Циркадные ритмы: биологические часы нашего организма

Наша планета вращается вокруг своей оси, поворачиваясь к Солнцу разными «боками». Когда в одной части Земли ночь, в противоположной — день. Живые организмы, в том числе и люди, были вынуждены приспосабливаться к этой цикличности, связанной со световым днем, подстраиваясь биологически.

Что такое циркадный ритм

Жизненные ритмы человека, обусловленные сменой дня и ночи, принято именовать циркадными циклами. Регулярные циклические суточные изменения в жизнедеятельности организма являются врожденными, заложенными генетически. Понятие «циркадный» («циркадианный») имеет латинские корни (circa dies) и составлено из двух слов — circa (круг или около) и dies (день или сутки). «Около суток» — его примерный перевод.

Как работают циркадные ритмы

Орган, ответственный за циркадные биоритмы, находится в головном мозге, называется она гипофизом или шишковидной железой. Благодаря выработке ею специфичного гормона мелатонина, который способствует засыпанию, происходит смена физиологических режимов сна и активности — человек бодрствует в светлое время суток, а ночью спит, отдыхает и набирается сил.

Мозговые структуры начинают выделять мелатонин, когда сетчатка глаза передает им информацию об уровне освещенности. Но согласно последним научным исследованиям, даже без световых сигналов человеческий организм способен сам регулировать суточные процессы. Был обнаружен продуцируемый в клеточной цитоплазме геном PER белок, который накапливается в течение ночи, а потом с наступлением дня деградирует.

Эти колебания происходят синхронно с циркадным ритмом и “запрограммированы” в каждой клетке организма. Открыты и другие «часовые» гены, вырабатывающие свои белки, которые влияют на «собрата”. Они блокируют его активность, заставляя прекращать синтез. Выделившийся уже белок PER разрушается, а потом ген снова берет инициативу «в свои руки» и начинает работать. Весь этот процесс практически идеально, с небольшими отклонениями, укладывается в 24-часовой суточный цикл.

Как циркадный ритм влияет на здоровье

Циркадные ритмы регулируют не только цикличность сна и отдыха: они синхронизируют частоту сердечных сокращений, артериальное давление, температуру тела, перистальтику, пищеварение, секрецию гормонов и пр. При совпадении биоритмов человека с внешними природными факторами его здоровье существенно улучшается, а работоспособность заметно увеличивается.

Нарушение циркадного ритма

В современном мире десинхронизация внешнего цикла дня и ночи с врожденным внутренним физиологическим ритмом случается нередко. Причины рассогласования могут быть следующими:

• Ненормированная, сменная работа. Организм «теряется», если ему приходиться “работать” нерегулярно — то днем, то ночью. Он не «понимает», когда надо спать, а когда активничать, и приспособиться адекватно к такому положению вещей не может.
• Сильная разница во времени при авиаперелетах (смена часовых поясов), так называемый джетлаг. 
• Наличие освещения в то время, когда должно быть темно.
• Чрезмерная и долгая зрительная активность человека по вечерам перед сном: просмотр телевизора, нахождение за компьютером и пр.
• Патологические процессы в головном мозге: механические повреждения, наследственные патологии, злокачественные опухоли, эндокринные расстройства и т. п.

Последствия для здоровья

Нарушенная ритмичность суточных ритмов чревата рядом негативных последствий для здоровья:

• Повышение риска появления осложнений при заболеваниях сердца и сосудистых нарушениях. В норме у здоровых людей в темное время происходит снижение давления на 10-20%. При нарушении циркадной динамики риск развития аритмий, инфарктов, инсультов и сердечной недостаточности увеличивается.
• Проблемы с нервной системой. Они проявляются в тревожных расстройствах, рассеянности внимания, ухудшении памяти, раздражительности, а также развитии неврозов и депрессий.
• Повышается вероятность возникновения онкологии. Это связано с тем, что мелатонин обладает способностью связывать и обезвреживать свободные радикалы, а также нейтрализовывать канцерогены, оказывая антиоксидантное и противоопухолевое воздействие.
• Ослабление иммунитета. Иммунодефицитные состояния развиваются из-за того, что фагоциты и лимфоциты не так активны.
• Прогрессирование язвенной болезни. При недостатке мелатонина кислотность повышается, а защитных регенерирующих ферментов слизистая желудка вырабатывает меньше, чем нужно.
• Нарушение обменных процессов. Возможно развитие эндокринных нарушений (сахарный диабет и т. п.).

Как настроить циркадный ритм

Привычный режим дня, вступивший в противоречие с типом собственного суточного ритма, необходимо построить правильным образом. Когда произойдет синхронизация, наступит гармония. Основой формирования правильного 24-часового цикла считается дневной свет. Утром потребуется сразу же раздвигать шторы, в пасмурную погоду включать дополнительное освещение, а ближе к ночи — минимизировать количество света.

Как справиться с джетлагом

Предотвратить дисгармонию циркадных ритмов после дальних перелетов возможно, если заблаговременно начать постепенно по часам смещать суточный цикл бодрствования и сна, чтобы перемены для организма были не настолько резкими. Прибыв в новое место, в первое же утро стоит обеспечить получение как можно большего количества света, а вечером организовать полную темноту.

Как нормализовать сон при ночной работе

Конечно, по ночам заниматься активной деятельностью нежелательно. Но если другого выхода нет, то для нормализации цикличных внутренних «часов» рекомендуется:

• спать в темном помещении;
• в период активного бодрствования всегда включать свет;
• организовывать спокойный сон, используя специальные, не пропускающие свет маски на глаза и беруши.

Как бороться с нарушением фаз сна

Далеко не у всех случаются настоящие нарушения фаз сна, связанные с перебоем в циркадных ритмах. У людей жаворонков биологические часы смещены назад, а у сов сдвинуты вперед. Это патологией не является, потому что обусловлено генетически. Лечить таких людей бессмысленно и даже опасно. Всем остальным, у кого хронотип не так ярко выражен, поможет светотерапия и коррекция режима дня:

• Долгое и трудное засыпание — нужно пораньше вставать и получать хорошее освещение днем.
• Пробуждение чересчур ранее — хорошая порция яркого света во второй половине дня или ранним вечером.
• Фазы сна сдвинуты — задержка засыпания и подъема по утрам до нормализации.

Чтобы избежать проблем с естественным циркадным ритмом, нужно приводить в порядок режим дня — ложиться в кровать и просыпаться в одно и то же время каждый день. Перед сном лучше гулять или читать, а не сидеть долго перед экранами электронных устройств. Также рекомендуется заниматься спортом и вести здоровый образ жизни.