Рубрика

Внутренние часы человека: Как работают наши биологические часы: существует ли «таблетка для сна»

Содержание

Как настроить биологические часы для улучшения сна и повышения энергии. Nike RU

«Значительно укороченный цикл сигнализирует о преждевременном выбросе мелатонина, гормона сна. Таким образом, ты устаешь очень быстро, — говорит Кэрри. — А потом просыпаешься до фактического начала дня».

Короткие ли у тебя или длинные циклы, важно не позволять им перестраивать твои биологические часы. «Чтобы изменить циклы или настройки времени твоих биологических часов, следует обратить внимание на образ жизни, особенно на график тренировок и питания. Это поможет перевести время на твоих часах назад или вперед в зависимости от поставленной цели», — считает Карин Эссер, доктор наук, исследователь взаимосвязей между циркадными ритмами и скелетными мышцами, профессор и заместитель директора по программам Института миологии Университета Флориды.

Исследования по изучению связи между биологическими часами и тренировками пока не завершены. Но если ты чувствуешь, что силы на исходе уже в 8 вечера, вероятно, стоит проводить тренировки днем. Дело в том, что физические упражнения могут влиять на твои биоритмы и задерживать выброс мелатонина, как считает Карин. Если не удается уснуть до полуночи, проводи тренировку в утренние часы (предпочтительно на открытом воздухе). В результате циркадные сигналы о необходимости лечь спать должны сместиться на более ранее время. «Нам повезло, что часы наших мышц очень отзывчивы к тренировкам и могут подстраиваться под заданный график. Таким образом, твои мышцы привыкают к любым изменениям в расписании, — говорит она. — После этого они будут работать лучше, поэтому в конце концов ты сможешь достичь аналогичных и даже более высоких результатов».

Карин также считает, что независимо от индивидуальных часов, нам необходим завтрак, обед и ужин в течение 10-часового периода времени, который наилучшим образом соответствует световому дню. Если ты просыпаешься в естественном освещении и ограничиваешь использование гаджетов (телефон, телевизор и ноутбук) по вечерам, ты сможешь свести к минимуму проблемы с мелатонином.

«Нам предстоит еще многое изучить, но уже сейчас известно, что наши биологические часы индивидуальны и контролируют практически все процессы в нашем теле», — говорит Кэрри. Чем больше внимания ты уделяешь своим биологически часам, тем выше вероятность того, что именно ты будешь контролировать время приема пищи, тренировок и сна.

Суточные ритмы человека . Биологические часы .

4-5 часов (по реальному, географическому( астрономическому времени) — организм готовится к пробуждению. Для биологических часов человека важным сигналом являетсявосход солнца, и наши биологические часы настраиваются на солнечное время , то есть они синхронизируются . При переходе на летнее время биологические часы сбиваются , что приводит к трагическим последствиям длячеловека.

К 5ч утра начинает снижаться продукция мелатонина, растет температура тела.

Незадолго до пробуждения, около 5:00 часов утра по географическому, реальному местному времени, в организме начинается подготовка к предстоящему бодрствованию: нарастает продукция «гормонов активности» — кортизола, адреналина. В крови увеличивается содержание гемоглобина и сахара, учащается пульс, повышается артериальное давление (АД), углубляется дыхание. Начинает повышаться температура тела, увеличивается частота фаз быстрого сна, растет тонус симпатической нервной системы. Все эти явления усиливаются под действием света, тепла и шума.

Утро

к 7-8 часам у «сов» — пик выброса в кровь кортизола (основного гормона надпочечников). У «жаворонков» — раньше, в 4-5 ч, у остальных хронотипов — около 5-6ч.

С 7 до 9 утра — подъём, физкультура, завтрак (приём пищи — после восхода Солнца).

9 часов — высокая работоспособность, быстрый счёт, хорошо работает кратковременная память.

С утра — усвоение новой информации, на свежую голову.

Через два-три часа после пробуждения — поберечь сердце.

9-10ч — время строить планы, «шевелить мозгами». «Утро вечера мудренее»

9 — 11 ч — повышается иммунитет.

Эффективны лекарства, усиливающие сопротивляемость организма болезням.

День

до 11 часов — организм в отличной форме.

12 — уменьшить физические нагрузки.

Активность головного мозга снижается. Кровь приливает к органам пищеварения. Постепенно начинает снижаться артериальное давление, пульс и мышечный тонус, соответственно, но температура тела растёт и дальше.

13 +/- 1 час — обеденный перерыв

13-15 — полуденный и послеобеденный отдых (обед, «тихий час», сиеста)

После 14 часов — минимальна болевая чувствительность, наиболее эффективно и продолжительно действие обезболивающих препаратов.

15 — работает долговременная память. Время — вспомнить и хорошо запомнить нужное.

После 16 — подъём работоспособности.

15-18 ч — самое время заняться спортом. Жажду, в это время, обильно и часто утолять чистой кипяченой водой, горячей-тёплой — в зимнее время (для профилактики простуд, желудочно-кишечных заболеваний и болезней почек). Летом можно и холодную минералку.

16-19 — высокий уровень интеллектуальной активности. Домашние дела

Вечер

19 +/- 1час — ужин.

Углеводная пища (натуральная — мёд и т.п.) способствует выработке особого гормона — серотонина, который благоприятствует хорошему ночному сну. Мозг активен.

После 19 часов — хорошая реакция

После 20 часов психическое состояние стабилизируется, улучшается память. После 21 часа почти в 2 раза возрастает количество белых кровяных телец (повышается иммунитет), температура тела понижается, продолжается обновление клеток.

После 21 часа — организм готовится к ночному отдыху, температура тела понижается.

22 часа — время для сна. Иммунитет усилен, чтобы охранять организм во время ночного отдыха.

Ночь

В первой половине ночи, когда преобладает медленный сон, выделяется максимальное количество соматотропного гормона, стимулирующего процессы клеточного размножения и роста. Недаром говорят, что во сне мы растем. Происходит регенерация и очищение тканей тела.

2 часа — у тех, кто не спит в это время, возможно состояние депрессии.

2-4 часа — самый глубокий сон. Минимальны температура тела и уровень кортизола, максимально содержание мелатонина в крови.

Циркадные ритмы у человека

Почему случается джетлаг? Из-за чего после обеда хочется спать? Почему от яркого света мы просыпаемся? И почему спим именно ночью, а не днём?

Идея для скучного вечера: взять лиственное растение (например, мимозу), поместить в тёмное помещение и наблюдать за ним в течение суток, лучше записывать на видео. С вероятностью 100% на ускоренной записи вы увидите, как листья мимозы поворачиваются в разные стороны безо всяких внешних стимулов. Так вы досконально повторите эксперимент 18 века по обнаружению циклов сна и бодрствования. Правда, тогда учёному Жан-Жаку де Мерану пришлось провести со своей мимозой полные сутки и полагаться только на остроту своего зрения. Но оно того стоило – француз открыл то, что сейчас называют циркадными ритмами.

Циркадные ритмы – это своеобразные биологические часы тела; циклические колебания в процессах организма, связанные со сменами дня и ночи. Именно они регулируют пару сон-бодрствование. Один полный цикл обычно равен 24 часам, но иногда может отличаться в большую или меньшую сторону. Разумеется, цикл скоординирован с восходом и закатом солнца, но сам механизм ритмов передаётся и закрепляется генетически на молекулярном уровне. (И за открытие этих генетических механизмов присуждена Нобелевская премия по медицине и физиологии 2017 года). Именно поэтому даже в полной темноте растения поворачивают листья, пытаясь подставить их под солнце, хотя источник света отсутствует. Они «помнят» в какой момент начинается световой день и когда наступает ночь, их биологические часы подстраивают работу всего организма под смену времени суток. У человека механизм схожий – существуют периоды прилива и спада энергии, подверженные влиянию циркадных ритмов. Поэтому так сложно работать очень рано утром или поздно вечером, ведь по биологическим часам вы или ещё спите, или уже спите. В течение дня циркадные ритмы продолжают влиять на вашу активность: есть два пика прилива энергии, в полдень и шесть часов вечера. Именно поэтому, например, многие чувствуют вялость и потерю концентрации в два-три часа дня. И это не последствия сытного обеда, как принято считать, а небольшой отдых для организма перед вечерней активностью. Циркадные ритмы ответственны ещё и за джетлаг: при резкой смене часового пояса тело продолжает жить по старому «расписанию». Фоторецепторам глаз нужно несколько дней, чтобы чётко зафиксировать новый режим смены дня и ночи, и передать его в супрахиазматическое ядро мозга. Это ядро – своеобразный центр управления циркадными ритмами, он подстраивает работу своих 50 000 нейронов под информацию об уровне освещённости. А нейроны передают сигналы во все клетки организма, меняя периоды его активности и пассивности с учётом нового режима.

Также на циркадные ритмы влияет ночная или посменная работа. Отсутствие постоянных циклов сон-бодрствование «путает» ваши внутренние часы и приводит к ослаблению иммунитета и болезням, ведь организм фактически борется сам с собой. Недаром существует понятие «самого тёмного часа» – между 4 и 5 часами утрам. В этот промежуток случается больше всего аварий по сравнению с любым другим временем суток (в процентном соотношении). А причиной тому максимальное падение концентрации из-за настроек биологических часов.

Для поддержания здоровых циркадных ритмов важна рутина, то есть нужно ложиться и вставать примерно в одно и то же время. Так организм сможет заранее подготовиться к смене состояний. Например, за три часа до пробуждения начнут вырабатываться гормоны голода, увеличится скорость метаболизма, начнётся прилив крови и повысится температура тела – вы проснётесь бодрым, полным сил и с хорошим аппетитом. Если вам предстоит вставать в нетипично позднее для себя время (при ночной работе), то и лечь стоит попозже, примерно на час или больше. Так сдвиг в вашем цикле сна-бодрствования будет не слишком резким. При частых перелётах стоит заранее начать готовить своё тело к новому режиму – попробуйте за пару дней до поездки ложиться спать по времени пункта назначения. Делайте это в тёмной комнате, лучше с маской для сна. Даже если быстро уснуть не выйдет, организм начнёт привыкать к иному расписанию. После прибытия в другой часовой пояс адаптация занимает от двух до пяти дней (в зависимости от разницы с вашим обычным часовым поясом). Если готовиться заранее, процесс пройдёт мягче. А если ничего не помогает вам уснуть в непривычных условиях – займите себя в меру интересным спокойным занятием. Например, понаблюдайте за мимозой в темноте.

