Новости партнеров


GEO приглашает

19 мая на экраны выходит фильм «Прибой» — первый полнометражный документальный проект о российском серфинге. Один из создателей ленты, серфер и блогер Сергей Расшиваев, поделился, куда и как в России ехать любителям покататься на волнах


GEO рекомендует

Hisense — китайский бренд с почти 50-летней историей выходит на российский рынок и представляет линейку лазерных телевизоров, холодильников, стиральных машин и кондиционеров


Новости партнеров

Что задает ритм жизни?

текст: Петер Шпорк
Сигналы ко сну и пробуждению

Нет, уснуть, сегодня точно не получится. Уснешь тут, когда к голове крепко накрепко прилипли электроды… На лбу, на сердце, на висках и под подбородком тоже стоят датчики – эти держатся на пластыре. К онемевшим рукам, ногам, бедрам, животу прикреплены температурные зонды. Больше всего мешают тонкие разноцветные кабели, которыми я опутан. А за правым ухом у меня – заземление.

Я лежу на кровати, а за компьютером в соседней комнате сидит сотрудница Базельского центра хронобиологии Мириам Мюнх. Это она целый час опутывала меня проводами. Мириам смотрит на монитор и видит, как падает температура моего тела, как расслабляются мышцы. Электрокардиограмма фиксирует, как замедляется биение сердца. Электроэнцефалограмма – как изменяются биотоки мозга. Электроокулограмма – запись электрической активности наружных мышц глазного яблока – станет интересна Мириам позже, когда начнется фаза ночного «быстрого сна». Недаром его еще называют «сном с быстрым движением глаз». Если уж я согласился на этот эксперимент и остался ночевать в лаборатории Базельского центра, то единственное мое желание сейчас – поскорее уснуть. Мириам сказала, чтобы я не волновался: «Всему свое время. Об этом позаботятся ваши внутренние часы».

Наутро я узнаю, что задремал уже через 17 минут. А казалось, что прошла целая вечность….

В Базельском центре хронобиологии исследуют внутренние часы человека. Цель – помочь пациентам «переставить» неправильно идущие «стрелки». Вопросы, которые интересуют многих, звучат просто, но до сих пор на них нет исчерпывающего ответа. Из-за чего мы устаем? Почему просыпаемся? Как лечить старческую бессонницу? А юношескую? Действительно ли можно помочь тем, кто находится в состоянии депрессии, не давая им спать ночью? Как влияют дневной свет и гормон мелатонин на наше состояние и сон?

В Центре хронобиологии участников эксперимента не только опутывают кабелями. Нужно еще сдавать слюну (анализ гормонов), проходить тест на скорость реакции и в течение всего эксперимента записывать в дневнике все изменения настроения. Одни испытуемые должны спать, другие, наоборот, бодрствовать 40 долгих часов – при этом они лежат в постели в полумраке. Это тоже эксперимент – так наблюдают биологические циклы, на которые не влияют внешние обстоятельства, вроде обильного приема пищи или смены деятельности.

Организм живет по своим внутренним ритмам, большинство из которых колеблется в течение дня. Это известно давно. Но лишь недавно эксперименты показали, как крепко колесики наших внутренних часов цепляются друга за друга. Если биологические часы начинают спешить или опаздывать, ни к чему хорошему это не приведет. И проблемы со сном – лишь первые следствия сбоя механизма. Частая смена часовых поясов при перелетах, работа по скользящему графику или хроническое недосыпание могут привести к очень серьезным физиологическим расстройствам.

«У современных людей плохо синхронизированы внутренние ритмы, поэтому и спим мы в среднем на час меньше, чем 20 лет назад, – говорит профессор Анна Вирц-Жюстис, глава Базельского центра. – Возможно, многие из так называемых болезней цивилизации вызваны тем, что мы слишком долго живем вопреки нашим биологическим часам».

Люди, которым приходится работать в разные смены – то днем, то ночью, чаще страдают расстройствами пищеварения, больше подвержены сердечнососудистым заболеваниям, их иммунитет ослаблен, они испытывают постоянную сонливость и вялость. Многие случаи депрессии без видимых причин – результат сбоя внутренних ритмов. Все больше подтверждений находит предположение, что диабет и излишнюю полноту провоцируют плохая синхронизация или замедление циклов обмена веществ.

