Скорее всего, вы не раз замечали, что особый прилив энергии вы чувствуете в определенное время суток. Также дела обстоят и с усталостью. Ответственны за это наши “биологические часы”, или, по-научному, циркадные ритмы. Именно они распределяют нашу энергию в течение дня и регулируют время сна и пробуждения.
От биоритмов зависит не только сон, но и настроение, аппетит, физическая и умственная активность и даже иммунитет. Настроив “биологические часы” согласно своему расписанию, вы начнете лучше высыпаться и больше успевать. Рассказываем, как это сделать.
Больше света утром и днем
Циркадные ритмы зависят от дневного света. Когда света становится меньше, мозг начинает вырабатывать мелатонин — гормон сна. Именно поэтому в холодное время года мы чувствуем большую сонливость, чем летом. Чтобы сохранять бодрость, днем почаще бывайте на улице и держите открытыми окна. Утром сразу после пробуждения распахивайте шторы и включайте свет, если его не хватает.
… И меньше света вечером и ночью
Чтобы избежать бессонницы, вечером обходитесь без яркого искусственного освещения. Также воздержитесь от использования гаджетов перед сном: яркий свет от экрана «обманет» мозг и не даст быстро заснуть.
Ложитесь спать и просыпайтесь в одно и то же время
И постарайтесь, чтобы ваш режим сна в выходные дни отличался от будничного не более чем на 2 часа.
Меняйте режим постепенно
Хотите приучить себя к ранним подъемам? Не делайте этого резко. Просто переводите будильник на 15 минут пораньше каждые 2-3 дня.
Ужинайте не слишком поздно
Переедая на ночь, вы создаете внеплановую нагрузку на пищеварительную систему. Старайтесь ужинать не позднее чем за 2 часа до сна и, желательно, в одно и то же время.
Занимайтесь спортом
Умеренные физические нагрузки способствуют гармоничному распределению энергии. При этом интенсивные занятия (например, бег или силовые тренировки) лучше проводить до 6 часов вечера. А на позднее время суток оставить йогу или растяжку.
Заведите вечерние и утренние привычки
Например, подготовить мозг ко сну поможет регулярный прием ванны или прослушивание спокойной музыки. А по утрам приучите себя к зарядке под бодрую музыку или к контрастному душу. Повторяясь изо дня в день, такие “ритуалы” будут настраивать организм на нужный лад.
Где спрятаны часы
Биологические часы — одна из систем организма, как иммунная или сердечно-сосудистая. Эти часы нужны всем живым существам, чтобы синхронизироваться с ритмами природы — подстраиваться под смену дня и ночи или смену времен года. Биологическим часам подчиняются многие функции организма, в том числе теплорегуляция, артериальное давление, выработка гормонов.
Часы, управляющие нашим организмом, работают на трех уровнях. Первый — крошечный часовой механизм, спрятанный в каждой клетке. За его обнаружение американские исследователи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг получили в 2017 году Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.
Часы нужны не только каждой клетке, но и организму в целом. Синхронизирует ритмы всех клеток особая гормональная железа мозга под названием эпифиз, или шишковидная железа, которая вырабатывает мелатонин и серотонин — гормоны, регулирующие наш сон и бодрствование, а также аппетит и настроение. В светлое время суток шишковидная железа производит "гормон счастья" серотонин, а в темное серотонин преобразуется в "гормон сна" мелатонин — он делает сон более глубоким и полноценным.
В достаточном количестве мелатонин вырабатывается только в темноте, даже тусклый свет сокращает его выработку — выключайте все лампы и занавешивайте окна! А серотонину, наоборот, нужен свет: чем больше света, тем лучше настроение и выше работоспособность.
Всему свое время
Источник этого "расписания" — книга "Биохакинг. Руководство по полному раскрытию потенциала организма" финских исследователей Совиярви Олли, Теэму Арина и Халметоя Яакко. Но время тут указано ориентировочно — не расстраивайтесь, если у вас "самая высокая готовность к активным действиям" наступает гораздо позже десяти утра!
Как не сломать часы
А что же совы и жаворонки — у них часы настроены по-разному? На самом деле мы не знаем. Может быть, есть еще и "голуби" — люди, активные днем, но сонные утром и вечером. Зато точно известно, что, какой бы птицей ты ни был, спать нужно ночью, а бодрствовать днем. Так мы запрограммированы генетически, жить иначе — значит укорачивать жизнь.
Особенно вредно постоянно менять свой распорядок. Например, ученые из Мичиганского университета изучили базу данных проекта Nurses Health Study — многолетнего исследования здоровья более 120 тысяч американских медсестер — и выяснили, что сменная работа (то в день, то в ночь) повышает риск ишемического инсульта на 4% каждые пять лет. Другие исследования, основанные на этих же данных, показали, что работа в ночную смену не менее трех ночей в месяц в течение 15 и более лет может повысить риск развития колоректального рака, а также рака груди.
Однократный десинхроноз известен каждому, кто испытывал джетлаг — синдром, возникающий при резкой смене часового пояса, когда человек пересекает больше трех-четырех временных зон. После него наступает этап ресинхронизации — когда биологические ритмы организма подстраиваются под новые условия. Интересно, что, если перелет был с востока на запад, средняя скорость восстановления составит 92 минуты в сутки, а если с запада на восток — она будет в полтора раза ниже, 57 минут в сутки. Получается, адаптироваться при перелете на восток труднее.
Рассинхронизацию наш организм чувствует и когда мы коротаем время со смартфоном. Именно голубая, коротковолновая часть цветового спектра подавляет выработку мелатонина. На голубой свет реагирует фотопигмент меланопсин в клетках сетчатки глаза — именно от него зависит мнение мозга о том, ночь сейчас или день. При красном свете мозг не понимает, что на улице день. Но экраны гаджетов как раз излучают яркий и холодный голубой свет, понапрасну подбадривая мозг среди ночи.
Биохакерам: мобильные приложения для заботы о циркадных ритмах
Как называется: My circadian clock
На чем работает: Android и IOS
Что умеет: помогает нормализовать ритмы сна, еды и физической активности
Как работает. Ход биологических часов зависит не только от света, но и от времени тренировок и приема пищи. Причем чем более предсказуемым будет распорядок дня, тем успешнее биоритмы будут регулировать важные процессы в организме: пищеварение, иммунный ответ, сон и многое другое. Увидеть свое расписание в виде графиков, получить рекомендации, а также помочь ученым из Института биологических исследований Солка в США больше узнать о циркадных ритмах разных людей можно с помощью мобильного приложения. Первые две недели оно будет тщательно собирать информацию об испытуемом, а потом начнет прививать полезные привычки — например, не пропускать обед на работе и вовремя ложиться спать.
Как называется: Twilight
На чем работает: Android
Что умеет: не дает гаджетам портить сон
Как работает. С медицинской точки зрения жизнь в розовых очках может оказаться довольно полезной. Но еще лучше соорудить между глазами и экранами гаджетов красный или оранжевый фильтр. Такой режим полезно соблюдать по вечерам, чтобы голубой спектр лишний раз не приводил к выработке меланопсина, сигнализирующего биологическим часам, что сейчас день — время бодрствовать. Уменьшить вредное влияние голубых экранов поможет мобильное приложение, которое с наступлением вечера будет делать цвета дисплея более теплыми. Кстати, во многих современных смартфонах эта функция входит в стандартные настройки.
Как называется: Lux Light Meter Free
На чем работает: Android
Что умеет: измеряет уровень освещенности
Как работает. Если отправиться на сафари в какую-нибудь африканскую страну, то сетчатка глаза будет каждый день получать не меньше 1000 люкс (это единицы, в которых измеряют уровень освещенности). А вот в офисном помещении при включенном свете показатели окажутся совсем другими — около 500 люкс, если сотрудник сидит недалеко от окна без штор. И поскольку от количества света зависит не только режим сна и бодрствования, но и наше настроение, было бы неплохо знать, насколько хорошо освещены помещения, в которых мы проводим много времени. Самый точный результат даст прибор люксметр, но можно воспользоваться и мобильным устройством с датчиком освещенности и соответствующим приложением. Главное правило — стараться получать люксы утром и днем, но избегать яркого света вечером и ночью.
Важность биологических часов и их влияние на вес
Организм каждого человека требует отдыха. В дневное время он бодрствует, а в ночное отдыхает и набирается сил на следующий день. Циркадные ритмы – это контролируемый на генетическом уровне суточный цикл, от которого зависит протекание биологических процессов у всех живых существ, в том числе и человека.
Внимание! Благодаря биоритмам ночью на протяжении 8 часов человек не испытывает голод и вполне обходится без приема пищи.
Молекулярный часовой механизм каждого организма индивидуален. Никто не может существовать без биологических ритмов, однако в процессе жизнедеятельности они имеют свойство меняться или сбиваться. Сбои происходят при перелетах, ночных рабочих сменах, ранних подъемах и неправильном приеме пищи.
Американские ученые сделали уникальное открытие: за работу часов несут ответственность не только циркадные биоритмы, но и ультрадианные. Они функционируют под влиянием гормона дофамин, действуя циклично на протяжении 3 часов. Именно они отвечают за правильное питание и режим, который должен соблюдаться примерно через одинаковые промежутки времени. Особенно активно ультрадианные биоритмы работают у новорожденных детей.
Каждый сбой в работе биологических часов организма человека приводит к:
• ожирению;
• повышению артериального давления;
• возникновению сердечно-сосудистых заболеваний;
• раздражению;
• развитию онкологических заболеваний;
• депрессии.
На протяжении дня организм может совершенно по-разному сопротивляться инфекционным заболеваниям.
Как избежать сбоя биологических часов
Чтобы поддерживать работу больших биологических часов и держать свой вес на нужной отметке, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
• соблюдать полноценный ночной сон в полной темноте;
• чаще находиться при солнечном свете;
• избегать переутомлений;
• не перегружать организм изнурительными физическими нагрузками.
Внимание! Сбои в работе циркадных часов могут серьезно повлиять на биоритмы человека, спровоцировав ожирение.
Рекомендации по правильному питанию
Отдельно нужно остановиться на особенностях питания. Оно должно быть правильным, разнообразным и сбалансированным. Постоянные диеты приносят больше вреда, чем пользы, и становятся причиной сбоя циркадных часов.
Правильное питание – это не диета, а разнообразный и сбалансированный рацион. Монодиета ухудшает здоровье и вызывает серьезные заболевания. Организму для полноценной жизнедеятельности необходимы жиры, белки и углеводы, но всего в меру. Главные «враги» правильного питания:
А напоследок хочется порадовать Вас новостями от ученых! Благодаря детальному изучению циркадных ритмов специалисты скоро найдут метод гармонизации биологических часов человека. Представители медицины точно знают, что людям с мутирующими генами когда-то смогут помочь лекарства. А самое интересное, что уже совсем скоро мир увидят гаджеты, которые смогут отслеживать биоритмы.
Биологические ритмы в живой природе
Каждую весну распускается зеленая листва, каждую зиму выпадает снег. С восходом солнца растения раскрывают свои цветы, первый луч падает на зеленый лист и запускает процессы фотосинтеза. Перелетные птицы осенью собираются в теплые края, белка запасает спелые орехи, а медведь и еж ищут укрытие поудобнее, чтобы пережить неблагоприятное холодное и голодное зимнее время.
Изучая поведение животных в природе, внимательный наблюдатель замечает, что птицы начинают готовиться к перелету с первыми признаками приближающейся осени. Хозяин таежных лесов медведь начинает искать место для спячки еще до того, как ударят первые морозы и снегопады заметут лесные тропы.
И горе тому животному, которое не успеет до холодов. Без помощи человека оно обречено на гибель, как Серая шейка в одноименной детской сказке. Медведь, поднятый среди зимы из берлоги, получает прозвище медведь-шатун. Злой, голодный, ходит по лесу, нагоняя страх на охотников, но и он обречен на мучительную гибель от голода. Мясом такого погибшего зверя брезгуют даже падальщики…
Можно заметить, что еще до появления первых признаков смены сезона, поведение животных меняется. И это не зря. Таким образом природа позволяет живым организмам заблаговременно подготовиться к грядущим переменам в природе и предупредить стресс, связанный с перестройкой сложных биохимических процессов и физиологических функций во время действия неблагоприятного фактора с помощью биологических ритмов организма
Биология. 6 класс. Рабочая тетрадь №1. ФГОС
Рабочая тетрадь разработана к учебнику «Биология. 6 класс» (авт. И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко), входящему в систему «Алгоритм успеха». Содержит проблемные и тестовые задания, позволяющие учителю организовывать дифференцированную практическую работу шестиклассников, формировать основные биологические понятия, эффективно осуществлять контроль знаний, привлекая учащихся к самооценке учебной деятельности.
Определение понятия биоритмы
Биоритмы — сформированная в ходе эволюции модель приспособления, проявляющаяся в виде повторяющихся изменений характера и степени выраженности биохимических и физиологических реакций, характеризующая способность живых существ выживать в периодически изменяющихся условиях среды.
Способность организма изменять процессы жизнедеятельности под влиянием условий внешней среды генетически обусловлена и характерна всем живущим организмам. Она характерна не только отдельным клеткам, но и целым популяциям.
Биологические ритмы организма человека сформировались за миллионы лет эволюции и определяются движением планеты Земля.
Выделяют:
• годовые циклы — обусловленные движением планеты вокруг Солнца;
• месячные — зависящие от движения Луны вокруг Земли и их совместным вращением вокруг Солнца;
• суточные — привязанные к вращению планеты Земля вокруг собственной оси.
Влияние этого ритмического рисунка накладывается на всех обитателей (растения, домашние и дикие животные, многоклеточные и одноклеточные организмы) на нашей удивительной планете. И человек – не исключение. Испокон веков он живет в сложной системе биоритмов, от изменяющихся за несколько секунд молекулярных, происходящих в живой клетке и обеспечивающих процессы энергетического обмена, до длительных годовых, связанных с движением Земли вокруг Солнца.
Хронобиология
Исследование ритмических колебаний биохимических и физиологических процессов в живых организмах в зависимости от суточных, годовых, либо лунных циклов продолжаются со Средневековья до наших дней. Прорывом в исследованиях стали опыты Е.А. Форсгрена, шведского физиолога, который в уникальных опытах на лабораторных кроликах выявил суточные колебания в клетках печени уровня гликогена — сложного полисахарида, участвующего в энергетическом обмене.
Лишь в 1960 году на симпозиуме в Cold Spring Harbor Laboratory, после того, как доклады исследователей, представляющих различные отрасли науки, были заслушаны, выяснилось, что ученые из разных областей физиологии, биологии, генетики, биохимии описывали одни и те же феномены, связанные с изменением активности процессов во времени, и приняли решение выделить хронобиологию как отдельную науку.
Исследование биохимических процессов продолжается. В настоящее время ученые выделяют около 300 различных биохимических и физиологических процессов в организме человека, активность которых изменяется на протяжении времени и регулярно чередуется, имея свои минимумы и максимумы значений.
Классификация биоритмов
Согласно классификации советских ученых-медиков Н.И. Моисеевой и В.Н. Сысуева , в зависимости от периода — промежутка времени между двумя максимальными или минимальными значениями — биологические ритмы делятся на:
• высокочастотные ритмы (длительность от миллисекунды до 30 мин);
• среднечастотные (длительность от получаса до 28 часов). В эту категорию входят ультрадианные ритмы, продолжительностью до 20 часов, и циркадные, продолжительностью около суток;
• низкочастотные ритмы (длительностью от 28 часов). В этой категории дополнительно выделяют:
• мезоритмы (инфрадианные – от 28 часов до шести дней и циркасептанные — длительностью около семи суток);
• макроритмы (длительностью от двадцати дней до одного года);
• мегаритмы (длительностью в десять и более лет).
Высокочастотные ритмы длятся от миллисекунды до получаса. К этой категории относятся сердечные сокращения, дыхательные движения, волны перистальтики в кишечнике. Медицинская аппаратура позволяет зафиксировать ритмы и получить сведения о функции различных систем человеческого организма. Электроэнцефалография регистрирует периодическую активность головного мозга, электромиография — мышечную активность, электрокардиография — сердечные сокращения, и данные используются не только в научных целях, но и для диагностики патологии.
К среднечастотным относятся биоритмы с продолжительностью от 30 минут до 6 дней. В эту группу входят циркадианные или циркадные (суточные) ритмы: повышение температуры тела к восемнадцати часам и снижение до минимума к полуночи, цикл «сон-бодрствование», о котором подробно рассказано на странице 22 учебника «Биология 10 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова. Изменения некоторых показателей можно зафиксировать при суточном исследовании — холтеровском мониторировании ЭКГ или артериального давления. И такие исследования широко применяются в медицине для подбора необходимого лечения.
В группу низкочастотных ритмов
Ранее считали, что как таковых, недельных ритмов у живых организмов нет, а деление на недели пошло от чередований фаз луны еще со времен Древнего Вавилона. И только в последнее время, когда биохимия сделала гигантский шаг вперед, и появилась возможность определить концентрацию биологически активных веществ не только в крови, но и в моче, ученые выявили колебания гормональных показателей, выделяемых надпочечниками, с примерным семидневным циклом.
В ходе астрономических наблюдений установлено, что за время оборота Солнца вокруг своей оси, который составляет двадцать семь суток, регистрируются различные значения магнитного поля между планетами Солнечной системы. Положение Земли изменяется с периодичностью в 6,75 суток. Планета оказывается в разнообразных секторах солнечного магнитного поля, что вызывает изменения планетарного геомагнитного поля, которое влияет на климатические условия, а также жизнедеятельность живых организмов.
В последние десятилетия ритмы современной жизни с ночными клубами, предприятиями, работающими круглосуточно, путешествиями на другую сторону земного шара значительно влияют на биологические ритмы человека
• физиологические ритмы;
• геофизические ритмы;
Физиологические биоритмы — непрекращающаяся работа биохимических процессов в каждой клетке организма, для обеспечения чередования циклов вдоха-выдоха, непрерывного сокращения сердца, для бесперебойной работы системы кровообращения и других систем. Они обеспечивают жизнедеятельность организма независимо от условий среды обитания. Способность физиологических ритмов к изменениям обеспечивает адаптационный резерв человека к существованию в экстремальных условиях от архипелагов Арктики до жаркой пустыни Каракум.
Вращение Луны вокруг нашей голубой планеты, и Земли вокруг Солнца приводит к смене сезонов года в окружающей природе и формированию геофизических биоритмов, которые обеспечивают перестройку физиологических биоритмов под сезонные климатические изменения.
Подводя итоги, отметим, что к сегодняшнему дню хронобиология достигла определенных успехов и позволила сделать ряд выводов, касающихся живой природы:
• Биоритмы характерны не только высокоорганизованным многоклеточным организмам, а всем уровням организации живой природы — от одноклеточных организмов и отдельных клеток многоклеточного организма, до популяций, биогеоценозов и биосферы в целом. Это доказывает, что наличие биоритмов — общее свойство живых систем. О ритмичности, как свойстве биосферы подробно рассказано в учебнике «Биология 11 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова.
• Поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза), динамическое равновесие и приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды обеспечиваются благодаря регуляторным механизмам биоритмов.
• Выявлены периодические изменения чувствительности организмов к различным химическим и биологическим веществам, а также к физическим воздействиям. Так ученые доказали, что наименьшая болевая чувствительность в период около 18 часов, а прием некоторых препаратов наиболее эффективен в утренние часы. Эти знания дали толчок для развития на стыке медицины, хронобиологии и математики молодой науки хрономедицины, изучающей влияние лекарственных воздействий на организм человека в связи с биоритмами.
• Изменяя условия внешней среды искусственно, человек поставил зависимость биоритмов от внешних условий себе на службу. Искусственно изменяя температуру, влажность и продолжительность освещенности в теплицах, получают урожай тропических плодов круглый год или регулируют яйценоскость птицы на протяжении всего года.
Исследования биоритмов не прекращаются, и в 2017 году группа ученых из США получили Нобелевскую премию за открытие молекулярных механизмов, управляющих циркадными ритмами.
Информация получена с сайтов:
, 
, 
, 
, 