Биологические часы: что это и как наладить, чтобы высыпаться

что это и как наладить, чтобы высыпаться

Нами управляют циркадные ритмы. Эти биологические часы влияют на то, как мы спим, расходуем энергию и перевариваем пищу. Разбираемся, как с ними подружиться.

Наш режим сна и график активности да и самочувствие в целом подчиняются суточным циклам. Поэтому иногда, что бы мы ни делали, бывает сложно собраться на работе после обеда или заставить себя пойти на тренировку утром. В этой статье разберемся, как подружиться со своими биологическими часами, чтобы использовать их себе на пользу.

Это первая из серии статей про режим сна и самочувствие. В них проверенная информация и простые рекомендации, которые помогут вам чувствовать себя лучше, не меняя образ жизни кардинально.

Содержание

• 1. Что такое циркадные ритмы
• 2. Как работают наши внутренние часы
• 3. Как циркадные ритмы влияют на наше здоровье
• 4. Почему опасно нарушать циркадные ритмы
• 5. Как завести свои внутренние часы заново
• 6. На заметку

Что такое циркадные ритмы

Циркадные ритмы — это биологические часы человека. Они задают ритм всем жизненно важным процессам в организме. Работа биологических часов определяется генами, которые запускают и останавливают метаболические процессы, например запасание энергии или выделение гормонов.

24 часа

столько в среднем длится один цикл биологических часов

Около 20% всех наших генов «включаются» и «выключаются» во время одного полного цикла.

Главный механизм биологических часов — это супрахиазматическое ядро (СХЯ) гипоталамуса. Этот отдел мозга отвечает за реакцию на стресс, половое поведение, координацию действий и другие важные функции. Это ядро получает информацию от светочувствительных клеток сетчатки глаз и других рецепторов и на ее основе синхронизирует работу биоритмов.

Примерно так биологические процессы сменяют друг друга в течение дня

Также супрахиазматическое ядро сообщает эпифизу и эндокринной железе, когда пора вырабатывать гормон сна мелатонин. Концентрация мелатонина возрастает вечером, достигает пика ночью и снижается днем.

А с другим важным гормоном, кортизолом, обратная история. Его концентрация повышается к утру, когда нам нужно быть бодрыми, и снижается к вечеру, когда нас начинает клонить в сон.

Как работают наши внутренние часы

Гены, отвечающие за работу внутренних часов, называются period и timeless. Их активность колеблется в течение дня и регулируется петлевым механизмом обратной связи. Как только уровень белков, кодируемых этими генами, достигает определенного уровня, синтез этих белков прекращается. Уровень падает — синтез возобновляется.

На сон и бодрствование влияет свет

Свет и его отсутствие — главные, хотя и не единственные, регуляторы циркадных ритмов. Холодный синий свет от офисных ламп, экранов компьютеров, телевизоров и смартфонов сбивает эти ритмы. В итоге организм «думает», что световой день в разгаре. Красный и зеленый свет тоже негативно влияют на ход внутренних часов.

Циркадные ритмы «включаются» и «выключаются» светом. Яркий искусственный свет запускает каскады химических реакций и сбивает правильный режим дня.

Циркадные ритмы у человека — это не отдельный орган, их нельзя увидеть или почувствовать. Но они необходимы для здоровья и нормальной жизнедеятельности — и сохраняются даже у многих слепых людей.

Если смотреть по ночам сериалы, поздно и плотно ужинать, работать в ночную смену и ложиться спать с рассветом, слаженная работа генов и циркадных ритмов нарушается. Какие-то метаболические процессы запускаются позже обычного, а какие-то останавливаются совсем.

Как циркадные ритмы влияют на наше здоровье

Ночные смены могут повышать риск рака — при сбитых циркадных ритмах организму сложнее предотвращать образование опухолей. Международное агентство по изучению рака даже отнесло сменную работу к канцерогенам. Работа с постоянным ночным графиком, а не скачущим режимом, в этом плане может быть менее опасной.

Ученые связывают нарушения циркадных ритмов с серьезными, но предотвратимыми заболеваниями: диабетом 2-го типа, болезнями сердечно-сосудистой системы, ожирением, инсультом и раком. Чтобы понять, как развиваются эти болезни, нужно взглянуть на то, что происходит, когда мы нарушаем гигиену сна.

Как циркадные ритмы влияют на пищеварение

Желудочно-кишечный тракт вырабатывает наибольшее количество ферментов, желудочного сока и сопутствующих веществ в первой половине дня. Поэтому желательно завтракать плотно, но ужинать чем-то легким.

Также с утра наиболее активно работает перистальтика. Если плотно есть на ночь и поздно просыпаться, возрастает риск запоров, колик, вздутия и несварения, потому что процессы переваривания замедляются.

Как циркадные ритмы влияют на головной мозг

Здоровый сон — это время, когда мозг буквально промывается и очищается с помощью спинномозговой жидкости или ликвора. Эта жидкость выводит продукты обмена, в том числе токсичные соединения, которые ухудшают функции памяти. Также во сне активно восстанавливаются миелиновые оболочки — они нужны для передачи сигналов между нейронами.

Нарушение фаз сна прерывает эти важные процессы. В результате мы просыпаемся уставшими, вялыми и не готовыми к серьезной интеллектуальной работе. Если постоянно игнорировать свои биологические ритмы, это может привести к нервно-психическим расстройствам.

Как циркадные ритмы влияют на риск заболеваний

Бессонница, недосып и плохое качество сна ведут к гипертонии и развитию резистентности к инсулину, из-за чего повышается уровень глюкозы в крови. Эти симптомы, сигнализируют о нарушениях метаболизма и болезнях сердечно-сосудистой системы.

Исследования показывают, что люди, работающие в ночную смену, чаще страдают от ожирения, диабета 2-го типа и гипертонии.

Риск развития этих заболеваний возрастает и у людей с нарушенными циркадными ритмами.

Почему опасно нарушать циркадные ритмы

Низкое качество сна приносит и другие, менее очевидные проблемы. Невыспавшийся человек легко набирает вес и с трудом сбрасывает его. Ему чаще хочется сладкого и фастфуда, чем здоровой пищи, потому что организм пытается компенсировать недостаток энергии тягой к простым углеводам.

Также при нарушении биоритмов становится сложнее заснуть и проснуться, развивается зависимость от кофеина. Спать хочется как можно дольше, но сон перестает восполнять силы. Повышается риск депрессии, возникают перепады настроения в течение дня и всплески негативных эмоций. А организм становится более уязвимым к болезням и инфекциям.

Как завести свои внутренние часы заново

Хорошая новость: сломанные биологические часы можно отремонтировать. Вместе с правильным распорядком дня к вам вернутся продуктивность и здоровый сон. Восстановление циркадных ритмов и режима дня не означает, что нужно ложиться спать сразу после заката, особенно если вы «сова». Главное — избегать искусственного света и засыпать в промежутке времени, когда вырабатывается мелатонин, то есть с 12 до 4 ночи.

Облегчить засыпание поможет отказ от гаджетов за час-два до сна. Также вечером стоит включать лампы с теплым приглушенным светом вместо ярких ламп дневного света. Чтобы восстановить режим сна, нужно ложиться каждый день примерно в одно и то же время, даже если это выходной.

На заметку

Если вы часто чувствуете усталость и рассеянность в течение дня и плохо спите, возможно вы сбили свои биологические часы. Вот что поможет привести все в норму:

• Если очень нужно проверить перед сном соцсети или посмотреть кино с планшета, включите ночной режим — с ним подсветка становится желтоватой и менее яркой.
• Перед сном переключайтесь с визуального контента на аудио: слушайте подкасты и аудиокниги.
• Откажитесь от алкоголя поздним вечером — он ухудшает качество сна.
• Ложитесь спать слегка голодными.
• Купите плотные, блокирующие свет шторы и открывайте их сразу же при пробуждении.
• Во второй половине дня выбирайте напитки без кофеина.
• Используйте беруши и маску для сна, если посторонние шумы и свет с улицы прерывают ваш сон.

Генетика тоже может влиять на паттерны сна: например, бессонница может передаваться по наследству. Выявить генетическую предрасположенность к бессоннице и особенности метаболизма кофеина можно с помощью Генетического теста Атлас.

• Sachin Panda, The Circadian Code
• Koch C.E. et al., Interaction between Circadian Rhythm and Stress 2017
• S. Panda et al., Coordinated Transcription of Key Pathways in the Mouse by the Circadian Clock
• Blue light has a dark side
• Circadian rhythms fact sheet
• Thomas C. Erren et al., Shift Work and Cancer 2010
• Bennett J.E. et al. (2018). NCD Countdown 2030: worldwide trends in non-communicable disease mortality and progress towards Sustainable Development Goal target 3.4
• NHS Prevalence, Achievements and Exceptions workbooks 2016
• The role of sleep and wakefulness in myelin plasticity
• Night shift work, short sleep and obesity

Как свет и тьма управляют нашими биологическими ритмами

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.

Главную роль в нем играют специальные сlock-белки, которые синтезируются во всех клетках, имеющих ядро, — и у животных, и у растений, и у грибов. Часть сlock-белков образуется утром, активируя обмен веществ в клетке, другая — вечером, тормозя метаболизм. Так и задается суточный, или циркадный (от латинского circa — около и dies — день), ритм работы отдельной клетки. А если какой-то из генов, синтезирующих сlock-белки, мутирует, могут нарушиться различные ритмы организма: сна и бодрствования, двигательной активности, пищеварения. Все эти ритмы связаны — если человек не спит по ночам, это может привести не только к бессоннице или депрессии, но и к диабету, даже к онкологическим заболеваниям.

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.

Теперь перейдем на третий уровень. Высший центр управления всеми ритмическими функциями организма — это супрахиазматические ядра гипоталамуса. Именно в эту группу нервных клеток поступает прямой сигнал от сетчатки глаза, который подсказывает часам, что сейчас на улице: день или ночь. Эта небольшая область в промежуточном мозге — главный генератор суточных ритмов, ее нейроны подстраиваются под внешние световые сигналы и управляют эпифизом.

Всему свое время

02:00 — Самый глубокий сон

03:00 — Самое низкое артериальное давление

04:30 — Самая низкая температура тела

06:45 — Самое резкое повышение артериального давления

07:30 — Прекращается секреция мелатонина

08:30 — Возможны позывы к дефекации

10:00 — Самая высокая готовность к активным действиям

14:30 — Максимальная координация

15:30 — Самое быстрое время реакции

17:00 — Наиболее активное кровообращение и максимальная мышечная сила

18:30 — Самое высокое артериальное давление

19:00 — Самая высокая температура тела

21:00 — Начинается секреция мелатонина

22:30 — Подавляется перистальтика кишечника

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.

Причина — десинхроноз, то есть рассогласование биологических ритмов, которое является фактором риска развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Десинхроноз сопровождается длительной повышенной усталостью, снижением работоспособности и нарушениями сна.

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.

Как человеку узнать свои биологические часы

Оглавление

• Как биоритмы влияют на работоспособность и активность человека?
• Какие существуют биоритмы?
• Симптомы нарушения биологических ритмов
• Какие факторы могут спровоцировать нарушение биоритма?
• Как определить собственный биологический ритм?
• Заключение

Отказ от ответсвенности

Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

Как человеку узнать свои биологические часы

Внутренние часы подчиняют контролю жизнь человека, его график работы и проявление активности. Для хорошего настроения и самочувствия стоит прислушиваться к своим биологическим часам.

Как биоритмы влияют на работоспособность и активность человека?

Работоспособность человека может колебаться в течение дня. Пики активности обычно наблюдаются перед обедом, с 10 до 12 часов, а также вечером, с 16 до 18.

После этого времени активность начинает постепенно снижаться. Трудоспособность в указанные часы возрастает, если четко соблюдать распорядок дня.

То есть, планировать свой день нужно исходя из показателей наибольшей активности. Если предстоит выполнить какую-то трудную или энергозатратную работу, лучше запланировать ее на первую половину дня (это усреднённая рекомендация, без учёта персональных биоритмов). Потом будет время отдохнуть и, если это необходимо, вернуться к работе и доделать ее.

Конечно, трудную работу можно сделать и в другие часы, но для этого потребуется больше ресурсов и сосредоточенности.

Какие существуют биоритмы?

Обычно людей по биоритмам разделяют на следующие категории:

1. Жаворонки. Эти люди хорошо себя чувствуют днем. К вечеру активность и работоспособность их организма снижается. Чтобы вовремя восполнять силы, им требуется ложиться спать рано.
2. Совы. Данные люди гораздо активнее к вечеру, в первой половине дня они предпочитают спать. Некоторые даже любят работать глубокой ночью.
3. Голуби. Не имеют четких биоритмов, могут оставаться бодрыми в любое время суток. Хорошо приспосабливаются к новому распорядку дня или смене часового пояса.

Симптомы нарушения биологических ритмов

О нарушении биологических ритмов обычно говорят следующие симптомы:

• нарушение качества сна и засыпания;
• высокая утомляемость, сонливость;
• раздражительность и агрессивность;
• снижение способности сосредоточиться и сконцентрироваться;
• невозможность творчески мыслить и генерировать идеи;
• перепады настроения;
• снижение аппетита, ощущение дискомфорта в животе;
• отсутствие энергии и чувства бодрости;
• боли в области сердца;
• снижение половой активности.

Какие факторы могут спровоцировать нарушение биоритма?

Нарушить естественный биологический ритм человека могут следующие факторы:

1. Несоблюдение режима сна и бодрствования, отсутствие привычки ложиться в постель и вставать в одно и то же время.
2. Нарушение режима питания, следование модным диетам без учёта собственных особенностей.
3. Эмоциональные переживания, повышенные тревоги, стресс.

Как определить собственный биологический ритм?

Для определения своего ритма есть несколько способов:

1. По времени рождения. Люди, которые появились на свет в первой половине дня, чаще всего являются «жаворонками». Если человек родился во второй половине дне, то, скорее всего, он будет «совой».
2. Измерение температуры. В течение дня нужно измерять температуру (примерно через каждые 2-3 часа). Когда она повышается, то стоит заниматься физической и умственной работой, планировать важные и ответственные дела. При понижении можно взять небольшую паузу, отдохнуть или прогуляться. Проводить измерения нужно около недели. На основании полученных данных можно сделать вывод о периодах работоспособности.
3. Пройти тестирование. Тесты на определение биологического ритма часто печатают в научно-популярных журналах или размещают на интернет-сайтах.

Заключение

Таким образом, соответствие биологических ритмов образу жизни существенно облегчает деятельность человека. Нарушение биоритмов может грозить заболеваниями, поэтому данный процесс стоит контролировать.

Отказ от ответсвенности

Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

Эксперт: Юлия Соболева Предприниматель, мама и консультант в сфере красоты и ухода за кожей лица

Рецензент: Екатерина Воробьева Адепт здорового и активного образа жизни

Циркадные ритмы

на испанском языке Другие информационные бюллетени PDF-версия

Что такое циркадные ритмы?

Циркадные ритмы — это физические, умственные и поведенческие изменения, которые следуют 24-часовому циклу. Эти естественные процессы в первую очередь реагируют на свет и темноту и влияют на большинство живых существ, включая животных, растения и микробы. Хронобиология изучает циркадные ритмы. Одним из примеров связанных со светом циркадных ритмов является сон ночью и бодрствование днем. Изображение среднего циркадного цикла подростка показывает цикл циркадного ритма типичного подростка.

Что такое биологические часы?

Биологические часы — это естественные устройства измерения времени организмов, регулирующие цикл циркадных ритмов. Они состоят из определенных молекулы (белки), которые взаимодействуют с клетками по всему телу. Почти каждый ткань и орган содержит биологические часы. Исследователи выявили похожие гены у людей, плодовых мушек, мышей, растений, грибов и некоторых других организмов, из которых состоят часы. молекулярные компоненты.

Что такое главные часы?

Главные часы в мозгу координируют все биологические часы живого существа, синхронизируя их. В позвоночных животных, в том числе человека, главными часами является группа около 20 000 нервные клетки (нейроны), образующие структуру, называемую супрахиазматическим ядром или СХЯ. SCN находится в части мозга, называемой гипоталамусом, и получает непосредственную информацию от глаз.

Цикл циркадных ритмов типичного подростка. Кредит: НИГМС.

Главные часы координируют биологические часы по полученному свету. Кредит: NIGMS

Организм создает и поддерживает свои собственные циркадные ритмы?

Да, естественные факторы в организме создают циркадные ритмы. Для человека одними из наиболее важных генов в этом процессе являются Период и гена криптохрома . Эти гены кодируют белки, которые накапливаются в клетках. ядра ночью и уменьшаются в течение дня. Исследования на плодовых мушках показывают, что эти белки помогают активировать чувства бодрствования, бдительности и сонливости. Однако сигналы из окружающей среды также влияют на циркадные ритмы. Например, воздействие света в разное время суток может сбрасываться, когда тело включается. Период и гена криптохрома .

Как циркадные ритмы влияют на здоровье?

Циркадные ритмы могут влиять на важные функции нашего организма, например:

• Выброс гормонов
• Пищевые привычки и пищеварение
• Температура тела

Однако большинство людей замечают влияние циркадных ритмов на свой сон. SCN контролирует выработку мелатонина, гормона, вызывающего сонливость. Он получает информацию о входящем свете от зрительных нервов, которые передают информацию от глаз к мозгу. Когда света меньше — например, ночью — СХЯ приказывает мозгу вырабатывать больше мелатонина, чтобы вы почувствовали сонливость.

Нобелевская премия

В 2017 году исследователи Джеффри С. Холл, Майкл Росбаш и Майкл У. Янг получили престижную Нобелевскую премию за свои исследования циркадных ритмов. Изучая плодовых мушек, чей генетический состав очень похож на человеческий, они выделили ген, который помогает контролировать биологические часы. Ученые показали, что этот ген производит белок, который накапливается в клетках в течение ночи, а затем разрушается в течение дня. Этот процесс может повлиять на то, когда вы спите, насколько резко работает ваш мозг и многое другое. Все три исследователя финансировались NIGMS, когда были сделаны эти важные открытия.

Нейроны циркадного ритма в мозгу плодовой мушки. Предоставлено: Матье Кейви и Джастин Блау, Нью-Йоркский университет

Мелатонин — это гормон, вызывающий сонливость. Авторы и права: iStock

Какие факторы могут изменить циркадные ритмы?

Изменения в нашем теле и факторы окружающей среды могут привести к рассинхронизации наших циркадных ритмов и естественного цикла свет-темнота. Например:

• Мутации или изменения в определенных генах могут повлиять на наши биологические часы.
• Смена часовых поясов или сменная работа вызывают изменения в цикле свет-темнота.
• Свет от электронных устройств ночью может сбить наши биологические часы.

Эти изменения могут вызывать нарушения сна и другие хронические заболевания, такие как ожирение, диабет, депрессия, биполярное расстройство и сезонное аффективное расстройство.

Как циркадные ритмы связаны со сменой часовых поясов?

Когда вы проходите через разные часовые пояса, ваши биологические часы будут отличаться от местного времени. Например, если вы летите на восток из Калифорнии в Нью-Йорк, вы «теряете» 3 часа. Когда вы просыпаетесь в 7:00 утра на Восточном побережье, ваши биологические часы все еще идут по времени Западного побережья, поэтому вы чувствуете себя так же, как и в 4:00 утра. разная ставка. Часто вашим биологическим часам требуется несколько дней, чтобы настроиться на новый часовой пояс. Приспособиться после «выигрыша» времени может быть немного легче, чем после «проигрыша», потому что мозг приспосабливается по-разному в этих двух ситуациях.

Как исследователи изучают циркадные ритмы?

Ученые изучают циркадные ритмы, изучая людей и используя организмы с похожими генами биологических часов, такие как плодовые мушки и мыши. Исследователи, проводящие эти эксперименты, контролируют окружающую среду субъекта, изменяя световые и темные периоды. Затем они ищут изменения в активности генов или другие молекулярные сигналы. Ученые также изучают организмы с нерегулярными циркадными ритмами, чтобы определить, какие генетические компоненты биологических часов могут быть нарушены.

Понимание того, что заставляет тикать биологические часы, может помочь в лечении смены часовых поясов, нарушений сна, ожирения, психических расстройств и других проблем со здоровьем. Это также может помочь людям приспособиться к работе в ночную смену. Узнав больше о генах, ответственных за циркадные ритмы, мы также сможем лучше понять человеческое тело.

Путешествие через часовые пояса нарушает ваши циркадные ритмы. Кредит: iStock

Узнать больше

Ресурсы NIGMS

• Биологические часы ( Biomedical Beat сообщения в блоге)
• Циркадные ритмы ( Пути )
• Информационный бюллетень «Изучение генов»
• BiblioTech CityHacks: In Search of Sleep (интерактивное чтение для 4–6 классов)
• Глоссарий (Произношение и понятные определения)

Прочие ресурсы

• Основы мозга: понимание сна (NINDS, NIH)
• Циркадный ритм и подкаст о вашем здоровье (NIEHS, NIH)
• Гены, контролирующие сон и циркадные ритмы (видеотрансляция NIH)
• Нарушения сна (MedlinePlus, NIH)
• Здоровье сна (NHLBI, NIH)
• Эксперимент с циркадными ритмами Международной космической станции (НАСА)
• Учебная программа по сну (Партнерство в сфере образования)
  

​


NIGMS является частью Национальной Институты здоровья, поддерживающие основные исследования, чтобы улучшить наше понимание биологические процессы и закладывают основу для достижения в диагностике, лечении и профилактика. Для получения дополнительной информации о исследовательские и учебные программы института, посещать https://www.nigms.nih.gov.

Последнее обновление этой страницы: 04.05.2022 17:01

Всему свое время

Знаете ли вы, что в вашем теле есть встроенные биологические часы? Эти часы сигнализируют вашему телу, когда пора заняться повседневными делами, от сна до еды.

Изучение того, что такое биологические часы и как они работают относительно цикла сна-бодрствования, может помочь вам определить идеальное время бодрствования и сна, чтобы вы могли спать столько, сколько нужно вашему телу для повышения энергии в течение дня. Более того, понимание того, как колеблется ваш ежедневный уровень энергии, может помочь вам организовать свой день так, чтобы максимизировать все, что для вас важно — продуктивность и хорошее самочувствие — два главных пункта в списке каждого.

Что такое биологические часы?

Все живые организмы, от плодовых мушек до косаток, имеют биологические часы, которые регулируют их биологические ритмы или повторяющиеся биологические процессы. Ваш циркадный ритм, который говорит вашему телу, когда быть активным и неактивным в течение примерно 24-часового цикла, является одним из этих биологических ритмов.

Хотя вы, вероятно, слышали о своих биологических часах, на самом деле это не просто одни внутренние часы. Существует целая сеть периферийных часов, распределенных по вашим системам органов и клеткам. В определенное время дня и ночи и в соответствии с внутренними и внешними сигналами эти часы запускают предсказуемые биологические процессы, такие как выработка гормонов, регуляция температуры, кровяное давление и, самое известное, цикл сна-бодрствования (более подробно). об этом позже).

Однако у всех нас есть основные биологические часы (или кардиостимуляторы). Оно также известно как супрахиазматическое ядро ​​(СХЯ) — группа нейронов, расположенных в той части мозга, которая называется гипоталамус.

SCN примерно настроен на 24-часовой световой цикл, в котором свет (наиболее важный циркадный сигнал для людей) побуждает главные часы активировать остальные биологические часы вашего тела. Работая в команде, эти внутренние часы сообщают вам лучшее время для пробуждения, сна, приема пищи, упражнений и т. д., создавая сложную, но предсказуемую схему вашей повседневной жизни.

Как ваши биологические часы влияют на ваш цикл сна-бодрствования

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

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

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

Прислушиваясь к своим биологическим часам, чтобы ложиться спать и просыпаться в идеальное для вас время, вы поможете сохранить баланс гомеостата сна. Вы с большей вероятностью удовлетворите свою потребность во сне (количество сна, необходимое вашему организму генетически) и удержите дефицит сна на низком уровне (количество сна, которое вы должны своему телу за последние 14 дней, и число, которое лучше всего предсказывает, как вы себя чувствуете). чувствовать и работать каждый день).

Тем временем ваши главные биологические часы регулируют ваш циркадный цикл с помощью различных часовых генов. Тем не менее, на циркадный ритм также влияют внешние факторы, из которых наиболее важным является воздействие света. Как естественный, так и искусственный свет могут поддерживать или нарушать ваши циркадные циклы — последний провоцирует нарушение циркадных ритмов, которое часто проявляется в таких ситуациях, как:0037 Путешествие во время смены часовых поясов

1. Сменная работа

Неисправные биологические часы вызывают не только низкий уровень энергии и нарушения сна. Смещение циркадных ритмов также может со временем привести к серьезным последствиям для здоровья, таким как болезни сердца, диабет и ожирение. Это даже связано с проблемами психического здоровья, такими как биполярное расстройство.

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

Работа с колебаниями естественной энергии

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

Во-первых, приложение специально создано для того, чтобы сообщать вам идеальное время для сна и пробуждения, чтобы гарантировать, что вы удовлетворяете свои потребности во сне и сводите к минимуму дефицит сна. Во-вторых, он показывает вам, как структурировать свой день в соответствии с вашими энергетическими пиками (время, когда вы готовы быть бдительными и продуктивными) и спадом (время, когда вы склонны отдыхать и дозаправляться). Точное время этих пиков и спадов можно найти в «Графике энергии» в приложении.

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

Пробуждение

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

P.S. Вялость после пробуждения — это совершенно нормально, даже если вы удовлетворили свою потребность во сне прошлой ночью. На самом деле ученые называют эту естественную фазу цикла сна и бодрствования инерцией сна.

Утренний подъем

По мере того, как вы постепенно выходите из инерции утреннего сна (что может занять до 90 минут), воздействие света побуждает СХЯ вырабатывать сигналы циркадного оповещения в неуклонно увеличивающемся количестве и нейтрализовать сонливость. Кортизол, норадреналин и серотонин также наполняют ваше тело, способствуя бодрствованию и бдительности. Этот мощный коктейль химических веществ и гормонов изгоняет остатки утренней вялости из вашего организма, помогая вам чувствовать себя более энергичным.

P.S. Это лучшее время, чтобы выпить чашечку чая и сократить зону вялости.

Утренний пик

Повышение уровня сигналов циркадного оповещения в сочетании с всплеском кортизола, норадреналина и серотонина приводит к тому, что RISE называет «утренним пиком», то есть к вашему первому пику энергии за день. Приложение сообщает вам точное время, в течение которого можно запланировать задачи A-game для максимальной производительности. Имейте в виду, что в то же время аденозин начнет возвращаться в вашу систему, и давление сна будет медленно нарастать.

P.S. Высокий дефицит сна неизбежно снизит ваши энергетические пики и усугубит провалы.

Послеобеденное погружение

С раннего до позднего вечера в организме наступает временное затишье. Это позволяет растущему влечению ко сну временно подавлять вашу циркадную систему. Вы можете чувствовать себя вялым и/или сонливым, когда испытываете так называемое «послеобеденное погружение» в приложении RISE.

Вопреки распространенному мнению, упадок сил не является прямым результатом обеда (хотя прием пищи, полный переработанных углеводов, может усугубить последствия дневного спада). И это не обязательно должно быть непродуктивно — исследования показывают, что провалы энергии могут быть продуктивным выходом для решения творческих задач. В качестве альтернативы сложите пассивные задачи, такие как административная работа и домашние дела, чтобы максимально использовать свое время.

P.S. Это лучшее время, чтобы вздремнуть и наверстать упущенное, не нарушая режим сна этой ночью.

Вечерний пик

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

П.С. Научные данные показывают увеличение эффективности легких на 17,6% ближе к вечеру (т. е. с 16 до 17 часов). Это, в сочетании с пиковой температурой тела, говорит о том, что упражнения в этот промежуток времени могут привести к вашему лучшему личному рекорду.

Вечерний спад

С наступлением темноты ваши циркадные сигналы тревоги начинают стихать на ночь. Ваше стремление ко сну снова у руля благодаря накоплению аденозина. Пришло время успокоиться, расслабить разум и тело и приготовиться ко сну.

П.С. Воспользуйтесь привычкой «Вечерняя рутина» в приложении RISE, чтобы настроить свой идеальный вечерний отдых как часть вашей рутины перед сном.

Мелатониновое окно и перед сном Приложение RISE показывает ваше окно мелатонина, чтобы вы знали идеальное время для отхода ко сну.

За 2-3 часа до вашего биологического отхода ко сну главные часы переключают передачи и сообщают шишковидной железе в вашем мозгу, чтобы она начала вырабатывать мелатонин (гормон, способствующий сну). Ученые называют этот биологический процесс началом мелатонина при тусклом свете (DLMO), что знаменует начало вашего «мелатонинового окна» в приложении RISE. Обратите внимание, что ваше окно мелатонина меняется ежедневно в зависимости от вашего недавнего времени сна и других причудливых алгоритмов RISE.

Ложитесь спать в течение этого промежутка времени, чтобы воспользоваться пиковым уровнем мелатонина в организме. У вас гораздо меньше шансов не спать, считая овец, и вместо этого вы более склонны быстро засыпать и спать всю ночь. Согласование целевого времени отхода ко сну с мелатониновым окном дает вам наилучшие шансы удовлетворить потребность во сне, чтобы поддерживать низкий уровень дефицита сна.

П.С. Добавьте привычку «Мелатониновое окно» в свой «График энергии» в приложении, чтобы заранее знать, когда вы должны ложиться спать каждую ночь.

Хитрость заключается в том, чтобы работать с вашими биологическими часами

Бег на полном энергетическом баке не сводится к тому, чтобы глотать энергетические батончики или пить кофе в течение всего дня. Вместо этого речь идет о работе с вашими биологическими часами и циркадным ритмом, чтобы выспаться, в котором вы нуждаетесь, и делать то, что вам нужно, в нужное время.

Реальность такова, что ваше тело уже настроено на оптимальный график для здорового сна и повышения энергии; вам просто нужно слушать свои внутренние часы. Конечно, такой инструмент, как RISE, значительно упрощает определение пиков и спадов вашей энергии с точностью до минуты. Используйте приложение RISE, чтобы чувствовать себя и работать лучше каждый день.


Как наши клетки определяют время? · Frontiers for Young Minds

Abstract

Знаете ли вы, что ваши клетки могут определять время? Каждая клетка вашего тела имеет свои собственные часы. Эти часы не похожи ни на какие другие. Нет ни шестеренок, ни шестерёнок. Время устанавливается вращением Земли, так что наши тела идеально согласованы с днем ​​и ночью. Хотя вы можете даже не знать об их существовании, эти часы контролируют многие аспекты вашей жизни. От того, когда вы едите и спите, до вашей способности концентрироваться или быстро бегать, часы управляют всем. Как работают эти часы и как они показывают время? Что происходит с нашими часами, если мы смотрим телевизор поздно ночью или летим на другой конец света? В этой статье рассматриваются эти вопросы и объясняются научные открытия, которые помогли нам понять ответы.

Биологические часы

Наши клетки научились определять время раньше нас. Каждая клетка нашего тела имеет свои собственные часы. В отличие от часов, к которым мы привыкли, часы в наших клетках не имеют ни шестеренки, ни шестеренки: они биологические. Наши биологические часы отсчитывают почти идеальное время с 24-часовым циклом света и тьмы на Земле. Мы называем этот регулярный суточный цикл циркадным ритмом . Слово циркадный происходит от латинского circa и dies , что означает «круглый день». Циркадный ритм выравнивает наш цикл сна-бодрствования с циклом свет-темнота, так что мы бодрствуем днем ​​и сонливы ночью. Он готовит кишечник к перевариванию пищи в течение дня, но помогает нам не чувствовать голода, когда мы спим ночью. Он определяет, когда мы наиболее бдительны (середина утра), когда мы наиболее координируемы (рано днем) и когда у нас наибольшая мышечная сила (конец дня). Температура тела и артериальное давление также повышаются и снижаются в течение дня. Даже наша иммунная система работает по 24-часовому графику, руководствуясь циркадным ритмом.

Циркадные ритмы присущи не только людям: почти каждый организм на Земле имеет биологические часы. Часы растений заставляют их листья открываться днем ​​и закрываться ночью. Часы ночных животных способствуют активности ночью и сну днем. Отслеживая изменения продолжительности светового дня, растения и животные могут следовать как годовому, так и ежедневному ритму. От цветов, распускающихся весной, до бабочек-монархов, мигрирующих перед зимой, за это ответственны биологические часы. За исключением самых темных пещер и самых глубоких океанов, куда никогда не попадает солнечный свет, вся жизнь на нашей планете синхронизирована с вращением Земли.

Шестеренки часов

Наши биологические часы не похожи ни на какие часы, которые мы могли бы читать. Винтики часов — это белки. Часовые белки вырабатываются и расщепляются в течение 24-часового цикла (подробное объяснение см. во вставке 1). Этот цикл тикает в каждой клетке тела, а это означает, что каждая клетка имеет свои собственные часы. Но как все эти отдельные крошечные часы синхронизируются друг с другом? Они координируются центральными напольными часами в мозгу, которые называются супрахиазматическим ядром (сокращенно СХЯ). SCN синхронизирует все наши клеточные часы с вращением Земли. Как он выполняет эту сложную задачу? Использование солнечного света! (Фигура 1).

Вставка 1 — Часовые гены и Нобелевская премия 2017 года.



В 1971 году Сеймур Бензер и Рональд Конопка обнаружили странную плодовую мушку с измененным циркадным ритмом. Исследователи обнаружили, что у этой мухи была мутация в одном гене, который они назвали периодом [1]. Это было первое свидетельство того, что наши часы контролируются нашими генами. В этот день был открыт первый «часовой ген».

Так как же период заставляет наши часы тикать? Ученые обнаружили, что период образует белок PER . PER производится и разрушается в непрерывном 24-часовом цикле (рис. 2). Ночью период дает инструкции для выполнения PER. По мере накопления PER в цитоплазме клетки он соединяется с другим белком, TIM. При соединении с TIM PER может проникать в ядро ​​клетки, где живет ген периода . Здесь PER говорит период , чтобы перестать делать больше PER. В течение дня PER медленно разрушается. С приближением ночи количество PER в клетке становится настолько низким, что весь цикл начинается заново, и производится новая порция PER. Открытие этого цикла было настолько монументальным, что Нобелевская премия 2017 г. была присуждена ученым, которые его сделали: Джеффри С. Холлу, Майклу Росбашу и Майклу У. Янгу [2].

• Рис. 1. Выравнивание наших часов по солнечному свету.
• Солнечный свет улавливается специальными светочувствительными клетками, называемыми ipRGC, в задней части глаза. ipRGC посылают сигналы в SCN в головном мозге. Эти сигналы обрабатываются для координации часов в каждой клетке тела, чтобы они синхронизировались с циклом свет-темнота.
• Рисунок 2 — Зубцы биологических часов.
• Уровень белка PER следует 24-часовому циклу, повышаясь ночью и снижаясь в течение дня. (1) Белок PER продуцируется из гена периода в ночное время. (2) В цитоплазме белок PER соединяется с белком TIM, позволяя ему проникнуть в ядро. (3) Находясь внутри ядра, PER ингибирует собственное производство. Когда уровень PER падает ниже определенного значения, производство PER снова увеличивается. Весь цикл занимает 24 часа.

Установка часов по солнечному свету

Как и старые часы, биологические часы необходимо каждый день настраивать на правильное время. Свет улавливают клетки в задней части наших глаз, называемые фоторецепторами. Большинство фоторецепторов улавливают свет, чтобы мы могли видеть окружающий мир. Но в 2002 г. был открыт новый тип фоторецепторов, посылающих сигналы непосредственно в СХЯ [3]. Эти специальные фоторецепторы называются внутренними светочувствительными ганглиозными клетками сетчатки, или ipRGC . Если ipRGC работают, даже слепые люди могут поддерживать свои ритмы в соответствии с солнечным светом [4].

Используя солнечный свет, СХЯ может регулировать циркадные ритмы в соответствии с постепенными изменениями светового дня по мере смены времен года. Но внезапные изменения в цикле свет-темнота могут заставить нас чувствовать себя совершенно не в своей тарелке. Вы могли испытать это на себе: это называется сменой часовых поясов. С момента изобретения самолетов люди могли пересекать часовые пояса за считанные часы. Самолет может выбросить нас при ярком дневном свете, когда наши биологические часы готовят нас ко сну. Это может вызывать у нас сонливость, головокружение и даже тошноту. Симптомы смены часовых поясов могут сохраняться в течение нескольких дней, потому что SCN требуется время, чтобы приспособиться к новому часовому поясу. Теперь, когда вы знаете, что SCN использует свет, чтобы приспособиться к времени суток, вы не удивитесь, услышав о лучшем лекарстве — проведите некоторое время на солнце!

Мы путаем часы?

Более четырех миллиардов лет Солнце было единственным источником света на планете Земля. Всего 150 лет назад Томас Эдисон изобрел лампочку. С тех пор наша планета залита светом. Мы воспринимаем доступ к свету как нечто само собой разумеющееся — это так же просто, как щелкнуть выключателем. Однако стоит ли нам щелкать выключателем более осторожно? Исследования показывают, что искусственный свет мешает нашим циркадным ритмам.

Планета, которая никогда не спит

Искусственное освещение позволяет продлить дневную деятельность до ночи. Это создает 24-часовую культуру с ресторанами и магазинами, открытыми всю ночь. Мы можем заниматься практически любой деятельностью, от чтения до вождения, в любое время суток. В этом есть свои преимущества. Например, доступ к медицинскому обслуживанию в любое время является спасительной реальностью. Но как насчет врачей и медсестер, которые работают всю ночь? Людям, работающим ночью, приходится переключать циклы сна и бодрствования туда и обратно, и часто дни напролет не видят естественного солнечного света. Это может привести к тому, что их биологические часы будут сбиты с толку, и тогда все вещи, которые зависят от их часов, также будут сбиты с толку, включая сон. Возможные последствия этого для здоровья перечислены во вставке 2. Мы должны делать все возможное, чтобы наши циркадные часы шли в ногу со временем.

Вставка 2. Последствия спутанного циркадного ритма и потери сна.



Правильный сон и регулярный циркадный ритм необходимы для поддержания хорошего функционирования нашего тела и разума. Что важнее — сон или циркадный ритм? На этот вопрос сложно ответить, потому что трудно разрушить одно, не разрушив другое. Если вы перепутаете свой циркадный ритм (например, со сменой часовых поясов), вы, как правило, также будете терять сон. Если вы не спите ночью (например, из-за ночного использования экрана), это может нарушить ваш циркадный ритм. Кратковременные сбои могут вызвать немедленные проблемы, которые обычно обратимы при хорошем сне. Хроническая потеря сна или нарушение циркадных ритмов могут привести к долговременным проблемам с телом и разумом.

Кратковременная потеря сна или биоритм

• − Проблемы с концентрацией внимания
• — Повышенный стресс
• — Эмоциональное расстройство
• — плохое самочувствие
• — Проблемы с памятью и трудности в обучении
• — Плохая физическая работоспособность и координация

Длительная потеря сна или спутанность циркадных ритмов

• − Расстройства настроения и психологические проблемы
• — Проблемы с сердцем и кровяным давлением
• – Ожирение и диабет
• — Снижение иммунного ответа
• — Повышенный риск рака
• — Ухудшение существующих заболеваний

Экранное время

У наших циркадных ритмов появился новый враг: светодиодные экраны. Телефоны, компьютеры и телевизоры имеют светодиодные экраны, которые излучают огромное количество синего света. Синий — это цвет света, который лучше всего обнаруживают ipRGC. Когда этот синий свет исходит от солнца, это хорошо — наш мозг получает сигнал от ipRGC: «Сейчас день, бодрствуйте». В ответ СХЯ подавляет выработку гормона мелатонина, вызывающего сонливость. Когда солнце садится, вокруг больше нет естественного синего света, поэтому вырабатывается мелатонин, и мы становимся сонными (рис. 3).

• Рис. 3. Влияние света на гормон сонливости.
• Мелатонин — гормон, вызывающий сонливость. (A) Солнечный свет останавливает выработку нового мелатонина (на картинке кран выключен). Но мелатонин всегда расщепляется (на фото капает). Так, в дневное время уровень мелатонина в организме низкий, и мы не чувствуем сонливости. (B) Темнота запускает выработку мелатонина (на картинке кран включен). Итак, уровень мелатонина повышается, и мы становимся сонными, когда пора ложиться спать. (C) Использование светодиодных экранов после наступления темноты мешает этому ритму, останавливая выработку мелатонина, как это делает солнце. Это мешает нам чувствовать сонливость, даже если наше тело готово ко сну.

А теперь представьте, что произойдет, если вы включите светодиодный экран после наступления темноты. Синий свет будет обнаружен вашими ipRGC, которые не смогут сказать, что синий свет исходит не от солнца. Итак, ваш мозг получает тот же сигнал: «Сейчас день, не спите». SCN говорит организму производить меньше мелатонина, и уровень мелатонина падает [5]. С небольшим количеством мелатонина может быть очень трудно заснуть, даже перед сном. Чтобы не сбить с толку наши циркадные часы, мы должны стараться не пользоваться электронными устройствами после наступления темноты; может быть даже лучше оставить их на ночь в другой комнате. Это может показаться радикальным, но всего одна ночь бессонницы и нарушения циркадных ритмов может иметь серьезные последствия для тела и разума (вставка 2).

Резюме

Если мы не можем их видеть или читать, крошечные часы в наших телах отсчитывают время с вращением Земли. Эти часы контролируют поведение почти всех организмов на планете, гарантируя, что все мы делаем правильные вещи в нужное время суток. Основой этих часов являются гены и белки, вращающиеся в 24-часовом ритме внутри каждой клетки. Все эти клеточные часы координируются центральными дедушкиными часами в мозгу. Солнечный свет используется для синхронизации внутреннего ритма с окружающим миром. Обычно весь этот процесс происходит настолько плавно, что мы даже не замечаем наши биологические часы. Но когда наши часы не синхронизированы, мы чувствуем последствия. Наш современный мир с круглосуточным освещением, светодиодными экранами и авиаперелетами может сбить наши биологические часы. Мы должны сделать все, что в наших силах, чтобы помочь нашим часам идти в ногу со временем.

Вклад авторов

KFA и JJH вместе провели исследование и написали статью.

Глоссарий

Биологические часы : ↑ Молекулярный механизм, отслеживающий время в клетках организма и порождающий циркадные ритмы.

Циркадный ритм : ↑ Любой процесс в организме, который соответствует 24-часовому ритму или циклу.

Период : ↑ Часовой ген, кодирующий белок PER.

PER : ↑ Белок, участвующий в установлении циркадного ритма: его уровни колеблются в соответствии с регулярным 24-часовым циклом.

Цитоплазма : ↑ Желеобразное вещество, придающее клетке форму.

SCN : ↑ Супрахиазматическое ядро ​​— часть мозга, которая контролирует и синхронизирует циркадные ритмы всего организма.

ipRGC : ↑ Внутренняя фоточувствительная ганглиозная клетка сетчатки, представляющая собой особую клетку в задней части глаза, которая обнаруживает свет и отправляет эту информацию непосредственно в СХЯ.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Изабель Уайтли за ее тщательный обзор статьи и Карла Боша за его проницательные комментарии к рисункам. К.А. также хотела бы поблагодарить Патологическое общество за финансирование ее помещения в JH.

---

Ссылки

[1] ↑ Конопка, Р. Дж., и Бензер, С. 1971. Часовые мутанты Drosophila melanogaster . Проц. Натл. акад. науч. США . 68:2112–6. doi: 10.1073/pnas.68.9.2112

[2] ↑ Нобелевская премия. Нобелевская премия по физиологии и медицине 2017 г. – пресс-релиз . Доступно в Интернете по адресу: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017/press.html (по состоянию на 14 июля 2018 г.).

[3] ↑ Берсон, Д.