Биологические часы организма человека по часам: Биологические ритмы — описание часов работы организма

Содержание

Биологические ритмы - описание часов работы организма

Каждый организм имеет встроенные биологические часы, регулирующие химические процессы, возникающие как реакции на внутренние и внешние сигналы. Активность биологических часов человека не одинакова на протяжении суток. За 24 часа они то замедляются, то ускоряются.

Согласно китайской философии, человеческий организм подвержен трем ритмам: интеллектуальному, эмоциональному, и физическому. Эти три биоритма определяют все состояния тела, захватывая даже состояния молекул.

Суточный биоритм начинает функционировать с работы легких (с 3 до 5 часов – время тиньши), поскольку интенсификация активности бронхов и легких – один из начальных этапов пробуждения и подготовки к деятельному состоянию. Необходимо создать внешние условия (открыть форточку) для поступления большего количества кислорода, поскольку в это время мозг особенно в нем нуждается. При недостатке кислорода мозг «забирает последние накопления», и легкие «ослабевают». Таким образов, создаются предпосылки возникновения патологических измененияй в легких. Это время еще называют первой волной саморегуляции психики и физиологии.



  • 3 часа минимальный уровень выработки мелатонина, отвечающего за наш спокойный сон, психические реакции. Те, кто не спит в это время в 5 раз больше страдают депрессиями.

В 3 раза повышается склонность к онкологии.



  • С 5 до 7 часов (время маоши) – время максимальной активности толстого кишечника, который готов к детоксикации.

Если нет опорожнения кишечника , то все яды и токсины возвращаются в кровеносную систему. Вот почему люди, страдающие запорами часто жалуются на головную боль. 5 утра – минимальная температура тела и минимальная активность почек.

В 6 часов срабатывает «биологический будильник».Оживают все системы организмов, активируется обмен веществ, увеличивается количество Биологические ритмы глюкозы и аминокислот в крови, повышается артериальное давление. На работу здорового организма оказывает благоприятное влияние обливание холодной водой. В 6 – 7 часов особенно сильна именная защита организма.



  • С 7 до 9 часов (время чэньши) – время максимальной активности желудка. Все готово для восполнения ежедневной потребности организма в энергии. Завтрак должен быть полноценным, поскольку желудок перерабатывает не только пищу, но и жизненные события, включается деятельность стимулирующая к размышлениям. Если человек голоден, преобладают отрицательные эмоции, дающие плохие советы.

В период с 7 до 11 часов «сытый организм » начинает бороться с возможными еще скрытыми и проявившимися заболеваниями.

В 9 часов отмечается максимальный выброс гормона коры надпочечников – кортизона, которому отводят роль регулятора нашей активности и тонуса. В крови отмечается суточный минимум лимфоцитов, поэтому снижается иммунитет и повышается опасность заболеваний респираторными инфекциями.



  • С 9 до 11 часов (время сыши) максимум работы системы селезенка – поджелудочная железа.

Не стоит принимать лекарственные препараты в это время. Можно дать возможность организму самому побороться с болезнью.



  • 10 часов – пик кровообращения. Здоровый организм способен выполнять любые нагрузочные функции.

Особенно активно работают отделы мозга, отвечающие за выполнение математических действий.



  • 11 – 13 часов (время уши) – время для самых сложных физических и эмоциональных нагрузок.

Организм проявляет наибольшую выносливость. Здоровый миокард справляется со всем, что предлагает ему жизнь. Люди с сердечно – сосудистыми заболеваниями должны быть предельно осторожны, так как в это время чаще всего могут проявляться осложнения. К 12 часам запас энергии начинает таять , и организм плохо справляется со стрессом,в это время можно перекусить.



  • С 13 до 15 часов (время вэйши) максимально активна система тонкого кишечника.

Это период большого эмоционального и физического напряжения сил. Таким образом, период с 11 до 14 часов – время предельно возможных для организма нагрузок и способность к запоминанию на длительное время. Кроме того, это время, когда меньше всего ощущается боль – подходящий период сходить к стоматологу. 15 часов время максимальной утомляемости. Необходимо дать организму короткий, но эффективный отдых (провести оздоровительную релаксацию длительностью 5 – 10 минут).



  • В 16 часов оживляется кровообращение, можно заниматься спортом.

С 15 до 17 часов (время шэньши) – солнце жизни (максимальная активность в системе мочевого пузыря). Начало второй волны саморегуляции психики и физиологии. Это время неторопливого и мудрого общения со своей душой, встречи с друзьями ( не следует видеться с недоброжелателями).



  • С 17 до 19 часов (время юши) максимум активности системы почек. Более глубинная саморегуляция.

Можно вспомнить самое сокровенное, хорошее время для прогулок и решения важных вопросов. 19 – 21 час (время сюйши)– активна система перикарда, отвечающая за вегето – сосудистую нервную регуляцию. Можно снова давать организму высокие нагрузки, активно творить, поскольку система перикарда защищает сердце от эмоциональных бурь.



  • С 21 до 23 часов (время цзыши)– солнце жизни в системе тройного обогревателя ) легкие, печень, почки.

Это время предназначено для серьезной работы по решению своих жизненных задач. К 21 часу в желудке постепенно снижается выработка желудочного сока, а около полуночи прекращается совсем. Поэтому обильная белковая пища может принести вред. Период с 19 до 21 часа и с 21 до 23 часов можно рассматривать как время работы организма «во вторую смену», выдерживая большие нагрузки. Это время, когда хорошо обдумывается информация, гениальные люди совершают открытия. К 22 часам усиливается выработка серотонина ( гормон хорошего настроения). Это лучшее время для романтических встреч.



  • С 22 до 2 ночи к гениальным людям приходят открытия, хорошо обдумывается информация, а обычный человек страдает повышенным аппетитом.

С 23 до 1 часа ночи максимальная активность желчного пузыря. Эта система контролирует опорно двигательный аппарат и сексуальную сферу. Созданы условия для проявления агрессивности и гнева. Но, поскольку природа умна, она в это время укладывае человека спать, чтобы он не натворил бед. Во сне вся агрессия устремляется на восстановление сил уставшего организма. Однако, «совы» в это время могут работать без ущерба для своего здоровья. Очень полезно лечь спать именно в это время. 00 часов – благоприятное время для «самопочинки» организма. Быстрее заживают раны, повышается иммунитет.



  • С 1 до 3 часов (время чоуши) ночи активна системы печени. А поскольку печень энергетически решает любые жизненные проблемы, то в этот период происходит интенсивный обмен веществ, и в организме отмечается «большая чистка».

У бодрствующих в это время людей отмечаются более частые случаи депрессивных состояний, нервные срывы. Таким образом, становится понятно, что сам организм – это точно настроенный механизм, работающий в гармонией с окружающей средой. Он может подстроиться под окружающую среду самостоятельно, нужно только не мешать ему.

Суточные биоритмы: что мы о них знаем?

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Начало нового дня. Суточные биоритмы характерны для всего живого на Земле

Знаете ли вы, что суточные биоритмы - или циркадные ритмы - характерны для всего живого на Земле: от грибов до человека?

У всего живого - в том числе и у крошечной бактерии, которую можно рассмотреть только под мощным микроскопом - есть суточные биоритмы: биологический процесс, который занимает приблизительно 24 часа и определяет ритм нашей жизни в целом.

А что вы знаете о том, как суточные биоритмы влияют на нас?

1. Суточные биоритмы существуют почти с появления жизни на Земле

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Суточные биоритмы начали формироваться с появлением первой живой клетки на Земле

Считается, что первая живая клетка на Земле в светлое время суток под действием ультрафиолета получила повреждения, а ночью восстановилась. Человеческий организм работает также - ночью, во время сна, запускаются процессы восстановления.

2. Внутренние биологические часы есть не только у человека

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

У мимозы свои биоритмы - цветы открываются и закрываются даже ночью

Считается, что суточные биоритмы есть у всего живого на Земле, что способно вырабатывать энергию под действием солнечного света.

Однако несмотря на связь с внешними стимулами, такими как солнечный свет, циркадные ритмы имеют внутреннее, эндогенное происхождение, представляя, таким образом, биологические часы организма.

Французский ботаник Огюстен Пирам Декандоль еще в 1834 году определил, что период, с которыми мимоза открывает и закрывает листья, короче длины суток и составляет примерно 22-23 часа. То есть листья мимозы открываются в темное время суток.

3. Биологические часы задают ритм нашей жизни

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Даже грибы живут по своим внутренним биологическим часам

Суточные биоритмы позволяют живым существам предвосхищать наступление ночи и дня, зимы и лета и дают нам возможность подготовиться к этим событиям.

4. У вас есть внутренние часы с функцией синхронизации

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Забудьте о времени по Гринвичу. Ваши часы, отражающие суточные биоритмы, точнее и всегда с вами

Ваши главные биологические часы, которые отвечают за процессы синхронизации, находятся в гипоталамусе. Эти часы-синхронизаторы, как дирижер, посылают вам определенные регулирующие сигналы в разное время в течение суток.

5. У вас есть также "периферические часы"

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Внутренние и периферические часы всегда находятся в процессе синхронизации

Все ваши органы и ткани имеют дополнительные - периферические - часы, которые синхронизируются с главными часами в вашем гипоталамусе.

6. Часы есть в каждой клетке

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Каждая клетка имеет свои суточные биоритмы и часы

Каждая клетка вашего организма живет по своим внутренним часам, которые отвечают за изменения, происходящие в клетке в течение каждых 24 часов.

7. Годичный ритм

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Медведь начинает готовится к зимней спячке задолго до наступления зимы

Когда ночи становятся длиннее, мозг вырабатывает больше мелатонина - гормона, который регулирует состояние сна и бодрствования.

Многие животные - например, олени - реагируют на такие изменения - начиная готовиться к зимней спячке или периоду размножения.

Человеческий организм также реагирует на эти изменения и зимой вырабатывает больше антител для того, чтобы бороться с различными инфекциями, характерными для холодного времени года.

8. Дневной свет помогает вам сохранять режим

Автор фото, EPA

Подпись к фото,

Для здоровья необходимо получать достаточно солнечного света

Если вам не хватает солнечного света, то ваши биологические часы сбиваются с 24-часового ритма.

Сенсоры, которые располагаются в ваших глазах реагируют на свет и темноту и посылают сигнал в мозг, которые отвечают за процессы синхронизации в вашем организме.

9. Пора спать?

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Как мы понимаем, что нам пора спать?

С того момента как вы проснулись, организм начинает готовиться ко сну.

Но вы не засыпаете до того времени, пока ваши биологические часы не скажут вам, что пора спать.

10. Рассинхронизация, или джетлаг

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Организму нужно время, чтобы перевести ваши суточные биологические часы

Джетлаг - рассогласование циркадного ритма человека с природным суточным ритмом.

Мы говорим о "джетлгае", когда ваши биологические часы работают в одном часовом поясе, а другие части тела - печень, кишечник, мозг и мышцы - живет в другом часовом поясе.

Для того, чтобы работа этих часов синхронизировалась нужно приблизительно по дню на каждый часовой пояс. То есть если вы прилетели в город, где разница во времени по сравнению с вашим часовым поясом, составляет три часа, то вам понадобится около трех дней, чтобы ваш организм адаптировался.

11. Социальный "джетлаг"

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Будильник говорит вам "пора просыпаться", а ваш организм говорит "надо еще поспать"

Социальный джетлаг характерен для тех, кто вынужден работать по скользящему графику, или тех, у кого "социальные" и "биологические" часы сильно рассинхронизированы.

Если ваш будильник звонит тогда, когда биологические часы еще не дали сигнал к пробуждению, тогда вы живете в режиме "социального джетлага".

Как свидетельствуют многие исследования, рассогласование "социальных" и "биологических" часов повышает риск возникновения депрессии, заболеваний сердца, диабета, ожирения и даже рака.

12. Дайте подросткам поспать подольше

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Для студента 7:00 - это то же самое что 5:00 для взрослого человека

Гормональные изменения в организме подростка предполагают, что сигнал к пробуждению их биологические часы будут давать как минимум на два часа позже, чем обычно.

Разбудить подростка в 7 часов утра - это то же самое, что разбудить 50-летнего человека в 5 утра.

По мере взросления подростка его биологические часы вернутся к прежнему ритму.

Как на нас влияют биологические часы?

Понимание и соблюдение правил работы нашего организма помогает нам улучшить здоровье. Чередование дня и ночи определяет основной биоритм нашего тела - смена периодов бодствования, когда мы активны и сна, когда тело отдыхает. Сигнал готовиться ко сну даёт гормон мелатонин, который вырабатывается в вечерние часы. Биоритм также контролирует выработку гормонов, регулирует температуру тела и давление, влияет на наше настроение, а также стимулирует и снижает желание что-то делать. Это существенно влияет на деятельность наших внутренних органов.

Биоритм и его влияние на внутренние органы

Каждый орган в нашем теле работает наиболее эффективно в определённое время - около двух часов в день. Если вы страдаете от болезни одного из них, симптомы становятся более выраженными именно в эти часы активной работы. Вот почему, например, большинство сердечных приступов происходит утром и, следовательно, в то время, когда сердце наиболее активно. Те, кто страдают от болезней желчного пузыря, подтверждают, что они чаще всего чувствуют приступы около полуночи, когда активность этого органа достигает кульминации.

Конечно, вы заметили, что ни такие заболевания, как грипп, ни простуда не имеют одинакового течения в течение дня. За этой разницей стоят биологические часы.

Давайте внимательнее посмотрим, когда какие органы наиболее активны, чтобы не напрягать их, когда они отдыхают. Наше тело будет благодарно за это.


 

1:00 - 3:00 Печень

В это время печень работает полностью - она ​​удаляет жиры из крови и выводит токсичные вещества. Другие функции организма не так активны, происходит наименьшая оксигенация мозга. Если вы ведете машину в это время, соблюдайте осторожность. Если у вас есть проблемы с желчным пузырём, они могут обостриться, потому что печень и желчный пузырь являются парными органами. В это время нельзя пить алкоголь или кофе, курить и есть жирную пищу.

3:00 - 5:00 Легкие

Когда работают лёгкие, просыпаются курильщики и астматики. При бронхите, воспалении лёгких или дыхательных путей может появиться затруднение дыхания. В это время мы испытываем наибольший страх и беспокойство, и поэтому эта часть суток опасна для людей, страдающих депрессией. Примерно в 4 часа утра образование мелатонина увеличивается, артериальное давление снижается, а сердцебиение замедляется.

5:00 - 7:00 Толстая кишка

Те, кто встают в это время, обычно быстрее приходят в нормальный активный ритм. Утром вам должно быть комфортно и спокойно, старайтесь избегать стрессов и суеты. В частности, люди с сердечными заболеваниями должны начинать день постепенно, потому что они более подвержены сердечным приступам по утрам. Обязательно выпейте большое количество жидкости, в идеале чая, но избегайте холодных напитков. В это время рекомендуется привыкнуть к опорожнению кишечника. Здоровым людям отлично зайдёт утренняя зарядка.

Около семи часов пульс начинает ускоряться и увеличивается секреция гормонов, в том числе тестостерона. Этот мужской гормон достигает до 40% более высокой концентрации в крови, чем в полночь, поэтому мужчины испытывают наибольшее желание секса по утрам.

7:00 - 9:00 Желудок

Утром тело должно быть в тепле, поэтому избегайте холодного душа. Эти два часа - лучшее время для завтрака, и органы пищеварения работают на полной скорости. Дайте своему телу витамины, минералы и питательные вещества, в это время оно сможет их использовать по-максимуму. Мы в ALAGENEX тоже уважаем биологические часы, и в соответствии с ними мы установили дозировку препарата в нашем 90-дневном курсе. Благодаря этому организм полностью использует активные вещества.

9:00 - 11:00 Поджелудочная железа и селезенка

Организм перерабатывает сахар наиболее эффективно, поэтому угощайтесь фруктами или медом. Но избегайте алкоголя. Утром мы наиболее активны, повышаются усмтвенные способности, психика работает по-максимуму. Тем не менее, избегайте физических нагрузок, если это возможно.

Около 10 часов утра самое лучшее время для обучения, пик душевной активности наступает около 11 часов. Ваше тело и разум в лучшей форме, пришло время принимать важные решения.

Давление повышается утром, днем ​​снижается, а вечером повышается снова. Вот почему мы наиболее активны утром и вечером.

11:00 - 13:00 Сердце

Во время самой активной деятельности сердца мы не должны обременять организм большим количеством пищи. Есть небольшое затухание активности, остерегайтесь травм. Прогулка или короткий сон в этот период улучшим ваше самочувствие. В жаркие дни в эти часы люди с заболеваниями сердца чувствуют себя значительно хуже. Поэтому дайте организму хотя бы небольшой отдых.

13:00 - 15:00 Тонкая кишка

Наше тело переваривает потреблённую пищу и мы чувствуем подавленность, становимся ленивы. Мы делаем ошибки, мы не можем сосредоточиться. Снижается не только наша активность, но и чувствительность к боли, поэтому самое время, например, посетить стоматолога.

15:00 - 17:00 Мочевой пузырь

К 15-му часу дня экскреторная активность начинается и детоксифицируется. Пейте много жидкости, подходящими являются травяные чаи. Это полуденное время подходит для занятий спортом. Наша производительность растет, мы снова можем решать сложные задачи или составлять планы. Пищеварительная система готова принимать сытную еду. Приблизительно в 16 часов наступает подходящее время для приёма витаминов и минералов, наша иммунная система пробуждается. Так как наш комплекс ALAGENEX поддерживает иммунную систему и действует главным образом как профилактика «болезней цивилизации», дозировка была адаптирована к естественному ритму человеческого организма. Вот почему часы приёма комплекса чётко установлены утром и днем: организм будет использовать полезные ингредиенты с максимальной активностью.

17:00 - 19:00 Почки

Около 17 часов-  лучшее время для тренировок или других физических упражнений. Почки работают на максимум, поэтому избегайте всего, что для них вредно - жира, сахара, соли, алкоголя, простуды и стресса.

Наоборот, примерно в 6 часов вечера наша температура снижается, организм успокаивается и физическая активность ослабевает. В это время можно поужинать, это последний прием пищи в день. Избегайте сладких блюд и кофе.

19:00 - 21:00 Стенки сердца и кровообращение

В это время мы очень восприимчивы, и организм на короткое время возвращается в форму, рефлексы работают хорошо. Тем не менее мы чувствуем себя психически усталыми и нервными. Кровяное давление повышается, головные боли возникают чаще. Кожа становится наиболее проницаемой, поэтому используйте этот временной отрезок для нанесения лекарственных мазей на болезненные места.

21:00 - 23:00 Подготовка ко сну

Желудок перестает выделять желудочные соки, поэтому, если вы сейчас что-нибудь съедите, вы переварите это уже утром.

В 21:00, начинается лучшее время для студентов, потому что мы более запоминаем и будем хранить полученные знания в течение более длительного периода. Однако в 22:00 начинается самая глубокая фаза сна. Очень важно, чтобы в это время спали дети, потому что организм вырабатывает больше всего гормонов роста. Происходит обновление клеток.

23: 00-01: 00 Желчный пузырь

После часа сна вам начнут сниться первые сны. Однако, если у вас был плотный ужин, желчный пузырь не даст вам уснуть, или вы почувствуете тяжесть в желудке. Около полуночи организм перестает производить обезболивающий гормон. Если вы обеспокоены или раздражены, вы будете чувствовать себя более ещё более взвинченным. Люди с болезнями желчного пузыря по ночам часто испытывают ухудшение или судороги.

Мы верим, что мы помогли вам лучше понять функционирование человеческого организма. Давайте научимся слушать свое тело, и не делать то, чего не хочет организм. Давайте подчиняться своим биоритмам в течение дня, наше тело будет нам благодарно.

Инструкция к организму: как настроить «биологические часы»?

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. 

Sleep Drive и ваши биологические часы

Вы когда-нибудь замечали, что в определенное время дня чувствуете себя более бодрым, а в другое время чувствуете себя более уставшим? Эти закономерности являются результатом двух систем организма: гомеостаза сна / бодрствования и вашего циркадного ритма, или внутренних биологических часов. Эти системы определяют ваше стремление ко сну или потребность вашего тела во сне в любой момент времени.

Гомеостаз сна / бодрствования и вождение сна

«Гомеостаз описывает состояние равновесия между различными элементами организма или группы. . Гомеостаз сна / бодрствования уравновешивает нашу потребность во сне, называемую «влечение ко сну» или «давление сна», с нашей потребностью в бодрствовании. Когда мы бодрствуем долгое время, влечение ко сну говорит нам, что пора спать. Когда мы спим, мы восстанавливаем гомеостаз, и наше влечение ко сну уменьшается. Наконец, наша потребность в бдительности растет, говоря нам, что пора просыпаться.

Если бы гомеостаз сна и бодрствования сам по себе регулировал наше стремление ко сну, мы, вероятно, обнаружили бы, что на протяжении дня мы постоянно колеблемся между сном и бодрствованием.Мы также, вероятно, будем чувствовать себя наиболее бодрыми утром, и эта бдительность исчезнет по мере того, как мы не спим. Вместо этого мы можем чувствовать себя такими же бдительными в 16:00. как мы могли чувствовать себя в 10 часов утра, даже когда не спали несколько часов. Это потому, что гомеостаз сна и бодрствования не работает сам по себе, регулируя наш график сна; наш циркадный ритм также играет роль.

Сонный драйв и циркадный ритм

Наш циркадный ритм приближается к гомеостазу в координации с сигналами окружающей среды, такими как солнечный свет.Из-за нашего циркадного ритма уровень нашей бдительности падает и повышается в течение каждых 24 часов, влияя на количество сонливости и бодрствования, которые мы испытываем в течение дня.

В среднем люди больше всего устают после полуночи и во время так называемого дневного спада, который может наступить после обеда. Конечно, гомеостаз сна / бодрствования также влияет на то, насколько мы чувствуем бодрость или усталость. Усталость ощущается сильнее, когда мы недосыпаем, и в меньшей степени, когда мы достаточно выспались.

Свет в значительной степени влияет на циркадный ритм, и внутренние биологические часы большинства людей примерно соответствуют образцам солнца.В результате воздействие искусственного света вне дневного времени может нарушить наш циркадный ритм и, в свою очередь, нашу потребность в сне.

Что контролирует наш циркадный ритм?

Как наши биологические часы узнают, какое время суток? Циркадные биологические часы контролируются частью мозга, называемой супрахиазматическим ядром (SCN), группой клеток в гипоталамусе, которые реагируют на световые и темные сигналы. Когда наши глаза воспринимают свет, сетчатка посылает сигнал в SCN.SCN запускает цепную реакцию производства и подавления гормонов, которая влияет на температуру тела, аппетит, стремление к сну и многое другое.

Каждое утро, когда проникает солнечный свет, температура нашего тела начинает повышаться и выделяется кортизол, повышая нашу бдительность и заставляя просыпаться. Вечером, когда на улице темнеет, уровень мелатонина повышается, а температура тела понижается. Уровень мелатонина остается повышенным в течение ночи, способствуя засыпанию. Пока наши глаза воспринимают свет, SCN реагирует подавлением выработки мелатонина.Это объясняет, почему вечернее воздействие света, например, от внутреннего освещения или электронных устройств, излучающих синий свет, таких как компьютер или телевизор, затрудняет засыпание.

Меняется ли сонливость с возрастом?

Для большинства людей циркадный ритм меняется в трех ключевых моментах нашей жизни - в младенчестве, подростковом и старческом возрасте.

Когда рождаются дети, у них еще не выработался циркадный ритм. Цикл сна новорожденного ребенка требует до 18 часов сна, разбитого на несколько коротких периодов.Младенцы развивают циркадный ритм в возрасте от четырех до шести месяцев, после чего они, как правило, засыпают большими отрезками времени.

В подростковом возрасте до 16% подростков испытывают задержку фазы сна. Из-за этого циркадного сдвига уровень мелатонина у них не начинает повышаться до позднего вечера. В результате они, естественно, чувствуют себя более бодрыми ночью, из-за чего им труднее заснуть до 23:00. Это не было бы проблемой, если бы начало занятий в школе было не таким ранним, что затрудняет для подростков получение рекомендованных 8–9 часов сна в сутки.Из-за меньшего количества сна подросткам может быть сложно сохранять сосредоточенность во время учебы.

Наше влечение ко сну снова меняется с возрастом, когда мы стареем. По мере старения внутренние часы сна начинают терять постоянство. Пожилые люди, как правило, рано устают вечером и рано просыпаются утром, в результате чего в целом меньше сна и повышается риск снижения когнитивных функций. Пожилые люди, страдающие болезнью Альцгеймера, деменцией или другими нейродегенеративными заболеваниями, испытывают еще более серьезные изменения в стремлении засыпать.

Что произойдет, если ваш Sleep Drive отключен?

Когда ваш сон отключен, вы можете чувствовать усталость днем ​​и нервную систему ночью. Бессонница и дневная сонливость могут возникать в результате изменения дневного света, например, при переходе на летнее время и смене часовых поясов. Когда вы путешествуете в новый часовой пояс, время и световые сигналы, на которые опирается ваш циркадный ритм, внезапно меняются, что заставляет ваш мозг и тело приспосабливаться. По мере того, как ваше стремление к сну адаптируется к этому нарушению циркадных ритмов, вы можете чувствовать усталость или недомогание и испытывать трудности с концентрацией внимания.

Нарушенный циркадный ритм также может возникнуть, если вы работаете не по расписанию или в ночную смену. Нарушение сменной работы может вызвать бессонницу, чрезмерную дневную сонливость, проблемы с настроением и повышенный риск несчастных случаев на работе или травм. У сменных рабочих также может быть гормональный дисбаланс, связанный с уровнем кортизола, тестостерона и мелатонина.

Трудно изменить свой циркадный ритм. Тем не менее, вы можете отрегулировать свой ритм сна, соблюдая обычное время сна и бодрствования, позволяя себе спать 7 или более часов каждую ночь, а также регулируя время приема пищи и потребление кофеина.Работники ночной смены также могут рассмотреть терапию ярким светом. Если вы изменили образ жизни, чтобы обеспечить здоровый режим сна, и проблемы со сном не исчезнут, обратитесь к врачу.

  • Была ли эта статья полезной?
  • Да Нет

Взлом биологических часов | Стэнфордская медицина

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

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

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

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

Основное оборудование

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

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

«Вы можете думать о клеточном цикле как о управляемых часами так же, как вы думаете о частоте сердечных сокращений или режиме сна, которые управляются часами», - говорит Феррелл.

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

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

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

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

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

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

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

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

Концертный дирижер Sleep

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

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

Как часы вашего тела влияют на вас

Хотя вы не слышите, как они тикают, у вашего тела есть свои собственные часы. Вызываемые им физические и психические изменения называются циркадными ритмами. Они есть у большинства живых существ, включая животных, растения и даже некоторые микробы.

Циркадные ритмы влияют на ваш сон, а также на другие способы работы вашего тела, такие как гормоны, температура тела и пищевые привычки. Когда они не синхронизируются, они также могут вызвать проблемы со здоровьем.Их связывают с различными заболеваниями, включая диабет, ожирение и депрессию.

Чтобы получить хороший, здоровый сон, полезно знать, что держит часы вашего тела на правильном пути, а что может сбить его ритм.

Как работают циркадные ритмы

Около 20 000 нервных клеток составляют ваши «главные часы», часть вашего мозга, называемую супрахиазматическим ядром. Эта структура, которая находится внутри области, называемой гипоталамусом, контролирует ваши циркадные ритмы. Хотя во многом это зависит от ваших генов и других естественных факторов внутри вашего тела, вещи во внешнем мире также могут их изменять.

Самый большой кий - светлый. Ваше тело запрограммировано на то, чтобы спать в темноте и бодрствовать, когда на улице светло. Нервы напрямую связывают ваши глаза и главные часы вашего тела. Когда дневной свет тускнеет, ваши глаза сигнализируют мозгу о необходимости вырабатывать больше мелатонина - гормона, который заставляет вас чувствовать сонливость. И когда солнце снова встает, сигналы говорят мозгу снизить уровень мелатонина.

Различные модели поведения для разных людей

Вы, вероятно, заметили, что в определенные периоды дня вы чувствуете себя более бодрым, а в другие - менее энергичным.Этот паттерн имеет отношение к вашему «хронотипу» или личному циркадному ритму. Они различаются от человека к человеку, хотя, как правило, живут семьями.

В большинстве случаев люди делятся на две группы:

Ранние пташки: Если вы легко просыпаетесь утром и чувствуете, что у вас больше всего энергии в начале дня, вы - утро человек или "жаворонок". Некоторые исследования показывают, что биологические часы ранних пташек могут идти немного быстрее, чем 24 часа.

Ночные совы: Если вы вечерний человек, некоторые исследования показывают, что ваши биологические часы идут медленнее, чем 24 часа.Вам будет трудно просыпаться по утрам и чувствовать себя бодрым. Больше всего энергии у вас будет гораздо позже, например, в 11 часов вечера.

Однако ваш хронотип не высечен на камне. Циркадные ритмы естественным образом меняются с возрастом. Например, биологические часы смещаются в подростковом возрасте, из-за чего подросткам хочется ложиться спать позже и спать дольше, чем детям младшего возраста.

Ваш рабочий или школьный график может означать, что вам нужно перейти от совы к ранней пташке. Вы можете попробовать изменить свой циркадный ритм самостоятельно, но делайте это медленно.Например, попробуйте вставать на 15 минут раньше каждое утро в течение недели.

Циркадные ритмы не синхронизированы

Небольшие изменения могут нарушить ваши циркадные ритмы. К ним относятся:

Дополнительный сон. Ваши биологические часы работают лучше всего, когда вы придерживаетесь расписания. В идеальном мире вы засыпаете и просыпаетесь в течение получаса в одно и то же время каждый день, даже по выходным.

Путешествие. Когда вы пересекаете часовые пояса, вы можете настраивать часы, но не биологические часы.Он будет пытаться работать в то время, когда находится у вас дома, проблема, которую вы можете назвать сменой часовых поясов. Чем больше часовых поясов вы проходите, тем сильнее вы себя чувствуете. Ваши биологические часы перейдут на новое время, в котором вы находитесь, но это может занять несколько дней.

Экранное время. Любое количество света сигнализирует вашему мозгу, что пора бодрствовать. Даже синий свет вашего планшета, смартфона или телевизора имеет такой эффект. Чтобы хорошо выспаться, отключайтесь от всех экранов за 2–3 часа до сна.Другой искусственный свет может иметь такой же эффект, поэтому выключите свет в коридоре и поверните будильник подальше от себя. Если вас беспокоит свет за пределами дома, поднимите плотные шторы или используйте маску для сна.

Ночные смены. Если вы работаете по ночам, вам нужно спать днем. Это может быть сложно, так как ваше тело запрограммировано бодрствовать, когда на улице светло. Со временем у вас может начаться то, что называется расстройством посменной работы. Вам будет трудно бодрствовать по ночам, но трудно уснуть днем.Может помочь дневной сон или ночная смена.

Ваши месячные. Многие женщины замечают, что они хуже спят до начала менструации. Это может быть связано, по крайней мере частично, с изменением циркадных ритмов. Некоторые исследования показывают, что на меньше сна в течение этого времени может сбросить ваши биологические часы и принести некоторое облегчение. Яркий дневной свет или световая терапия также могут иметь значение.

Время, в которое мы едим, влияет на наши биологические часы, как показывают исследования.

Человеческое тело работает круглосуточно.Наши биологические функции следуют 24-часовым циклам или циркадным ритмам, которые представляют собой физиологические и психические изменения, которые управляются нашими внутренними биологическими часами. Новое исследование объясняет, как можно сбросить один из этих биологических часов.

Циркадные ритмы, в свою очередь, управляются так называемыми главными часами в нашем мозгу. «Главные часы» - это, по сути, группа взаимосвязанных нервных клеток в головном мозге, расположенных в области, известной как супрахиазматическое ядро ​​(SCN).

SCN состоит примерно из 20 000 нейронов и находится в гипоталамусе головного мозга, который представляет собой большую область мозга, контролирующую температуру тела, голод и жажду.

Новое исследование рассматривает один из этих биологических часов и исследует влияние отложенного времени приема пищи на организм. Исследователи из Университета Суррея в Соединенном Королевстве решили изучить влияние 5-часовой задержки приема пищи на основные часы организма, а также на некоторые периферические циркадные ритмы.

Первым автором исследования является Софи М. Т. Веренс, факультет здравоохранения и медицинских наук Суррейского университета.

Как объясняют Веренс и его коллеги, хотя мы знаем, что циркадные ритмы, человеческий метаболизм, режим питания и питание взаимосвязаны, связь между временем приема пищи и циркадным ритмом изучена недостаточно.

Новое исследование опубликовано в журнале Current Biology.

Веренс и его команда собрали 10 здоровых молодых людей для своего эксперимента, который длился 13 дней. Участникам давали трехразовое питание с 5-часовыми интервалами, которые начинались либо вскоре, либо поздно после пробуждения. Ранние интервалы между приемами пищи начинались через полчаса после пробуждения, а поздние - через 5,5 часов после пробуждения.

Участники сначала были приучены или «приспособлены» к раннему приему пищи, а затем были перенесены на график поздних приемов пищи на 6 дней.

Все блюда имели одинаковую питательную ценность и одинаковое количество калорий.

Веренс и его команда измерили циркадные ритмы участников в 37-часовом «постоянном распорядке», который представляет собой специальный исследовательский протокол, который позволяет ученым определять циркадный ритм человека. Обычно это постоянный постельный режим при постоянном освещении. В этом случае распорядок включал приглушенное освещение, небольшие закуски через равные промежутки времени, снижение физической активности и отказ от сна.

В целом задержка во времени приема пищи не повлияла на аппетит или сонливость участников. Основные часы мозга также не пострадали, поскольку его биомаркеры, например, ритмы мелатонина и кортизола, а также экспрессия генов, остались неизменными.

Однако существенно изменился уровень сахара в крови участников. Поздний прием пищи замедлил ритм сахара в крови в среднем на 5 часов.

«5-часовая задержка времени приема пищи вызывает 5-часовую задержку наших внутренних ритмов сахара в крови.Мы думаем, что это связано с изменениями часов в наших метаболических тканях, а не с «главными» часами в мозгу.

Мы ожидали увидеть некоторые задержки ритмов после позднего приема пищи, но размер изменения ритмов сахара в крови был удивительным. Также было удивительно, что другие метаболические ритмы, включая инсулин и триглицериды в крови, не изменились ».

Автор-корреспондент Джонатан Джонстон, Университет Суррея

Кроме того, исследователи обнаружили, что ритм экспрессии гена PER2 также задерживается на 1 час.Ген PER2 кодирует ключевой компонент часов, и его экспрессия в жировой ткани задерживалась, а именно, исследователи заметили задержку жирового ритма PER2.

Авторы делают вывод:

«Таким образом, время приема пищи играет роль в синхронизации периферических циркадных ритмов у людей и может иметь особое значение для пациентов с нарушениями циркадного ритма, сменных рабочих и трансмеридианских путешественников».

Как отмечают исследователи, их результаты показывают, что люди, у которых есть проблемы с циркадным ритмом, могут пытаться принимать пищу в определенные промежутки времени, чтобы сбросить свои биологические часы.

В частности, такая стратегия может быть полезна людям, которые работают посменно, или тем, кто регулярно испытывает смену часовых поясов.

Узнайте, как новые клетки сетчатки открывают путь к терапии смены часовых поясов.

Ученые составляют схему проводки биологических часов - ScienceDaily

Всемирная организация здравоохранения считает сменную работу потенциально канцерогеном, говорит Эрик Херцог, доктор философии, профессор биологии в области искусств и наук Вашингтонского университета в Сент-Луисе. И это лишь один из многих примеров проблем, которые мы сами себе причиняем, когда игнорируем биологические часы в нашем мозгу и вместо этого обращаем внимание на механические часы на наших запястьях.

В выпуске Neuron от 5 июня Херцог и его коллеги сообщают об открытии важной части биологических часов: проводки, которая устанавливает их точность в пределах нескольких минут из 1440 минут в день. Эта проводка использует нейротрансмиттер, ГАМК, для соединения отдельных ячеек биологических часов в быструю сеть, которая меняет силу в зависимости от времени суток.

Суточные ритмы сна и метаболизма управляются биологическими часами в супрахиазматическом ядре (SCN), структуре мозга, состоящей из 20 000 нейронов, каждый из которых может сохранять суточное (циркадное) время индивидуально.

Если SCN должна быть надежной, но чувствительной системой синхронизации, нейроны должны точно синхронизироваться друг с другом и подстраивать свои ритмы в соответствии с ритмами окружающей среды.

Лаборатория

Herzog обнаружила в SCN двухтактную систему, которая выполняет и то, и другое. В 2005 году они сообщили, что нейроны в сети часов общаются с помощью нейропептида (VIP), который заставляет их синхронизироваться друг с другом.

И, как они теперь сообщают в Neuron , эти нейроны также связываются с ГАМК, которая слабо их воздействует, поэтому они не слишком сильно связаны.

Вместе эти две сети (VIP и GABA) гарантируют, что часы работают как согласованные и точные, но при этом они могут регулировать время для синхронизации с окружающей средой.

«Мы думаем, что сеть нейротрансмиттеров предназначена для внесения в систему достаточного количества джиттера, чтобы позволить нейронам повторно синхронизироваться при изменении сигналов окружающей среды, как это происходит в зависимости от времени года», - говорит Херцог.

Но, по его словам, поскольку эта биологическая «кнопка сброса» появилась задолго до появления механических часов, искусственного освещения и высокоскоростных путешествий, она не вносит достаточного дрожания, чтобы мы могли быстро адаптироваться к экстремальным временным сдвигам современной жизни. например, полет "назад" (на восток) через несколько часовых поясов.

Понимание двухтактной системы в SCN имеет огромное значение для общественного здравоохранения, учитывая, как это происходит, на летнее время, сменную работу, время начала занятий в школе, графики стажеров, часы работы водителей грузовиков и многие другие проблемы, в которых часы в мозгу натравливается на часы в руке.

Синхронизация часов сотовой связи

«Часы» внутри каждого нейрона SCN зависят от циклической экспрессии семейства генов, таких как гены Period (PER).Экспрессия этих генов и частота активации нейронов обычно достигают пика в полдень и падают ночью. Генная активность похожа на шестеренки в часах, а электрическая активность - как стрелки на часах.

Каждый нейрон в SCN отслеживает время, но поскольку это разные клетки, у них немного разные ритмы. Некоторые бегают немного быстрее, а другие - немного медленнее. Если SCN в целом должен функционировать как часы, ее нейроны должны синхронизироваться друг с другом.

Целью недавней работы в лаборатории Герцога было выяснить, как ячейки часов связаны друг с другом. «Например, было непонятно, общался ли каждый нейрон только с несколькими своими соседями или со всеми», - говорит Херцог.

Марк Фриман, аспирант лаборатории, разработал метод регистрации скорости возбуждения около 100 нейронов одновременно на многоэлектродной матрице. «Вы осторожно опускаете нейроны SCN вниз, - говорит Герцог, - и нейроны прикрепляются к электродам, создавая часы в блюде, которые будут отсчитывать недели или месяцы.«

Используя эти электроды, его лаборатория продемонстрировала, что нейроны в SCN синхронизируются за счет обмена нейропептида VIP (вазоактивный полипептид кишечника), который изменяет экспрессию PER для ускорения или замедления нейронов до тех пор, пока все они не будут синхронизированы.

«Эти синхронизированные сети очень точны», - говорит Херцог. Если вы позволите им свободно бегать в постоянной темноте, они потеряют или выиграют лишь несколько минут из 1440 минут в день. Таким образом, они точны в пределах 1-2%.

Но они совсем немного отклоняются от 24-часового цикла, привязанного к одному обороту планеты вокруг своей оси. Со временем они будут отклоняться от этого цикла достаточно далеко, чтобы от них было мало пользы, если только у них не было средств синхронизации с местным временем.

Сброс сотовых часов

В статье, опубликованной в Neuron , Герцог и его коллеги сообщают о второй сети в биологических часах.

В этой сети связи осуществляется нейромедиатором ГАМК (γ-аминомасляная кислота).«Мы доказали, что обнаружили ГАМКергическую сеть, применяя лекарства, которые блокируют рецепторы ГАМК в клетках», - говорит Херцог. «Все связи, которые мы установили между нейронами, пропали».

Примечательно, что при пропадании сети часы становятся точнее. Таким образом, сеть GABAergic дестабилизирует часы; немного покачивает.

Херцог указывает, что ГАМКергическая сеть разреженная, слабая и быстрая (намного быстрее, чем сеть VIP, которая полагается на более медленное действие нейропептида), как и следовало ожидать от генератора джиттера.

«Мы думаем, что сеть GABAergic предназначена для того, чтобы наши часы могли приспосабливаться к сигналам окружающей среды, таким как постепенные сезонные изменения восхода и захода солнца», - говорит Херцог.

Это немного похоже на стук старого телевизора, который потерял вертикальную синхронизацию, чтобы заставить его повторно синхронизироваться с вещательным сигналом.

Но в часах недостаточно дрожания, чтобы позволить им делать резкие корректировки, такие как переход на один час вперед при переходе на летнее время. Статистически доказано, что этот «рывок вперед» увеличивает вероятность сердечных приступов и автомобильных аварий, говорит Херцог.

Некоторые вспомогательные средства для сна, такие как бензодиазепины, которые активируют рецепторы ГАМК, могут сделать циркадные часы немного более нервными, помогая людям приспособиться к большим временным скачкам, таким как перелеты через часовые пояса. «Но мы еще не знаем, могут ли они улучшить смену часовых поясов; если да, мы хотим знать, потому ли они помогают вам уснуть во время длительного перелета или потому, что они помогают биологическим часам приспособиться к новому часовому поясу», - сказал Херцог. предостережения.

В любом случае ясно, что если люди несколько раз принудительно сбрасывают часы, они скидывают больше, чем спать.Биологические часы регулируют метаболизм и деление клеток, а также циклы сна / бодрствования. Так, например, посменная работа связана как с нарушениями обмена веществ, такими как диабет, так и с нерегулируемым делением клеток, характерным для рака.

Борьба с нашими биологическими часами делает гораздо больше, чем делает нас раздражительными любителями кофе.

Ученые разгадывают тайну часов вашего тела - и вскоре, возможно, смогут их сбросить

Для людей, которые не хотят спать до 2 часов ночи.м., гудение будильника может казаться очень гнетущим.

Спасение может быть на горизонте благодаря открытию этой весной генетической мутации, которая вызывает поведение совы.

Неважно, являетесь ли вы совой или утренним жаворонком, легко вставая каждый день вместе с солнцем, ваш сон регулируется циркадными ритмами. Эти внутренние часы контролируют практически все аспекты нашего здоровья, от аппетита и сна до деления клеток, выработки гормонов и сердечно-сосудистой функции.

Как и многие, кто изучает тонкости циркадной биологии, я оптимистичен, что однажды мы сможем разработать лекарства, которые синхронизируют наши клеточные часы. Боссы, недовольные опозданием, скоро могут уйти в прошлое.

Почти каждая клетка вашего тела содержит молекулярные часы. Каждые 24 часа выделенные белки часов взаимодействуют друг с другом в медленном танце. В течение дня этот медленный танец приводит к своевременной экспрессии генов. Это контролирует, когда в вашем теле будут происходить определенные процессы, такие как высвобождение гормонов, таких как мелатонин, способствующий сну.

Почему ранним утром сердечные приступы и инсульты встречаются в два-три раза чаще? Отнесите это к нашим внутренним часам, которые координируют повышение артериального давления по утрам, чтобы помочь вам проснуться. Почему подросткам следует прислушиваться к просьбам родителей лечь спать? Потому что гормон роста человека выделяется только один раз в день, что связано со сном ночью.

Почти каждая биологическая функция тесно связана с нашими внутренними часами. Наши тела настолько точно приспособлены к этим циклам, что нарушения, вызванные искусственным освещением, увеличивают риск ожирения, хронических воспалительных заболеваний и рака.

Время приема пищи также может повлиять на ваше здоровье: время приема пищи может иметь большее значение, чем то, что вы едите. Несколько лет назад было проведено исследование пищевого поведения мышей, ведущих ночной образ жизни. Когда мыши ели пищу с высоким содержанием жиров во время ночной активной фазы, они оставались относительно стройными. Те, кто придерживался одной и той же диеты в течение дня и ночи, заболели ожирением. Текущие исследования могут вскоре показать, как это влияет на пищевые привычки человека.

Более того, около 1000 одобренных FDA лекарств нацелены на гены, которые контролируются нашими внутренними часами.Это означает, что время суток, в которое вводятся лекарства, может иметь значение. Например, некоторые статины, борющиеся с холестерином, наиболее эффективны при приеме вечером, чтобы они могли лучше всего поразить свою цель - фермент HMG-CoA-редуктазу.

Наши внутренние часы кодируются индивидуально, при этом большинство людей попадают в средний диапазон 24-часового цикла, но есть много выбросов, включая полуночников, чьи часы не синхронизированы.

Предполагается, что каждый 75 человек имеет «мутацию ночной совы» в часовом белке CRY1, отсрочивая сонливость до предрассветных часов.Из-за этого совам не только труднее просыпаться по утрам, но и их внутренние часы, работающие дольше одного дня, ставят их в постоянное состояние смены часовых поясов.

У полуночников цикл сна в значительной степени находится вне их контроля. Но для остальных из нас есть шаги, которые мы можем предпринять, чтобы легче отдыхать и улучшить свое здоровье.

Часы в отдельных ячейках синхронизируются мозгом. Свет, который проникает в глаз, помогает «главным часам» мозга оставаться в гармонии с циклом день / ночь.Вот почему, когда вы путешествуете в другой часовой пояс, ваши внутренние часы больше не соответствуют солнечному циклу. Синхронизация с новым местным временем занимает около недели.

Остерегайтесь этого искусственного света. ArtOfPhotos / shutterstock.com

Яркий искусственный свет в ночное время сообщает главным часам, что еще день, заставляя сотовые часы бегать, чтобы не отставать. Вот почему слишком много яркого света ночью может вызвать смену часовых поясов.Одно недавнее исследование показало, что простой просмотр электронных книг ночью в течение нескольких часов может ухудшить сон и снизить бдительность на следующий день.

Вы можете свести к минимуму нарушения, вызванные искусственным освещением, соблюдая правила «легкой гигиены». В течение дня подвергайте себя яркому свету и минимизируйте воздействие искусственного света после сумерек. Эти шаги помогут вашим внутренним циркадным часам синхронизироваться с циклом свет / темнота, способствуя хорошему сну и общему состоянию здоровья.

По мере того, как мы узнаем больше о том, как работают циркадные ритмы, мы сможем лучше разрабатывать терапевтические методы лечения, которые используют естественные ритмы жизни.

В моей лаборатории мы изучаем сложные молекулярные механизмы, которые управляют циркадными ритмами. Изучая, как CRY1 взаимодействует с другими белками часов, мы надеемся понять, как унаследованные мутации могут нанести ущерб циркадным ритмам. Мутация «совы» в CRY1, по-видимому, заставляет его сильнее цепляться за свои партнерские белки, как плохой партнер по танцам, который не знает, когда двигаться дальше. Когда CRY1 не освобождает своего партнера в нужный момент, он задерживает синхронизацию всего, что контролируется часами.

Если бы мы могли лучше понять эти механизмы, это подготовило бы почву для новых лекарств, которые могли бы принести облегчение значительной части населения. Возможно, мы могли бы сократить внутренние часы полуночников примерно до 24 часов, чтобы помочь им заснуть в «нормальное» время.

Учитывая сложную природу биологического хронометража, вероятно, существует гораздо больше генов, влияющих на циркадный ритм. Представьте себе настройку времени приема доз в соответствии с циркадным циклом каждого пациента, максимизацию воздействия лекарства при минимальном воздействии побочных эффектов.Представьте, как пациенты смотрят на часы перед тем, как принять таблетку для лечения высокого кровяного давления или снижения уровня холестерина. В идеале, однажды наши устройства типа Fitbit будут отслеживать наши циркадные ритмы, давая нам точные измерения наших биологических функций в режиме реального времени.

Это может показаться неправдоподобным, но это не так уж и далеко. В настоящее время ученые ищут биомаркеры, которые можно измерить в крови, чтобы определить время внутренних часов.

Физические часы, стоящие за более поздним временем начала обучения в школе

Однако чувство слабости - далеко не единственное последствие.Есть и финансовые последствия. Люди, чьи внутренние часы лучше соответствуют требованиям социальных часов, зарабатывают в среднем на 4-5% больше, чем люди вечернего типа. Причина, по-видимому, в том, что утренние типы бдительны и готовы работать утром. Однако люди, опоздавшие на работу, не так хорошо справляются со своей работой в начале дня, а это означает, что типичные рабочие часы дают преимущество утренним типам.

Есть и другие неожиданные дивиденды от соответствия часов сна и повседневной жизни: когда время начала занятий в школе было отложено примерно на полтора часа в одном округе в штате Вирджиния США, подростки (которые, как правило, спят дольше и дольше, чем все остальные) по сравнению с соседней школой с аналогичной схемой дорожного движения в будние дни попадали в меньше автомобильных аварий.Исследователи считают, что дополнительное время сна помогло снизить количество аварий среди водителей-подростков.

Также есть влияние на здоровье. «Несовпадение ведет к множеству хронических заболеваний», - говорит Реннеберг, приводя в качестве примера метаболический синдром. Люди, страдающие от смены часовых поясов в обществе, с большей вероятностью станут курильщиками, а если они уже имеют избыточный вес, с большей вероятностью станут ожирением. Синхронизация жизни людей с их внутренними часами сна важна, «потому что это сделает людей более здоровыми, проживет дольше и сократит расходы для общества».

Что могут делать рабочие места?

Но согласовать социальные часы с внутренними часами, к сожалению, не всегда зависит от нас; это зависит от организаций, в которых мы работаем. «В настоящее время общество делает очень шизофренический поступок», - говорит Реннеберг. «С одной стороны, оно хочет быть обществом, работающим круглосуточно и без выходных. С другой стороны, оно все еще считает, что тот, кто появляется на работе в 10:00, ленив».

Он считает, что компаниям было бы полезно приспособить время начала работы к индивидуальным потребностям сотрудников.«Если вы спали в собственном окне и проснулись в одиночестве, вы станете гораздо более продуктивным», - говорит он.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *