Суточные ритмы что это

Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете

Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете

Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете

Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете

Все, что нам нужно знать про циркадные ритмы

Эта статья — для тех, кому интересно узнать, за что Майкл Янг, Джеффри Холл и Майкл Росбаш получили в этом году Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Сегодня мы попробуем разобраться, как устроены циркадные ритмы нашего организма, правда ли, что наш организм «работает как часы», и заодно выясним – почему ученым было так важно узнать ответы на пять важных вопросов:

• Что такое «циркадный ритм»?

Слово «циркадный» получилось из двух латинских слов. «Circa» переводится как «круг», а «dies» означает «день». Ученые применяют это слово, когда хотят рассказать о ритмах жизни, связанных со сменой дня и ночи.

• Откуда взялись циркадные ритмы?

Смена дня и ночи сопутствовала жизни с момента ее зарождения. Так уж устроена наша планета – вращаясь вокруг солнца, она «автоматически» включает и выключает свет каждые 24 часа. К этой особенности Земли пришлось приспосабливаться всему живому – бактериям, динозаврам, китам, слонам и даже нам с вами.

• Почему важно изучать циркадные ритмы?

«Приспособленность» к 24-часовому ритму выражается в том, что днем и ночью наш организм синтезирует вещества-регуляторы (гормоны и нейромедиаторы) с разной скоростью и в разном объеме. Из-за этого, например, утром мы меньше подвержены некоторым инфекциям, чем вечером.

Если бы мы знали о том, как работают циркадные ритмы, мы могли бы предсказать, как организм будет реагировать на то или иное заболевание в разное время суток. В результате мы смогли бы эффективнее и точнее лечить болезни. Простой пример: зная о том, когда лекарство будет действовать лучше всего, мы могли бы уменьшить дозировку потенциально опасного препарата без потери его эффективности.

• Как работают циркадные ритмы?

Как всегда, во всем «виноваты» гены. Джеффри Холл и Майкл Росбаш обнаружили у мушек-дрозофил ген, синтезирующий белок PER. Этот белок интересен тем, что накапливается в организме всю ночь, а наутро – разрушается. Оказалось, что у человека эта система работает точно так же, как и у дрозофил.

Накапливаясь в клеточном ядре всю ночь, белок PER блокирует собственный синтез. Затем белок разрушается, и ген снова начинает работу. Весь процесс идеально ложится в 24-й суточный цикл.

Система ген-белок PER «встроена» в каждую клетку нашего организма, и во всех клетках работает одинаково. Именно это молекулярное «устройство» объединяет все клетки нашего организма в единую, подчиненную общему ритму систему.

А что сделал Майкл Янг? Третий лауреат Нобелевки открыл белок, позволяющий белку PER попадать из цитоплазмы (где ген образуется) в ядро клетки (где на

ходится ген, ответственный за синтез белка PER), и таким образом прекращать свой собственный синтез. Кроме того, Майкл Янг обнаружил ген, позволяющий точнее настраивать биологические часы на 24-й цикл.

• И что теперь?

Не исключено, что вооруженные знаниями о работе «молекулярных часов» врачи вскоре смогут создать лекарства, позволяющие «починить» сломанные циркадные ритмы. Вполне вероятно, что такие лекарства окажутся менее вредными и более эффективными, чем те препараты, что мы применяем сейчас.

СУ́ТОЧНЫЕ РИ́ТМЫ

В книжной версии

СУ́ТОЧНЫЕ РИ́ТМЫ, из­ме­не­ния ин­тен­сив­но­сти и ха­рак­те­ра био­ло­гич. про­цес­сов, по­вто­ряю­щие­ся с су­точ­ной пе­рио­дич­но­стью. Од­ни из наи­бо­лее чёт­ко вы­ра­жен­ных био­ло­ги­че­ских рит­мов. Раз­ли­ча­ют сол­неч­ные (24 ч) и лун­ные, или при­лив­ные (24,8 ч), С. р., ко­то­рые скла­ды­ва­ют­ся из ре­ак­ций ор­га­низ­ма на су­точ­ные из­ме­не­ния внеш­них ус­ло­вий и спон­тан­ных фи­зио­ло­гич. (эн­до­ген­ных) рит­мов. Под влия­ни­ем по­сто­ян­ных ус­ло­вий спон­тан­ные рит­мы мо­гут ме­нять свой пе­ри­од, пре­вра­ща­ясь в цир­кад­ные рит­мы (око­ло­су­точ­ные). С. р. свой­ст­вен­ны боль­шин­ст­ву био­хи­мич. и фи­зио­ло­гич. про­цес­сов, с ни­ми свя­за­на рит­мич­ность ак­тив­но­сти жи­вот­ных, по­ло­же­ния ли­сть­ев и ле­пе­ст­ков у рас­те­ний и т. д. У че­ло­ве­ка от­ме­че­но ок. 100 фи­зио­ло­гич. функ­ций, имею­щих С. р. При на­ру­ше­нии ес­теств. рит­ма сре­ды (напр., при раз­ве­де­нии жи­вот­ных и рас­те­ний в ис­кусств. ус­ло­ви­ях), а так­же при пе­ре­лё­те че­ло­ве­ка из од­но­го ча­со­во­го поя­са в дру­гой или изо­ля­ции от ес­теств. сре­ды (напр., в кос­мич. по­лё­те) про­ис­хо­дит де­син­хро­ни­за­ция С. р. раз­ных фи­зио­ло­гич. функ­ций, что мо­жет явить­ся при­чи­ной воз­ник­но­ве­ния па­то­ло­гич. из­ме­не­ний в ор­га­низ­ме. См. так­же Био­ло­ги­че­ские ча­сы.

Общие сведения

Сбои физиологических циркадных ритмов — одна из наиболее распространенных проблем в современной неврологии, с различными проявлениями которой периодически сталкивается каждый человек. Состояние имеет большую актуальность ввиду отсутствия эффективных медикаментозных методов коррекции, выраженного негативного влияния на самочувствие и соматическое здоровье больных. Несмотря на усовершенствование тактики лечения, многие люди продолжают страдать от сомнологических циркадных расстройств.

Патогенез

Регуляция внутренних циркадных ритмов человека подчинена сложному молекулярному механизму, включающему 9 основных «часовых» генов-регуляторов. Они способствуют выработке транскрипционных факторов, активации казеинкиназ, белков криптохромов, отвечающих за улавливание уровня освещенности. Важную роль играют гены, стимулирующие выработку мелатонина и способствующие реализации эффектов гормона.

В норме все вещества работают сообща, поддерживая циркадный цикл, который регулируется с помощью обратной связи. Но при резком изменении внешних суточных ритмов (часовых поясов), постоянном воздействии освещения в ночное время (работа по сменам, несоблюдение гигиены сна), происходит десинхронизация естественных циркадных ритмов. В головном мозге снижается продукция мелатонина, возникают функциональные патологии ЦНС.

Инсомния при посменной работе

• Консультация психиатра. Расстройства циркадных ритмов могут возникать на фоне неврозов, депрессий, психопатий, поэтому пациенту обязательно требуется профильное обследование, прохождение специальных тестов и опросников.

Вокруг подросткового сна много мифов: тинейджеры поздно ложатся спать и долго спят, потому что ленятся, или убеждают себя, что среди недели могут спать меньше восьми часов, а на выходных отсыпаться. Родители и педагоги стараются решить проблемы жёстким режимом, ранними подъёмами и запретом на использование гаджетов. Правда ли, что сон подростков отличается от сна взрослого? Отдыхает ли мозг ночью? Можно ли заставить себя лечь пораньше? Мы поговорили с сомнологом Романом Бузуновым и разобрались в науке сна.

Роман Бузунов,

президент «Российского общества сомнологов»,

профессор, доктор медицинских наук

Что такое циркадные ритмы, или почему мы спим ночью

Человек — это дневной вид. У нас есть суточные циркадные ритмы (циклы сна и бодрствования), которые настроены на то, чтобы мы бодрствовали днём и спали ночью. Мы так живём не потому, что привыкли, — внутри нас тикают часы, которые регулируют активность мозга. Это наш биологический внутренний механизм, то есть цикл «сон — бодрствование» работает не только из-за связи с внешними стимулами типа темноты или времени суток.

В шестидесятые годы прошлого века профессор Мишель Сифр поставил на себе эксперимент «Вне времени» по изучению биологических ритмов. Вместе со своими студентами он несколько месяцев провёл в пещере с постоянной освещённостью, влажностью, температурой и без часов. Результаты эксперимента показали, что даже без внешних раздражителей (естественного света, изменения погоды, посторонних шумов) человек всё равно какую-то часть времени спит, а какую-то бодрствует. Он делает это с определённой периодичностью, а не как попало.

Испытуемые начали жить по своим внутренним часам, и оказалось, что наш внутренний цикл длится чуть больше 24 часов, поэтому за время эксперимента профессор со студентами насчитали меньше суток, чем провели в пещере на самом деле.

Как работают наши внутренние часы и с чем связаны циркадные ритмы

Учёные стали искать, где находятся эти часы, и нашли их в центре мозга, в месте под страшным названием «супрахиазматическое ядро». Эта часть командует всеми остальными часами в нашем организме и устанавливает центральное время.

Внутренние часы — это гены и белки, которые очень хитро регулируют друг друга, нашу активность, аппетит, секрецию гормонов, температуру тела, артериальное давление и другие показатели. Часы идут даже в клетках нашей кожи: они тикают уже несколько миллиардов лет. И у нас, и у мухи они устроены похоже. Это очень древний и надёжный механизм, против которого идти сложно.

В результате может получиться так, что мозг будет считать, что сейчас день, печень — что сейчас ночь, а гормоны — что вечер. И это может сильно ударить по здоровью. Почему?

Во сне мозг не отключается — он просто занят другой работой

Центры мозга, которые днём отвечали за взаимодействие человека с окружающей средой, помогали нам обрабатывать информацию и избегать опасности, ночью начинают руководить организмом и восстанавливать его жизнеспособность. Они настраивают работу печени, лёгких, лимфатической системы, иммунитета. Во время сна все внутренние процессы восстанавливаются.

Параллельно эти процессы идти не могут: невозможно одновременно расходовать энергию и накапливать. Когда мозг включает каналы, которые активно работают вовне, у него не остаётся ресурсов обрабатывать что-то внутри. Когда машина едет, сложно заниматься её техобслуживанием и менять колёса на ходу.

Когда человек спит пять часов, физически он может функционировать: организм всё настроил и наладил, но ментально — нет. Если вдобавок к этому имеются какие-то расстройства сна, мозг отвлекается от своей внутренней работы, и мы хуже себя чувствуем днём, повышаются риски развития депрессии и тревоги.

Сон ничем не заменить и никак не компенсировать

Подросткам нужен долгий сон от 8 до 10 часов: это реальная потребность организма. Если мы будем её удовлетворять, днём мы будем работать на 100%. Если мы спим меньше, начинаем наносить себе ущерб. Если намного больше, это признак каких-то фоновых проблем.

Рекомендованная продолжительность сна по данным National Sleep Foundation

Недостаток сна трудно осознать

Когда мы недостаточно спим, мы сами у себя отнимаем силы и не даём организму работать на максимум. Если человек не будет спать в течение суток, по исследованиям, он не восстановится даже за неделю.

Недостаток сна бьёт по функциям префронтальной коры: снижает способность к эмоциональному контролю и повышает риск депрессивных состояний. У подростков эти функции только начинают формироваться, а недостаток сна их сразу выбивает. Поэтому невыспавшегося человека так легко вывести из равновесия, довести до слёз или спровоцировать на другую бурную реакцию.

В подростковом возрасте ритмы сдвигаются на совиный тип

СХЕМА ЦИРКАДНЫХ РИТМОВ

Синяя линия — среднестатистический взрослый

Жёлтая линия — среднестатистический подросток

Спад бодрости у среднестатистического взрослого в 4–5 часов ночи

У среднестатистического подростка в 6–7 часов утра

У циркадных ритмов есть разные варианты — в зависимости от них, человек будет склонен либо к более ранней активности (жаворонки), либо к более поздней (совы). Это не культурная привычка, а наследуемая вещь.

Среди подростков большой процент сов, поэтому им труднее вставать и ложиться в ранние часы. Самый крепкий сон у них приходится на семь часов утра — время, в которое все обычно встают в школу.

Подъём в самый минимум бодрого состояния влечёт за собой недостаток парадоксального сна — последней фазы, которая критически важна для запоминания и обучения.

С возрастом внутренние часы постепенно ускоряются, и среди взрослых преобладают жаворонки.

Соблюдение режима и регуляция света позволяют подстраивать свои внутренние часы под реальность, потихоньку их ускорять или замедлять. Люди, которые живут в Москве по времени Гонконга, вечером носят солнцезащитные очки, чтобы мозг думал, что уже закат, а утром используют светобудильники для имитации восхода.

Налаживать режим после каникул или праздников лучше постепенно, поскольку нужен примерно час в сутки, чтобы организм перестроился на новый режим без последствий. Начинать нужно с того, чтобы раньше вставать на час: волевым усилием заставить себя лечь раньше мы, к сожалению, не можем. Лучше не пытаться этого делать, чтобы не связывать засыпание с тревожностью и не выработать условный рефлекс — «боязнь не заснуть».

Три дополнительных вопроса про сон

🌚 Почему дети лунатят и говорят во сне, а в подростковом возрасте это пропадает

Сноговорение и снохождение происходит во второй фазе сна, когда какая-то часть мозга спит, а другая уже проснулась. Лунатики могут воспроизводить некоторые закрепившиеся рефлексы, выполнять последовательности действий, но делают они всё медленно — у них отсутствуют быстрые рефлексы.

В подростковом возрасте возникает нейрохимический блок, который не пропускает команды и не даёт нашему телу их осуществлять. Получается активный мозг в парализованном теле. Сомнамбулизм к подростковому возрасту тоже обычно пропадает. Если в детстве ходят и разговаривают во сне 10–15% детей, к пубертату нервная система постепенно созревает, снохождение и сноговорение остаётся у 2–3%.

👹 Откуда берутся повторяющиеся страшные сны

Сновидения— это анализ накопленной за день информации, который, правда, может быть алогичным, поскольку в сновидениях преобладают свободные ассоциации. Обычно мы смотрим сны, ненужное забываем, важное — переводим в долгосрочную память и принимаем какие-то решения.

Навязчивые сны обычно бывают после какого-то страшного события. Мозг во сне обращается к этой ситуации, пытается её проанализировать, но не может ни решить, как действовать в будущем, ни забыть, ни принять этот ужас. Мозг не может отложить это и, как заезженная пластинка, постоянно возвращается к одному и тому же сюжету.

🧠 Как работают осознанные сновидения

Во время осознанных сновидений какая-то часть мозга чувствует, что мы во сне, и начинает руководить сном. Человек из исполнителя собственного сна превращается в режиссёра, который может влиять на фабулу. С одной стороны, это классный опыт — ты можешь стать кем угодно и делать что захочешь: задавать себе задачи и решать их, отрабатывать новые навыки во сне, проигрывать страхи. С другой стороны, если слишком увлечься осознанными сновидениями, можно вообще уйти от реальности и жить только во сне.

Сомнология — раздел медицины и нейробиологии, посвящённый исследованиям сна, расстройств сна, их лечению и влиянию на здоровье человека.

---

Информация получена с сайтов:

, , , , ,