С возрастом игнорировать внутренние часы все опаснее. «Если вам за 50, работать по скользящему графику нельзя», – предупреждает профессор Кристиан Кайохен. Чем старше мы становимся, тем слабее «тикают» наши часы, тем легче организм сбивается с ритма. У пожилых людей, как выяснил Кайохен, десинхронизация приводит к тому, что длительность глубокого сна сокращается, человек часто засыпает в непривычное для себя время. Такие люди более подвержены так называемым старческим болезням.

Хронобиология изучает внутренние ритмы, с помощью которых живые существа приспосабливаются к циклическим изменениям окружающей среды – времени суток, временам года, фазам луны, морским приливам и отливам. В 1729 году французский астроном Д’Орту де Меран решил выяснить, почему цветок гелиотропа раскрывается днем и закрывается ночью? Реагирует ли он на солнечный свет и ночную темноту? Ученый поставил горшок с растением в темную комнату – цветок продолжал раскрываться и закрываться вовремя. Астроном пришел к логичному выводу: ритмы растения контролируются каким-то таинственным механизмом, находящимся внутри растения.

Увы, об этих выводах надолго забыли – лет на двести... Хронобиологией всерьез заинтересовались только после серии экспериментов, которые физиолог Юрген Ашофф провел в 1960-х годах в баварском монастыре Андекс. За старинными метровыми стенами Ашофф оборудовал бункер – две комнаты без окон и, разумеется, без телефона и часов. Даже двери были звуконепроницаемые, чтобы затруднить ощущение времени суток и чтобы человек жил не по реальному времени, а по своему внутреннему. В этом бункере испытуемые – между прочим, сыновья ученого – провели несколько недель.

Опыты Ашоффа доказали: существует «встроенный хронометр», позволяющий нам просыпаться без будильника, падающих на лицо лучей солнца или бодрящего аромата сваренного кофе. Был сделан и еще один вывод: как правило, внутреннее время человека идет медленнее реального – не видя смены дня и ночи, обитатели бункера ложились спать через 24–26 часов.

 

Даже бактерии обладают биологическими часами. Цветы «знают», когда цвести, а перелетные птицы – когда собираться в далекий путь. Выяснилось, что свои часы имеются у каждого органа и мускула, в каждой клетке, и обмен веществ происходит именно по ним. «У млекопитающих куда больше физиологических особенностей, которые контролируются внутренними часами, чем можно было себе представить», – говорит американский профессор Джей Данлэп.

Почти все внутренние часы функционируют одинаково. Их механизм – это так называемые гены биологических часов, clock genes, в которых на уровне наследственной информации закодировано производство белков. Когда концентрация белка в клетке поднимается до порогового значения, белок блокирует свой ген, и производство останавливается. Если концентрация падает ниже допустимого значения, производство белка возобновляется.

Эволюция усовершенствовала этот принцип. Так появился стабильно работающий биологический часовой механизм. Но на активность генов могут влиять внешние сигналы – дневной свет, выброс в кровь гормонов. Их воздействие «переводит» часы вперед или назад.

Таким образом, наш организм – это триллионы беззвучных биологических часов. За ними наблюдают два скопления мозговых клеток величиной с рисовое зернышко. Мы могли бы его пощупать, если бы нам удалось просунуть указательный палец в голову на уровне переносицы. Там, в так называемых супрахиазменных ядрах гипоталамуса находятся около 20 000 нервных клеток, отвечающих за то, чтобы органы жизнедеятельности включались в работу один за другим – вовремя и четко.

Три года назад сразу несколько групп исследователей обнаружили новый класс светочувствительных клеток в сетчатке глаза. Они помогают некоторым незрячим людям приспособиться к ритму дня. Эти клетки, содержащие фотопигмент меланопсин, особенно чутко реагируют на синий свет и находятся в контакте с супрахиазменными ядрами гипоталамуса. Благодаря этому светочувствительному пигменту туда поступает сообщение, что сейчас на дворе – день или ночь.

Вероятно, время приема пищи, регулярные занятия спортом и контакты с другими людьми также являются важными сигналами для внутренних часов. «Но решающий фактор – дневной свет, – говорит профессор Тиль Реннеберг, хронобиолог из Мюнхена. – Утром свет переводит стрелки часов вперед, вечером – назад».

Свет регулирует ход наших внутренних часов: если они запаздывают в сравнении с реальным временем, он их ускоряет, если спешат – замедляет. Наш внутренний хронометр вовсе не такой уж и точный, если предоставить его самому себе. Лишь с помощью дневного света он приводится в соответствие со скоростью вращения Земли и реальным временем суток.

Недавно профессор Реннеберг доказал, что ночная работа лучше переносится при освещении, имитирующем естественное. На заводе компании «Фольксваген» в Вольфсбурге в некоторых цехах повесили специальные лампы, воспроизводящие спектр солнечных лучей. Рабочие в этих цехах переносили ночную смену лучше, чем те, кто трудился при обычном электрическом освещении.

Электрический свет – лишь бледная тень естественного. Особенно когда на наших внутренних часах уже «вечер». Биоритмы работающих в вечно освещенных офисах людей расходятся с ритмами внешнего мира. Тем, кого называют «совами», приходится особенно тяжко: часто они ложатся спать тогда, когда «жаворонки» уже просыпаются. Мюнхенские хронобиологи, опросив 30 000 человек, пришли к выводу, что внутренние темпоритмы (обычно передающиеся по наследству) начинают определять нашу жизнь тем сильнее, чем реже мы выходим на улицу, на дневной свет.

Большинство немцев, скорее, «совы», но в Германии работа в офисах и уроки в школе обычно начинаются в 8 часов утра. «Совы» встают рано и раньше устают. Большинство из них хронически не высыпается.

Подросткам, как всегда, хуже всех. Их биоритмы (это связано со взрослением организма) соответствуют биоритмам типичных «сов» – людей, живущих ночной жизнью. Но в 8 часов утра нужно быть в школе… «Если смотреть сквозь призму их субъективного времени, то им приходится учиться ночью, – говорит Тиль Реннеберг. – О каком эффективном обучении тут вообще можно говорить!» Начало занятий в школах, считает ученый, нужно перенести на 9 часов утра – хотя бы в старших классах.

Исследования в области хронобиологии могут изменить методы традиционной медицины. Профессор Реннеберг утверждает: с биохимической точки зрения два человека в одно и то же время суток похожи друг на друга больше, чем один и тот же человек на себя самого 12 часов назад.

Многие виды лечения можно оптимизировать с учетом времени суток. Например, лекарства от астмы в большинстве случаев нужно давать больным поздним вечером – именно тогда чаще всего случаются астматические приступы. И средства против язвы желудка тоже эффективнее подействуют вечером, когда в желудке активно выделяется кислый желудочный сок. А вот с медикаментами, понижающими артериальное давление, все не так просто. Их следует прописывать, только проведя анализ кровяного давления в течение суток. Если у больного давление ночью не понижается, лекарство надо принимать вечером; если давление подскакивает в первой половине дня – то ранним утром.

Впечатляющие результаты порой дает хронотерапия при лечении рака, когда врачи назначают прием химиотерапевтических средств в зависимости от времени суток. Но устойчивых результатов, увы, пока нет: и опухоли, и лекарства и пациенты бывают разными. Да и объяснить, как хронотерапия действует на физиологическом уровне, мы пока не можем.

При очевидном успехе в ряде случаев, отмеченных врачами (высокие показатели излечиваемости, ничтожные побочные явления), отсутствие таких последовательных объяснений пока затрудняет широкое применение хронотерапии в онкологии. Выдвигаются несколько теорий. Согласно одной из них раковые клетки в разное время суток по-разному реагируют на медикаменты. Согласно другой теории, здоровые клетки в разное время больше или меньше подвержены вредным побочным действиям.

Исследования показывают, к каким драматическим последствиям может привести сбой биологических часов. Отмечены случаи, когда у мышей при мутировании гена биологических часов period 2 развивался рак. При некорректной работе гена животные быстро становились наркозависимыми, набирали вес. Все заканчивалось метаболическим синдромом – а это уже чревато диабетом и нарушением жирового обмена.

Диабет и ожирение встречаются в мире все чаще. Как считает профессор из Чикаго Джозеф Такахаси, это вполне может быть связано с хаотическими биоритмами. Он говорит: «Вряд ли в развитии метаболического синдрома виноват только образ жизни, который мы ведем вопреки внутренним ритмам. Но, по-видимому, это важный фактор, способствующий развитию болезни». Профессор Такахаси усматривает опасные параллели между жизнью современных людей и поведением лабораторных мышей с расшатанным биологическим ритмом. Такие мыши спят меньше, едят больше, они активны днем и ночью. Как следствие, они постепенно становятся менее восприимчивы к лептину – средству, снижающему аппетит, питаются круглые сутки и в конце концов начинают болеть.

Группа Рууда Бойса из Нидерландского института исследований мозга изучает суточные ритмы вегетативной нервной системы. Поскольку именно она контролирует все внутренние процессы, то даже по самым незначительным изменениям в ее функционировании можно на самой ранней стадии распознать, например, склонность человека к заболеваниям, связанным с нарушением обмена веществ. Исследование нидерландских ученых выявило также тот факт, что вечерняя доза мелатонина в 2,5 миллиграмма не менее успешно, чем лекарства, понижала давление у пациентов, у которых оно не падало ночью из-за нарушения биологических ритмов.

А профессор Дитер Кунц из Берлина успешно лечит больных с сокращением фазы «быстрого сна». Таблетка мелатонина на ночь помогала от бессонницы эффективнее, чем патентованное лекарство. «Мелатонин, если принимать его, в нужное время и под контролем врачей, может нормализовать нарушенные внутренние ритмы», – утверждает профессор Кунц.

Как и дневной свет, мелатонин, вырабатываемый в эпифизе мозга, регулирует наши внутренние часы. Принимая его вечером, мы ускоряем их ход, утром – замедляем. Если вовремя принять это средство, оно может смягчить нежелательные последствия от резкой смены часовых поясов.

Теперь, когда физиология измерения внутреннего времени стала более понятной, врачи исследуют новые возможности медицины. Профессор Анна Вирц-Жюстис еще 20 лет назад доказала, что зимнюю депрессию можно успешно лечить с помощью света. Поздней осенью этот недуг наблюдается у 2% жителей Европы. Он может длиться до наступления весны. Не говоря уже о том, что почти каждый десятый из нас страдает слабой формой этого заболевания, известной также под названием Winter blues – «зимняя хандра».

Нехватка зимой света в северных странах сбивает главные внутренние часы в супрахиазменных ядрах гипоталамуса – они подают сигналы менее отчетливо. Это может расшатывать наши внутренние ритмы и вызывать частые смены настроения. Яркий свет – вот что рекомендует Центр хронобиологии в этой ситуации. Солнце синхронизирует расшатанные ритмы. Но специальные светильники могут вылечить человека от уныния не хуже, чем отдых на юге.

«Светотерапия – основное средство против зимней депрессии», – говорит Анна Вирц-Жюстис. В Швейцарии светотерапия даже оплачивается обязательной медицинской страховкой. Кстати, специальные лампы помогают и при других видах депрессии, не только при зимней.

Замечено, что пациенты, которые лежат в палатах, выходящих на солнечную сторону, быстрее выписываются из больницы. Миланский психиатр Франческо Бенедетти разработал программу лечения депрессии, сочетающую световой душ, депривацию (лишение сна) и прием лекарств. Эта комбинация помогает быстрее, и эффект от нее сохраняется дольше, чем от простого приема лекарств.

Свет помогает бороться с сезонными нарушениями в питании и с неадекватным поведением при болезни Альцгеймера. Светотерапия помогает устранить старческую бессонницу: в некоторых домах престарелых комнаты отдыха уже оборудовали специальными лампами.

Точно так же мелатонин помогает слепым людям. Как и в тех случаях, когда врачи по каким-либо причинам не могут лечить сбившиеся внутренние часы светотерапией. Именно этот гормон сообщает организму, когда тот должен перейти на ночной режим, и он же управляет процессом засыпания. Курт Кройхи из Центра хронобиологии установил, что происходит в этом случае: «Содержание мелатонина резко повышается, и одновременно падает температура тела, поскольку кровь приливает к конечностям. Когда мы спим, организм выравнивает разницу температур в теле и в конечностях». Кройхи перенес эту модель в лечебную практику. Он установил, что мы легче засыпаем, если усиливается кровоснабжение ног. Пациенты перед сном надевают влажные холодные носки, отчего кровеносные сосуды в ступнях расширяются.

Эффект тот же, что и от упражнений на расслабление мышц или от контрастных ванн. Но никакие носки не помогут уснуть, если человек занимался перед сном интенсивной интеллектуальной работой: он продолжает пребывать в состоянии тревоги, и температура его тела не понижается.

Сейчас Кройхи исследует больных с нарушением местного кровообращения (это люди, у которых вечно холодные руки). Именно они, по словам Кройхи, чаще всего страдают бессонницей. Участники его экспериментов за полчаса до сна принимают холодную, затем теплую и наконец, горячую ванну. «В горячей ванне тело нагревается, а после процедуры резко остывает, – объясняет Кройхи. В большинстве случаев это помогает уснуть».

Если мне однажды вновь доведется переступить порог Базельской лаборатории сна, то я знаю, что делать. Я предусмотрительно приму горячую ванну, надену влажные носки и, самое главное, не буду слишком много думать о том, все ли в порядке с моими биологическими ритмами...

11.05.2011
Теги:
Связанные по тегам статьи: