В ногу со временем

Учёные только начинают разбираться в устройстве и назначении внутренних биологических часов, присущих всем живым существам

Часы для собак
Владельцы домашних животных, наверно, не раз задавались вопросом о взаимоотношениях своих питомцев со временем - помнят ли те свое детство, как определяют, что подошел час кормления, прогулки и т.д.
На сегодняшний день большинство ученых полагают, что, в отличие от нас, животные живут лишь настоящим, что они не могут по собственной воле извлекать из памяти те или иные эпизоды жизни.
По этой причине их способность планировать будущие действия, опираясь на прошлый опыт, очень ограничена. Время для животных - это не река, по которой можно мысленно путешествовать, а вполне конкретные суточные колебания в их состоянии (гормональный фон, температура тела и т.д.) и параметрах окружающей среды (свет, температура и др.), к которым они «привязывают» тот или иной вид деятельности.
Данные периодические изменения, протекающие в организме, так называемые циркадные ритмы (от лат. circa dies – длящиеся сутки), контролируются внутренними биологическими часами и внешними раздражителями.
Будучи присущи практически всем живым существам (от бактерий и грибов до растений, насекомых и млекопитающих), эти суточные колебания играют чрезвычайно важную роль в жизнедеятельности обитателей Земли.
О том, как устроены биологические часы у людей и каково значение циркадных ритмов в нашей жизни, читайте далее.

Всем спать!
Циклы «сон - бодрствование» являются самым ярким и явным проявлением работы внутреннего часового механизма человека.
Крошечное, размером с рисовое зернышко, так называемое супрахиазмальное ядро гипоталамуса (отдела головного мозга) является дирижером всего этого процесса, управляя выработкой мелатонина, делающего нас сонными.
Практически отсутствуя в крови в течение дня, его концентрация у взрослых  начинает расти примерно с 9 вечера, достигая пиковых значений между 2 и 4 часами ночи.
Выработка мелатонина прекращается около 7 утра - вплоть до послеобеденного времени (13-15 часов), когда наблюдается кратковременный всплеск производства этого гормона шишковидной железой (эпифизом).
Подобные суточные колебания в теле человека претерпевают и многие другие параметры – уровень гормона кортизола, артериальное давление, температура и др.
Как выяснили ученые, свои собственные системы учета времени имеют практически все органы (сердце, легкие, кожа и т.д.) и даже отдельные клетки. Все они, по возможности, «сверяют» свой ход с главными часами нашего организма – супрахиазмальным ядром гипоталамуса, и любая несогласованность здесь, как правило, имеет далеко идущие последствия.
Так, например, печень, «зная», что может в течение дня рассчитывать на поступление сахаров с пищей, обычно «придерживает» процесс гликогенолиза (расщепления полисахарида гликогена до глюкозы), запуская его преимущественно ночью во время вынужденного голодания. Продолжительный сбой в подобном режиме работы «часов» печени с большой вероятностью станет причиной возникновения диабета.

Заложено природой
То, как функционируют биологические часы живых существ и, соответственно, каковы особенности их циркадных ритмов, определяется на генетическом уровне. Другими словами, даже в отсутствие внешних раздражителей (свет, температура окружающей среды и т.д.) изменения тех или иных биологических параметров все равно будут происходить приблизительно с 24-часовой периодичностью в соответствии с заложенной в нас программой.
Вместе с тем, используя восходы-закаты солнца в качестве ориентира, обитатели земли имеют возможность подстраивать свои циркадные ритмы под местные условия и сезонные изменения.
Так, например, «мастер-часы» нашего организма (супрахиазмальное ядро) коррелируют свою работу, полагаясь на информацию об освещенности, поступающую по зрительному нерву.
В то же время циклический характер выработки мелатонина (хотя и несколько «плавающий») сохраняется и у полностью незрячих людей, и у членов экипажей подводных лодок, и у полярников.

Кто сколько спит
Несмотря на множество проведенных исследований, ученые до сих пор не знают, в чем точно заключается функция сна. Существующие теории видят в нем как способ сэкономить энергию и ресурсы, так и возможность для мозга переработать полученную за день информацию, а для организма - провести необходимые восстановительные работы и «сервисное» обслуживание тела.
Среди живых существ потребность в сне варьируется в самых широких пределах. Жирафы довольствуются всего 0,5-1,5 часами сна урывками, в то время как летучие мыши дремлют по 20 часов в сутки без перерыва.
Птицы во время миграции способны значительно сокращать потребность в сне, чтобы затем без проблем возвратиться к обычному режиму по окончании путешествия. Дельфины и киты практикуют так называемый однополушарный сон, когда поочередно отдыхает сначала одна, затем другая половина мозга. Без этого эти дышащие атмосферным воздухом морские создания просто бы захлебнулись во сне или стали легкой добычей хищников.
Запрограммированные на уровне генов особенности циркадных ритмов человека вкупе с их постоянной корректировкой относительно параметров светового дня накладывают довольно жесткие ограничения на оптимальный распорядок жизни людей. Так, в отличие от тех же собак, предпочитающих спать урывками в течение дня, большинству из нас необходимо 7-9 часов именно непрерывного ночного сна.
Вокруг этого строятся многие биологические процессы внутри нашего организма, и потому, по мнению ученых, ни полифазный сон (по 20 минут каждые 4 часа), ни какая-либо другая система «размазанного» или смещенного по времени сна не может быть полноценной заменой той модели «покой - бодрствование», что заложена в нас природой.
Согласно исследованиям, повышенный уровень раковых заболеваний, депрессивных состояний, нарушений обмена веществ и прочих проблем со здоровьем наблюдается у людей, вынужденных жить против естественного порядка вещей (рабочие ночных смен, пилоты на длительных рейсах, суточные дежурные и др.).

Победить бессонницу
На сегодняшний день известно, что сон жизненно важен для всех млекопитающих, включая птиц и рептилий. Так, лабораторные крысы живут всего три недели вместо трех лет, если лишить их полноценного сна.
По разным оценкам, от четверти до половины всего населения земного шара страдает от различных видов расстройств сна, коих насчитывается свыше семидесяти.
В то время как причины бессонницы могут быть самыми разными, специалисты советуют начинать, в первую очередь, с устранения проблем психологических (стресс, неврозы, умственное переутомление и пр.).
Йога, умеренная физическая нагрузка, занятия любым делом - сгодится все, что поможет вам расслабиться и снять напряжение, тем самым освободив свой мозг для процессов сна.
Не менее важной составляющей полноценного отдыха ночью является так называемая гигиена сна. Сюда входят такие очевидные вещи, как отказ от позднего ужина, кофе или сигарет, комфортная, без света и шума, обстановка в спальне, устоявшийся режим отхода ко сну, пробуждения и т.д.
Многим помогают препараты на основе валерианы лекарственной (мягкий успокаивающий эффект) и мелатонина. Последний может оказаться особенно эффективным для пожилых людей, поскольку с возрастом производство этого гормона в организме сокращается в силу естественных причин.
Прием перед сном небольших доз алкоголя в качестве снотворного не приветствуется врачами. По их мнению, помогая заснуть быстрее, он на деле снижает качество сна, приводя к пробуждению посреди ночи тотчас же, как его действие заканчивается.

Свет как регулятор сна
Светотерапия является еще одним способом борьбы с некоторыми расстройствами сна. Как мы знаем, существует механизм обратной связи между ядром гипоталамуса («мастер-часы») и уровнем освещенности окружающей среды.
Благодаря этому простое нахождение в течение определенного времени вблизи специальных особо ярких светильников помогает многим пациентам отрегулировать «сбитые» по тем или иным причинам циркадные ритмы (синдром позднего засыпания, сезонные депрессии, сдвиг часовых поясов и т.д.).
Любые нарушения сна, будь то трудности с засыпанием, ночные пробуждения или сонливость днем, способны серьезно снизить качество жизни человека и негативно отразиться на его карьере, взаимоотношениях в семье и обществе.
Выходом здесь должно стать обращение к врачам (невролог, терапевт, сомнолог) или в специализированные государственные и частные «клиники сна».
Исследуя электрическую активность вашего мозга, специалисты смогут диагностировать расстройство, установят причины его возникновения и подберут подходящее вам комплексное лечение.

Александр ЛЕОНТЬЕВ