Ценность сна за час - почему нельзя верить интернету. Суточные ритмы органов и тканей

Число групп растиражировавших "волшебную таблицу" о ценности сна в зависимости от времени суток зашкаливает и продолжает увеличиваться уже давно. Уверен, что нашим подписчикам не требуется говорить о том насколько бредова данная идея и все же, видя сотни репостов и тысячи лайков, мы решили разобраться в вопросе более подробно.

В мире все имеет определенные ритмы: восходы и закаты солнца, приливы и отливы в морях и океанах, лунные циклы, рождение и смерть. Внутренние органы человеческого тела тоже работают в определенном ритме: сокращается сердце, выделяется желудочный сок, почки и печень выполняют свои очистительные функции. Наш организм имеет суточные биоритмы, которые определяют активность различных систем и органов в течение суток. Данные многочисленных исследований описывают примерные циклы.

Все мы обладаем индивидуальными различиями, поэтому каждый человек может составить свой собственный распорядок дня, используя эту информацию и внимательно прислушиваясь к своему организму. Биоритмы важно учитывать в повседневной деятельности, так как это благоприятно скажется на работоспособности и самочувствии. Если вам хочется, например, отдохнуть, не стоит в этот момент кушать.

Я расскажу вам об основных характеристиках каждого часа в течение суток, а вы можете понаблюдать за собой и определить, как это происходит у вас.

Утреннее время с 5 до 12 часов
С 5 до 6 часов наиболее благоприятное время для пробуждения. Увеличивается кровяное давление, частота сердечных сокращений. В это время чаще всего происходят благоприятные естественные роды. Иммунитет организма находится на высшей отметке. Ранние подъемы предоставят вам массу преимуществ:
- вы сможете встретить восход солнца, а это - феерическое зрелище (конечно, зимой оно восходит гораздо позже, а на Севере вообще наступает полярная ночь, но тем не менее). Встреча нового дня - прекрасное событие, придумайте специальный ритуал, улыбнитесь новому дню, прочитайте себе любимому мантры или аффирмации;
- если вы привязаны к офисной работе по графику, у вас большая семья, или вы объединяете эти факторы в своей жизни, то ранний подъем даст вам возможность уделить время себе и своим делам, без суеты спланировать день и подготовиться к его продолжению, позаниматься любимым хобби или сделать что-то по работе. Это станет позитивным зарядом на целый день, и вы будете довольны собой и своими результатами;
- в 5 утра вы сполна насладитесь благословенной тишиной, без сигналов машин, криков детей, шума города. Если вы займетесь делами, вы сможете сделать больше, так как никто и ничто не будет отвлекать вас;
- вы можете уделить время своему телу и заняться гимнастикой или йогой. Телу будет приятно, вы будете бодры и веселы целый день;
- если вы автолюбитель и вам нужно ехать в офис на машине, утро - лучшее время для езды по городу без пробок;
- подъем до 6 утра сокращает общее время сна, необходимое вашему организму. Вы будете меньше уставать, больше успевать и радоваться жизни.
Чтобы ввести ранний подъем в свою жизнь, ложиться желательно тоже рано, до 23.00. Поверьте, оно того стоит. Любая привычка вырабатывается в среднем за 21 день. Поэтому, поставьте себе цель и в течение 21 дня придерживайтесь ранних отбоев и подъемов. Через 2 недели вы заметите результаты, а когда привычка будет уже сформирована, вам будет очень приятно и естественно соблюдать свой режим дня.

Завтракать лучше всего с 7 до 9 часов. В это время из органов у человека наиболее эффективно работают желудок, толстая кишка, селезенка и поджелудочная железа. Работа органов пищеварения выводит из организма соли и воду, поэтому утром, на голодный желудок, желательно выпить 0,5-1,0 литр чистой воды (по 200-300 мл с перерывами в 15-20 минут). Желудочный сок, который вырабатывается в это время, обладает наименьшей кислотностью, поэтому большинство сыроедов/веганов/вегетарианцев рекомендуют и предпочитают начинать день с фруктов. Причем, желательно, чтобы это были фрукты одного вида, местного производства и выращенные без пестицидов.

С 9 до 12 часов наблюдается дневной подъем активности жизнедеятельности. Это время наиболее плодотворно для постановки целей и усердной работы, как умственной, так и физической. Хорошо в это время начинать новые дела. Настроение улучшается, хорошо работает память и логическое мышление. В утренние часы тело максимально восприимчиво к запахам и боли, поэтому постарайтесь побаловать себя вкусными натуральными ароматами и не записывайтесь к стоматологу (или на другие болезненные процедуры) по утрам.

Дневные часы с 12 до 16 часов

С 12 до 14 часов происходит спад жизненной энергии, организму в это время необходимо подкрепиться. Активно работают сердце, кишечник, мочевой пузырь. Желательно, чтобы дневной прием пищи был самым обильным (только не переедайте). Хорошо кушать овощные салаты, крупы, бобовые, семечки. Если это возможно, телу будет полезно немного отдохнуть: прогуляться по парку или полежать, почитать или послушать хорошую музыку.

В период с 14 до 16 часов начинается подъем энергии. Тело в это время менее чувствительно к боли, поэтому смело планируйте визит к дантисту.

Вечер с 16 до 23 часов

С 16 до 18 часов почки работают очень активно. В 18 часов наблюдаются максимальные показатели кровяного давления и температуры тела. В это время хорошо продолжить активную физическую и умственную работу. Полезны занятия спортом. Все легко получается. Органы восприятия работают очень активно. Массаж и расслабляющие процедуры будут наиболее приятны.

Ужинать желательно не позднее 19 часов, после этого значительно снижается активность пищеварительной системы и все, что вы в себя загрузите, останется непереваренным до утра, в этом случае, ни о какой утренней бодрости не может быть и речи. Ужин должен быть легким: овощи или бобовые будут очень кстати.

Время с 20 до 21 часа - весьма благоприятно для принятия ванны, посещения бани или сауны, очистительных процедур. В это время вес тела максимальный за день. Очень хорошо сделать комплекс расслабляющих упражнений или совершить непродолжительную прогулку. Активизируются органы кровообращения и половые органы.

С 21 до 23 часов вечера организм готовится ко сну. Постепенно прекращается выделение желудочного сока, снижается температура тела. Усиливается выработка гормонов радости. Это наиболее благоприятное время для засыпания - стадия физиологического спада. После 23 часов заснуть значительно сложнее.

Ночное время с 23 до 5 часов

Это наилучшее время для сна, организм отдыхает и восстанавливается, мозг систематизирует накопленную за день информацию. С 23 до 1 ночи во сне вырабатывается гормон, ответственный за обновление и рост клеток. Активен мочевой пузырь.

С 1 до 3 часов ночи печень работает наиболее эффективно, утилизируя накопленные отходы, происходит основная чистка.

В 3 часа ночи происходит очищение легких, у больных могут случаться приступы кашля. До 5 часов утра - самый лучший сон.

Знание своего тела и удовлетворение телесных потребностей - одна из основных составляющих гармоничной радостной жизни. Слушайте себя и будьте счастливы!

Наталья Щекатурова

Утро вечера мудренее или что лучше кушать в зависимости от времени суток

Привет, ребят! Сегодня мы с радостью расскажем вам, какие же продукты лучше кушать утром, а какие стоит оставить на вечер:)

Не зависимо от того, жаворонок вы или сова, для первого приема пищи лучше всего подойдут любые (съедобныеJ) ягоды: клубника, черника, земляника, малина и другие, какие вам только по душе, а так же сочные фрукты, такие как киви, хурма, персики, апельсины, манго, яблоки и т.д. Делайте из них вкусные салаты или чудесные смузи. Они плавно повысят уровень сахара в крови, "разбудят" пищеварительную систему после ночного сна, а так же насытят вас полезными микро- и микроэлементами, клетчаткой и влагой. Заряд энергии, который вы получите от такого завтрака, поможет взбодриться с утра и чувствовать себя прекрасно!

В течение дня можно смело перекусить семечками, орешками, сухофруктами или побаловать себя гранолой.

На обед различные овощи, будь то морковь, свекла, разные виды капусты (белокочанная, брокколи, цветная и т.д.), перчики, помидоры или тыква, кабачки, цуккини будут в самый раз. Из этого множества продуктов можно приготовить ваши любимые салаты, или сытные крем-супы. Разнообразить эти блюда смело можно зеленью, мегаполезными проростками, как семян, так и зерновых или бобовых, а так же соусами на основе орехов, авокадо или томатов)). Днем очень важно максимально насытить организм полезными жирами, пищевыми волокнами и различными веществами для поддержания высокого уровня энергии и здоровья в нашем организме!

Между обедом и ужином в ваш рацион можно включить льняные крекеры или хлебцы, покушать бананы или выпить стаканчик орехового молока с печенькой.

Бытует мнение, что ужинать лучше всего не позднее 2-3х часов до сна, что бы наш организм мог максимально извлечь всю пользу из еды. Мы же не будем заострять на этом внимание, т.к. у каждого свой ритм жизни, и перейдем к той самой еде, которую стоит оставить на вечер. Итак, для вечернего приёма пищи (так же как и для обеденного) прекрасно подойдут овощи и зелень, но в отличие от обеда, не стоит увлекаться «тяжелыми» продуктами, такими как орехи или авокадо. Считается так же, что фрукты также не самые подходящие продукты для ужина, т.к. они могут перегрузить нашу поджелудочную железу. Учитывая эти нюансы, попробуйте включить в свое вечернее меню легкие овощные роллы, «зеленые» коктейли из петрушки, сельдерея, шпината или любой другой вашей любимой зелени, а можете и вовсе устроить себе моноужин, например, из свеклы, она насытит вас вечером без лишней тяжести с утра.

Наслаждайтесь едой! Ищите вдохновение в простых вещах, а мы, как всегда, с удовольствием вам в этом поможем!

Цикличность свойственна всем биосистемам и объясняется это тем, что ни одни процессы не могут длиться бесконечно, обязательно должен следовать перерыв, во время которого происходит отдых, восстановление и накопление сил. Для каждого живого организма чередование периодов минимума и максимума гораздо эффективнее и экономнее, чем длительное поддержание функций на среднем уровне интенсивности.

Человеческий организм - настоящий симфонический оркестр. Невероятную слаженность работы всех его органов, тканей и клеток мы чаще всего даже не осознаем до конца. Все процессы, происходящие в нашем теле, очень сложны и сонастраиваемы. Одной из удивительных особенностей нашего организма является совокупность изменений, которые принято называть биоритмом.

СУТОЧНЫЙ БИОРИТМ ЧЕЛОВЕКА И ЕГО СОН

Итак, биоритм - это периодические изменения повышения и спада активности биологических процессов, которые самостоятельно поддерживаются и самостоятельно воспроизводятся в любых условиях.

Ни для кого не секрет, что природа циклична. Циклы эти имеют различную продолжительность: суточную, годовую, лунного месяца и т.д. Смена дня ночью, времен года, прохождение Луны вокруг нашей планеты - все это является изначальными условиями существования всего живого на нашей земле, потому, конечно, биоритмы присущи не только человеку, но и другим живым организмам. Закрывающиеся на ночь бутоны цветов, впадающие в спячку медведи, муравьи, закрывающие входы в муравейник - все это примеры биоритмов, связанных со сменой природных циклов.

Высокая жизненная эффективность человека напрямую связана с его биоритмом. Физическая активность должна выпадать на периоды, максимально этому способствующие. Если Вы станете напрягаться во время фазы спада активности, ничего хорошего из этого не выйдет. Равно как и попытка спать в период максимума активности. Каждый биоритм характеризуется следующими критериями: периодом, частотой, фазой и амплитудой.

Период биоритма - это длительность одного цикла изменений в единицу времени (например, 24 ч. длительности суточного биоритма)

Частота биоритма - частота периодических процессов в единицу времени.

Фаза биоритма - часть периода биоритма в единицу времени (начальная фаза, активная фаза и т.п.)

Амплитуда биоритма - размах колебаний активности во время периода биоритма.

Для человека характерно огромное множество биологических ритмов: это и клеточные периоды, и циклы крови, и дыхание, и суточные изменения, и сезонные. И самое удивительное во всем этом то, что между различной длительности биоритмами существует тончайшая синхронизация, кратность и согласованность.

В данной статье мы наибольшее внимание уделим суточному биоритму, который выражается в смене фаз бодрствование - сон.

Усредненный суточный биоритм человека

4-5 часов утра (по реальному времени Вашего географического положения) - подготовка организма к пробуждению. Постепенное наращивание активности жизнедеятельности.

5 часов утра - снижение выработки мелатонина, постепенное повышение температуры тела, нарастание выработки гормонов активности, повышение уровня адреналина, гемоглобина и сахара, учащение пульса, повышение давления. Все это усиливается под действием нарастающего уличного шума, изменения освещенности, изменения температуры. Обратите внимание, что подготовка организма к активности идет в то время, которое большинство считает глубоким сном.

6 часов утра - выработка надпочечниками кортизола, который также называют «гормоном пробуждения». Именно в это время и происходит ваше физиологическое пробуждение, оптимальное время для того, чтобы начать новый день, если спать вы ложилось также в соответствии с суточным биоритмом.

С 7 до 9 часов утра - время зарядки, утренних тренировок, физической активности. А дальше выбирайте более симпатичную Вам систему ценностей. Ортодоксальная медицина и диетология утверждают, что именно на тот период времени должен приходиться Ваш завтрак. Современная же биохимия и биоритмология настаивают, что с 4 утра до 12 дня организм проходит стадию самоочищения, потому не следует ему мешать в этом деле ради сохранения здоровья и не стоит есть до 12 ч. дня, только пить.

9 часов утра - высокая умственная активность, хорошая работоспособность (но лишь в том случае, если вы проснулись вовремя. У тех, кто с трудом разлепил глаза в 8 часов и активно не позанимался, сложно будет обнаружить высокую работоспособность в 9 утра), хорошо работает кратковременная память. Самое время усвоения новой информации, не стоит нагружать себя физически.

9-10 часов - время планирования и легкого отдыха.

9-11 часов - усиление Вашего иммунитета, потому грамотные врачи именно на это время назначат прием лекарств, повышающих сопротивляемость организма болезням.

12 часов - снизьте физические нагрузки, если они имеют место. В это время снижается и умственная активность, кровь потихоньку приливает к органам пищеварения, т.к. (как писалось выше) 12 ч - оптимальное время для приема пищи.Тонус мышц, частота пульса и артериальное давления снижаются.

13 часов - обеденный перерыв для приверженцев ортодоксальной медицины. Окончание обеда для сторонников биоритмологии.

13-15 часов - отдых. Не просто так в южных странах именно на это время приходится сиеста. В северных странах, где дневное солнце совсем не так активно и не мешает бодрствованию, все же в этот период тоже снижается активность, организм занят усвоением полученного во время еды.

В этом периоде примерно в 14 часов наблюдается минимальная болевая чувствительность, потому эффективнее всего действие обезболивающих. Очень удобно, например, посетить в это время зубного.

15 часов - максимальная активность долговременной памяти.

16 часов - очередной подъём работоспособности.

16-19 часов - высокая физическая активность. Идеальное время для занятий спортом. Также высокая интеллектуальная активность. Те, кто задерживаются на работе к этому времени, как правило, быстро и успешно заканчивают дела.

19 часов - ужин (можно чуть раньше, но не позднее). Предпочтительна углеводная пища. Сохранение все еще высокой реакции и активности.

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.

21-22 часа - подготовка организма к ночному отдыху, снижение температуры тела и давления, замедление функций организма.

22 часа - иммунитет находится в активной фазе, чтобы максимально охранять Вас во время сна. Именно в 22 часа Вы должны отправляться спать. Как раз систематическое нарушение биоритма ведет к ослаблению организма, болезням и психологическому дискомфорту.

22-2 часа ночи - обновление клеток организма. Подверженность депрессии у тех, кто хронически не спит в это время суток.

3-4 часа ночи - самый глубокий сон, самый низкий уровень гормонов активности в течение суток, самая низкая температура тела. Период, во время которого физическая активность хуже всего влияет на организм.

Как видите, биоритм - упрямая вещь. Ему безразличен Ваш рабочий график, Ваши увлечения и слабости. Как бы Вы ни оправдывали свой режим, сон должен выпадать на период с 22 до 6 часов. В противном случае Вы ежедневно подтачиваете собственные силы.

Жизнь современного человека многое поставила с ног на голову, и часто, несмотря на имеющуюся возможность, мы все же в силу многолетних привычек продолжаем бодрствовать в период спада физиологической активности и спать в период высокой активности организма, упуская благоприятные моменты.

Вспомните то, с чего начиналась наша статья: организм человека - оркестр, точнейший механизм со множеством синхронизируемых функций. И длительная слаженность этого механизма зависит только от Вас, от рационального использования собственных сил, от своевременного сна и отдыха. опубликовано

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Доктор медицинских наук В. Гриневич

Все живые существа на Земле - от растений до высших млекопитающих - подчиняются суточным ритмам. У человека в зависимости от времени суток циклически меняются физиологическое состояние, интеллектуальные возможности и даже настроение. Ученые доказали, что виной тому колебания концентраций гормонов в крови. В последние годы в науке о биоритмах, хронобиологии было сделано многое, чтобы установить механизм возникновения суточных гормональных циклов. Ученые обнаружили в головном мозге "циркадный центр", а в нем - так называемые "часовые гены" биологических ритмов здоровья.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

ХРОНОБИОЛОГИЯ - НАУКА О СУТОЧНЫХ РИТМАХ ОРГАНИЗМА

В 1632 году английский естествоиспытатель Джон Врен в своем "Трактате о травах" ("Herbal Treatise") впервые описал дневные циклы тканевых жидкостей в организме человека, которые он, следуя терминоло гии Аристотеля, назвал "гуморы" (лат. humor - жидкость). Каждый из "приливов" тканевой жидкости, по мнению Врена, длился шесть часов. Гуморальный цикл начинался в девять часов вечера выделением первой гуморы желчи - "сhole" (греч. cholе - желчь) и продолжался до трех утра. Затем наступала фаза черной желчи - "melancholy" (греч. melas - черный, chole - желчь), за которой следовала флегма - "phlegma" (греч. phlegma - слизь, мокрота), и, наконец, четвертая гумора - кровь.

Конечно, соотнести гуморы с известными ныне физиологическими жидкостями и тканевыми секретами невозможно. Современная медицинская наука никакой связи физиологии с мистическими гуморами не признает. И все же описанные Вреном закономерности смены настроений, интеллектуальных возможностей и физического состояния имеют вполне научную основу. Наука, изучающая суточные ритмы организма, называется хронобиологией (греч. chronos - время). Ее основные понятия сформулиро вали выдающиеся немецкий и американский ученые профессора Юрген Ашофф и Колин Питтендриг, которых в начале 80-х годов прошлого века даже выдвигали на соискание Нобелевской премии. Но высшую научную награду они, к сожалению, так и не получили.

Главное понятие хронобиологии - дневные циклы, длительность которых периодична - около (лат. circa ) дня (лат. dies ). Поэтому сменяющие друг друга дневные циклы называются циркадными ритмами. Эти ритмы напрямую связаны с циклической сменой освещенности, то есть с вращением Земли вокруг своей оси. Они есть у всех живых существ на Земле: растений, микроорганизмов, беспозвоночных и позвоночных животных, вплоть до высших млекопитающих и человека.

Каждому из нас известен циркадный цикл "бодрствование - сон". В 1959 году Ашофф обнаружил закономерность, которую Питтендриг предложил назвать "правилом Ашоффа". Под этим названием оно вошло в хронобиологию и историю науки. Правило гласит: "У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте". И действительно, как впоследствии установил Ашофф, при длительной изоляции человека или животных в темноте цикл "бодрствование - сон" удлиняется за счет увеличения продолжительности фазы бодрствования. Из правила Ашоффа следует, что именно свет определяет циркадные колебания организма.

ГОРМОНЫ И БИОРИТМЫ

В течение циркадного дня (бодрствования) наша физиология в основном настроена на переработку накопленных питательных веществ, чтобы получить энергию для активной дневной жизни. Напротив, во время циркадной ночи питательные вещества накапливаются, происходят восстановление и "починка" тканей. Как оказалось, эти изменения в интенсивности обмена веществ регулируются эндокринной системой, то есть гормонами. В том, как работает эндокринный механизм управления циркадными циклами, есть много общего с гуморальной теорией Врена.

Вечером, перед наступлением ночи, в кровь из так называемого верхнего мозгового придатка - эпифиза выделяется "гормон ночи" - мелатонин. Это удивительное вещество производится эпифизом только в темное время суток, и время его присутствия в крови прямо пропорционально длительности световой ночи. В ряде случаев бессонница у пожилых людей связана с недостаточностью секреции мелатонина эпифизом. Препараты мелатонина часто используют в качестве снотворных.

Мелатонин вызывает снижение температуры тела, кроме того, он регулирует продолжительность и смену фаз сна. Дело в том, что человеческий сон представляет собой чередование медленноволновой и парадоксальной фаз. Медленноволновый сон характеризуется низкочастотной активностью коры полушарий. Это - "сон без задних ног", время, когда мозг полностью отдыхает. Во время парадоксального сна частота колебаний электрической активности мозга повышается, и мы видим сны. Эта фаза близка к бодрствованию и служит как бы "трамплином" в пробуждение. Медленноволновая и парадоксальная фазы сменяют одна другую 4-5 раз за ночь, в такт изменениям концентрации мелатонина.

Наступление световой ночи сопровождается и другими гормональными изменениями: повышается выработка гормона роста и снижается выработка адренокортикотропного гормона (АКТГ) другим мозговым придатком - гипофизом. Гормон роста стимулирует анаболические процессы, например размножение клеток и накопление питательных веществ (гликогена) в печени. Не зря говорят: "Дети растут во сне". АКТГ вызывает выброс в кровь адреналина и других "гормонов стресса" (глюкокортикоидов) из коры надпочечников, поэтому снижение его уровня позволяет снять дневное возбуждение и мирно заснуть. В момент засыпания из гипофиза выделяются опиоидные гормоны, обладающие наркотическим действием, - эндорфины и энкефалины. Именно поэтому процесс погружения в сон сопровождается приятными ощущениями.

Перед пробуждением здоровый организм должен быть готов к активному бодрствованию, в это время кора надпочечников начинает вырабатывать возбуждающие нервную систему гормоны - глюкокортикоиды. Наиболее активный из них - кортизол, который приводит к повышению давления, учащению сердечных сокращений, повышению тонуса сосудов и снижению свертываемости крови. Вот почему клиническая статистика свидетельствует о том, что острые сердечные приступы и внутримозговые геморрагические инсульты в основном приходятся на раннее утро. Сейчас разрабатываются препараты, снижающие артериальное давление, которые смогут достигать пика концентрации в крови только к утру, предотвращая смертельно опасные приступы.

Почему некоторые люди встают "ни свет, ни заря", а другие не прочь поспать до полудня? Оказывается, известному феномену "сов и жаворонков" есть вполне научное объяснение, которое базируется на работах Жэми Зейцер из Исследовательского центра сна (Sleep Research Center) Станфордского университета в Калифорнии. Она установила, что минимальная концентрация кортизола в крови обычно приходится на середину ночного сна, а ее пик достигается перед пробуждением. У "жаворонков" максимум выброса кортизола происходит раньше, чем у большинства людей, - в 4-5 часов утра. Поэтому "жаворонки" более активны в утренние часы, но быстрее утомляются к вечеру. Их обычно рано начинает клонить ко сну, поскольку гормон сна - мелатонин поступает в кровь задолго до полуночи. У "сов" ситуация обратная: мелатонин выделяется позже, ближе к полуночи, а пик выброса кортизола сдвинут на 7-8 часов утра. Указанные временные рамки сугубо индивидуальны и могут варьировать в зависимости от выраженности утреннего ("жаворонки") или вечернего ("совы") хронотипов.

"ЦИРКАДНЫЙ ЦЕНТР" НАХОДИТСЯ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ

Что же это за орган, который управляет циркадными колебаниями концентрации гормонов в крови? На этот вопрос ученые долгое время не могли найти ответ. Но ни у кого из них не возникало сомнений, что "циркадный центр" должен находиться в головном мозге. Его существование предсказывали и основатели хронобиологии Ашофф и Питтендриг. Внимание физиологов привлекла давно известная анатомам структура головного мозга - супрахиазматическое ядро, расположенное над (лат. super ) перекрестом (греч. chiasmos ) зрительных нервов. Оно имеет сигарообразную форму и состоит, например, у грызунов всего из 10 000 нейронов, что очень немного. Другое же, близко расположенное от него, ядро, параветрикулярное, содержит сотни тысяч нейронов. Протяженность супрахиазматического ядра также невелика - не более половины миллиметра, а объем - 0,3 мм 3 .

В 1972 году двум группам американских исследователей удалось показать, что супрахиазматическое ядро и есть центр управления биологическими часами организма. Для этого они разрушили ядро в мозге мышей микрохирургическим путем. Роберт Мур и Виктор Эйхлер обнаружили, что у животных с нефункционирующим супрахиазматическим ядром пропадает цикличность выброса в кровь гормонов стресса - адреналина и глюкокортикоидов. Другая научная группа под руководством Фредерика Стефана и Ирвина Цукера изучала двигательную активность грызунов с удаленным "циркадным центром". Обычно мелкие грызуны после пробуждения все время находятся в движении. В лабораторных условиях для регистрации движения к колесу, в котором животное бежит на месте, подсоединяется кабель. Мышки и хомячки в колесе диаметром 30 см пробегают 15-20 км за день! По полученным данным строятся графики, которые называются актограммами. Оказалось, что разрушение супрахиазматического ядра приводит к исчезновению циркадной двигательной активности животных: периоды сна и бодрствования становятся у них хаотичными. Они перестают спать в течение циркадной ночи, то есть в светлое время суток, и бодрствовать циркадным днем, то есть с наступлением темноты.

Супрахиазматическое ядро - структура уникальная. Если ее удалить из мозга грызунов и поместить в "комфортные условия" с теплой питательной средой, насыщенной кислородом, то несколько месяцев в нейронах ядра будут циклически меняться частота и амплитуда поляризации мембраны, а также уровень выработки различных сигнальных молекул - нейротрансмиттеров, передающих нервный импульс с одной клетки на другую.

Что помогает супрахиазматическому ядру сохранять такую стабильную цикличность? Нейроны в нем очень плотно прилегают друг к другу, формируя большое количество межклеточных контактов (синапсов). Благодаря этому изменения электрической активности одного нейрона мгновенно передаются всем клеткам ядра, то есть происходит синхронизация деятельности клеточной популяции. Помимо этого, нейроны супрахиазматического ядра связаны особым видом контактов, которые называются щелевыми. Они представляют собой участки мембран соприкасающихся клеток, в которые встроены белковые трубочки, так называемые коннексины. По этим трубочкам из одной клетки в другую движутся потоки ионов, что также синхронизирует "работу" нейронов ядра. Убедительные доказательства такого механизма представил американский профессор Барри Коннорс на ежегодном съезде нейробиологов "Neuroscience-2004", прошедшим в октябре 2004 года в Сан-Диего (США).

По всей вероятности, супрахиазматическое ядро играет большую роль в защите организма от образования злокачественных опухолей. Доказательство этого в 2002 году продемонстрировали французские и британские исследователи под руководством профессоров Франсис Леви и Майкла Гастингса. Мышам с разрушенным супрахиазматическим ядром прививали раковые опухоли костной ткани (остеосаркома Глазго) и поджелудочной железы (аденокарцинома). Оказалось, что у мышей без "циркадного центра" скорость развития опухолей в 7 раз выше, чем у их обычных собратьев. На связь между нарушениями циркадной ритмики и онкологическими заболеваниями у человека указывают и эпидемиологические исследования. Они свидетельствуют о том, что частота развития рака груди у женщин, длительно работающих в ночную смену, по разным данным, до 60% выше, чем у женщин, работающих в дневное время суток.

ЧАСОВЫЕ ГЕНЫ

Уникальность супрахиазматического ядра еще и в том, что в его клетках работают так называемые часовые гены. Эти гены были впервые обнаружены у плодовой мушки дрозофилы в аналоге головного мозга позвоночных животных - головном ганглии, протоцеребруме. Часовые гены млекопитающих по своей нуклеотидной последовательности оказались очень похожи на гены дрозофилы. Выделяют два семейства часовых генов - периодические (Пер1, 2, 3 ) и криптохромные (Кри1 и 2 ). Продукты деятельности этих генов, Пер- и Кри-белки, обладают интересной особенностью. В цитоплазме нейронов они образуют между собой молекулярные комплексы, которые проникают в ядро и подавляют активацию часовых генов и, естественно, выработку соответствующих им белков. В результате концентрация Пер- и Кри-белков в цитоплазме клетки уменьшается, что снова приводит к "разблокированию" и активации генов, которые начинают производить новые порции белков. Так обеспечивается цикличность работы часовых генов. Предполагается, что часовые гены как бы настраивают биохимические процессы, происходящие в клетке, на работу в циркадном режиме, но то, как происходит синхронизация, пока непонятно.

Интересно, что у животных, из генома которых генно-инженерными методами исследователи удалили один из часовых генов Пер 2 , спонтанно развиваются опухоли крови - лимфомы.

СВЕТОВОЙ ДЕНЬ И БИОРИТМЫ

Циркадные ритмы "придуманы" природой, чтобы приспособить организм к чередованию светлого и темного времени суток и поэтому не могут не быть связаны с восприятием света. Информация о световом дне поступает в супрахиазматическое ядро из светочувствительной оболочки (сетчатки) глаза. Световая информация от фоторецепторов сетчатки, палочек и колбочек по окончаниям ганглионарных клеток передается в супрахиазматическое ядро. Ганглионарные клетки не просто передают информацию в виде нервного импульса, они синтезируют светочувствительный фермент - меланопсин. Поэтому даже в условиях, когда палочки и колбочки не функционируют (например, при врожденной слепоте), эти клетки способны воспринимать световую, но не зрительную информацию и передавать ее в супрахиазматическое ядро.

Можно подумать, что в полной темноте никакой циркадной активности у супрахиазматического ядра наблюдаться не должно. Но это совсем не так: даже в отсутствие световой информации суточный цикл остается стабильным - изменяется лишь его продолжительность. В случае когда информация о свете в супрахиазматическое ядро не поступает, циркадный период у человека по сравнению с астрономическими сутками удлиняется. Чтобы доказать это, в 1962 году "отец хронобиологии" профессор Юрген Ашофф, о котором шла речь выше, на несколько дней поместил в абсолютно темную квартиру двух волонтеров - своих сыновей. Оказалось, что циклы "бодрствование - сон" после помещения людей в темноту растянулись на полчаса. Сон в полной темноте становится фрагментар ным, поверхностным, в нем доминирует медленноволновая фаза. Человек перестает ощущать сон как глубокое отключение, он как бы грезит наяву. Через 12 лет француз Мишель Сиффрэ повторил эти эксперимен ты на себе и пришел к аналогичным результатам. Интересно, что у ночных животных цикл в темноте, наоборот, сокращается и составляет 23,4 часа. Смысл таких сдвигов в циркадных ритмах до сих пор не вполне ясен.

Изменение длительности светового дня влияет на активность супрахиазматического ядра. Если животных, которых в течение нескольких недель содержали в стабильном режиме (12 часов при свете и 12 часов в темноте), затем помещали в другие световые циклы (например, 18 часов при свете и 6 часов в темноте), у них происходило нарушение периодичности активного бодрствования и сна. Подобное происходит и с человеком, когда изменяется освещенность.

Цикл "сон - бодрствование" у диких животных полностью совпадает с периодами светового дня. В современном человеческом обществе "24/7" (24 часа в сутках, 7 дней в неделе) несоответствие биологических ритмов реальному суточному циклу приводит к "циркадным стрессам", которые, в свою очередь, могут служить причиной развития многих заболеваний, включая депрессии, бессонницу, патологию сердечно-сосудистой системы и рак. Существует даже такое понятие, как сезонная аффективная болезнь - сезонная депрессия, связанная с уменьшением продолжительности светового дня зимой. Известно, что в северных странах, например в Скандинавии, где несоответствие длительно сти светового дня активному периоду особенно ощутимо, среди населения очень велика частота депрессий и суицидов.

При сезонной депрессии в крови больного повышается уровень основного гормона надпочечников - кортизола, который сильно угнетает иммунную систему. А сниженный иммунитет неминуемо ведет к повышенной восприимчивости к инфекционным болезням. Так что не исключено, что короткий световой день - одна из причин всплеска заболеваемости вирусными инфекциями в зимний период.

СУТОЧНЫЕ РИТМЫ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ

На сегодняшний день установлено, что именно супрахиазматическое ядро посылает сигналы в центры мозга, ответственные за циклическую выработку гормонов-регуляторов суточной активности организма. Одним из таких регуляторных центров служит паравентрикулярное ядро гипоталамуса, откуда сигнал о "запуске" синтеза гормона роста или АКТГ передается в гипофиз. Так что супрахиазматическое ядро можно назвать "дирижером" циркадной активности организма. Но и другие клетки подчиняются своим циркадным ритмам. Известно, что в клетках сердца, печени, легких, поджелудочной железы, почек, мышечной и соединительной тканей работают часовые гены. Деятельность этих периферических систем подчинена своим собственным суточным ритмам, которые в целом совпадают с цикличностью супрахиазматического ядра, но сдвинуты во времени. Вопрос о том, каким образом "дирижер циркадного оркестра" управляет функционированием "оркестрантов", остается ключевой проблемой современной хронобиологии.

Циклично функционирующие органы довольно легко вывести из-под контроля супрахиазмати ческого ядра. В 2000-2004 годах вышла серия сенсационных работ швейцарской и американской исследовательских групп, руководимых Юли Шиблером и Майклом Менакером. В экспериментах, проведенных учеными, ночных грызунов кормили только в светлое время суток. Для мышей это так же противоестественн о, как для человека, которому давали бы возможность есть только ночью. В результате циркадная активность часовых генов во внутренних органах животных постепенно перестраивал ась полностью и переставала совпадать с циркадной ритмикой супрахиазматического ядра. Возвращение же к нормальным синхронным биоритмам происходило сразу после начала их кормления в обычное для них время бодрствования, то есть ночное время суток. Механизмы этого феномена пока неизвестны. Но одно ясно точно: вывести все тело из-под контроля супрахиазматического ядра просто - надо лишь кардинально изменить режим питания, начав обедать по ночам. Поэтому строгий режим приема пищи не пустой звук. Особенно важно следовать ему в детстве, поскольку биологические часы "заводятся" в самом раннем возрасте.

Сердце, как и все внутренние органы, тоже обладает собственной циркадной активностью. В искусственных условиях оно проявляет значительные циркадные колебания, что выражается в циклическом изменении его сократительной функции и уровня потребления кислорода. Биоритмы сердца совпадают с активностью "сердечных" часовых генов. В гипертрофированном сердце (в котором мышечная масса увеличена из-за разрастания клеток) колебания активности сердца и "сердечных" часовых генов исчезают. Поэтому не исключено и обратное: сбой в суточной активности клеток сердца может вызвать его гипертрофию с последующим развитием сердечной недостаточности. Так что нарушения режима дня и питания с большой вероятностью могут быть причиной сердечной патологии.

Суточным ритмам подчинены не только эндокринная система и внутренние органы, жизнедеятельность клеток в периферических тканях тоже идет по специфической циркадной программе. Эта область исследований только начинает развиваться, но уже накоплены интересные данные. Так, в клетках внутренних органов грызунов синтез новых молекул ДНК преимущественно приходится на начало циркадной ночи, то есть на утро, а деление клеток активно начинается в начале циркадного дня, то есть вечером. Циклически меняется интенсивность роста клеток слизистой оболочки рта человека. Что особенно важно, согласно суточным ритмам меняется и активность белков, отвечающих за размножение клеток, например топоизомеразы II α - белка, который часто служит "мишенью" действия химиотерапевтических препаратов. Данный факт имеет исключительное значение для лечения злокачественных опухолей. Как показывают клинические наблюдения, проведение химиотерапии в циркадный период, соответствующий пику выработки топоизомеразы, намного эффективнее, чем однократное или постоянное введение химиопрепаратов в произвольное время.

Ни у кого из ученых не вызывает сомнения, что циркадные ритмы - один из основополагающих биологических механизмов, благодаря которому за миллионы лет эволюции все обитатели Земли приспособились к световому суточному циклу. Хотя человек и является высокоприспособленным существом, что и позволило ему стать самым многочисленным видом среди млекопитающих, цивилизация неизбежно разрушает его биологический ритм. И в то время как растения и животные следуют природной циркадной ритмике, человеку приходится намного сложнее. Циркадные стрессы - неотъемлемая черта нашего времени, противостоять им крайне непросто. Однако в наших силах бережно относиться к "биологическим часам" здоровья, четко следуя режиму сна, бодрствования и питания.

Иллюстрация «Жизнь растений по биологическим часам.»
Не только животные, но и растения живут по "биологическим часам". Дневные цветы закрывают и открывают лепестки в зависимости от освещенности - это известно всем. Однако не каждый знает, что образование нектара тоже подчиняется суточным ритмам. Причем пчелы опыляют цветы только в определенные часы - в моменты выработки наибольшего количества нектара. Это наблюдение было сделано на заре хронобиологии - в начале ХХ века - немецкими учеными Карлом фон Фришем и Ингеборгом Белингом.

Иллюстрация «Схема "идеальных" суточных ритмов синтеза "гормона бодрствования" - кортизола и "гормона сна" - мелатонина.»
У большинства людей уровень кортизола в крови начинает нарастать с полуночи и достигает максимума к 6-8 часам утра. К этому времени практически прекращается выработка мелатонина. Приблизительно через 12 часов концентрация кортизола начинает снижаться, а спустя еще 2 часа запускается синтез мелатонина. Но эти временные рамки весьма условны. У "жаворонков", например, кортизол достигает максимального уровня раньше - к 4-5 часам утра, у "сов" позже - к 9-11 часам. В зависимости от хронотипа смещаются и пики выброса мелатонина.

Иллюстрация «График зависимости количества инфарктов со смертельным исходом.»
На графике представлена зависимость количества инфарктов со смертельным исходом среди больных, поступивших в клинику Медицинского колледжа университета Кентукки (США) в 1983 году, от времени суток. Как видно из графика, пик количества сердечных приступов приходится на временной промежуток с 6 до 9 часов утра. Это связано с циркадной активацией сердечно-сосудистой системы перед пробуждением.

Иллюстрация «Супрахиазматическое ядро.»
Если супрахиазматическое ядро поместить в "комфортные" физиологические условия (левый снимок) и записать электрическую активность его нейронов в течение суток, то она будет выглядеть как периодические нарастания амплитуды разрядов (потенциала действия) с максимумами каждые 24 часа (правая диаграмма).

Иллюстрация «Ночные животные - хомяки в период бодрствования находятся в постоянном движении.»
В лабораторных условиях для регистрации двигательной активности грызунов к колесу, в котором животное бежит на месте, подсоединяется кабель. По полученным данным строятся графики, которые называются актограммами.

Иллюстрация «Главный "дирижер" биологических ритмов - супрахиазматическое ядро (СХЯ) располагается в гипоталамусе, эволюционно древнем отделе мозга.»
Гипоталамус выделен рамкой на верхнем рисунке, сделанном с продольного разреза мозга человека. Супрахиазматическое ядро лежит над перекрестом зрительных нервов, через которые оно получает световую информацию из сетчатки глаза. Правый нижний рисунок - это срез гипоталамуса мыши, покрашенный в синий цвет. На левом нижнем рисунке то же самое изображение представлено схематически. Парные шарообразные образования - скопление нейронов, формирующих супрахиазматическое ядро.

Иллюстрация «Схема синтеза "гормона ночи" - мелатонина.»
Мелатонин вызывает засыпание, а его колебания в ночное время суток приводят к смене фаз сна. Секреция мелатонина подчиняется циркадной ритмике и зависит от освещенности: темнота ее стимулирует, а свет, наоборот, подавляет. Информация о свете у млекопитающих поступает в эпифиз сложным путем: от сетчатки глаза до супрахиазматического ядра (ретино-гипоталамический тракт), затем от супрахиазматического ядра до верхнего шейного узла и от верхнего шейного узла в эпифиз. У рыб, амфибий, рептилий и птиц освещенность может управлять выработкой мелатонина через эпифиз напрямую, поскольку свет легко проходит через тонкий череп этих животных. Отсюда еще одно название эпифиза - "третий глаз". Как мелатонин управляет засыпанием и сменой фаз сна, пока непонятно.

Иллюстрация «Супрахиазматическое ядро - контролер циркадной ритмики различных органов и тканей.»
Оно осуществляет свои функции, регулируя выработку гормонов гипофизом и надпочечниками, а также с помощью непосредственной передачи сигнала по отросткам нейронов. Циркадную активность периферических органов можно вывести из-под контроля супрахиазматического ядра, нарушив режим питания - принимая пищу по ночам.