Биологические часы: обратный отсчет 

Третий возраст

 

Лидия Ртищева

 

Мы можем жить без ощущения возраста, если понимаем — ради чего. Биологические часы могут быть запущены в обратную сторону, если не превращать жизненные невзгоды в катастрофы. Именно навык преодоления стрессовых ситуаций и ложится в основу долголетия, утверждает психотерапевт Сергей Задорожный

 

− Порой в своей практике я наблюдаю, а ко мне приходят люди разных возрастов, что один человек в 80 лет выглядит куда лучше, чем другой в 60. При этом и хронических болезней у него куда больше, да и жизненная история изобилует трагедиями и потерями. Именно «внутренний стержень» (умение предолевать любые испытания), а также понимание смысла своей жизни (и смысла всего происходящего в ней), понимание своего возраста как психологического феномена — все это делает человека моложе и в биологическом плане.

Вспоминаю такой случай: ко мне пришла пациентка, которой на момент нашей встречи было уже 78 лет. Выглянув в коридор, я долго не мог найти никого, кто внешне подходил бы на этот возраст. Когда она вошла в кабинет, я не преминул сказать ей об этом, больше 60-ти я бы ей точно не дал, —  рассказывает Сергей Задорожный, врач-психотерапевт Областного консультационно-диагностического центра (ОКДЦ).

− Как вы можете объяснить этот феномен?

— У нее, как и у всех нас, есть много причин для переживаний. Однако отличает ее умение принимать трудные жизненные ситуации, а также понимание необходимости что-то делать с этим. Она интуитивно выбирает правильные техники преодоления негативных эмоциональных состояний, она «не опускает руки», создает «правильную» систему понимания себя —  это и формирует ее «особенный стиль» и помогает выглядеть великолепно.

− Что такое старение с точки зрения психотерапевта?

− В первую очередь человек стареет в своей «голове», в видении самого себя. Большое количество людей интерпретируют пожилой возраст как некое критическое состояние. Безусловно, существует понятие «возрастных кризисов», есть проявления этих кризисов. Однако это вовсе не означает, что каждый из нас обязан их испытывать. Когда люди выходят на пенсию, они могут «чувствовать» (а точнее — вдруг осознавать) кардинальные изменения жизни: «я преодолел некий «рубеж» и теперь моя жизнь безвозвратно поменяется». И чаще всего такие изменения выглядят исключительно в негативном ключе. Очень часто — утрировано.

И, тем не менее, не от всех негативных переживаний и эмоций нужно избавляться. Каждый из нас может научиться определять, когда такие эмоции просто необходимы, а когда — вредят. Когда человек понимает, что и почему с ним происходит – это может стать стимулом для перемен.
− Психологи считают выход из зоны комфорта полезным и более того, необходимым для развития, чем чреваты кардинальные изменения для людей после 50-ти?

 

— Человек, научившийся за свою жизнь выходить из зоны комфорта, будет делать это и без совета «всезнающего» психолога.  Для него это будет привычным делом, привычным способом достижения изменений, интуитивно понятным и эффективным. К 50 годам человек подходит с четким понимаем своей жизни и устоявшейся системой ценностей. Не так много событий в жизни может подтолкнуть человека истинному желанию перемен.
Важно ассоциировать «выход из зоны комфорта» с понятием «здорового стресса». Существуют даже такие понятия «эустресс» и «дистресс» (соответственно, «здоровый» и «нездоровый»).
Все сугубо индивидуально и мы должны говорить в каждой конкретной ситуации о конкретном человеке: что для него значит «зона комфорта» и что значит «выход» из нее. Быть может, необходимость перемен в нем зрела очень долго и их наступление — закономерны и ожидаемы.

− Что значит успех в жизни людей третьего возраста?

 

— Этот термин также понимается каждым из нас по-своему. Если человек достиг цели, к которой он стремился, он может воспринимать себя успешным. А если 50 лет жизни было недостаточно для получения результата — возможно, следует пересмотреть свое понимание «успеха». Может быть, путем достижений, профессионального роста, заработка человек пытается «компенсировать» недостаток реализации иных целей и связанные с ними переживания. Зачастую это перекликается с вопросом самооценки. Если нет четких критериев оценки своей личности, человек пытается это делать за счет внешних факторов: уровень дохода, социальная активность и т.д.

 — Ключевое слово в оценке своей жизни —  принятие?

—  Да, именно с приятия часто начинается терапевтическая работа. С принятия того факта, что все произошло или происходит именно так, как есть (а не как я “хотел бы”). Отрицать реальность бессмысленно. Зачастую у нас нет права выбора, хотим ли мы, чтобы то или иное событие из прошлого с нами произошло. Но у нас есть право выбора — что делать дальше. В этом плане принятие не противоречит стремлению к переменам.

— Какие методы долголетия, продления качественной жизни доказаны в вашей сфере? При помощи каких средств, действий, методик и практик можно замедлить процессы старения?
  Из научно-доказанных – уже более 50 лет – это когнитивное-поведенческое направление, которое ставит во главу угла человеческое мышление, постулирует идею о том, что причиной развития большинства симптомов являются не столько стрессовые события, сколько наша интерпретация этих событий. Когнитивно-поведенческая терапия направлена на обретение навыка думать рационально, полезно и эффективно. Также есть достаточно техник психофизиологической саморегуляции, основанных на взаимодействии и взаимовлиянии психики и тела. Если будем говорить о неспецифических рекомендациях – ничего нового за последние пять тысяч лет не придумали: здоровый сон, правильное питание, рациональный режим активности и отдыха.

− Можно ли запустить биологические часы в обратную сторону, как остановить старение, продлить полноценную жизнь?
  −
 — Можно, но при условии, что человек начал думать об этом еще в юном возрасте. К 70-80 ти что-то «запустить» уже не получится. Если говорить о психологических аспектах, возьмем в пример долгожителей. Они, как правило, кардинально не изменяли взгляды на жизнь, а приобретали их в начале своего «творческого» пути и окружающие это подтвердят. Они всегда были целеустремленными, жизнерадостными, умели преодолевать проблемы, не цеплялись и не гипертрофировали их, с легкостью переносили испытания. Именно преодоление стрессовых ситуаций и ложится в основу долголетия. Если человек четко понимает, что для него значимо, а что мимолетно, тогда он легче воспринимает негативные ситуации и не тратит на них свои жизненные силы.

 

—  Получается есть счастливчики, живущие без ощущения своего возраста?

 

— Однозначно. Эти люди не сталкиваются с возрастными стрессами, а если и сталкиваются, то переживают их в легкой форме. Их жизнь не делится на этапы – она одна и непрерывна.
Жизнь такая какая есть, а смыслами уже наделяем ее мы. И тут мы опять возвращаемся к когнитивной терапии: то, что я думаю и является причиной моих эмоций, чувств и поступков. Если мои мысли будут управлять мною, все пойдет хаотично, без моего ведома, тогда жизнь — непредсказуемая, страшная штука.  Но если я смогу управлять моими мыслями, моя жизнь будет меняться, двигаться по правильному руслу, а я сам становлюсь ее хозяином.

  

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ • Большая российская энциклопедия

БИОЛОГИ́ЧЕСКИЕ РИ́ТМЫ (био­рит­мы), пе­рио­ди­че­ски по­вто­ряю­щие­ся из­ме­не­ния ин­тен­сив­но­сти и ха­рак­те­ра био­ло­гич. про­цес­сов и яв­ле­ний. Под Б. р. в ши­ро­ком смыс­ле по­ни­ма­ют все цик­лич. про­цес­сы, про­те­каю­щие в жи­вых сис­те­мах раз­но­го уров­ня ор­га­ни­за­ции. Пе­рио­ды этих цик­лов варь­и­ру­ют от мил­ли­се­кунд­ных ко­ле­ба­ний ней­ро­наль­ной ак­тив­но­сти до мно­го­лет­них ва­риа­ций ди­на­ми­ки по­пу­ля­ций. Сре­ди них вы­де­ля­ют т. н. ра­бо­чие, или фи­зио­ло­ги­че­ские, рит­мы, ко­то­рые яв­ля­ют­ся не­об­хо­ди­мым ус­ло­ви­ем функ­цио­ни­ро­ва­ния био­ло­гич. сис­тем (напр., рит­мы ды­ха­ния и со­кра­ще­ний серд­ца). Их час­то­ты оп­ре­де­ля­ют­ся как фи­зи­ко-хи­мич. осо­бен­но­стя­ми рит­ми­че­ски ра­бо­таю­щих ор­га­нов, так и по­треб­но­стя­ми ор­га­низ­ма. Так, во вре­мя сна сер­деч­ный ритм че­ло­ве­ка обыч­но со­став­ля­ет от 40 до 90 уда­ров в ми­ну­ту, а при ин­тен­сив­ной фи­зич. ра­бо­те мо­жет воз­рас­тать до 200 и бо­лее уда­ров. Кро­ме то­го, всем жи­вым ор­га­низ­мам свой­ст­вен­ны ко­ле­ба­ния, пе­рио­ды ко­то­рых рав­ны осн. гео­фи­зич. цик­лам, обу­слов­лен­ным вра­ще­ни­ем Зем­ли во­круг собств. оси (су­точ­ный ритм) и во­круг Солн­ца (го­до­вой, или се­зон­ный, ритм). Мн. ви­ды ор­га­низ­мов реа­ги­ру­ют на из­ме­не­ния ноч­ной ос­ве­щён­но­сти, свя­зан­ной с фа­за­ми Лу­ны, а ак­тив­ность оби­та­те­лей мор­ско­го по­бе­ре­жья под­чи­ня­ет­ся так­же рит­мам при­ли­вов и от­ли­вов. Та­кие Б. р. на­зы­ва­ют адап­тив­ны­ми, т. к. они на­прав­ле­ны на ко­ор­ди­на­цию жиз­не­дея­тель­но­сти ор­га­низ­мов при ко­ле­ба­ни­ях абио­ти­че­ских и био­ти­че­ских па­ра­мет­ров сре­ды. Напр., у рас­те­ний рит­мы фо­то­син­те­за не­по­сред­ст­вен­но оп­ре­де­ля­ют­ся че­ре­до­ва­ни­ем свет­ло­го и тём­но­го вре­ме­ни су­ток (фо­то­пе­рио­дом). Ноч­ная ак­тив­ность, ха­рак­тер­ная для мн. ви­дов гры­зу­нов, по­вы­ша­ет ве­ро­ят­ность их вы­жи­ва­ния в ус­ло­ви­ях прес­са хищ­ни­ков. Бла­го­да­ря го­до­вым рит­мам, осо­бен­но зна­чи­мым в ус­ло­ви­ях рез­ко кон­ти­нен­таль­но­го кли­ма­та, рас­те­ния и жи­вот­ные мо­гут за­бла­го­вре­мен­но под­го­то­вить­ся к из­ме­не­нию по­год­ных ус­ло­вий, напр. к зим­не­му по­хо­ло­да­нию. При этом од­ни из них за­ле­га­ют в спяч­ку (сур­ки, сус­ли­ки), у дру­гих уп­лот­ня­ет­ся ме­хо­вой по­кров и уси­ли­ва­ет­ся спо­соб­ность к тер­мо­ге­не­зу (ли­си­цы, бел­ки, хо­мяч­ки и др.), у треть­их про­ис­хо­дит на­ко­п­ле­ние во вне­кле­точ­ной жид­ко­сти ве­ществ, пре­дот­вра­щаю­щих её за­мер­за­ние при ми­ну­со­вых темп-рах (ля­гуш­ки, улит­ки, не­ко­то­рые ви­ды рас­те­ний и др.).

Б. р. не яв­ля­ют­ся про­стым от­ра­же­ни­ем ко­ле­ба­ний ус­ло­вий во внеш­ней сре­де. Рас­те­ния, жи­вот­ные или мик­ро­ор­га­низ­мы, изо­ли­ро­ван­ные от осн. гео­фи­зич. цик­лов («дат­чи­ков вре­ме­ни»), со­хра­ня­ют в те­че­ние дли­тель­но­го вре­ме­ни при­су­щую им рит­мич. ак­тив­ность. Од­на­ко на­блю­дае­мые в ус­ло­ви­ях изо­ля­ции пе­рио­ды сво­бод­но­те­ку­щих рит­мов близ­ки, но не рав­ны внеш­ним цик­лам. Из-за это­го не­сов­па­де­ния Б. р. по­лу­чи­ли назв. «цир­ка­рит­мы» (от лат. circa – око­ло). Со­от­вет­ст­вен­но ко­ле­ба­ния с пе­рио­дом близ­ким к 24 ча­сам на­зы­ва­ют­ся око­ло­су­точ­ны­ми или цир­кад­ны­ми (от лат. dies – день) рит­ма­ми, а с пе­рио­дом близ­ким к 12 ме­ся­цам – око­ло­го­до­вы­ми или цир­кан­ну­аль­ны­ми (от лат. annual – год) рит­ма­ми. Ус­той­чи­вое от­кло­не­ние пе­рио­дов сво­бод­но­те­ку­щих рит­мов от внеш­них цик­лов слу­жит гл. ар­гу­мен­том в поль­зу их эн­до­ген­ной при­ро­ды. С этих по­зи­ций су­точ­ные, го­до­вые (се­зон­ные), лун­ные и при­лив­ные ко­ле­ба­ния функ­ций ор­га­низ­ма рас­смат­ри­ва­ют­ся как ре­зуль­тат син­хро­ни­за­ции био­ло­гич. ча­сов внеш­ни­ми цик­лич. про­цес­са­ми, сре­ди ко­то­рых ве­ду­щую роль иг­ра­ет фо­то­пе­ри­од.

Пе­рио­ды сво­бод­но­те­ку­щих рит­мов мо­гут не сов­па­дать у раз­ных сис­тем ор­га­низ­ма. Так, у лю­дей, изо­ли­ро­ван­ных от внеш­них дат­чи­ков вре­ме­ни, пе­рио­ды ко­ле­ба­ний темп-ры те­ла, вы­ве­де­ния ка­лия и гор­мо­нов ко­ры над­по­чеч­ни­ков с мо­чой в ср. рав­ны 25 ча­сам. В то же вре­мя пе­рио­ды рит­мов сна и бодр­ст­во­ва­ния, вы­ве­де­ния каль­ция и на­трия с мо­чой у 1/3 лю­дей мо­гут ли­бо пре­вы­шать 40 ча­сов, ли­бо быть ко­ро­че 20 ча­сов. Это сви­де­тель­ст­ву­ет о спо­соб­но­сти отд. сис­тем ор­га­низ­ма к са­мо­сто­ят. ге­не­ра­ции цик­лов. Пред­став­ле­ния о мно­же­ст­вен­ной ло­ка­ли­за­ции био­ло­гич. ча­сов с цир­кад­ным пе­рио­дом под­кре­п­ле­ны ис­сле­до­ва­ния­ми изо­ли­ро­ван­ных ор­га­нов (над­по­чеч­ни­ки, серд­це, пе­чень и др.), со­хра­няю­щих рит­мич. ак­тив­ность в те­че­ние не­сколь­ких су­ток вне ор­га­низ­ма. Но да­же у од­но­кле­точ­ной во­до­рос­ли Gonialax poliedra пе­рио­ды сво­бод­но­те­ку­щих рит­мов хе­мо­лю­ми­нис­цен­ции и пе­ре­дви­же­ния мо­гут не сов­па­дать друг с дру­гом, т. е. отд. клет­ка так­же об­ла­да­ет не­сколь­ки­ми ча­са­ми.

Рис. 1. Циркадная организация млекопитающих и человека. Центральные биологические часы в супрахиазматических ядрах (СХЯ) гипоталамуса благодаря нервным (вегетативная нервная система, ВНС) и эндокринны…

По­ка де­таль­но изу­че­ны лишь ме­ха­низ­мы эн­до­ген­ных око­ло­су­точ­ных рит­мов. Их мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­тич. ос­но­ву со­став­ля­ют внут­ри­кле­точ­ные сис­те­мы с от­ри­ца­тель­ной об­рат­ной свя­зью, в ко­то­рых пол­ный цикл – экс­прес­сия спе­циа­ли­зир. ге­нов био­ло­гич. ча­сов (т. н. ча­со­вых ге­нов), по­дав­ле­ние их ак­тив­но­сти соб­ст­вен­ны­ми бел­ко­вы­ми про­дук­та­ми и по­сле­дую­щая де­гра­да­ция бел­ков – за­ни­ма­ет ок. 24 ча­сов. До­пол­ни­тель­ные кон­ту­ры об­рат­ной свя­зи, ре­гу­ли­рую­щие об­ра­зо­ва­ние фак­то­ров транс­крип­ции, даю­щих на­ча­ло сле­дую­ще­му цик­лу, ста­би­ли­зи­ру­ют ра­бо­ту био­ло­гич. ча­сов. Пе­рио­ды сво­бод­но­те­ку­щих рит­мов ос­та­ют­ся не­из­мен­ны­ми в ши­ро­ком диа­па­зо­не тем­пе­ра­тур да­же у од­но­кле­точ­ных ор­га­низ­мов. Так, циа­но­бак­те­рии со­хра­ня­ют ритм об­мен­ных про­цес­сов близ­кий к 25 ча­сам при ва­риа­ци­ях темп-ры от 30 до 60 °C.

На ос­но­ве внут­ри­кле­точ­ных био­ло­гич. ча­сов фор­ми­ру­ют­ся цир­кад­ные рит­мы отд. ор­га­нов мно­го­кле­точ­но­го ор­га­низ­ма. Их рит­мич. ак­тив­ность ко­ор­ди­ни­ру­ет­ся центр. во­ди­те­ля­ми рит­ма. У мле­ко­пи­таю­щих и че­ло­ве­ка роль центр. ча­сов вы­пол­ня­ют суп­ра­хи­аз­ма­ти­че­ские яд­ра (СХЯ) ги­по­та­ла­му­са, ко­то­рые свя­за­ны с ве­ге­та­тив­ны­ми нерв­ны­ми ганг­лия­ми и эпи­фи­зом (рис. 1). Гор­мон эпи­фи­за ме­ла­то­нин син­хро­ни­зи­ру­ет экс­прес­сию ча­со­вых ге­нов в разл. от­де­лах ней­ро­эн­до­крин­ной сис­те­мы и со­вме­ст­но с ней­ро­ме­диа­то­ра­ми и гор­мо­на­ми же­лёз внут­рен­ней сек­ре­ции обес­пе­чи­ва­ет ко­ор­ди­на­цию рит­мич. про­цес­сов, ко­то­рая про­яв­ля­ет­ся в упо­ря­до­чен­ном че­ре­до­ва­нии подъ­ё­мов и спа­дов функ­цио­наль­ной ак­тив­но­сти разл. сис­тем ор­га­низ­ма. Так, пе­ред про­бу­ж­де­ни­ем по­сле сна про­ис­хо­дит всплеск сек­ре­ции гор­мо­нов ко­ры над­по­чеч­ни­ков (кор­ти­зо­ла и кор­ти­ко­сте­ро­на), иг­раю­щих клю­че­вую роль в энер­ге­тич. обес­пе­че­нии фи­зич. ак­тив­но­сти во вре­мя бодр­ст­во­ва­ния, а уве­ли­че­ние сек­ре­ции гор­мо­на рос­та, на­блю­дае­мое в пер­вой по­ло­ви­не сна, сти­му­ли­ру­ет син­тез бел­ков, что не­об­хо­ди­мо для вос­ста­нов­ле­ния ор­га­низ­ма во вре­мя от­ды­ха.

Рис. 2. У полярников в Антарктиде суточные ритмы температуры тела (А) и сила сердечных сокращений (В) реагируют на изменения фотопериода, а ритмы концентрации кортизола в слюне (Б) и частота пульса (Г…

Ход био­ло­гич. ча­сов на­страи­ва­ет­ся внеш­ни­ми цик­лич. про­цес­са­ми и, пре­ж­де все­го, фо­то­пе­рио­дом. У мле­ко­пи­таю­щих, вклю­чая че­ло­ве­ка, в фо­то­пе­рио­дич. син­хро­ни­за­ции Б. р. уча­ст­ву­ют зри­тель­ные ре­цеп­то­ры, реа­ги­рую­щие на ос­ве­щён­ность. Сиг­на­лы от них пе­ре­да­ют­ся к СХЯ ги­по­та­ла­му­са и да­лее к эпи­фи­зу. Свет по­дав­ля­ет сек­ре­цию ме­ла­то­ни­на, ко­то­рый вы­де­ля­ет­ся эпи­фи­зом ис­клю­чи­тель­но в ноч­ные ча­сы, не­за­ви­си­мо от то­го, к ка­ко­му вре­ме­ни су­ток при­уро­че­ны сон или бодр­ст­во­ва­ние кон­крет­но­го ви­да жи­вот­ных. Бла­го­да­ря влия­нию на экс­прес­сию ге­нов био­ло­гич. ча­сов ме­ла­то­нин с оди­на­ко­вым ус­пе­хом син­хро­ни­зи­ру­ет цир­кад­ные рит­мы ноч­ных жи­вот­ных (мы­ши, кры­сы), у ко­то­рых ве­чер­ний подъ­ём ак­тив­но­сти сов­па­да­ет с по­вы­ше­ни­ем кон­цен­тра­ции гор­мо­на, и рит­мы днев­ных ви­дов (лю­ди, обезь­я­ны), у ко­то­рых ак­тив­ность по­вы­ша­ет­ся ут­ром при сни­же­нии его уров­ня.

Ме­ла­то­нин ис­поль­зу­ет­ся по­зво­ноч­ны­ми жи­вот­ны­ми и для син­хро­ни­за­ции цир­кан­ну­аль­ных рит­мов жиз­не­дея­тель­но­сти, по­сколь­ку из все­го мно­го­об­ра­зия се­зон­ных фе­но­ме­нов имен­но из­ме­не­ния фо­то­пе­рио­да яв­ля­ют­ся наи­бо­лее на­дёж­ным ин­ди­ка­то­ром вре­ме­ни го­да. При этом не столь­ко ко­ли­че­ст­во ме­ла­то­ни­на, сколь­ко про­дол­жи­тель­ность его ноч­ной сек­ре­ции оп­ре­де­ля­ют се­зон­ные мор­фо­фи­зио­ло­гич. пре­об­ра­зо­ва­ния, ха­рак­тер ко­то­рых, в свою оче­редь, оп­ре­де­ля­ет­ся об­ра­зом жиз­ни, свой­ст­вен­ным оп­ре­де­лён­но­му ви­ду. Напр., осен­нее уве­ли­че­ние ноч­ной ак­тив­но­сти эпи­фи­за сти­му­ли­ру­ет ге­не­ра­тив­ную функ­цию у ко­пыт­ных, но по­дав­ля­ет её у гры­зу­нов.

На­ря­ду с фо­то­пе­рио­дом в син­хро­ни­за­ции су­точ­ных рит­мов уча­ст­ву­ют и др. пе­рио­дич. про­цес­сы, напр. у мле­ко­пи­таю­щих на­ру­ше­ние рит­мов ак­тив­но­сти, вы­зван­ное раз­ру­ше­ни­ем СХЯ, вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся при пе­рио­дич. приё­ме пи­щи. Био­ло­гич. ча­сы, ко­ор­ди­ни­рую­щие ра­бо­ту раз­ных ор­га­нов, от­ли­ча­ют­ся по спо­соб­но­сти к вос­при­ятию син­хро­ни­зи­рую­ще­го влия­ния внеш­них «дат­чи­ков вре­ме­ни» разл. при­ро­ды. В ре­зуль­та­те это­го цир­кад­ная ор­га­ни­за­ция фи­зио­ло­гич. про­цес­сов су­ще­ст­вен­но ме­ня­ет­ся при бы­ст­ром пе­ре­ме­ще­нии в но­вый ча­со­вой по­яс, при смен­ной ра­бо­те, при се­зон­ных из­ме­не­ни­ях фо­то­пе­рио­да, что осо­бен­но важ­но для жи­те­лей по­ляр­ных рай­онов (рис. 2). На­блю­дае­мые при этом от­кло­не­ния в по­сле­до­ва­тель­но­сти подъ­ё­мов и спа­дов Б. р. разл. сис­тем ор­га­низ­ма (де­син­хро­ноз) от­ри­ца­тель­но ска­зы­ва­ют­ся на ра­бо­то­спо­соб­но­сти и со­про­тив­ляе­мо­сти ор­га­низ­ма не­га­тив­но­му влия­нию разл. па­то­ген­ных фак­то­ров. Нау­ка, изу­чаю­щая Б. р., – био­рит­мо­ло­гия, или хро­но­био­ло­гия.

Как настроить внутренние часы?

Согласно теории циркадных ритмов, разделение людей на сов и жаворонков лишено оснований. От природы все мы жаворонки, просто есть те, кто приучил себя поздно ложиться и поздно вставать. Такой режим, по мнению ученых, не совсем полезен для здоровья, ведь он опирается не на суточный световой цикл, а на сигналы, которые человек создает для себя искусственно, тем самым вводя мозг в заблуждение.

Могут ли внутренние часы влиять на состояние счастья? После ряда исследований ученые корейского госпиталя при Университете Сун-Чхун-Хьян дали положительный ответ на этот вопрос. Они обнаружили, что люди, которые работают сменами, например сутки через двое, более склонны к депрессиям, чем те, кто работает по привычному восьмичасовому графику. Аналогично люди, которые работают в темных, полуподвальных или других помещениях без доступа дневного света, чаще жалуются на подавленное состояние и плохое настроение.

Сбить настройки циркадных часов очень просто. Для этого не нужно даже переезжать в другой часовой пояс — достаточно начать работать допоздна в будни, а по выходным отсыпаться до обеда.

Как настроить внутренние часы?

Лучший вариант — ложиться спать сразу, как стемнеет, и вставать с первыми лучами. Однако такой режим подходит только для лета. Зимой же постарайтесь приучить себя ложиться в одно и то же время, но не позже 23:00 даже по выходным.

По возможности не выпадайте из такого ритма больше чем на сутки. Засиживаться за работой или с друзьями до трех утра можно не больше 2–3 раз в месяц. Бурные вечеринки по выходным нарушают ход внутренних часов и приводят к бессоннице. Так что лучше свести их к минимуму.

Старайтесь чаще бывать на улице в светлое время суток. Это поможет сохранить бодрость духа до самого вечера. К тому же витамин D, который вырабатывается под действием солнечных лучей, жизненно необходим организму. Его дефицит вызывает мышечную слабость, раздражительность, бессонницу, повышенную утомляемость и снижение либидо. В осенне-зимний период ешьте больше продуктов, богатых витамином D (cыр, яичный желток, сливочное масло, молочные продукты), или принимайте витамин D в каплях.

Вечером по приходу домой не включайте яркий свет. Не засиживайтесь перед компьютером или телевизором. Ужинать лучше при свечах. Это не только романтично, но и способствует быстрому засыпанию.

Биологические часы человека, вероятно, могут пойти вспять – Наука – Коммерсантъ

Небольшое клиническое исследование, проведенное в Калифорнии, впервые показало, что можно было бы обратить вспять эпигенетические часы организма, которые измеряют биологический возраст человека.

В течение одного года девять здоровых добровольцев принимали коктейль из трех распространенных препаратов — гормона роста и двух препаратов от диабета — и в среднем потеряли по два с половиной года биологического возраста, измеренного путем анализа меток на геномах человека. Иммунная система участников также показала признаки омоложения.

Результаты стали неожиданностью даже для самих исследователей, и они настойчиво предупреждают, что данные сугубо предварительные: охват был невелик и не было контрольной группы.

Стив Хорват, один из авторов работы, говорит, что ожидал замедления хода биологического времени у добровольцев, но отнюдь не того, что оно пойдет вспять: «Результаты выглядели футуристически!»

«Может быть, эффект и есть,— осторожен клеточный биолог Вольфганг Вагнер из Аахенского университета в Германии.— Но качество данных невысокое, так как исследование очень маленькое и проведено без контрольной группы».

За эпигенетическими часами можно следит по маркерам на ДНК — метильным группам; их расположение меняется с течением жизни, по ним удается определить биологический возраст человека, который может отставать от физического или опережать его. Стив Хорват — один из пионеров исследования эпигенетических часов.

Работа, о которой идет речь, была выполнена, чтобы проверить, безопасно ли использовать гормон роста для восстановления тканей вилочковой железы — она играет значительную роль в иммунной функции организма. Лейкоциты, появляющиеся из костного мозга, в вилочковой железе созревают и становятся специализированными Т-клетками — убийцами, которые помогают организму бороться с инфекциями и раком.

Однако после полового созревания вилочковая железа начинает быстро уменьшаться в размерах и перерождаться: функциональные клетки заменяются жировыми.

Исследования на животных и людях показывают, что гормон роста стимулирует регенерацию вилочковой железы. Но этот гормон может также способствовать развитию диабета, поэтому в исследование были включены и два широко используемых антидиабетических препарата: дегидроэпиандростерон (DHEA) и метформин.

Всего испытуемых было девять, все белые мужчины в возрасте от 51 до 65 лет, исследование было одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США. Результаты таковы: анализ крови показал улучшение ситуации у всех участников; у семи из девяти испытуемых методом магнитно-резонансной томографии подтверждена некоторая регенерация вилочковой железы.

Идея проверить, как препараты повлияли на эпигенетические часы, пришла позже, когда исследование уже окончилось. Однако Хорвата это не остановило, и он пришел к выводу, что эпигенетический эффект препаратов был хорошим и по крайней мере у шестерых участников наблюдается даже спустя шесть месяцев после окончания работы.

Анатолий Кривов

Sleep and Your Body Clock

Обзор темы

Что такое биологические часы?

На «биологические часы» тела или 24-часовой цикл (циркадный ритм) может влиять свет или темнота, что может заставить организм думать, что пора спать или просыпаться. 24-часовые биологические часы контролируют такие функции, как:

  • Сон и бодрствование.
  • Температура тела.
  • Иммунная система организма.
  • Другие функции организма, например, когда вы чувствуете голод.

Как связаны проблемы биологических часов и проблемы со сном?

Проблемы со сном, связанные с биологическими часами, связаны с гормоном мелатонином, который помогает вашему телу засыпать. Свет и темнота влияют на выработку мелатонина в организме. Большая часть мелатонина вырабатывается ночью. В течение дня свет заставляет ваше тело вырабатывать меньше мелатонина. Если вы работаете ночью при искусственном освещении, ваше тело может вырабатывать меньше мелатонина, чем ему необходимо.

Некоторые люди — например, те, кто не может заснуть очень поздно и те, кто ложится спать очень рано, — имеют циркадные (скажем, сер-КАЙ-ди-ун) ритмы, которые отличаются от ритмов большинства людей.У других людей с проблемами сна могут быть регулярные циркадные ритмы, но им приходится приспосабливать их к новым ситуациям, например к работе в ночную смену.

Какие проблемы со сном связаны с проблемами с вашими биологическими часами?

Вещи, которые могут повлиять на выработку мелатонина и вызвать проблемы со сном, включают:

  • Джетлаг . Пересечение часовых поясов нарушает ваши биологические часы. У вас проблемы со сном, потому что ваши биологические часы не приспособились к новому часовому поясу.Ваше тело думает, что вы все еще в своем старом часовом поясе. Например, если вы летите из Чикаго в Рим, вы пересекаете семь часовых поясов. Это означает, что Рим на 7 часов опережает Чикаго. Когда вы приземляетесь в Риме в 6:00 утра, ваше тело думает, что оно все еще в Чикаго в 11:00 предыдущей ночью. Ваше тело хочет спать, но в Риме день только начинается.
  • Изменение режима сна . Когда вы работаете ночью и спите днем, внутренние часы вашего тела должны быть сброшены, чтобы вы могли спать днем.Иногда это сложно сделать. Люди, которые работают в ночную смену или сменяют друг друга, могут иметь проблемы со сном в течение дня и могут чувствовать усталость ночью, когда им нужно быть начеку для работы.
  • Условия вашего сна . Слишком много света или шума может заставить ваше тело чувствовать, что спать не пора.
  • Болезнь . Некоторые болезни и проблемы со здоровьем могут влиять на сон. К ним относятся слабоумие, травма головы, выход из комы и тяжелая депрессия.Некоторые лекарства, влияющие на центральную нервную систему, также могут влиять на сон.
  • Последствия употребления наркотиков и алкоголя . Некоторые препараты вызывают проблемы со сном. И вы можете заснуть без проблем после употребления алкоголя поздно вечером, но употребление алкоголя перед сном может разбудить вас позже ночью.

К другим проблемам со сном, связанным с биологическими часами, относятся:

  • С трудом засыпает очень поздно ночью или очень рано утром, а затем возникает чувство усталости и необходимость спать в течение дня.Людей, страдающих этой проблемой, можно назвать «полуночниками». Это обычная проблема, и она обычно начинается в раннем подростковом или юношеском возрасте. Люди, у которых есть родители с этой проблемой, с большей вероятностью заболеют ею сами.
  • Засыпаю рано — в 20:00. или раньше — и рано вставать — между 3 и 5 часами утра. Если вы просыпаетесь рано, вас могут назвать «ранней пташкой». Эта проблема встречается не так часто, как поздно ложиться и поздно вставать. Эксперты не уверены, чем это вызвано.

Как вы можете лечить проблемы со сном, связанные с вашими биологическими часами?

Как вы относитесь к проблеме со сном, связанной с вашими биологическими часами, зависит от того, что вызывает эту проблему.Вот несколько советов по наиболее частым проблемам.

Реактивная задержка

Прием добавок мелатонина может помочь сбросить биологические часы.

Предложения относительно времени и дозировки варьируются среди исследователей, изучающих мелатонин. Врачи рекомендуют вам:

  • Принимать мелатонин после наступления темноты в день путешествия и после наступления темноты в течение нескольких дней после прибытия в пункт назначения.
  • Принимайте мелатонин вечером в течение нескольких дней перед полетом, если вы собираетесь лететь на восток.

Безопасность и эффективность мелатонина тщательно не проверялись. Его прием в больших дозах может нарушить ваш сон и вызвать сильную усталость в течение дня. Если у вас эпилепсия или вы принимаете варфарин (например, кумадин), проконсультируйтесь с врачом, прежде чем принимать мелатонин.

Снотворные эзопиклон (Lunesta) и золпидем (Ambien) изучались при смене часовых поясов. Они могут помочь вам уснуть, несмотря на смену часовых поясов, если вы примете их перед сном после прибытия в пункт назначения.Побочные эффекты включают головные боли, головокружение, спутанность сознания и плохое самочувствие желудка.

Для получения дополнительной информации о смене часовых поясов см .:

Сменная работа

Если вы работаете в ночную смену или по очереди, вы можете помочь себе хорошо выспаться, сохраняя темноту и тишину в спальне и заботясь о себе в целом. В некоторых случаях могут помочь рецептурные лекарства или добавки, отпускаемые без рецепта. Вот несколько советов о том, как хорошо спать, когда вы выполняете эту сменную работу:

  • Убедитесь, что в комнате, где вы спите, темно.Используйте затемненные шторы или наденьте маску для сна.
  • Надевайте беруши, чтобы блокировать звуки.
  • Не принимайте алкоголь или кофеин перед сном.
  • Если есть возможность, вздремните во время перерыва в работе.
  • Спросите своего врача, следует ли вам попробовать биологически активную добавку или лекарство. Врачи обычно советуют людям использовать добавки или лекарства только в течение короткого времени.

Для получения дополнительной информации см. Раздел Расстройство сна при сменной работе.

Ночная сова

Некоторым людям, чем бы они ни занимались, трудно засыпать ночью и рано вставать днем. Это может вызвать или не вызвать у них проблемы. Это зависит от их образа жизни и работы или школьного расписания. Если вы одна из тех полуночников, вы можете попробовать кое-что, чтобы раньше заснуть и проспать всю ночь.

  • Вставать в одно и то же время каждый день, независимо от того, в какое время вы ложитесь спать .По выходным (или в дни, когда вам не нужно вставать) не позволяйте себе спать более чем на 1 час дольше, чем вы делаете, когда вам нужно вставать на работу или учебу. Если это не сработает, вы можете попробовать перечисленные ниже методы лечения.
  • Световая терапия . В этом случае световая терапия означает попадание яркого света сразу после пробуждения. Вы можете использовать солнечный свет, яркий (10000 люкс) свет или световой короб полного спектра в течение 30–45 минут каждый день.
  • Мелатонин .Спросите своего врача о вечернем приеме добавок мелатонина, которые помогут вам заснуть.
  • Хронотерапия . Для полуночников этот метод предполагает создание 27-часового рабочего дня. Во время каждого цикла сна и бодрствования вы ложитесь спать на 3 часа позже, пока время для сна не вернется к тому времени, когда вы действительно хотите спать. После того, как вы завершите цикл один раз, вы продолжите ложиться спать в желаемое время. Этот метод может быть трудным в применении, поскольку он может нарушить ваш распорядок дня, а также потому, что вы должны придерживаться жесткого графика.Вот пример расписания:
    • День 1: Если вы обычно ложитесь спать в полночь, вам придется подождать до 3 часов ночи, чтобы лечь спать.
    • День 2 и далее: ложитесь спать в 6 утра, а затем откладывайте сон на 3 часа каждый день, пока вы не ложитесь спать в желаемое время. Вероятно, это займет от 5 до 7 дней.

Ранняя пташка

Люди, которые засыпают очень рано и просыпаются до рассвета, могут попробовать следующее, чтобы попытаться ложиться поздно ночью и спать позже утром.

  • Световая терапия . В этом случае светотерапия означает воздействие яркого света вечером. Используйте яркий (10 000 люкс) световой короб на 30–45 минут каждый день.
  • Хронотерапия . Для ранних пташек этот метод предполагает создание 21-часового рабочего дня. Во время каждого цикла сна и бодрствования вы ложитесь спать на 3 часа раньше, пока время для сна не вернется к тому времени, когда вы действительно хотите спать. Этот метод может быть трудным в применении, поскольку он может нарушить ваш распорядок дня, а также потому, что вы должны придерживаться жесткого графика.Вот примерный график:
    • День 1: Если вы обычно ложитесь спать в 20:00, вы ложитесь спать в 17:00.
    • День 2 и далее: ложитесь спать в 14:00, а затем продолжайте засыпать на 3 часа раньше каждый день, пока вы не ложитесь спать в желаемое время. Это, вероятно, займет около недели. Тогда вы продолжите ложиться спать в желаемое время.

Болезнь

После того, как вы получите лечение от болезни или проблемы со здоровьем, которая вызывает у вас проблемы со сном, вам нужно будет выработать хорошие привычки сна.Это включает в себя регулярные упражнения, ежедневный отход ко сну в одно и то же время и использование кровати только для сна и секса.

Дополнительные советы по улучшению сна см .:

Взлом биологических часов | Стэнфордская медицина

Клетки в организме человека следуют циклам, которые повторяются от одного раза в секунду в случае сердцебиения до одного раза в месяц для женского репродуктивного цикла. У живых организмов есть биологические циклы, которые охватывают всевозможные другие временные рамки — самые быстро реплицирующиеся бактериальные клетки дублируются каждые 15 минут, медведи впадают в спячку ежегодно, некоторые виды цикады выходят из земли только раз в 17 лет, а многие растения бамбука живут дольше 60 лет без цветения.

Ученые с трепетом наблюдали за этими циклами, спрашивая, что заставляет эти часы тикать. Постепенно они открыли многие молекулярные механизмы, которые позволяют клеткам придерживаться графика. И даже среди разрозненных видов — и между циклами с совершенно разными периодами — они обнаружили общие черты.

«Все эти циклы управляются часами», — говорит Джеймс Феррелл, доктор медицинских наук, профессор химической и системной биологии и биохимии из Стэнфорда. «Когда дело касается конкретных генов и белков, между часами почти нет ничего общего.Но на фундаментальном уровне все схемы одинаковы ».

Имея это в виду, ученые теперь обратились к вопросу нового типа: как мы можем воспользоваться тем, что мы знаем о часах? Некоторые исследователи изучают, как бороться с нарушением биоритмов или лечить нарколепсию и бессонницу, изменяя циклы сна. Некоторые изучают, как вводить различные лекарства — от вакцин до лекарств, улучшающих память, — давая их в то время суток, когда они наиболее эффективны. А другие работают, чтобы остановить рост опухоли, замедляя часы, которые контролируют скорость деления раковых клеток.В Стэнфорде и во всех часовых поясах по всему миру ученые учатся не только разбирать часы и видеть их внутренности, но и собирать эти часы так, как они хотят, чтобы они не вышли из строя или вернули их в нужное русло, когда это потерянный счет времени.

Основное оборудование

Точно так же, как те же основные принципы электронных схем используются для проектирования машин, от калькуляторов и радио до автомобилей и мобильных телефонов, все биологические часы управляются одними и теми же основными паттернами молекулярных переключателей.Но в отличие от электронных схем, которые состоят из проводов, металлов и кремния, клеточные схемы состоят из молекул, которые работают вместе в большой игре в метки, включая и выключая друг друга.

Чтобы понять молекулярные схемы, лежащие в основе биологических часов, Феррелл изучает один из наиболее важных таймеров жизни: клеточный цикл. Все живые клетки на Земле — от бактерий до стволовых клеток — проходят аналогичный клеточный цикл, который включает увеличение, копирование генетического материала, его деление и формирование двух новых клеток.Клеточный цикл — это то, как развивается эмбрион, как клетки кожи постоянно заменяются, и почему нельзя заставить ваши волосы и ногти перестать расти.

«Вы можете думать о клеточном цикле как о управляемом часами так же, как вы думаете о частоте сердечных сокращений или образцах сна, управляемых часами», — говорит Феррелл.

Клетки человека проходят клеточный цикл в среднем каждые 24 часа. Но у многих организмов клеточные циклы быстрее: дрожжевые клетки делятся каждые несколько часов, эмбрионы лягушки — каждые 25 минут, а бактерии размножаются еще быстрее.

Недавно исследователи начали выдвигать гипотезы о том, как наборы молекул могут управлять этим временем. Одна из идей, по словам Феррелла, заключалась в том, что она основана на цикле положительной обратной связи. Это будет означать, что набор молекул включает друг друга короткими импульсами, как будто люди, проходящие рукой, сжимают друг друга по кругу. Если бы сигналу требовалось определенное время, чтобы вернуться в начало круга, тогда родились бы часы — или, говоря более техническим языком, осциллятор. Каждый раз, когда сигнал попадал в одну молекулу в цикле, он мог стимулировать другие биологические процессы, будь то деление клеток или голод на обед.

Но когда Феррелл и другие начали проводить компьютерное моделирование того, как петля положительной молекулярной обратной связи может поддерживать тиканье биологических часов, их результаты не дали результатов. «Совершенно очевидно, что положительная обратная связь должна работать как осциллятор», — говорит Феррелл. «Но это просто не работает. Оказывается, схема либо в конечном итоге исчезнет, ​​либо все будет постоянно включаться. Точка баланса между ними слишком тонкая, как лезвие ножа.”

Вместо этого кажется, что биологические часы всегда управляются петлей отрицательной обратной связи. Оглядываясь назад, Феррелл говорит, что хотя это и не было интуитивным ответом, он согласуется с тем, что моделирование и теории предлагали в течение нескольких десятилетий; Фактически, математик Рене Томас предположил в 1981 году, что все сложные осцилляторы должны содержать контур отрицательной обратной связи.

Лаборатория Феррелла провела последние несколько десятилетий, изучая петлю отрицательной обратной связи, которая контролирует клеточный цикл. Подобно петле положительной обратной связи, петля отрицательной обратной связи включает в себя молекулы, передающие сигнал по кругу.Но в этом случае они не просто включают друг друга импульсами: они попеременно включают и выключают друг друга. Однако клеточный цикл — это не просто цикл — он также имеет всевозможные контрольные точки. Это гарантирует, например, что клетка не начнет копировать свой генетический материал, если она недостаточно выросла.

Но клеточный цикл, как и многие другие биологические часы, может быть осложнен тем фактом, что иногда он ускоряется или замедляется. В некоторых случаях это нормально; Клетки эмбрионов лягушки, например, начинают медленно делиться и ускоряются по мере роста.Но в других случаях это может привести к заболеванию: клетки, которые проходят множество быстрых клеточных циклов подряд, могут образовывать раковую опухоль. Итак, понимание того, как клетки контролируют скорость клеточного цикла, является ключом к пониманию одного из самых фундаментальных свойств рака.

«Каждый тип клеток в организме выполняет цикл немного по-своему; они очень своеобразны, — говорит Феррелл. «И даже в пределах одной популяции клеток цикл может ускоряться и замедляться». А еще есть раковые клетки: самые быстро делящиеся клетки из всех.Раковые клетки проходят клеточный цикл быстрее, чем другие клетки, и именно поэтому опухоли растут так агрессивно. «Есть надежда, что если мы лучше поймем клеточный цикл, мы сможем разработать более эффективные методы лечения рака», — говорит он.

Группа Феррелла обратилась к эмбрионам лягушки из-за их необычайно надежной длины клеточного цикла, чтобы более подробно узнать, какие белки и гены контролируют скорость этих часов. Используя лягушачьи яйца, он показал, почему первый цикл деления эмбриона длится около 80 минут, а последующие — менее получаса.Он обнаружил, что разница связана с соотношением двух белков: чем больше одного белка, тем дольше цикл. Этот урок неприменим напрямую к раковым клеткам — опухоли не содержат тех же двух белков — но дает ученым подсказки о том, как можно ускорить циклы раковых клеток. Исследователи уже обнаружили, что многие гены-супрессоры опухолей и онкогены напрямую участвуют в контрольных точках клеточного цикла. Лекарства, нацеленные на эти пути — и, следовательно, восстанавливающие нормальный темп клеточного цикла — проходят клинические испытания.

Концертный дирижер Sleep

По мере того, как клетки проходят через клеточный цикл, другие ритмы в организме человека развиваются в своем собственном темпе. Для любого, кто когда-либо пролетал половину земного шара только для того, чтобы проводить дни, как зомби, и ночи без сна, ровный ритм одних часов очевиден: цикл сна. Большинство из нас обнаруживает, что наши тела придерживаются 24-часового режима сна; мы становимся сонными примерно в одно и то же время каждую ночь.

В Стэнфордском центре нарколепсии врач и исследователь сна Эммануэль Миньот, доктор медицины, доктор философии, использует открытия, сделанные им о цикле сна человека за последние несколько десятилетий, для разработки новых методов лечения нарушений сна, включая нарколепсию.У пациентов с нарколепсией наблюдаются серьезные нарушения циклов сна и бодрствования, часто характеризующиеся внезапными приступами сильной усталости в течение дня. В конце 1990-х годов Миньо и его коллеги идентифицировали у собак первый ген нарколепсии, рецептор гипокретина 2. С тех пор они открыли, как недостаток белка гипокретина у млекопитающих, включая человека, может вызвать нарколепсию. Миньо показал, что у большинства людей пик уровня гипокретина достигает пика в течение дня, когда белок способствует бодрствованию и блокирует сон.У многих людей с нарколепсией гипокретин отсутствует или обнаруживается в очень низких количествах в головном мозге, поэтому пути сна не блокируются в течение дня.

Науки о жизни изнутри: как наши тела сохраняют время

Даже когда мы не на работе, мы находимся на часах, то есть на наших биологических часах.

Система биологических часов контролирует суточные или циркадные ритмы организма. Эти примерно 24-часовые циклы физических, психических и поведенческих изменений обнаруживаются у большинства организмов, от людей до плодовых мух, растений и даже крошечных микробов.Циркадные ритмы определяют характер сна, способствуют смене часовых поясов и ответственны за чувство сонливости, которое вы можете испытать после «рывка вперед» на летнее время в предстоящие выходные. Исследования, проведенные при поддержке Национального института здоровья, показали, что циркадные ритмы также влияют на выработку гормонов, голод, регенерацию клеток и температуру тела и связаны с ожирением, депрессией и сезонным аффективным расстройством.

Что ими движет?

Биологические часы состоят не из шестеренок и колес, а из групп взаимодействующих молекул в клетках по всему телу.«Основные часы» все синхронизируют. У позвоночных, в том числе у людей, главные часы расположены в головном мозге. Наш находится в гипоталамусе в группе нервных клеток, называемых супрахиазматическим ядром или SCN.

Часы тела частично управляются внутренними факторами, включая многочисленные гены и производимые ими белки. В 2006 году исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине обнаружили, что белок, удачно названный ЧАСЫ, является важным компонентом в управлении циркадными ритмами у людей, плодовых мушек, мышей, грибов и других организмов.Уравновешивающие ЧАСЫ — это метаболический белок под названием SIRT1, который определяет потребление энергии клетками. Нарушения равновесия CLOCK-SIRT1 могут привести к нарушению сна и усилению чувства голода. Если белки остаются хронически несбалансированными, это может способствовать ожирению.

Биологические часы также подвержены влиянию сигналов окружающей среды — в первую очередь света и темноты. SCN расположен чуть выше зрительных нервов, которые передают информацию от глаз к мозгу, поэтому он идеально расположен для получения информации о количестве поступающего света.Когда света меньше, например, после захода солнца, SCN заставляет мозг производить больше мелатонина, гормона, вызывающего сонливость. Таким образом, главные часы управляют нашими циклами сна и бодрствования.

Циркадные ритмы, пожалуй, наиболее известны в отношении смены часовых поясов, когда прохождение через несколько часовых поясов смещает часы вашего тела по сравнению с вашими наручными часами. «Потеря» или «выигрыш» времени во время авиаперелета может привести к дезориентации вашего тела, особенно если оно ожидает дневного света, когда на самом деле темно, или наоборот.В конце концов ваше тело сможет приспособить свои циркадные ритмы к новой среде. Но обратный путь снова нарушит его, требуя повторного сброса.

Время для лечения

Понимание циркадных ритмов может помочь исследователям улучшить методы лечения нарушений сна, смены часовых поясов, депрессии и даже рака.

Например, исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл измерили активность систем репарации ДНК в разное время дня у мышей и обнаружили, что они были наиболее активны днем ​​и вечером.Поскольку некоторые лекарства от рака нацелены на системы репарации ДНК, лекарства могут быть более эффективными, если их вводить раньше в тот же день, когда организм менее активен в восстановлении поврежденных раковых клеток.

Кроме того, изучение взаимодействия метаболических белков, участвующих в циркадных ритмах, таких как CLOCK и SIRT1, может привести к разработке лекарств, направленных на лечение ожирения и диабета.

Подробнее:

Эта статья Inside Life Science была предоставлена ​​LiveScience в сотрудничестве с Национальным институтом общих медицинских наук, входящим в состав Национального института здравоохранения .

Простой анализ крови показывает внутренние часы организма

Простой новый анализ крови показывает точные внутренние часы вашего тела, чтобы направлять лечение и улучшать здоровье

Послушайте выпуск подкаста Breakthroughs, в котором обсуждается это исследование:

Розмари Браун, доктор философии, магистр здравоохранения, доцент кафедры профилактической медицины отдела биостатистики, была ведущим автором исследования, в ходе которого был определен анализ крови, позволяющий выявить внутренние часы организма.

Первый простой анализ крови, позволяющий определить точное внутреннее время вашего тела по сравнению с внешним временем, был разработан учеными Northwestern Medicine и опубликован в журнале PNAS.

Тест TimeSignature, для которого требуется всего два взятия крови, может сказать врачам и исследователям время в вашем теле, несмотря на время во внешнем мире. Например, даже если во внешнем мире 8 часов утра, в вашем теле может быть 6 часов утра.

«Это гораздо более точное и сложное измерение, чем определение того, кто вы — утренний жаворонок или сова», — сказала ведущий автор Розмари Браун, доктор философии, магистр здравоохранения, доцент кафедры профилактической медицины отдела биостатистики.«Мы можем оценить биологические часы человека с точностью до 1,5 часов».

«Различные группы пытались получить внутреннее циркадное время из анализа крови, но ничто не было настолько точным и простым в использовании, как TimeSignature», — сказал Браун.

Раньше такая точность измерений могла быть достигнута только за счет дорогостоящего и трудоемкого процесса взятия проб каждый час в течение нескольких часов.

Процессы почти во всех тканях и органах организма управляются внутренними биологическими часами, которые управляют циркадными ритмами, такими как цикл сна и бодрствования.Внутренние часы некоторых людей синхронизированы с внешним временем, а другие не синхронизированы и считаются несогласованными.

Новый тест впервые предоставит ученым возможность легко изучить влияние смещенных циркадных часов на целый ряд заболеваний, от болезней сердца до диабета и болезни Альцгеймера. Когда анализ крови в конечном итоге станет клинически доступным, он также предоставит врачам измерение внутренних биологических часов человека, чтобы направлять дозировку лекарств в наиболее эффективное время для его или ее организма.

Программное обеспечение и алгоритм доступны другим ученым бесплатно, чтобы они могли оценить физиологическое время в организме человека. Northwestern подала заявку на патент на анализ крови.

«Это действительно неотъемлемая часть персонализированной медицины», — сказала соавтор Филлис Зи, доктор медицинских наук, директор Центра циркадной медицины и медицины сна, руководитель отделения медицины сна в отделении неврологии и Северо-Западного отделения Кена и Рут Дэйви. Медицинский невролог. «Так много лекарств имеют оптимальное время для приема.Знание того, сколько времени находится в вашем теле, имеет решающее значение для получения наиболее эффективных преимуществ. Лучшее время для приема лекарства от кровяного давления, химиотерапии или лучевой терапии может быть другим, чем у кого-то другого ».

Зи также является профессором неврологии Бенджамина и Вирджинии Т. Бош.

Тест измеряет 40 различных маркеров экспрессии генов в крови и может проводиться в любое время дня, независимо от того, хорошо ли спал пациент ночью или всю ночь спал с младенцем.Он основан на алгоритме, разработанном Брауном и его коллегами, который каждые два часа отбирает кровь субъектов и исследует, какие гены были выше или ниже в определенное время дня. Ученые также использовали данные об экспрессии генов из исследований, проведенных в четырех других центрах.

Затем ученые разработали новый метод машинного обучения, который использовался для обучения компьютера предсказанию времени дня на основе закономерностей в этих измерениях экспрессии генов. Из примерно 20 000 измеренных генов эти 40 дали самый сильный сигнал.

«Время решает все», — сказал соавтор исследования Рави Аллада, доктор медицины, профессор нейробиологии Северо-Западного колледжа искусств и наук Вайнберга и патологии в Файнберге. «Мы знаем, что если у вас сбой в работе внутренних часов, это может предрасположить вас к целому ряду заболеваний. Практически каждая ткань и система органов регулируются циркадным ритмом ».

«Раньше у нас не было клинически осуществимого способа оценки часов у здоровых людей и людей с заболеваниями», — сказала Аллада.«Теперь мы можем увидеть, коррелируют ли сбойные часы с различными заболеваниями и, что более важно, можно ли предсказать, кто заболеет?»

Связь между циркадным смещением и диабетом, ожирением, депрессией, сердечными заболеваниями и астмой была выявлена ​​в доклинических исследованиях, проведенных ученым Джо Бассом, доктором медицины, заведующим отделением эндокринологии, метаболизма и молекулярной медицины Департамента медицины.

В будущем Зи планирует улучшить здоровье и вылечить болезни, настроив циркадные часы людей, которые не синхронизированы с внешним временем.

«Циркадный ритм — это изменяемый фактор риска для улучшения когнитивного здоровья, но если мы не можем его измерить, трудно определить, правильно ли мы поставили диагноз», — сказал Зи. «Теперь мы можем измерять его точно так же, как уровень липидов».

Исследование было поддержано грантом Scholar Award 220020394 от Фонда Джеймса С. Макдоннелла и грантом D15AP00027 Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA). Дополнительное финансирование было предоставлено Северо-западным центром циркадной медицины и медицины сна.

Исследование

показывает, что по одному забору крови можно определить время циркадного ритма — ScienceDaily

Ответ, как показывает все больше исследований, может повлиять на все, от предрасположенности человека к диабету, сердечным заболеваниям и депрессии до оптимального времени для приема лекарств. Но в отличие от обычных анализов крови на уровень холестерина и гормонов, нет простого способа точно измерить индивидуальный циркадный ритм человека.

Новое исследование CU Boulder, опубликованное в журнале Journal of Biological Rhythms , предполагает, что этот день может наступить в недалеком будущем.Исследование показало, что можно определить время внутренних циркадных или биологических часов человека, анализируя комбинацию молекул в одном заборе крови.

«Если мы сможем понять суточные часы каждого отдельного человека, мы потенциально сможем назначить оптимальное время дня для них, когда они будут есть, заниматься физическими упражнениями или принимать лекарства», — сказал старший автор Кристофер Депнер, проводивший исследование, будучи доцентом интегративной физиологии. в CU Boulder. «С точки зрения персонализированной медицины, это может быть новаторским.«

Центральные «главные часы» в области мозга, называемой гипоталамусом, помогают регулировать 24-часовой цикл организма, в том числе, когда люди естественным образом чувствуют сонливость по ночам и хотят просыпаться утром.

Недавние исследования показали, что почти каждая ткань или орган в организме также имеет внутреннее устройство отсчета времени, синхронизированное с этими главными часами, определяющее, когда мы выделяем определенные гормоны, как наше сердце и легкие функционируют в течение дня, ритм нашего метаболизма жиры и сахара и многое другое.

82% генов, кодирующих белок, которые являются мишенями для лекарств, демонстрируют 24-часовой режим дня, что позволяет предположить, что многие лекарства могли бы работать лучше и вызывать меньше побочных эффектов, если бы введение было правильно спланировано.

Когда наш внутренний ритм не соответствует нашему циклу сна и бодрствования, это может повысить риск целого ряда заболеваний, — сказал соавтор исследования Кен Райт, профессор интегративной физиологии и директор лаборатории сна и хронобиологии в CU Boulder.

«Если мы хотим иметь возможность фиксировать время циркадного ритма человека, нам нужно знать, что это за время», — сказал он. «Прямо сейчас у нас нет простого способа сделать это».

Даже у здоровых людей циклы сна и бодрствования могут варьироваться от четырех до шести часов.

Просто спросите кого-нибудь: «Вы утренний жаворонок, сова или что-то среднее?» может дать представление о циркадном цикле человека.

Но единственный способ точно измерить время циркадных часов человека — это выполнить оценку мелатонина при тусклом свете.Для этого нужно держать человека в тусклом свете и ежечасно брать кровь или слюну в течение 24 часов для измерения мелатонина — гормона, который естественным образом увеличивается в организме, чтобы сигнализировать о времени отхода ко сну, и ослабевает, чтобы помочь нам проснуться.

В погоне за более точным и практичным тестом Райт и Депнер пригласили 16 добровольцев жить в лаборатории сна на 14 дней в строго контролируемых условиях.

В дополнение к ежечасному анализу крови на мелатонин, они также использовали метод, называемый «метаболомика», — оценивая уровни примерно 4000 различных метаболитов (таких как аминокислоты, витамины и жирные кислоты, которые являются побочными продуктами метаболизма) в крови.

Они использовали алгоритм машинного обучения, чтобы определить, какой набор метаболитов связан с циркадными часами, создав своего рода молекулярный отпечаток для отдельных циркадных фаз.

Когда они попытались предсказать циркадную фазу на основе этого отпечатка пальца из одного взятия крови, их результаты были в пределах одного часа после более сложного теста на мелатонин, сказал Депнер, ныне доцент Университета Юты.

Тест был значительно более точным, когда люди хорошо отдохнули и в последнее время не ели — требование, которое может усложнить тест за пределами лабораторных условий.И, чтобы быть осуществимым и доступным, коммерческий тест, вероятно, должен был бы сократить количество метаболитов, которые он ищет (их тест сузил его до 65).

Но исследование — важный первый шаг, сказал Райт.

«Мы находимся на самой начальной стадии разработки этих биомаркеров циркадного ритма, но это многообещающее исследование показывает, что это возможно».

Другие исследования, в том числе из лаборатории Райта, изучают протеомику (поиск белков в крови) или транскриптомику (измерение присутствия рибонуклеиновой кислоты или РНК) для оценки циркадной фазы.

В конечном счете, исследователи представляют день, когда во время обычного медицинского осмотра люди смогут сдать анализ крови, чтобы точно определить циркадную фазу, чтобы врачи могли прописать не только, что делать, но и когда.

Интересные факты о ваших биологических часах | Human World

Гены и белки управляют биологическими часами, которые помогают синхронизировать суточные ритмы. Изображение предоставлено: Wikimedia Commons

Циркадные ритмы — это физические, психические и поведенческие изменения, которые следуют примерно за 24-часовым циклом и в первую очередь реагируют на свет и темноту в окружающей среде организма.

Наши биологические часы управляют нашими циркадными ритмами. Эти внутренние часы представляют собой группы взаимодействующих молекул в клетках по всему телу. «Главные часы» в мозгу координируют все часы тела, так что они синхронизированы.

В Национальном институте общих медицинских наук (NIGMS) Майк Сесма отслеживает исследования циркадных ритмов, проводимые в лабораториях по всей стране, и делится четырьмя своевременными подробностями о наших внутренних часах:

Они невероятно замысловатые.

Биологические часы состоят из генов и белков, которые работают в петле обратной связи. Гены часов содержат инструкции для создания белков часов, уровень которых повышается и понижается в регулярном циклическом режиме. Этот паттерн, в свою очередь, регулирует активность генов. Многие из результатов исследования циркадных ритмов в этом году открыли больше частей молекулярного механизма, который настраивает часы.

Они есть в каждом организме — от водорослей до зебр.

Многие гены и белки часов схожи у разных видов, что позволяет исследователям делать важные выводы о циркадных процессах человека, изучая компоненты часов таких организмов, как плодовые мухи, хлебная плесень и растения.

Бодрствуем мы или спим, наши часы продолжают тикать.

Хотя они могут временно отключиться при изменении освещенности или температуры, наши часы обычно могут сбрасываться сами.

Практически все в том, как работает наше тело, связано с биологическими часами.

Наши часы влияют на бдительность, голод, обмен веществ, фертильность, настроение и другие физиологические состояния. По этой причине дисфункция часов связана с различными расстройствами, включая бессонницу, диабет и депрессию.Даже эффективность лекарств была связана с нашими часами: исследования показали, что некоторые лекарства могут быть более эффективными, если их вводить в начале дня.

Вот еще четыре интересных фрагмента информации о наших биологических часах из информационного бюллетеня Национального института здравоохранения о циркадном ритме:

Что такое главные часы?

«Основные часы», которые контролируют циркадные ритмы, состоят из группы нервных клеток в головном мозге, которые называются супрахиазматическим ядром или SCN.SCN содержит около 20000 нервных клеток и расположен в гипоталамусе, области мозга чуть выше места пересечения зрительных нервов от глаз.

Как циркадные ритмы влияют на функции и здоровье организма?

Циркадные ритмы могут влиять на циклы сна и бодрствования, выброс гормонов, температуру тела и другие важные функции организма. Они были связаны с различными нарушениями сна, такими как бессонница. Аномальные циркадные ритмы также связаны с ожирением, диабетом, депрессией, биполярным расстройством и сезонным аффективным расстройством.

Как циркадные ритмы связаны со сном?

Циркадные ритмы важны для определения характера сна человека. Основные часы организма, или SCN, контролируют выработку мелатонина, гормона, вызывающего сонливость. Поскольку он расположен чуть выше зрительных нервов, которые передают информацию от глаз к мозгу, SCN получает информацию о входящем свете. Когда света меньше — например, ночью — SCN приказывает мозгу вырабатывать больше мелатонина, чтобы вы почувствовали сонливость.

Как циркадные ритмы связаны с сменой часовых поясов?

Реактивная задержка возникает, когда путешественники страдают от нарушенных циркадных ритмов. Когда вы проходите через разные часовые пояса, ваши биологические часы будут отличаться от ваших наручных. Например, если вы летите на самолете из Калифорнии в Нью-Йорк, вы «теряете» 3 часа времени. Поэтому, когда вы просыпаетесь в 7:00 утра, ваше тело все еще думает, что сейчас 4:00, из-за чего вы чувствуете себя вялым и дезориентированным. Часы вашего тела со временем сбрасываются, но это часто занимает несколько дней.

Итог: после того, как мы переведем часы назад или вперед, биологическим часам нашего тела нужно время, чтобы приспособиться. Список фактов о том, как работают эти внутренние часы.

Элеонора Имстер
Просмотр статей
Об авторе:

Элеонора Имстер помогает писать и редактировать EarthSky с 1995 года. Она была неотъемлемой частью отмеченного наградами радиосериала EarthSky почти с самого начала и до конца в 2013 году.Сегодня, как редактор EarthSky.org, она помогает рассказывать истории и фотографии о науке и природе, которые вам нравятся. Они с мужем живут в Теннесси, где им нравится играть на гитаре и петь. У них 2 взрослых сына.

циркадных ритмов — Центр расстройств сна Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе

Большинство процессов, происходящих в сознании и теле, подчиняются естественным ритмам. Те, у которых цикл составляет около одного дня, называются циркадными ритмами.

Что такое циркадные ритмы?

Циркадные ритмы влияют на все следующее:

  • Температура тела
  • Сон и бодрствование
  • Различные гормональные изменения

Циркадные ритмы регулируются небольшими ядрами в центре мозга.Их называют супрахиазматическими ядрами (SCN). Ядра действуют как центры управления. SCN связаны с другими частями мозга. Вместе они контролируют ваши циркадные ритмы, а также другие функции организма. Для большинства людей продолжительность полного цикла очень близка к 24 часам.

Путь от ваших глаз к SCN. Кажется, что свет играет самую большую роль в настройке ваших циркадных «часов». Солнечный свет и другие временные метки используются для того, чтобы ваши часы устанавливались изо дня в день. Это может вызвать проблемы со сном у слепых.Им сложно получить подсказки времени, необходимые для установки своих циркадных часов. Другие факторы могут влиять на SCN и настройку циркадных часов. К ним относятся следующие:

  • Упражнение
  • Гормоны
  • Лекарства

Циркадные ритмы здорового человека «созвучны», как многие инструменты оркестра. Например, температура тела начинает повышаться в последние часы сна. Это происходит незадолго до пробуждения. Это может вызвать чувство бодрости по утрам.Температура тела снижается ночью, когда приближается время сна. Небольшое понижение температуры также наблюдается у большинства людей между 14:00. и 16:00. Это может объяснить, почему многие люди чувствуют сонливость после полудня. Не было доказано, что изменения температуры тела определяют наши привычки сна. Но, похоже, между ними есть связь.

Что вызывает нарушения циркадного ритма сна?

Кажется, ваша циркадная система в значительной степени запрограммирована генетикой.Исследования сна показывают, что сон обычно состоит из нормальных циклов фаз сна. Чаще всего это происходит ночью. Многие факторы могут привести к тому, что ваш «циркадный оркестр» расстроится. Циркадная система меняется с возрастом. Эти изменения могут повлиять на естественный ритм вашего тела. Они также влияют на вашу способность реагировать на сигналы времени. Эти изменения могут привести к тому, что ваше тело будет с трудом справляться с требованиями вашего распорядка дня.

Конфликт также может возникнуть, когда время не позволяет вам следовать сигналам вашего тела во сне.Это может сильно нарушить ваш нормальный режим сна. Эти требования могут быть связаны с любым из следующего:

  • Работа
  • Школа
  • Социальные обязательства

Мы только начинаем понимать, как работает циркадная система. По мере того, как мы узнаем больше, мы можем лучше лечить связанные с этим проблемы со сном. Ниже приведены наиболее распространенные из этих проблем.

Расстройства циркадного ритма сна

Реактивная задержка

Самая распространенная проблема циркадного сна — нарушение биоритмов.Это происходит, когда человек путешествует через множество часовых поясов. Хорошим примером этого является типичный рейс из США в Европу. Такой полет часто вызывает симптомы смены часовых поясов. Синдром смены часовых поясов может длиться неделю или дольше.

Симптомы, связанные с сменой часовых поясов, включают следующее:

  • Бессонница
  • Дневная сонливость
  • Расстройство желудка
  • Раздражительность
  • Плохая концентрация

Некоторым людям требуется до недели, чтобы приспособиться к новым временным ориентирам.Другие способны быстрее адаптироваться. Это также зависит от количества задействованных часовых поясов. У большинства людей два раза в год наблюдается легкая форма смены часовых поясов. Это происходит при переходе на летнее время и обратно.

Сменная работа

Расстройство посменной работы поражает людей, работающих в ночную смену или вахтовую смену. Их проблема очень похожа на смену часовых поясов, хотя они никогда не меняют часовые пояса.

Людям в ночную смену приходится работать, а остальные спят. Затем они должны попытаться заснуть, пока другие бодрствуют.Они, как правило, меньше спят днем, чем большинство других ночью. Их сон часто бывает фрагментированным в течение дня. Их мозг активен и запрограммирован на бодрствование. Людям, работающим вахтовым методом, часто трудно высыпаться. Их меняющийся график работы не дает им установить режим сна.

Расстройство задержки фазы сна (DSP)

Люди с расстройством отсроченной фазы сна не могут спать ночью в обычное время. Они могут бодрствовать до 2 часов ночи.м. или позже. Из-за этого им сложно просыпаться на работу или учебу. Немногие образы жизни допускают такой режим сна и бодрствования. Эта проблема чаще встречается у молодых людей, чем в других возрастных группах. Это может помешать работе или учебе. Это также может вызвать психическое напряжение.

Расширенное расстройство фазы сна (ASP)

Расширенное нарушение фазы сна чаще встречается у пожилых людей. Это только недавно было признано серьезной проблемой. Люди с ASP обычно очень сонливы после полудня.В результате они ложатся спать намного раньше, чем обычно. Это заставляет их просыпаться рано утром. Тогда они не могут снова заснуть.

ASP обычно не мешает нормальному рабочему времени. Общество более терпимо относится к этой проблеме, чем к DSP. ASP действительно становится проблемой, когда сонливость мешает выполнению вечерних планов. Ночью бывает трудно выполнять деловые или социальные обязательства. Недостаток сна мало помогает решить эту проблему. Люди с ASP все равно просыпаются рано, даже если они заставляют себя бодрствовать до поздней ночи.

Нерегулярный ритм сна-бодрствования

Люди с нерегулярным ритмом сна и бодрствования не могут установить режим сна, как бы они ни старались. Их отход ко сну может быть разным в течение 24 часов. Эти времена также могут сдвигаться все позже и позже. Возникающие при этом проблемы очень похожи на проблемы, связанные с сменой часовых поясов.

Какие методы лечения могут помочь людям с нарушениями циркадного ритма?

Определенные изменения режима сна могут изменить циркадные ритмы. В этом могут помочь путешественники и вахтовики.Например, работающие вахтовые смены должны попробовать следующее:

Вы всегда должны обсуждать любые проблемы со сном, которые могут у вас возникнуть, с врачом. Он или она может помочь найти источник вашей проблемы. Тогда врач узнает, как лучше его лечить.

к началу

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *