами для работы в разные смены, работа может быть передана между сотрудниками, которые все работают на своих пиках циркадных ритмов или близки к ним. Для этого необходимо знать хронотип каждого сотрудника и использовать эту информацию при разработке графиков работы.

Flextime дает возможность сотрудникам согласовывать свой рабочий график со своими собственными циркадными ритмами. Однако менеджеры часто упускают эту возможность получить прибыль, наказывая сотрудников за использование расписаний, которые соответствуют ритму совы. В своем собственном исследовании я обнаружил, что руководители склонны предполагать, что сотрудники, которые начинают и заканчивают работу поздно (по сравнению с ранним), менее сознательны и менее эффективны, даже если их поведение и производительность точно такие же, как у тех, кто работает по графику рано вставать.Менеджеры должны смотреть сквозь пальцы на собственные предубеждения, если они хотят оптимизировать графики, чтобы привести наиболее важные виды деятельности в соответствие с естественными энергетическими циклами сотрудников. Руководители, которые поступают таким образом, скорее будут энергичными, преуспевающими сотрудниками, чем сонными, вялыми сотрудниками, изо всех сил старающимися бодрствовать. Ваши самые важные задачи заслуживают тех сотрудников, которые работают в полную силу.

Сменная работа: справляемся с биологическими часами | Медицина труда

Аннотация

Внутренние циркадные часы приспосабливаются медленно, если вообще адаптируются к быстрым переходам между различными графиками смены.Это приводит к рассогласованию (десинхронизации) ритмических физиологических систем, таких как сон, бдительность, работоспособность, метаболизм и гормоны мелатонин и кортизол, с навязанным графиком работы и отдыха. Последствия включают недосыпание и плохую работоспособность. Варианты часового гена могут влиять на толерантность к депривации сна. Посменная работа связана с повышенным риском серьезных заболеваний (сердечных заболеваний и рака), что также, по крайней мере частично, может быть связано с частой циркадной десинхронизацией.Считается, что аномальный метаболизм является фактором, способствующим повышенному риску сердечных заболеваний. Недавно появились данные о повышенном риске некоторых видов рака с предполагаемой причинной ролью света в ночное время, подавления мелатонина и циркадной десинхронии. Существуют различные стратегии преодоления циркадной десинхронии и ускорения циркадной перестройки (при желании). Наиболее важным фактором в управлении циркадной системой является воздействие и / или избегание яркого света в определенное время «биологической ночи».

Введение

Было опубликовано много обзоров, касающихся субъективного восприятия, состояния здоровья, производительности и психосоциальных аспектов сменной работы [1–11]. Нет сомнений в том, что посменная работа связана с рядом проблем со здоровьем, например, с плохим сном, желудочно-кишечными расстройствами, аномальными метаболическими реакциями и повышенным риском несчастных случаев. Начинает цениться более долгосрочный риск серьезных заболеваний, таких как болезни сердца и рак. В этом обзоре основное внимание будет уделено посменной работе в связи с биологическими ритмами, поскольку нарушенные ритмы, по-видимому, лежат в основе многих краткосрочных и долгосрочных проблем со здоровьем сменных рабочих [12–14].Для этого дается введение в предмет.

Поиск литературы

Поиск литературы по ключевым словам «посменная работа» и «циркадный ритм» дал 1034 ссылки в PubMed. Поскольку гормон эпифиза мелатонин в настоящее время используется в качестве основного выходного маркера внутренних часов (а также его действия как хронобиотика), поиск был ограничен ((сменная работа) и (циркадный ритм) и (мелатонин)). Было предоставлено 189 ссылок, которые вместе с личной коллекцией автора легли в основу обзора.

Значение биологических ритмов для здоровья

Биологические ритмы служат для согласования наших физиологических функций с окружающей средой. Мы ведем дневной образ жизни, поэтому обычно спим ночью и активны днем. Время выполнения функций с выраженными ритмами, таких как сон, сонливость, метаболизм, бдительность и работоспособность, в нормальных условиях таково, что они оптимальны в наиболее подходящую фазу дня (рис. 1). Резкие отклонения от «нормального» режима работы и сна могут привести к проблемам, например, дневной сон обычно короче и хуже, чем ночью [6,15].Бдительность и работоспособность достигают своего низшего уровня ночью во время пика склонности ко сну и утомляемости [13,16,17], а также вблизи нижней точки внутренней температуры тела и пика секреции мелатонина. Проблемы со здоровьем и повышенный риск серьезных заболеваний у рабочих, работающих долгое время посменно, в основном объясняются тем, что они работают не по фазе с внутренними биологическими часами. Вероятно, что многие представления о пагубных последствиях нарушения работы часов или отклонения от нормы времени основаны на наблюдениях за сменными рабочими.

Рисунок 1.

Схематические примеры циркадных ритмов от Раджаратнама и Арендт, Lancet 2001 [13], с разрешения.

Рис. 1.

Схематические примеры циркадных ритмов от Раджаратнам и Арендт, Lancet 2001 [13], с разрешения.

Характеристика циркадных ритмов

Основные свойства

Все ритмично, если не доказано иное [18].Биологические ритмы различной периодичности распространены повсеместно. Отображаемая частота варьируется от долей секунды (например, срабатывание нейронов) до лет (например, колебания популяции). На сегодняшний день больше всего доступно информации о суточных ритмах [18,19]. Они либо навязываются извне, либо создаются внутри компании, либо чаще являются комбинацией этих двух факторов. Внутренне генерируемые ритмы с периодом примерно в 24 часа известны как циркадные, от латинского «около дня», «около суток»).Циркадные ритмы служат для временного программирования ежедневной последовательности метаболических и поведенческих изменений. По определению, они сохраняются в отсутствие временных сигналов, таких как чередование света и темноты, и координируются внутренними биологическими часами (кардиостимулятором, осциллятором), расположенными в супрахиазматических ядрах (SCN) гипоталамуса головного мозга [20]. В основе генерации циркадных ритмов лежит отрицательная обратная связь экспрессии часовых генов [21,22].

Лица, содержащиеся в среде, свободной от времени (или, по крайней мере, с очень слабыми временными подсказками), проявляют свою собственную эндогенную периодичность, называемую «автономной».Период автономной работы варьируется индивидуально и является наследуемой характеристикой. В среднем эндогенный период человека (или тау-период) составляет около 24,2–3 ч, хотя это зависит от предыдущего опыта временных сигналов [18,23]. Синхронизация или увлечение суточных часов до 24 часов зависит от подходящих временных сигналов, также известных как «цейтгеберы». В циркадной литературе синхронизация означает, что ритмы отображают 24-часовой период, но не обязательно находятся в правильной фазе, например, аномально задерживаются или опережают.Увлечение означает, что ритмы синхронизированы с соответствующей фазой. При включении в 24-часовой день короткий эндогенный тау ассоциируется с утренним дневным предпочтением (жаворонки), а длинный тау — с вечерним предпочтением (совы) [18].

Циркадная реакция на временные сигналы

Поскольку период циркадных часов не равен 24 часам, его необходимо регулярно сбрасывать (сдвиг по фазе), чтобы поддерживать период 24 часа. Самым важным временным сигналом для поддержания 24-часового периода является цикл «светло-темно», частично действующий через новую систему фоторецепторов сетчатки и новый фотопигмент меланопсин (циркадная фоторецепция) [24].Недавние данные показывают, что короткие волны света (460–480 нм, синий) обладают наиболее мощными эффектами сброса [25]. Слепые люди без сознательного или бессознательного восприятия света часто демонстрируют свободные ритмы, подчеркивая важность света. Время сна также оказывает влияние вместе с незначительными «нефотическими» цейтгеберами, такими как упражнения, социальные сигналы, время на часах и прием пищи. Специфические манипуляции со временем приема пищи у животных влияют на так называемый осциллятор, увлекаемый пищей, который не зависит от SCN [26].Содержание пищи у людей также может иметь незначительное влияние.

Циркадный ответ (изменение времени или фазового сдвига) на воздействие света, а также на другие временные ориентиры, зависит от силы и времени действия стимула. Это можно описать кривой «фазовой характеристики» (рис. 2) [27,28]. Центральные часы медленно и со значительной индивидуальной изменчивостью адаптируются к быстрому изменению рабочего времени или часового пояса. После смены часового пояса средняя скорость часто приближается к 1 часу адаптивного сдвига в день.После резкого изменения рабочего времени это изменение очень непостоянно, как будет обсуждаться позже [29–31]. В процессе адаптации эндогенные ритмы не совпадают по фазе с внешней средой (внешняя десинхронизация). Они также могут не совпадать по фазе друг с другом, т.е. предполагать временное ненормальное фазовое соотношение (внутренняя десинхронизация). Это состояние часто называют «циркадной десинхронией». Сигналы времени или zeitgebers важны для контроля циркадной реакции на такие изменения.В общем, легче отложить часы, чем опередить их, учитывая, что у большинства людей период> 24 часов. В течение периода десинхронизации, например, одной ночи ночной смены в последовательности дней, рабочие пытаются спать в момент максимальной бдительности и работать в надире бдительности и производительности. Если происходит адаптация часов к новому графику работы, проблемы рассинхронизации разрешаются [32–35].

Рисунок 2.

Циркадный ответ («кривая фазового отклика», сдвиг мелатонинового ритма, опережения положительные, задержки отрицательные) на световой импульс длительностью 1–2 часа, примерно 300 люкс, 500 нм, в разное время ночи. .DLMO = появление мелатонина в тусклом свете, в среднем около 2100 часов, то есть через 8 часов после DLMO = 0500 часов. От Paul et al. [28], с разрешения.

Рис. 2.

Циркадный ответ («кривая фазового отклика», сдвиг мелатонинового ритма, опережения положительные, задержки отрицательные) на световой импульс длительностью 1–2 часа, примерно 300 люкс, 500 нм, в разное время ночь. DLMO = появление мелатонина в тусклом свете, в среднем около 2100 часов, то есть через 8 часов после DLMO = 0500 часов. От Paul et al. [28], с разрешения.

Генетическая основа циркадных ритмов

Многие из генов, связанных с генерацией циркадных ритмов у млекопитающих и других видов, в настоящее время идентифицированы, например ЧАСЫ, PER1, PER2, PER3, TIM, CRY1, CRY2, BMAL1, REV-ERBALPHA . Механизм подобен у всех исследованных видов, и существует значительная гомология, например, между Drosophila и млекопитающими. Колебание часовых генов также происходит в периферических структурах, и в целом считается, что они координируются посредством активности SCN.Однако можно сместить время некоторых периферических колебаний (например, в печени с помощью кормления по времени) независимо от SCN [36]. Изучение полиморфизмов генов часов человека в отношении профессионального здоровья и заболеваний находится в зачаточном состоянии. Были идентифицированы некоторые полиморфизмы и возникают ассоциации с фенотипическими характеристиками, такими как дневное предпочтение (жаворонки – совы), внутренний период, уязвимость к болезням и реакция на лишение сна [37–39].

Циркадные часы влияют на гормоны, поведение, когнитивные функции, метаболизм, пролиферацию клеток, апоптоз и реакцию на генотоксический стресс [22].Появились новые убедительные доказательства важности контроля циркадных ритмов для здоровья, поскольку нарушение экспрессии генов циркадных часов может привести к увеличению заболеваемости или прогрессированию рака (у животных) [22,40].

Примеры ритмов, относящихся к болезням человека

Некоторые примеры человеческих ритмов в болезненных процессах включают ночную астму, повышение артериального давления ранним утром, смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и инсульта, нарушение менструального цикла, аномальный ритм кортизола при синдроме Кушинга, нарушения сна, например, синдром задержки фазы сна, продвинутые стадии Синдром фазы сна, циклы бодрствования не 24 часа во сне (особенно у слепых), некоторые психические расстройства.Многие аспекты биохимии человека показывают ритмичность, даже креатинин в моче. Таким образом, диагностические тесты должны знать об этих ритмах. Измерение заданной ритмической переменной у человека, который только что пересек несколько часовых поясов или отработал серию ночных смен, может дать ложноотрицательные или ложноположительные результаты. Более того, многие лекарства имеют ритмичные вариации как по фармакокинетике, так и по эффективности (хронофармакология).

Ритм мелатонина

Гормон тьмы

Мелатонин ( N -ацетил-5-метокситриптамин) в индольном гормоне, основная физиологическая функция которого заключается в обеспечении гуморального сигнала времени для организации сезонных и циркадных ритмов [41].Шишковидная железа секретирует мелатонин с выраженным циркадным ритмом с пиком в ночное время — его называют «гормоном темноты», и продолжительность его секреции напрямую зависит от продолжительности ночи. У животных, у которых продолжительность светового дня зависит от времени их сезонной физиологии, продолжительность секреции мелатонина сигнализирует о продолжительности ночи. У людей его циркулирующие концентрации высоки от ~ 2100 до 07:00 часов с большими индивидуальными вариациями. Этот период можно использовать для определения «биологической ночи».Пик секреции наступает примерно через 0400 ч, что тесно связано с нижним пределом внутренней температуры тела, бдительности и работоспособности (рис. 1). В определенных обстоятельствах у людей также могут наблюдаться изменения продолжительности секреции [41].

Мелатонин как хронобиотик

Мелатонин — это не только так называемая «стрелка часов», он обладает способностью вызывать сонливость или засыпание, изменять циркадную фазу и удерживать свободные ритмы при введении в подходящих дозах и в подходящее время [42].Есть несколько кривых фазовой реакции на мелатонин с небольшими различиями, которые можно использовать для прогнозирования выбранного времени, чтобы ускорить циркадный фазовый сдвиг. Это важно в контексте сменной работы, учитывая, что был предпринят ряд попыток лечить сменных рабочих мелатонином с разными результатами.

Подавление мелатонина светом

Свет достаточной интенсивности и спектрального состава подавляет выработку мелатонина в ночное время [41,43].Подавление обнаруживается при 30–50 люксах и максимум при 1000–2000 люксах. Естественный дневной свет может достигать> 100 000 люкс. Это подавление связано с быстрым повышением активности и внутренней температуры тела, хотя причинно-следственные связи не ясны. Это важно в контексте сменной работы, поскольку было выдвинуто предположение, что снижение уровня мелатонина вредно для здоровья [44]. Работник ночной смены, циркадные часы которого находятся в дневном режиме или не адаптированы, будет выделять мелатонин в рабочее время.Точно так же рабочий, который приспособил свои часы к ночной смене, будет выделять мелатонин в течение дня, а при возвращении к дневной смене или в дни отдыха будет выделять мелатонин в часы естественного дневного света. Фактическое индивидуальное освещение во время работы в ночную смену измерялось редко, примеры индивидуального освещения на нефтяных вышках в Северном море показаны в [45]. В целом, уровень подавления, о котором сообщалось во время полевых исследований в ночную смену, невелик, ∼20% [46,47].

Мелатонин указывает время биологических часов

Считается, что сдвиги во времени действия мелатонина представляют собой изменения во времени центральных часов.Измерение мелатонина в плазме, слюне или его метаболита в моче 6-сульфатоксимелатонина [43] обеспечивает наилучшее периферическое измерение центральных часов (рис. 3). Другие маркерные ритмы, такие как внутренняя температура тела и кортизол, в большей степени подвержены так называемой маскировке, когда внутреннее или внешнее влияние искажает ритм. Например, упражнения и еда сильно влияют на внутреннюю температуру, а стресс изменяет ритм кортизола. Наиболее надежные результаты относительно циркадного статуса при сменной работе были получены при измерении мелатонина, и этот обзор будет сосредоточен на информации, полученной из мелатонина.

Рисунок 3.

Характеристики мелатонинового ритма, используемые для определения времени внутренних часов. Из [43] с разрешения.

Рисунок 3.

Характеристики ритма мелатонина, используемые для определения времени внутренних часов. Из [43] с разрешения.

Циркадная десинхрония при сменной работе

Отношение к рабочему времени

Существует множество разновидностей сменной работы, и юридического определения, похоже, не существует, за исключением «работы в нерабочее время».Для целей данного обзора предположим, что он работает в течение «средней» биологической ночи, то есть 2100–0700 часов. Также для целей этого обзора сделано предположение, основанное на контролируемых лабораторных экспериментах, что, когда засыпают в период максимальной секреции мелатонина (и, таким образом, теоретически, нижнего уровня бдительности, работоспособности и внутренней температуры тела), он оптимизирован. Если в условиях ночной смены пик секреции мелатонина переносится на дневной сон, предполагается, что произошла адаптация к ночной смене.

Наиболее важными в количественном отношении условиями сменной работы, по крайней мере, в Великобритании, являются нерегулярные ночные смены (иногда ночью, а иногда и дни) и меняющиеся графики (информация из Управления национальной статистики) (вставка 1).

Вставка 1.

Виды сменной работы

Обследования рабочей силы Великобритании, Управление национальной статистики, апрель-июнь 2005 г.
Все сменные рабочие, 3083270, 11% работающего населения (28 301 000 )
Вахтовые смены, 1260 845
Постоянные ночные смены, 2

Иногда ночи, иногда дни, 416 412
Смены выходного дня, 49 407 9025 , 1065 945
Обследования рабочей силы Великобритании, Управление национальной статистики, апрель-июнь 2005 г.
Все сменные рабочие, 3083270, 11% работающего населения (28 301 000)
Ротационные смены, 1260 845
Постоянные ночные смены, 2

Иногда ночи, иногда дни, 416 412
Выходные дни fts, 49 407
Другие виды сменной работы, 1 065 945

Примеры ротации включают в себя раннюю смену на 3 дня (например.грамм. 06: 00–14: 00), 3-дневная поздняя смена (например, 14: 00–22: 00 ч.), 3-дневная ночная смена (например, 22: 00–0600 ч.) И дни отдыха. Эти общие графики не позволяют внутренним часам полностью адаптироваться к ночной смене, поскольку в циркадной системе существует значительная инерция. После резких значительных изменений во времени суточные сдвиги в суточном ритме редко превышают в среднем 1–1,5 часа без вмешательства. Воздействие утреннего света (в окне путешествия домой после ночной смены) происходит во время, которое препятствует задержке переключения часов для адаптации (рис. 2), а дневные социальные сигналы противоречат циркадной адаптации.Данные полевых исследований показывают, что чем больше воздействие утреннего света, тем меньше наблюдается циркадная адаптация [48]. В умеренных широтах естественный яркий свет будет более преобладать летом ранним утром, и любому сдвигу циркадной системы во время ночной смены теоретически будет противодействовать сильнее, чем зимой.

Частичные сдвиги в суточных ритмах могут быть замечены при краткосрочной работе в ночную смену, и связь со временем воздействия света присутствует, либо задержки, либо опережения, по отношению к кривой реакции световой фазы [29,49,50] .Естественное освещение, наиболее сильное влияние, очевидно, зависит от времени смены. Также важны дневные предпочтения испытуемых [29]. Сообщается, что люди, предпочитающие вечерние предпочтения, имеют, как и следовало ожидать, большую тенденцию к задержке, а утренние люди — к продвижению [29,47].

Большинство постоянных или долгосрочных работников в ночную смену (за исключением, см. Ниже) не адаптируют свою циркадную систему к установленному графику работы. Недавний мета-анализ ритмов 6-сульфатоксимелатонина у постоянных ночных работников показывает, что только небольшой процент (<3%) демонстрирует полную циркадную адаптацию, а <25% подстраиваются до точки, при которой адаптивный сдвиг может принести некоторую пользу [51]. .Это может зависеть от способности поддерживать ночную активность и дневной сон в выходные дни, а также от других факторов, таких как дневные предпочтения. Однако данных недостаточно, и необходимы дальнейшие исследования.

Таким образом, подавляющее большинство сменных рабочих будет работать во время своего суточного суточного ритма и пытаться уснуть в периоды максимальной активности. Ограничение сна в дневное время у сменных рабочих хорошо задокументировано и является причиной недосыпания. Некоторые примеры короткого сна показаны в таблице 1.

Таблица 1.

Примеры более короткого сна у работников ночной смены

4,8 ч, ночная смена, быстрая смена, Axelsson et al. [52]
5–6 часов, утренняя смена начинается до 6 часов утра, Кеклунд и Акерстедт [53]
6,04 часа, 7 ночей, 7 дней, 12 часов перерыва, 12 часов, Гиббс и др. . [45]
5,83 ч, 4 ч, перерыв 8 ч, постоянное ночное дежурство, экипаж корабля, Арендт и др. [54]
Сравнить
7 ч (приблизительно) здоровых взрослых, Groeger et al. [55]
8,7 ч здоровых молодых людей, спят произвольно , Rajaratnam et al. [56]
4,8 ч, ночная смена, быстрое вращение, Axelsson et al. [52]
5–6 часов, утренняя смена начинается до 6 часов утра, Кеклунд и Акерстедт [53]
6.04 часа, 7 ночей, 7 дней, 12 часов, 12 часов перерыв, Гиббс и др. [45]
5,83 ч, 4 ч, перерыв 8 ч, постоянное ночное дежурство, экипаж корабля, Арендт и др. [54]
Сравнить
7 ч (приблизительно) здоровых взрослых, Groeger et al. [55]
8,7 ч здоровых молодых людей, спят произвольно , Rajaratnam et al. [56]
Таблица 1.

Примеры более короткого сна у рабочих в ночную смену

4.8 ч, ночная смена, быстрое вращение, Axelsson et al. [52]
5–6 часов, утренняя смена начинается до 6 часов утра, Кеклунд и Акерстедт [53]
6,04 часа, 7 ночей, 7 дней, 12 часов перерыва, 12 часов, Гиббс и др. . [45]
5,83 ч, 4 ч, перерыв 8 ч, постоянное ночное дежурство, экипаж корабля, Арендт и др. [54]
Сравнить
7 ч (приблизительно) здоровых взрослых, Groeger et al. [55]
8,7 ч здоровых молодых людей, спят произвольно , Rajaratnam et al. [56]
4,8 ч, ночная смена, быстрое вращение, Axelsson et al. [52]
5–6 часов, утренняя смена начинается до 6 часов утра, Кеклунд и Акерстедт [53]
6,04 часа, 7 ночей, 7 дней, 12 часов перерыва, 12 часов, Гиббс и др. . [45]
5,83 ч, 4 ч, перерыв 8 ч, постоянное ночное дежурство, экипаж корабля, Арендт и др. [54]
Сравнить
7 ч (приблизительно) здоровых взрослых, Groeger et al. [55]
8,7 ч здоровых молодых людей, спят произвольно , Rajaratnam et al. [56]

Недосыпание

Сочетание депривации сна ( среди прочего ) с циркадной десинхронией было приписано причинной роли в ожирении, метаболическом синдроме, непереносимости глюкозы / диабете, увеличении числа несчастных случаев и ошибок.Ограничение сна также связано с нарушениями нейроэндокринного контроля аппетита [57–60].

Что касается недосыпания, то важное исследование еженедельных рабочих часов интернов в США показало, что они совершали на 36% больше серьезных медицинских ошибок во время традиционного рабочего графика, чем во время интервенционного режима, который исключает удлинение рабочих смен. Среди них на 21% больше серьезных ошибок при приеме лекарств и в 5,6 раза больше серьезных диагностических ошибок [60].

Переход с дневной смены на ночную часто подразумевает период без сна в течение 20–24 часов.Снижение работоспособности во время последней части этого недосыпания может быть эквивалентно недопустимому уровню алкоголя в крови [16]. Несчастные случаи, возникшие в результате сочетания недосыпания и работы во время суточного надира производительности и максимальной склонности ко сну, привели к судебным разбирательствам против отдельных лиц и работодателей [13]. Считается, что усталость может быть более важной причиной транспортных аварий, чем алкоголь (рис. 4).

Рисунок 4.

Сравнение влияния концентрации алкоголя в крови (BAC) и часов бодрствования на выполнение заданий. Более высокие баллы указывают на лучшую производительность. Снижение средней работоспособности при концентрации алкоголя в крови 0,10% или выше по величине аналогично тому, которое наблюдается после 25–27 часов бодрствования. От Раджаратнама и Арендт [13] после Доусона и Рида [16] с разрешения. (A) Влияние алкоголя в крови на выполнение задания. Пунктирная горизонтальная линия — это средняя результативность при концентрации алкоголя в крови 0.08% (законный предел для вождения в Великобритании). (B) На производительность, вероятно, влияют циркадные факторы и недосыпание, что объясняет восстановление работоспособности после 27 часов бодрствования (около 1100 часов в этом эксперименте).

Рисунок 4.

Сравнение влияния концентрации алкоголя в крови (BAC) и часов бодрствования на выполнение задания. Более высокие баллы указывают на лучшую производительность. Снижение средней работоспособности при концентрации алкоголя в крови 0,10% или выше по величине аналогично тому, которое наблюдается после 25–27 часов бодрствования.От Раджаратнама и Арендт [13] после Доусона и Рида [16] с разрешения. (A) Влияние алкоголя в крови на выполнение задания. Пунктирная горизонтальная линия представляет собой среднюю производительность при концентрации алкоголя в крови 0,08% (законный предел для вождения в Великобритании). (B) На производительность, вероятно, влияют циркадные факторы и недосыпание, что объясняет восстановление работоспособности после 27 часов бодрствования (около 1100 часов в этом эксперименте).

Обмен веществ

Циркадная система регулирует метаболизм [61], и все больше данных связывают циркадную десинхронизацию с такими нарушениями, как метаболический синдром (инсулинорезистентность, высокое кровяное давление, центральное ожирение, снижение холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), повышение уровня триглицеридов (триацилглицерин, ТАГ) и сердечно-сосудистой системы). болезнь [59].Например, стандартный прием пищи на ночь (биологическая ночь) приводит к высокому уровню липидов в крови (ТАГ) и признакам инсулинорезистентности по сравнению с тем же приемом пищи в течение дня [62,63]. Интересно, что есть некоторые свидетельства того, что мужчины более восприимчивы к этим метаболическим нарушениям, чем женщины. ТАГ — независимый фактор риска развития сердечных заболеваний. Это может дать хотя бы частичное объяснение повышенного риска сердечных заболеваний у сменных рабочих. По данным крупных опросов, у посменных рабочих уровень ТАГ, а также общий холестерин выше, чем у населения в целом [11,64].

Существуют ассоциации между полиморфизмом гена CLOCK , ожирением и метаболическим синдромом у человека, а у мышей, несущих конкретную мутацию гена CLOCK , развивается метаболический синдром и ожирение [65,66].

Циркадная адаптация в необычных условиях

Некоторые исключения из общего правила, согласно которому сменные рабочие не полностью адаптируются к ночной смене, встречаются в изолированной среде. На британской антарктической базе Галлей, 75 ° ю.ш., каждый член базы выполняет неделю ночной смены (2000–0800 ч, пожарная вахта) по очереди, поочередно с другим персоналом.Подавляющее большинство людей в течение недели меняют свою циркадную систему, оцениваемую по ритмам aMT6s в моче, на срок до 10–12 часов, чтобы соответствовать новому графику работы [67,68]. Таким образом, пик выработки мелатонина приходится на период дневного сна — важное условие для продолжительности, задержки и качества сна. Считается, что это связано с отсутствием социальных и семейных обязательств, отсутствием необходимости возвращаться домой при естественном освещении и зимой, когда солнце не встает в течение 3 месяцев, отсутствием противоречивого освещения.В этих условиях очевидно, что совы с задержкой адаптируются быстрее, чем жаворонки [69]. Проблемы возникают при попытке приспособиться к повседневной работе, особенно зимой. Перестройка циркадной системы может занять недели, и некоторые люди какое-то время будут свободно бегать.

Эти наблюдения в Антарктиде побудили к исследованиям в примерно схожих условиях на нефтяных вышках в Северном море. График работы варьируется, но дежурство обычно длится 2–3 недели в социально изолированной среде в высоких широтах.Здесь работа с 18:00 до 06:00 в течение ≥1 недели также приводит в большинстве случаев к полной циркадной адаптации с сопутствующими проблемами, возвращающимися к повседневной жизни [30,70,71]. Интересно, что режим с 19:00 до 07:00 менее способствует циркадной адаптации, возможно, из-за воздействия света рано утром после работы, особенно летом [72]. Сон в эту смену хуже, чем в смену на 18–0600 часов. Так называемые «качели», действовавшие в Северном море, представляют запутанную картину. Семь ночных смен (18: 00–0600 ч), за которыми следуют 7 дневных смен (06: 00–18: 00), приводят у большинства людей к адаптации к ночам, но с очень неоднозначной реакцией на следующие дни [30,73] (рис. 5).Некоторые люди откладывают, некоторые продвигаются вперед, а многие плохо адаптируются к дням в течение первой недели. Ответ частично предсказуем, исходя из положения начальной циркадной фазы: отсроченный, промежуточный или продвинутый. Другие графики, такие как 7-дневная дневная смена с 12:00 до 24:00, за которой следует 7-дневная смена с 24:00 до 12:00, показывают частичную адаптацию к ночной смене или ее отсутствие, которая зависит от сезона [71]. Опять же, это может быть связано с адаптацией к противодействию воздействию света.

Рисунок 5.

Прогрессирование индивидуального времени ритма мелатонина (по мочевым aMT6) в течение ночной недели (1800–0600 ч), за которой следует неделя дней (0600–1800 ч) у 11 человек, работающих на нефтяной вышке в Северном море. . Большинство из них меняют свое время таким образом, что в конце ночи пик мелатонина приходится на дневной сон, и, таким образом, они адаптируются. Последующая реакция на изменение дневной работы сильно различается. Из [30] с разрешения.

Рисунок 5.

Прогрессирование индивидуального времени ритма мелатонина (по мочевым aMT6) в течение недели, состоящей из ночей (1800–0600 часов), за которыми следует неделя дней (0600–1800 часов) у 11 человек, работающих на нефтяная вышка в Северном море.Большинство из них меняют свое время таким образом, что в конце ночи пик мелатонина приходится на дневной сон, и, таким образом, они адаптируются. Последующая реакция на изменение дневной работы сильно различается. Из [30] с разрешения.

Такие обстоятельства, когда рабочие показывают разные суточные ритмы в зависимости от того, адаптировались ли они к ночам или нет, позволили провести полевые оценки метаболических последствий приема пищи в ночную смену. Как и в контролируемых лабораторных экспериментах, при отсутствии адаптации были обнаружены повышенный уровень ТАГ, холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и признаки инсулинорезистентности [45].Эти последствия разрешились, когда произошла адаптация.

Морская вахта

Особые случаи посменной работы встречаются в морских вахтенных системах. Данных о ритмах мелатонина очень мало; однако исследование на подводных лодках показало доказательства того, что экипаж может свободно бегать, работая 18 часов в сутки, находясь под водой на длительные периоды [74]. Циркадная адаптация изучалась у экипажа, работавшего 4 часа по расписанию и 8 часов по фиксированному или ротационному графику на корабле Британской антарктической службы, следовавшем из Великобритании на 75 ° южной широты.Они показали доказательства частичной циркадной адаптации к фиксированным часам на 1200–1600 часов, 2400–0400 часов, но не к еженедельным вращающимся часам [54].

Свет ночью и опасность серьезного заболевания

Целью данного обзора не является оценка эпидемиологических данных о повышенном риске заболеваний при сменной работе; это можно найти в другом месте. Принято считать, что существует повышенный риск сердечных заболеваний, и некоторые факторы, влияющие на биологические часы, обсуждались выше.

Некоторое время назад была выявлена ​​возможная значимая связь между раком груди у женщин и сменной работой [75]. Это потенциально серьезная проблема, поскольку оценки, проведенные на основе проведенного весной 2002 года обследования рабочей силы, показывают, что примерно 1,8 миллиона женщин в Великобритании обычно или иногда работают посменно. Из них около 400 000 человек работают в ночное время по разному графику [76]. В 2006 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) (Международное агентство по изучению рака, IARC) опубликовала в журнале Lancet краткий отчет совещания экспертов о том, связана ли посменная работа с повышенным риском рака, особенно рака груди. рак.Был сделан вывод, что посменная работа является вероятным канцерогеном [77]. Ожидается, что от этой встречи будет написана полная монография, но она еще не опубликована. Это решение чревато серьезными последствиями, и, например, по сообщениям британской национальной прессы в марте 2009 года, датское правительство решило выплатить компенсацию вахтовым работникам, у которых развивается рак груди. Правительства Великобритании и Нидерландов также выпустили публикации, в которых обсуждались доказательства, и в целом решили, что необходимы дополнительные эпидемиологические данные и механистические данные [78,79].Предполагая, что оценки риска верны, рассмотрим возможные механизмы.

Самая известная теория, касающаяся рака и сменной работы, связана с освещением в ночное время (свет ночью, LAN). Стивенс и Дэвис [44] выдвинули гипотезу о том, что рост заболеваемости раком груди в развитом мире связан с воздействием света в ночное время. Он также предположил, что, поскольку свет подавляет мелатонин, а мелатонин имеет некоторую онкостатическую активность у животных, рост рака груди был вызван снижением уровня мелатонина.Из этого предложения возникает множество вопросов, некоторые из которых могут быть решены. Совещание экспертов ВОЗ (МАИР) пришло к выводу, что существуют определенные доказательства противоракового действия мелатонина у животных и in vitro , но мало у людей. Следует отметить, что данные о человеческом in vivo немногочисленны. Данные, которые непосредственно касались причинно-следственной связи между мелатонином и раком груди человека, включали поддержание трансплантатов груди (ксенотрансплантатов) у крыс и оценку краткосрочных маркеров рака с циркулирующими эндогенными уровнями мелатонина и без них.Физиологические уровни мелатонина способны снижать или устранять канцерогенные изменения этих маркеров [80]. Последнее исследование действительно предполагает, что эндогенный мелатонин обладает антипролиферативным действием через мембранный рецептор. Однако не все исследования показали антипролиферативные эффекты мелатонина in vitro . Подавляется ли мелатонин у рабочих в ночную смену? Опять же, данные скудны, существующие свидетельства, упомянутые ранее, предполагают, что во время ночной смены может быть обнаружено снижение на ~ 20%.Является ли снижение уровня мелатонина на 20% канцерогенным? На этот вопрос нет ответа. Однако следует отметить, что препараты, блокирующие адренергические бета-рецепторы, такие как атенолол и пропанолол, подавляют мелатонин и, как известно, не обладают канцерогенными свойствами [41]. Более того, индивидуальная вариабельность выработки мелатонина действительно очень велика, и в поперечных исследованиях требуется большое количество субъектов, чтобы продемонстрировать это небольшое общее снижение [41].

Более убедительными являются эффекты общего нарушения циркадных ритмов у животных [81].Воздействие на животных непрерывного света увеличивает уязвимость к развитию рака [82,83]. Подвергание грызунов принудительному сдвигу фаз, аналогичному ротационной сменной работе или частой смене часового пояса, существенно увеличивает распространение имплантированного рака [40]. Манипуляции с функцией часового гена также имеют канцерогенные эффекты [14,22,84,85], и циркадные часы считаются супрессором опухоли. Таким образом, близок к тому случай, когда нарушение циркадного ритма приводит к раку.

Проблема в том, что увеличение освещенности ночью при краткосрочной сменной работе приводит к повышению бдительности, производительности и, возможно, метаболизму, в то же время, несомненно, к усилению подавления мелатонина.В настоящее время продолжаются исследования по использованию очков, которые могут блокировать короткие волны, которые, скорее всего, подавляют мелатонин, сохраняя при этом бдительность и работоспособность.

Подходы к снижению десинхронности

Возникает вопрос о преимуществах и недостатках помощи или противодействия адаптации для обеспечения максимальной продолжительности качественного сна и других преимуществ для здоровья. В необычном случае полной адаптации имеет смысл ускорить этот процесс и процесс реадаптации к повседневной работе.В краткосрочную ночную смену может быть более полезным поддерживать дневную циркадную фазу, используя такие стратегии, как тревожные стимуляторы (кофеин и, возможно, модафинил), тихие темные помещения для сна (и, возможно, снотворные) для сохранения сна и работоспособности.

Свет подходящего спектрального состава и интенсивности можно использовать для регулировки времени и, возможно, амплитуды циркадных ритмов. Гормон мелатонин также может действовать как цейтгебер ( см. Выше ). Обработка светом в течение первой половины биологической ночи перед пиком мелатонина будет задерживать циркадные ритмы, а во второй половине, после пика мелатонина, ускорит ритмы (рис. 2).Лечение мелатонином, напротив, ускоряет ритмы в первой половине биологической ночи и задерживает их во второй половине.

Нет сомнений в том, что в контролируемых лабораторных условиях и при хорошем соблюдении режима в домашних условиях и свет, и мелатонин, по отдельности или в комбинации, можно использовать с правильным выбором времени, чтобы ускорить фазовый сдвиг циркадной системы и согласовать его с новой работой. –Расписание отдыха [32,43,50,86]. Есть явные преимущества для сна, бдительности и работоспособности. Более того, при подходящем времени также можно использовать вызывающие сон эффекты мелатонина в течение «биологического дня».В полевых условиях результаты противоречивы. Очень вероятно, что это связано с большими индивидуальными различиями в реакции на фазовый сдвиг и, как следствие, несвоевременностью лечения. Однако в исследованиях на шельфе и в Антарктиде сообщалось о полезных результатах с помощью синхронизированной световой обработки [67,87]. Автору известно только об одном исследовании комбинированного лечения, которое было офшорным и имело положительный эффект [88]. Возможно, что наиболее полезным применением мелатонина для сменных рабочих было бы облегчение сна или дремоты перед ночной сменой.Особенно трудно заснуть ранним вечером, и сочетание низких доз мелатонина, темной комнаты и лежачего положения очень эффективно для сна в это время суток [56].

Недавно был описан альтернативный подход. Это должно сдвинуть циркадную систему, используя синхронизированный свет и мелатонин, как раз до точки, когда пик мелатонина приходится на период сна, избегая больших сдвигов, которые приводят к проблемам реадаптации [34,89]. Эта стратегия, по-видимому, улучшает сон, бдительность и работоспособность.Однако, если время выбрано неправильно, будет получен результат, противоположный желаемому. Например, вместо того, чтобы адаптироваться к 8-часовому опережению рабочего времени путем опережения часов, система может задерживать. Избегать попадания света в неподходящее время, возможно, важнее, чем сама световая обработка.

Генетический вариант, предсказывающий непереносимость депривации сна

Утро было связано с нетерпимостью к сменной работе в некоторых исследованиях, хотя не все они согласуются.Недавно было обнаружено, что полиморфизм длины в гене часов PER3 ( PER3 5/5, 4/5, 4/4) связан с дневным предпочтением, 5/5 связано с чрезмерным утренним днем, а 4/4 — с экстремальным днем. вечерность [38]. Впоследствии было обнаружено, что генотип 5/5 больше страдает от депривации сна, чем генотип 4/4, и эти различия можно объяснить влиянием полиморфизма на гомеостаз сна [37]: он был связан с большей склонностью ко сну и более высокая доля медленноволнового сна, чем у генотипа 4/4.Что наиболее важно, субъекты с вариантом 5/5 страдали от гораздо более серьезных последствий недосыпания с точки зрения работоспособности (особенно во время суточного надира), чем пациенты с генотипом 4/4. Mongrain et al. [90] также показали, что утренние типы имеют более высокую гомеостатическую реакцию на нарушение сна, чем вечерние. Это наблюдение предполагает, что работники, которые относятся к экстремально утренним типам, должны тщательно выбирать свое расписание с точки зрения сохранения сна. Еще одно исследование, посвященное аналогичному вопросу, но с другой методологией, обнаружило связь с гомеостазом сна, но не подтвердило влияние на нейроповеденческие реакции [91].

Интересно отметить, что есть также предварительные сообщения о большей предрасположенности к раку груди у женщин с вариантом 5/5 и раку простаты у мужчин с аллелем С CRY2 -варианта [39,92]. Несомненно, в ближайшее время будет доступна дополнительная информация, учитывая важность прогнозирования возможных последствий сменной работы для здоровья.

Конфликт интересов

Не объявлено.

Я хотел бы поблагодарить всех коллег, студентов, волонтеров и финансирующие организации, которые на протяжении многих лет вносили вклад, образцы и поддерживали нашу работу над биологическими ритмами.Я особенно хотел бы упомянуть Марка Мидвинтера, Джонатана Росса, Джона Лунда, Лил Нг, Гэвина Фрэнсиса, Викторию Моттрам (врачи антарктической базы), Ричарда Барнса, Мишель Гиббс и Хелен Торн (аспиранты Университета Суррея), которые убедили многочисленных сотрудников Halley База (75 ° ю.ш.) И на нефтяных установках в Северном море для получения последовательных проб мочи в период их эксплуатации на шельфе. Эти героические усилия позволили получить динамическую картину долгосрочной циркадной реакции на фазовый сдвиг.

Список литературы

1..

Психологические и психофизиологические эффекты сменной работы

,

Scand J Work Environ Health

,

1990

, vol.

16

Доп. 1

(стр.

67

73

) 2 ..

Нарушения здоровья сменных рабочих

,

Occup Med (Lond)

,

2003

, vol.

53

(стр.

103

108

) 3.,.

Посменная работа, здоровье, правила рабочего времени и оценка состояния здоровья

,

Occup Med (Lond)

,

1999

, vol.

49

(стр.

127

137

) 4.,.

Обзор исследований, в которых использовался Стандартный индекс посменной работы: данные, лежащие в основе модели посменной работы и здоровья

,

Appl Ergon

,

2008

, vol.

39

(стр.

550

564

) 5 ..

Изменение расписания: посменная работа

,

Chronobiol Int

,

1997

, vol.

14

(стр.

159

171

) 6 ..

Посменная работа и нарушения сна

,

Сон

,

2005

, т.

28

(стр.

9

11

) 7.,,.

Посменная работа и смертность

,

Chronobiol Int

,

2004

, vol.

21

(стр.

1055

1061

) 8.,.

Посменная работа, безопасность и производительность

,

Occup Med (Lond)

,

2003

, vol.

53

(стр.

95

101

) 9.,,.

Есть ли связь между сменной работой и метаболическим синдромом? Результаты популяционного исследования 27 485 человек

,

Occup Environ Med

,

2001

, vol.

58

(стр.

747

752

) 10.,,,,.

Работа в ночное время и риск рака груди: систематический обзор и метаанализ

,

Eur J Cancer

,

2005

, vol.

41

(стр.

2023

2032

) 11.,.

Посменная работа и сердечно-сосудистые заболевания: обзор механизмов болезни

,

Rev Environ Health

,

2000

, vol.

15

(стр.

359

372

) 12.,.

Медицинские последствия сменной работы

,

Annu Rev Med

,

1985

, vol.

36

(стр.

607

617

) 13.,.

Здоровье в круглосуточном обществе

,

Ланцет

,

2001

, т.

358

(стр.

999

1005

) 14 ..

Циркадные нарушения и рак груди: от мелатонина до часовых генов

,

Эпидемиология

,

2005

, т.

16

(стр.

254

258

) 15.,,,.

Нарушение сна у вахтовиков, поденщиков и страдающих бессонницей

,

Chronobiol Int

,

2008

, vol.

25

(стр.

333

348

) 16.,.

Усталость, алкоголь и снижение работоспособности

,

Nature

,

1997

, vol.

388

стр.

235

17.,,,.

Экскреция мелатонина, температура тела и субъективное возбуждение в течение 64 часов недосыпания

,

Психонейроэндокринология

,

1979

, т.

4

(стр.

219

225

) 18 ..,

Хронобиология: биологическое измерение времени

,

2004

Сандерленд, Массачусетс

Sinauer Associates Inc.

19 ..

Центральное тактирование

,

Trends Neurosci

,

1997

, vol.

20

(стр.

459

464

) 20.,.

Супрахиазматическое ядро: циркадные часы мозга

,

Recent Prog Horm Res

,

1999

, vol.

54

(стр.

33

58

) 21.,.

Молекулярный анализ циркадных ритмов млекопитающих

,

Annu Rev Physiol

,

2001

, vol.

63

(стр.

647

676

) 22.,.

Циркадные часы: кардиостимулятор и опухолевый супрессор

,

Nat Rev Cancer

,

2003

, vol.

3

(стр.

350

361

) 23.,,,.

Пластичность внутреннего периода циркадной системы хронометража человека

,

PLoS ONE

,

2007

, vol.

2

стр.

e721

24.,,.

Фототрансдукция ганглиозными клетками сетчатки, которые устанавливают циркадные часы

,

Science

,

2002

, vol.

295

(стр.

1070

1073

) 25.,.

Циркадные ритмы человека: физиологическое и терапевтическое значение света и мелатонина

,

Ann Clin Biochem

,

2006

, vol.

43

(стр.

344

353

) 26 ..

Циркадные часы: установка времени пищей

,

J Нейроэндокринол

,

2007

, vol.

19

(стр.

127

137

) 27.,,,.

Кривая фазовой характеристики одиночных ярких световых импульсов у людей

,

J Physiol

,

2003

, vol.

549

(стр.

945

952

) 28.,,,,,.

Временная световая обработка для подготовки к путешествию на восток и запад

,

Chronobiol Intern

,

2009

, vol.

26

(стр.

867

890

) 29.,,.

Профиль 24-часового воздействия света и циркадная фаза секреции мелатонина у ночных работников

,

J Biol Rhythms

,

2001

, vol.

16

(стр.

502

511

) 30.,,,.

Адаптация циркадного ритма 6-сульфатоксимелатонина к сменному графику из семи ночей с последующими семью днями у морских нефтяников

,

Neurosci Lett

,

2002

, vol.

325

(стр.

91

94

) 31.,.

Свет средней интенсивности вызывает адаптацию циркадного ритма к смоделированной работе в ночную смену

,

Сон

,

1998

, vol.

21

(стр.

154

165

) 32.,.

Как обманом заставить мать-природу позволить вам летать или не спать всю ночь

,

J Biol Rhythms

,

2005

, vol.

20

(стр.

353

365

) 33.,,,,.

Полный или частичный возврат циркадного ритма улучшает работоспособность, бдительность и настроение во время работы в ночную смену

,

Сон

,

2004

, vol.

27

(стр.

1077

1087

) 34.,.

Работа в ночную смену улучшается за счет компромиссного положения циркадной фазы: исследование 3.Циркадная фаза после 7 ночных смен с перерывом на выходные

,

Sleep

,

2008

, vol.

31

(стр.

1639

1645

) 35.,,,,,.

Воздействие яркого света и темноты для лечения физиологической дезадаптации к работе в ночное время

,

N Engl J Med

,

1990

, vol.

322

(стр.

1253

1259

) 36.,,,,.

Циркадный ритм здоровья и болезней

,

Prog Brain Res

,

2006

, vol.

153

(стр.

253

269

) 37.,,, Et al.

Полиморфизм PER3 предсказывает структуру сна и состояние бодрствования

,

Curr Biol

,

2007

, vol.

17

(стр.

613

618

) 38.,,, Et al.

Полиморфизм длины гена Per3 циркадных часов связан с синдромом отсроченной фазы сна и экстремальным суточным предпочтением

,

Sleep

,

2003

, vol.

26

(стр.

413

415

) 39.,,,,.

Структурные вариации Period3: циркадный биомаркер, связанный с раком груди у молодых женщин

,

Биомаркеры эпидемиологии рака Prev

,

2005

, vol.

14

(стр.

268

270

) 40.,,.

Нарушение циркадной координации и злокачественный рост

,

Контроль причин рака

,

2006

, vol.

17

(стр.

509

514

) 41 ..,

Мелатонин и шишковидная железа млекопитающих

,

1995

Бристоль

Chapman Hall

42.,.

Мелатонин как хронобиотик

,

Sleep Med Rev

,

2005

, vol.

9

(стр.

25

39

) 43 ..

Мелатонин: характеристики, проблемы и перспективы

,

J Biol Rhythms

,

2005

, vol.

20

(стр.

291

303

) 44.,.

Гипотеза мелатонина: электроэнергия и рак груди

,

Environ Health Perspect

,

1996

, vol.

104

Доп.1

(стр.

135

140

) 45.,,,. ,

Влияние графика смены на циркадные ритмы и здоровье морских сменных рабочих

,

2004

Директор по охране здоровья и безопасности

46.,,.

Уровни 6-сульфатоксимелатонина в дневном моче среди здоровых датских медсестер во время работы и отдыха

,

Chronobiol Int

,

2006

, vol.

23

(стр.

1203

1215

) 47.,,.

Прогнозирование суточной реакции на резкий фазовый сдвиг: ритмы 6-сульфатоксимелатонина у работающих вахтовым методом вахтовых работ

,

J Biol Rhythms

,

2007

, vol.

22

(стр.

368

370

) 48.,,,,,.

Различные модели воздействия света в зависимости от ритмов мелатонина и кортизола и сна ночных работников

,

J Pineal Res

,

1994

, vol.

16

(стр.

127

135

) 49.,.

Светолечение и циркадная адаптация к сменной работе

,

Ind Health

,

2005

, vol.

43

(стр.

34

48

) 50.,,.

Яркий свет, темнота и мелатонин могут способствовать циркадной адаптации у рабочих в ночную смену

,

Sleep Med Rev

,

2002

, vol.

6

(стр.

407

420

) 51 ..

У постоянных ночных работников наблюдается циркадная адаптация? Обзор на основе эндогенного мелатонинового ритма

,

Chronobiol Int

,

2008

, vol.

25

(стр.

215

224

) 52.,,,.

Толерантность к сменной работе — как она связана со сном и бодрствованием?

,

Int Arch Occup Environ Health

,

2004

, т.

77

(стр.

121

129

) 53.,.

Влияние времени смены на сонливость и продолжительность сна

,

J Sleep Res

,

1995

, vol.

4

(стр.

47

50

) 54.,,,,.

Сон и циркадная фаза у экипажа корабля

,

J Biol Rhythms

,

2006

, т.

21

(стр.

214

221

) 55.,,.

Количество сна, проблемы со сном и их предполагаемые последствия в репрезентативной выборке из примерно 2000 взрослых британцев

,

J Sleep Res

,

2004

, vol.

13

(стр.

359

371

) 56.,,,,.

Мелатонин ускоряет циркадный ритм сна на ЭЭГ и напрямую способствует засыпанию без изменения его продолжительности в расширенных возможностях сна у людей

,

J Physiol

,

2004

, vol.

561

Pt 1

(стр.

339

351

) 57.,,.

Влияние недосыпания на метаболические и эндокринные функции

,

Lancet

,

1999

, vol.

354

(стр.

1435

1439

) 58.,,,.

Циркадная модуляция ответов глюкозы и инсулина на прием пищи: взаимосвязь с ритмом кортизола

,

Am J Physiol

,

1992

, vol.

262

4 Pt 1

(стр.

E467

E475

) 59.,,,.

Метаболические последствия сна и недосыпания

,

Sleep Med

,

2008

, vol.

9

Доп. 1

(стр.

S23

S28

) 60.,,,.

Когда политика встречается с физиологией: проблема сокращения рабочего времени резидента

,

Clin Orthop Relat Res

,

2006

, vol.

449

(стр.

116

127

) 61.,.

Циркадные часы: менеджер биохимических процессов в организме

,

J Нейроэндокринол

,

2003

, т.

15

(стр.

339

343

) 62.,,,,.

Постпрандиальный гормон и метаболические реакции у сменных рабочих в Антарктиде

,

J Endocrinol

,

2001

, vol.

171

(стр.

557

564

) 63.,,, Et al.

Метаболические реакции мужчин на ночное питание зависят от источников пищевой энергии

,

J Nutr

,

2002

, vol.

132

(стр.

1892

1899

) 64.,,,,.

Метаболический синдром у постоянных ночных работников

,

Chronobiol Int

,

2008

, vol.

25

(стр.

443

454

) 65.,,.

Связь между полиморфизмом гена Clock, ожирением и метаболическим синдромом у человека

,

Int J Obes (Lond)

,

2008

, vol.

32

(стр.

658

662

) 66.,,, Et al.

Ожирение и метаболический синдром у мышей с мутантными циркадными часами

,

Science

,

2005

, vol.

308

(стр.

1043

1045

) 67.,.

Адаптация мелатонинового ритма у людей после работы в ночную смену в Антарктиде

,

Neurosci Lett

,

1991

, vol.

122

(стр.

195

198

) 68.,,,.

Работа в ночную смену в Антарктиде: особенности сна и лечение ярким светом

,

Physiol Behav

,

1995

, vol.

57

(стр.

1169

1174

) 69.,,.

Циркадная адаптация у антарктических сменных рабочих: связь с дневными предпочтениями, сезоном и субъективным сном

,

Chronobiol Intern

,

2003

, vol.

20

(стр.

1162

1164

) 70.,,,.

Адаптация ритма 6-сульфатоксимелатонина у сменных рабочих на морских нефтяных установках во время двухнедельной 12-часовой ночной смены

,

Neurosci Lett

,

1998

, vol.

241

(стр.

9

12

) 71.,,.

Тип смены и сезон влияют на адаптацию ритма 6-сульфатоксимелатонина у рабочих морских нефтяных вышек

,

Neurosci Lett

,

1998

, vol.

252

(стр.

179

182

) 72.,,,,.

Различия во сне, освещении и циркадных фазах у морских рабочих в 18: 00–06: 00 и 19: 00–07: 00 ч.

,

Chronobiol Int

,

2008

, vol.

25

(стр.

225

235

) 73.,,,.

Прогнозирование суточной реакции на резкий фазовый сдвиг: ритмы 6-сульфатоксимелатонина у работающих вахтовым методом вахтовых работ

,

J Biol Rhythms

,

2007

, vol.

22

(стр.

368

370

) 74.,,, Et al.

Необученные циркадные ритмы мелатонина у подводников, запланированные на 18-часовой рабочий день

,

J Biol Rhythms

,

1999

, vol.

14

(стр.

190

196

) 75.. ,

Сменная работа и рак груди: критический обзор эпидемиологических данных

77.,,, et al. ,

Канцерогенность сменной работы, покраски и пожаротушения. Ланцет Онкол

,

2007

, т.

8

(стр.

1065

1066

)

78.

Парламентское управление науки и технологий, Великобритания, пост. № 250, 2005, Общество 24 часов; IEH (2005) Сменная работа и рак груди: отчет совещания экспертов 12 ноября 2004 г. (веб-отчет W23)

79.

Правительственная консультативная публикация Нидерландов

,

Ночная работа и рак груди: причинно-следственная связь?

Гаага, Нидерланды

Совет здравоохранения Нидерландов

80.,,, et al.

Обедненная мелатонином кровь женщин в пременопаузе, подвергшихся воздействию света в ночное время, стимулирует рост ксенотрансплантатов рака груди человека у голых крыс

,

Cancer Res

,

2005

, vol.

65

(стр.

11174

11184

) 81.,,, Et al.

Отчет о встрече: роль освещения в окружающей среде и нарушения циркадных ритмов в развитии рака и других заболеваний

,

Environ Health Perspect

,

2007

, vol.

115

(стр.

1357

1362

) 82 ..

Мелатонин, нарушение сна и риск рака

,

Sleep Med Rev

,

2009

, vol.

13

(стр.

257

264

) 83.,,,,.

Свет в темноте, подавление мелатонина и прогрессирование рака

,

Neuro Endocrinol Lett

,

2002

, vol.

23

Доп. 2

(стр.

52

56

) 84.,.

Роль циркадной регуляции при раке

,

Колд-Спринг-Харб Symp Quant Biol

,

2007

, vol.

72

(стр.

459

464

) 85.,.

Циркадные ритмы: механизм и терапевтическое значение

,

Annu Rev Pharmacol

,

2007

, vol.

47

(стр.

493

528

) 86.,.

Использование яркого света для лечения дезадаптации к работе в ночную смену и нарушений циркадного ритма сна

,

J Sleep Res

,

1995

, vol.

4

(стр.

70

73

) 87.,,.

Обработка ярким светом, используемая для адаптации к работе в ночное время и повторной адаптации к дневной жизни. Полевые исследования на нефтяной платформе в Северном море

,

J Sleep Res

,

1999

, т.

8

(стр.

105

112

) 88.,,, Et al.

Рандомизированное плацебо-контролируемое полевое исследование влияния яркого света и мелатонина на адаптацию к работе в ночное время

,

Scand J Work Environ Health

,

2007

, vol.

33

(стр.

204

214

) 89.,,.

Практические меры по обеспечению циркадной адаптации к постоянной работе в ночную смену: исследование 4

,

J Biol Rhythms

,

2009

, vol.

24

(стр.

161

172

) 90.,,,.

Дневная бдительность в хронотипах: суточные вариации и эффекты поведенческой фрагментации сна

,

Behav Brain Res

,

2008

, vol.

190

(стр.

105

111

) 91.,,,.

Полиморфизм PER3 предсказывает кумулятивные гомеостатические, но не нейроповеденческие изменения в отношении хронической частичной депривации сна

,

PLoS One

,

2009

, vol.

4

стр.

e5874

92.« и др.

Варианты циркадных генов и риска рака простаты: популяционное исследование в Китае

,

Prostate Cancer Prostatic Dis

,

2008

, vol.

11

(стр.

342

348

)

© Автор 2010.Опубликовано Oxford University Press от имени Общества медицины труда. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

.

Все, что вам нужно знать о своем циркадном ритме

«Циркадное смещение, не живущее по естественным часам, мешает биологическим путям, участвующим в иммунной функции, метаболизме, раке, а также изменению глюкозы и энергетического метаболизма», — говорит Райт.

«У женщин мы видим доказательства этого в эффектах ночной сменной работы, которая увеличивает заболеваемость раком груди и эндометрия.

В телефонном интервью Райт более подробно рассказал о наших циркадных ритмах и роли, которую они играют в обеспечении хорошего ночного сна и общего долгосрочного здоровья.

Ежедневное здоровье: что такое наши биологические часы и что они делают?

Кеннет Райт: Наш циркадный ритм, который большинство из нас называет биологическими часами, на самом деле контролируется супрахиазматическим ядром (SCN), расположенным в гипоталамусе мозга, и синхронизируется с солнечным днем ​​и ночью.Он предсказывает и подготавливает к нашей повседневной деятельности, координируя функции организма, которые сопровождают эти действия, с момента пробуждения во сне.

Этот главный контроллер управляет вегетативной нервной системой, которая контролирует функции организма, о которых мы не подозреваем (например, дыхание и сердцебиение). Он также координирует высвобождение кортизола, гормона, который, как считается, готовит организм к бодрствующему дню, и направляет высвобождение мелатонина, гормона, который сигнализирует организму, что пора спать, примерно за два часа до обычного отхода ко сну.

Примерно 100 000 нейронов SCN человека координируют многие клеточные биологические часы, существующие по всему телу, обеспечивая правильную последовательность событий для каждой активности [каждый день]. Наличие этих часов, которые существуют в наших жировых клетках, печени, поджелудочной железе, мышцах и органах, не было общеизвестным до начала 2000-х годов.

EH: Итак, у нас действительно есть несколько внутренних тактовых часов — но главные часы контролируют их все? Как все эти часы связаны?

KW: Мы узнали, что, хотя в мозгу есть главные часы, почти каждая клетка тела также имеет свои собственные биологические часы.Каждая клетка сохраняет время за счет экспрессии определенных генов и белков [становясь активными] в определенное время в течение 24-часового периода. За объяснение этого механизма в 2017 году была присуждена Нобелевская премия, и с тех пор другие исследователи находили эти часы повсюду на теле.

В естественном мире солнечный свет — самый сильный индикатор времени для этих часов. Он устанавливает время основных часов, которые затем координируют процессы, происходящие в организме, включая процессы раннего утра, которые способствуют бодрствованию, а также время, когда мы едим, когда мы активны, и процессы, контролирующие сон.

Другой пример: главные часы подготавливают организм к еде, обеспечивая совместную работу наших клеток и тканей в ожидании времени приема пищи. Он также меняет температуру тела в течение дня. Его цель [главные часы] — поддерживать синхронизацию работы.

EH: В дополнение ко всем функциям, которые происходят во время бодрствования, наши основные биологические часы также контролируют, когда мы спим, верно?

KW: Да, циркадный ритм способствует ночному сну у людей.В естественном мире наша физиология приспособлена к дневному свету, поэтому, когда свет уменьшается, запускаются процессы, которые готовят нас ко сну. Во время самого сна SCN остается вовлеченным в пиковое время различных стадий сна (включая REM, сон с быстрым движением глаз), а на рассвете он инициирует изменения, повышающие бдительность.

Свет всегда имел решающее значение для этого циркадного процесса, но исторически это был естественный свет от солнца.

Избавившись от прямого солнечного света в течение дня, проводя время в помещении на работе или в школе, мы перестали получать важные сигналы организма.

Когда мы приходим ночью домой и включаем яркий свет, мы снова вмешиваемся в естественный цикл. Яркий свет вечером и ночью, как правило, переводит биологические часы позже, чем обычно.

EH: Что вы имеете в виду, говоря «отодвинуть часы позже»?

KW : Это означает, что мы не получаем циркадные сигналы нашему телу, чтобы подготовиться ко сну. Сигналы рассчитываются позже, поэтому у нас больше проблем с засыпанием и, следовательно, с просыпанием утром для работы и учебы.Исследование, проведенное моей командой [опубликованное в апреле 2013 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ], показало, что это циркадное смещение приводит к снижению чувствительности к инсулину — одной из причин, по которой короткий сон может повышать риск диабета.

Считается, что короткая продолжительность сна и нарушение естественного циркадного ритма способствуют ожирению, метаболическому синдрому, сердечным заболеваниям, расстройствам настроения, когнитивным нарушениям и несчастным случаям, связанным с сонливостью.

СВЯЗАННЫЙ: Почему нашим телам нужно спать каждую ночь

EH: Различаются ли главные часы для мужчин и женщин?

KW: В самом широком смысле, мужчины и женщины различаются по скорости их биологических часов. (Отвечая на этот вопрос, я имею в виду биологический пол, а не самооценку пола.) Более быстрые часы приводят к более раннему заданному циркадному ритму.

Из исследований мы знаем, что контроль SCN над мелатонином и температурой, которые влияют на сон, у молодых взрослых женщин занимает более короткий период дня и ночи, чем у мужчин.Это означает, что у женщин — то есть у женщин в совокупности — циркадный цикл примерно на 30 минут короче по сравнению со временем их сна, чем у мужчин [что приводит к тому, что цикл начинается намного раньше в течение дня].

EH: Вы хотите сказать, что женские биологические часы каждый день в среднем на 30 минут опережают график по сравнению с мужскими часами? Как эта разница влияет на наше функционирование?

KW : Это «опережение графика» делает женщин более склонными к «утренникам».«В результате они лучше подходят для типичного рабочего и учебного дня, когда вы, как правило, рано встаете и ложитесь спать раньше. И наоборот, мужчины, как правило, лучше справляются позже и у них меньше проблем с ночной сменной работой, чем у женщин. также может влиять на самочувствие людей в течение дня.

Из нашего исследования [PNAS 2013] мы знаем, что, когда женщины и мужчины спят рекомендуемое количество сна (не менее семи часов) и им разрешено есть столько, сколько они хотят, мужчины переедать и набирать вес, тогда как женщины, как правило, едят то, что им нужно, и поддерживают вес.Однако, когда и мужчины, и женщины не высыпаются, диетические ограничения снижаются для обоих полов.

Мы думаем, что есть больше во время слишком короткого сна — это биологическая адаптация, которая происходит, когда организм ищет энергию, необходимую для поддержания бодрствования.

Мы также знаем, что взаимосвязанные функции тела больше не координируются должным образом, когда нарушается циркадный ритм. Например, еда в ночное время изменяет синхронизацию биологических часов клеток в печени, так что они не синхронизируются с основными часами, а также с общей физиологией.У нас есть физиологические процессы, которые предназначены для взаимодействия с другими, и этим механизмам мешают. В результате со временем прием пищи в биологически неподходящее время истощает организм и может привести к серьезным проблемам со здоровьем.

EH: У женщин и мужчин разные режимы сна (когда мы на самом деле спим) из-за разницы в часах нашего тела?

KW: Мы знаем, что дети, как мальчики, так и девочки, больше всего спят в возрасте 12 лет, когда у нас наибольшее количество клеток мозга.Этот усиленный сон необходим для сокращения этих клеток мозга в период роста.

После полового созревания девочки и мальчики начинают ложиться спать позже, потому что им легче дольше бодрствовать из-за удлиняющегося циркадного цикла. В настоящее время исследования показывают, что мальчики усыновляют отходы ко сну позже, чем девочки, — позже, к началу двадцатых годов.

Статистика [Министерства здравоохранения и социальных служб США] показывает, что во взрослом возрасте у каждой четвертой женщины развиваются симптомы бессонницы, что в 10 раз повышает вероятность того, что они позже сообщат о депрессии, и в 17 раз более восприимчивы к проблемам с тревогой.Между тем, считается, что на долю мужчин приходится больше случаев апноэ во сне, пока женщины не находятся в постменопаузе.

Эта половая разница во времени сна сохраняется на протяжении всей взрослой жизни примерно до 50 лет, когда мужчины и женщины немного больше сходятся во сне, а также в своих проблемах со сном. Исследования показывают, что к 60 годам около 57 процентов населения жалуется на сон.

Также стоит отметить, что помимо этого общего правила, что женские часы отсчитывают время раньше, у мужчин и женщин нет разных биологических часов.Их циркадные ритмы больше похожи, чем различны.

EH: Есть ли другие различия (помимо тех, которые определяются циркадным ритмом), которые различают способ сна мужчин и женщин?

KW: Хотя их циркадные ритмы практически одинаковы, есть различия в способах сна мужчин и женщин. Они начинаются в младенчестве, когда мальчики сталкиваются с более высоким риском синдрома внезапной детской смерти, чем девочки.

В период полового созревания у девочек может прерываться сон из-за тяжелого предменструального синдрома и его болезненных спазмов.Синдром поликистозных яичников (СПКЯ) у женщин — еще одна проблема гормонального дисбаланса, связанная с полом, и, как правило, связана с повышенным риском апноэ во сне.

И, опять же, бессонница более распространена среди женщин, где она также увеличивает риск депрессии. Расстройство пищевого поведения, связанное со сном (SRED), состояние, при котором люди непроизвольно едят и пьют во время ночного сна, как правило, больше поражает женщин, чем мужчин. Есть предположения, что это могло быть связано с голодом, вызванным дневной диетой.

EH: Мы многое рассмотрели, в том числе то, что многие наши повседневные дела могут мешать естественному функционированию наших биологических часов. У вас есть какие-нибудь советы, как следить за тем, чтобы часы шли вовремя?

KW: Я хочу, чтобы люди перестали недосыпать. Меня часто спрашивают, что важнее — получить дополнительные полчаса сна или потратить 30 дополнительных минут на тренировки. Я думаю, что они оба важны. И если нам нужно отвлечься от чего-то, пусть это будет телевизор, компьютер или экран смартфона.Сон и упражнения имеют решающее значение для поддержания здорового образа жизни.

СВЯЗАННЫЕ С: Почему упражнения и сон являются главной защитой вашего тела от стресса

Помните, не так давно было время, когда мы не могли убедить людей, что курение вредно для здоровья. Широкая публика приходила медленно, но теперь все согласны с тем, что это вызывает болезни. Думаю, мы увидим то же самое и со сном.

Те, кто понимает, что недосыпание вредно для здоровья, но еще не придумали способ выработать хорошие привычки сна, в конечном итоге будут уделять время другим занятиям и посвящать его сну.А для тех, кто все еще борется, у нас есть хорошие методы лечения, которые могут решить проблемы со сном и улучшить сон и циркадное здоровье.

СВЯЗАННЫЕ С: Что вы можете сделать, чтобы изменить график сна и получить больше сна сегодня вечером

А пока я хотел бы подчеркнуть дневной свет и его влияние на циркадную систему. Нам нужен яркий свет утром и мягкий, тусклый свет по мере приближения ко сну. Мы должны делать все возможное, чтобы пораньше выйти и понежиться на солнышке. А если это невозможно, хотя бы потренируйтесь возле окна и включите свет в дневное время, стараясь уменьшить освещение по мере приближения ко сну.Уберите электронные устройства из спальни и прекратите пользоваться ими в течение часа или двух после сна.

Помните; здоровье — трехногая табуретка. Вы должны хорошо питаться, быть активными, достаточно спать и иметь дневной свет, чтобы обеспечить хорошее здоровье. Устраните одну из ножек и стул сломается.

Сброс биологических часов путем переворота

изображение: Обратимая модуляция циркадных часов с использованием хронофотофармакологии.Используя свет для взаимного преобразования двух изомеров светочувствительной небольшой молекулы, можно ускорить клеточное время. В то время как облучение фиолетовым светом продлевает обычные 24-часовые часы до 28-часовых, зеленый свет отключает этот эффект и возвращает часы в нормальное состояние. посмотреть еще

Кредит: Иссей Такахаши

Биологические часы присутствуют практически во всех клетках организма. По мере того, как появляется все больше и больше доказательств того, что часы в определенных органах могут быть рассинхронизированы, возникает необходимость исследовать и сбрасывать эти часы локально.Ученые из Нидерландов и Японии представили управляемый светом переключатель включения / выключения ингибитора киназы, который влияет на функцию часов. Это дает им возможность контролировать биологические часы в культивируемых клетках и эксплантированной ткани. Они опубликовали свои результаты 26 мая в журнале « Nature Communications ».

Жизнь на Земле развивалась в рамках 24-часового цикла; света и тьмы, горячего и холодного. «В результате наши клетки синхронизируются с этими 24-часовыми колебаниями», — говорит Виктор Шимански, профессор радиологической химии в Университетском медицинском центре Гронингена.Наши циркадные часы регулируются центральным контроллером в супрахиазматическом ядре, области мозга непосредственно над зрительным нервом, но все наши клетки содержат собственные часы. Эти часы состоят из колебаний в производстве и расщеплении определенных белков.

Выключатель света

«Становится все более очевидным, что эти часы могут нарушаться в органах или тканях, что может привести к заболеваниям», — добавляет первый автор Душан Коларски, аспирант группы, возглавляемой Беном Ферингой, профессором органической химии.И, конечно же, все мы знаем о смене часовых поясов, которая вызвана перемещением по часовым поясам, или проблемами, вызванными переходом на летнее или зимнее время. «Мы очень мало знаем о том, как наши клетки координируют эти колебания или как это влияет на организм, если, например, одна почка не совпадает по фазе с остальной частью тела», — добавляет он.

Для изучения этих эффектов было бы полезно иметь лекарство, которое воздействует на часы и которое можно активировать локально. Последнее — то, что группы Шимански и Феринга делали раньше.Они создали несколько соединений, таких как антибиотики или противораковые препараты, которые можно было включать и выключать с помощью света. Ранее циркадный биолог Цуёси Хирота, доцент Института трансформирующих биомолекул Университета Нагоя, Япония, разработал ингибитор киназы, longdaysin, который замедляет циркадные часы до цикла, который длится до 48 часов. Коларски снабдил этот длинный день выключателем, который позволял ему активировать или деактивировать соединение с помощью фиолетового и зеленого света соответственно.

Часовой пояс

На разработку этой адаптации у Коларски ушло несколько лет, но результат того стоил. «Это была настоящая научная« Tour de Force »и прекрасный пример междисциплинарного сотрудничества», — добавляет Феринга. Вместе со своими японскими коллегами из Университета Нагоя ученые из Университета Гронингена показали, как цикл культивирования клеток был увеличен с 24 до 28 часов за счет обработки производным longdaysin. Деактивация зеленым светом вернула цикл к немногим более 25 часов, а последующая реактивация фиолетовым светом вернула его к 28 часам.«Мы также использовали его в срезах ткани супрахиазматического ядра мыши», — говорит Коларски. «Колебания замедлились до 26-часового цикла после лечения в течение нескольких дней производным longdaysin и вернулись к 24-часовому циклу после дезактивации зеленым светом». «Эта обратимая регуляция обеспечит новый подход к анализу того, как часы в каждой клетке организованы на тканевом уровне, чтобы получить более глубокое понимание сложной системы циркадных часов», — добавляет Хирота.

Ученые также скорректировали фазу циклов в культивируемых клетках: трехдневная активация производного longdaysin с последующей дезактивацией вызвала сдвиг в 24-часовом цикле до шести часов.Это как если бы ячейки были синхронизированы с другим часовым поясом. Эксперименты являются доказательством принципа и позволят ученым более подробно изучить циркадные часы. Следующим шагом будет использование longdaysin на животных. Коларски: «Оригинальный longdaysin без переключателя раньше использовался на рыбках данио. Очень хотелось бы протестировать это на мышах. Цель не в том, чтобы исправить смену часовых поясов, а в том, чтобы изучить влияние долгого дня на физиологию ».

Органы

Активированный светом препарат, такой как лонгдайзин, вероятно, будет использоваться только для лечения серьезных заболеваний.«На самом деле мы можем дотянуться до многих органов с помощью света, например, с помощью эндоскопа. — До желудочно-кишечного тракта и дыхательной системы легко добраться, в то время как другие ткани могут потребовать небольших разрезов для вставки оптических волокон », — комментирует Шимански. Есть также несколько новых возможностей для генерации света внутри органов или тканей с помощью таких методов, как биолюминесценция или сонолюминесценция. Хотя эти уровни света все еще на несколько порядков ниже того, что нам нужно, чтобы щелкнуть переключателем.Мы будем упорно работать над повышением чувствительности в ближайшие годы, — подчеркивают Шимански и Феринга. Коларски добавляет: «Мы открыли новую область исследований. В конце концов, все это позволит нам локально нарушить или восстановить циркадные колебания ».

Краткое изложение простой науки

Клетки нашего тела следуют 24-часовому циклу, суточным часам. Нарушение этого цикла, например, при работе в ночную смену, может вызвать заболевание. В последние годы стало ясно, что часы могут быть сбиты в отдельных органах или тканях.Чтобы изучить и потенциально решить проблемы с часами внутри наших клеток, голландские и японские ученые создали соединение, которое удлиняет 24-часовой цикл и которое можно активировать или деактивировать с помощью света. Они показали, что можно изменить 24-часовой цикл в клетках или тканях на 28-часовой цикл, активируя соединение. После дезактивации клетки и ткани вернулись к почти нормальному циклу. Это соединение можно использовать для исследования часов внутри наших клеток и, в конечном итоге, можно использовать для лечения заболеваний, вызванных нарушением работы часов.

###

Ссылка: Душан Коларски, Карла Миро Виньялс, Акико Сугияма, Ашутош Шривастава, Дайсуке Оно, Йошико Нагаи, Муи Иида, Кеничиро Итами, Флоренс Тама, Виктор Шимански, Цуёси Хирота и Бен Л. Феринга: обратимая временная модуляция с хронофотографической модуляцией. Nature Communications , 26 мая 2021 г.



Журнал

Nature Communications

Заявление об ограничении ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность выпусков новостей, размещенных на EurekAlert! участвующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

Сменная работа и наши биологические часы

Сменная работа и наши внутренние биологические часы

Неспособность уснуть — вторая по распространенности жалоба на здоровье в мире (GFK 2015) и распространенная проблема в условиях сменной работы.

Многие рабочие среды требуют продолжения работы в ночное время. Однако люди не созданы для работы в ночное время. Естественно, наше тело запрограммировано на то, чтобы энергия, бдительность, концентрация и другие аспекты, связанные с умственной и физической работоспособностью, достигли пика в течение дня.Это программирование осуществляется нашими внутренними биологическими часами, сосредоточенными в нашем мозгу. Рецепторы в наших глазах отправляют этим внутренним часам информацию о цвете и интенсивности света, что позволяет им настроиться на естественное изменение света и темноты. Голубой утренний свет — это естественный знак для часов нашего тела, что день начался. В ответ наш мозг сигнализирует нашему телу оставаться активным. Обычно в ночное время из-за недостатка дневного света наш мозг вырабатывает мелатонин. Этот «ночной гормон» участвует в различных аспектах умственного и физического отдыха и восстановления.

Циркадное смещение

При нормальном графике сна и бодрствования наши внутренние биологические часы заставляют нас чувствовать сонливость поздними вечерами и гарантируют, что мы можем поддерживать восстановительный сон ночью. При перелете через несколько часовых поясов или во время резкого перехода к ночному рабочему графику время сна и бодрствования нашего биоритма не соответствует таковому в рабочем графике. Это явление называется «циркадным смещением» (см. Изображение ниже), несоответствием между нашими внутренними циркадными часами и работой, сном и приемом пищи (Scheer et al., (2009). Эти «смещенные по циркадным ритмам» сменные рабочие должны работать, когда их тело готовится ко сну, и должны ложиться спать, когда их тело говорит им оставаться активными.

Источник: Meijer et al., (2017) Активные меры противодействия усталости

Схематические примеры циркадных ритмов кортизола (гормона, связанного со стрессом и активностью) и мелатонина (ночного гормона и мощного антиоксиданта). Наш циркадный ритм обеспечивает максимальную бдительность, концентрацию и другие аспекты производительности в течение дня.Кроме того, он заставляет нас чувствовать сонливость поздними вечерами и гарантирует, что мы сможем крепко выспаться ночью. Во время резкого перехода к ночному рабочему графику время сна и бодрствования нашего биоритма смещается с таковым в рабочем графике, это называется «циркадным смещением».

Работать в течение биологической ночи не рекомендуется, но сон в течение биологического дня также является поводом для беспокойства. Сон в течение биологического дня снижает как количество, так и качество сна.Во время сна в течение дня люди проводят меньше времени в восстановительном быстром сне и глубоком сне и, как правило, чаще просыпаются (Scheer et al, 2009; Vyas et al, 2012). Каждый последующий период сна в неправильной циркадной фазе может вызвать хронический дефицит сна (или недосыпание), что еще больше увеличивает утомляемость и снижает бдительность во время следующей смены.

Производительность и безопасность

Сменные рабочие, которые не соответствуют циркадному ритму (т.е.не адаптированы к сменному графику работы), активны в течение части своей биологической ночи и должны ложиться спать, когда их тело говорит им оставаться активными (см. Рисунок выше).Их тела готовятся ко сну, когда их график требует работы, что приводит к значительному снижению производительности. Это подтверждается растущим числом исследований, которые показывают, что бдительность, когнитивные способности и бдительность неадаптированных сменных рабочих нарушаются. Также страдает производительность труда, что приводит к снижению производительности, большему количеству ошибок при контроле качества и несчастным случаям. Подробное метааналитическое исследование показало, что у неадаптированных сменных рабочих риск несчастных случаев на работе почти на треть выше (28%) (Folkard et al, 2006).

«В британском Королевском флоте я часто работал с часами по 6 часов вкл / выкл или 8 часов вкл / выкл. 12 часов включения / выключения лучше, особенно если вы можете управлять своим циркадным ритмом. Стратегии, описанные на семинарах с синхронизацией энергетических огней и очков, полезны для управления вашим режимом сна и отдыха. Я считаю, что экипаж будет более способным выдерживать 12-часовые смены , особенно с полуночи до полудня.“

— участник Night Fit

Что такое Night Fit?

Программа Night Fit представляет собой упреждающий подход к снижению утомляемости как для несменной, так и для посменной рабочей среды. Для сменных рабочих организаций Night Fit использует эффективные стратегии обработки света, чтобы обеспечить лучшее соответствие между биологическими часами сменных рабочих и режимом работы / сна. В зависимости от графика смены и рабочей среды применяются синие блокирующие очки, а в некоторых случаях — яркие энергетические огни.Стратегиям Night Fit для участников обучают с помощью одного или двух интерактивных семинаров. Это полная программа, которая предлагает важные инструменты для успешной долгосрочной реализации и результатов. (Meijer et al., 2017)

Очки улучшающие сон Somnoblue

Во многих наших проектах мы применяем специальные очки Somnoblue с фильтром синего света, которые стимулируют естественную выработку мелатонина «ночного гормона». На данный момент мы внедрили их в юридических фирмах, оффшорных организациях, в сфере здравоохранения (источник: медсестринское дело), ​​консультационных фирмах и в ведущих видах спорта (источник: AZ Alkmaar).

Мастерские «Усердно трудись, крепко спи»

Предоставляются рекомендации и обучение, чтобы учесть все эти факторы, связанные с гигиеной сна, усталостью, циркадным ритмом и световыми эффектами. Наши проекты включают поддержку сотрудников с помощью одного или двух семинаров о том, как применять эффективные стратегии гигиены сна и как эффективно использовать методы лечения светом. Правильное руководство и обучение необходимы для повышения осведомленности, обучения знаниям и навыкам и повышения мотивации.Основное внимание в рамках нашего семинара уделяется тому, как максимально увеличить потенциал мозга, работоспособность, здоровье и безопасность за счет улучшения сна.

Наши рекомендации включают офшорных операторов (Bluewater, Allseas, Seaway Heavy Lifting), юристов (DLA Piper, Hogan Lovells), консультантов (Audittrail), солдат (Королевские ВВС Нидерландов) и профессиональных спортсменов (24 часа победителей Ле-Мана, Аризона). Алкмар, ADO Den Haag, KNVB).

Брошюра — Night Fit для консультационных / юридических фирм

Брошюра для вахтовых организаций

Night Fit: преимущества
Снижение затрат

Уменьшение количества неоптимальных шпал будет способствовать повышению производительности, производительности и безопасности.Кроме того, будут сокращены медицинские расходы, связанные со сном, и расходы на прогулы. Это означает, что оптимизация сна не только улучшает самочувствие и безопасность, но и приносит прямую финансовую выгоду.

Безопасность

Повышенное качество сна немедленно приведет к повышению бдительности сотрудников, решению проблем, памяти и ситуационной осведомленности, что приведет к снижению риска человеческой ошибки. Кроме того, улучшатся коммуникативные навыки. В целом создается более безопасная и эффективная рабочая среда.

Здоровье

Многие из основных восстановительных функций организма, такие как восстановление тканей, рост мышц, функционирование иммунной системы и очистка мозга, происходят во время сна. Повышенное качество сна сотрудников обеспечивает более оптимальное физическое и умственное восстановление, помогая им оставаться в форме и здоровыми.

Благополучие

Улучшение сна оказывает прямое влияние на настроение и психическое благополучие. После хорошего ночного сна сотрудники будут в лучшем настроении, станут более устойчивыми к стрессу и смогут лучше справляться с негативными событиями.В целом, лучший сон приводит к лучшему физическому и психическому благополучию.

Для дальнейшего чтения, пожалуйста, прочтите наш блог о влиянии сна, усталости и наших биологических часов на безопасность процесса

Время нашей жизни

Взгляните на красные глаза от Калифорнии до Нью-Йорка, и вы воочию почувствуете влияние внутреннего Часы. Если после полета вы чувствуете сонливость или «смену часовых поясов», это значит, что в вашей естественной циркадные ритмы.Ваши внутренние часы показывают 3 часа ночи, но на улице пора завтракать.

Живые организмы развили внутренние биологические часы, называемые циркадным ритмом, чтобы помочь их телам адаптироваться к суточный цикл дня и ночи (светлого и темного), поскольку Земля вращается каждые 24 часа. Термин «циркадный» происходит от Латинские слова для обозначения примерно одного дня (diem).

Циркадные ритмы контролируются «генами часов», которые кодируют белки часов. Уровни этих белков поднимаются и опускаются в ритмических паттернах.Эти колеблющиеся биохимические сигналы управляют различными функциями, в том числе, когда мы спим и отдыхаем, а также когда мы бодрствуем и активны. Циркадные ритмы также контролируют температуру тела, сердечная деятельность, секреция гормонов, артериальное давление, потребление кислорода, обмен веществ и многие другие функции.

Ежедневные циклы также регулируют уровень веществ в нашей крови, включая эритроциты, сахар в крови, газы, и ионы, такие как калий и натрий. Наши внутренние часы могут даже влиять на наше настроение, особенно в форме зимней депрессии, известной как сезонное аффективное расстройство (САР).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *