Наука, лежащая в основе наших циркадных ритмов, и почему смена времени их нарушает

Понимание одного из самых важных часов вашего организма может помочь вам приспособиться к изменениям времени.

Отредактировано 2023-25-06
Женщина в белой рубашке с длинными рукавами встает с кровати чтобы выключить будильникКогда время меняется, ваша циркадная система может рассинхронизироваться с солнцем.

Два раза в год большинство американцев сталкиваются с часовым изменением времени. Каким бы незначительным оно ни было, оно все равно может создать серьезные трудности в нашей повседневной жизни. В марте мы просыпаемся уставшие и, спотыкаясь, выходим за дверь, как нам кажется, на час раньше, а в конце дня оказываемся в замешательстве, когда пора ложиться спать, а мы еще бодрствуем. А в ноябре мы выпрыгиваем из постели, благодарные за дополнительный час сна, который подарило нам стандартное время, а затем вспоминаем, каково это - добираться домой в темноте.

Хотя более 60 процентов американцев хотят, чтобы эта система перехода на летнее время была отменена, мы еще не пришли к этому. В начале этого года Сенат единогласно проголосовал за то, чтобы сделать переход на летнее время постоянным, но Закон о защите солнечного света еще не прошел голосование в Палате представителей. Между тем, из-за смены времени два раза в год жители 48 штатов сталкиваются с циркадным рассогласованием. Это, по сути, означает, что наши внутренние часы сбились.

Циркадное рассогласование - явление не редкое. Достаточно быть слишком "ночной совой", чтобы произошла разбалансировка. Переход на летнее время может стать толчком к этому, но также и выбор, который мы делаем каждый день. Чтобы бороться с последствиями перехода на летнее время и другими нарушениями биологических часов, важно понимать нашу циркадную систему.

Что такое циркадные ритмы?

Наша циркадная система - это как внутренние часы, которые регулируют сон, бодрствование и другие циклические формы поведения, говорит Жанна Даффи, доцент медицины в Гарвардской медицинской школе. "Циркадная система помогает нам быть оптимально готовыми к регулярным изменениям в нашем поведении, которые происходят каждый день, - говорит Даффи. Эти ритмы, по сути, следуют 24-часовому циклу: Сам термин происходит от латинской фразы circa diem, что означает "около суток". Для некоторых людей, особенно женщин, часы могут сбиться на несколько минут.

У нас есть и другие часы, которые влияют на наши телесные процессы. Некоторые из них приводят к сезонным ритмам, другие - к годовым, а некоторые - даже к лунным, говорит Даффи. Большинство живых существ, вплоть до одноклеточных организмов, используют циркадные ритмы в качестве регуляторов.

Как они работают?

Для циркадных ритмов у людей определенная область мозга - супрахиазматическое ядро (СХЯ) в гипоталамусе - является тем местом, где происходит волшебство. Ученые выдвинули гипотезу, основанную на исследованиях мышей и мух, что за управление этим механизмом отвечает скопление белков. Эти молекулы, некоторые из которых называются белками CLOCK, накапливаются в течение дня и активируют гены, которые не дают нам заснуть.

Белки CLOCK могут также создавать свои собственные выключатели. Согласно исследованиям, проведенным на мышах и мухах, белки CLOCK вызывают медленное накопление других ингибирующих белков в течение дня. Наконец, в сумерках эти другие белки подавляют гены, активирующие CLOCK, и заставляют нас спать. Цикл продолжается: Ночью CLOCK, который теперь находится на низком уровне, начинает увеличиваться, сигнализируя нам о необходимости проснуться и начать процесс заново.

Циркадные ритмы основаны на этой петле обратной связи внутри нашего мозга, но окружающая среда также влияет на наши часы. "Истинный циркадный ритм генерируется изнутри", - говорит Даффи, но внешние факторы "синхронизируют наши внутренние ритмы с внешним миром".

Эти внешние сигналы называются цейтгеберами, что в переводе с немецкого означает "податель времени". Свет, например, является важным из них. Поскольку наши глаза связаны с SCN, воздействие света может изменить время активации или деактивации этих генов. Темнота также может влиять на выработку мелатонина, способствуя ритмичному сну за счет высвобождения гормонов, вызывающих сонливость. Это может означать, что циркадные ритмы людей с ослабленным зрением могут быть не очень синхронизированы с нашим дневным и ночным расписанием, хотя мелатонин и другие добавки могут помочь. Свет - не единственный фактор, влияющий на эти ритмы, - это могут быть физические упражнения, возраст и температура.

По словам Даффи, наши суточные ритмы, вероятно, сформировались благодаря постоянному соотношению света и темноты в мире природы. "Если первые одноклеточные организмы жили в такой сильной среде света и темноты, им было бы легче, если бы они могли предвидеть это", - говорит она.

Что они регулируют помимо сна?

На самом деле, довольно много. Циркадные ритмы влияют на нашу иммунную систему, гормоны, температуру тела и метаболизм, и это только некоторые из изученных процессов. Возможно, существует еще много систем, которые управляются циркадными ритмами и которые мы даже не изучали, говорит Даффи.

Метаболизм - один из тех, которые относительно хорошо известны. Если вы когда-либо слышали, что не следует ужинать слишком поздно, циркадная система может быть тому причиной. "Если мы едим днем, наша метаболическая система может быстро отреагировать на пищу. Если же мы пытаемся поесть посреди ночи, ни одна из наших систем не готова к этому", - говорит Даффи.

Ученые исследуют, как циркадные ритмы влияют на другие процессы. Недавно исследователи изучали иммунные реакции на вакцины в зависимости от времени суток и циркадных ритмов, говорит Даффи.

Как мы можем испортить этот внутренний хронометраж?

Сонливость - не единственное последствие нарушения ритма. У людей, которые идут против своих внутренних часов, "наиболее вероятно развитие таких заболеваний, как нарушение обмена веществ, ожирение, диабет и сердечно-сосудистые заболевания", - говорит Даффи.

И это удивительно легко выбить из колеи. Даже одна ночь, проведенная допоздна, может вызвать каскадный эффект. "Утром вы можете спать гораздо дольше, но не потому, что ваши часы перестроились, а потому, что вам не хватает сна", - говорит Даффи. "Высыпаясь, вы пропускаете утреннее солнечное облучение, которое синхронизирует ваши часы с внешним миром. И тогда вечером вам не хочется спать так рано". А через несколько дней "невозможно встать, потому что вы перевели часы", - говорит она.

Другие обычные действия, такие как включение телефона перед сном, тоже могут сбить синхронность, имитируя естественный свет, который мы приравниваем к дневному. На сон "очень сильно влияет наше поведение и то, что мы делаем, особенно наше воздействие света", - говорит Даффи. "И поэтому люди ошибочно полагают, что если они еще не чувствуют сонливости, то им не нужно ложиться спать".

А как насчет факторов, которые мы не можем контролировать, например, изменения времени?

Хотя время меняется всего на час в марте и ноябре, это может иметь довольно серьезные последствия - в частности, потеря часа весной из-за перехода на летнее время. Исследователи обнаружили, что из-за этого изменения времени люди теряют в среднем 40 минут сна. Может показаться, что это не так много, но в понедельник, следующий за переходом на летнее время, исследователи обнаружили, что травмы на рабочем месте случаются чаще и тяжелее. Набирая час осенью, исследователи не увидели никакой разницы в травмах или потере сна до и после изменения времени.

В других исследованиях изучалось увеличение числа дорожно-транспортных происшествий и медицинских ошибок после весенней смены времени. "Мы встаем немного раньше, и это время суток, когда наша работоспособность и бдительность находятся на самом низком уровне в течение 24-часового цикла. Поэтому мы можем быть немного более уязвимы для попадания в ДТП в этот день", - говорит Даффи.

Как лучше всего перейти на летнее время?

У кого-то это произойдет быстро, а кому-то может понадобиться еще несколько дней, говорит Даффи. Тем, кто очень переживает по поводу адаптации, она советует подготовиться к смене времени заранее, ложась спать на 30 минут позже в течение двух ночей осенью (или на 30 минут раньше весной).

Достаточный сон перед сменой времени также важен. "Если мы хронически недосыпаем, это может усложнить нам процесс перестройки", - говорит Даффи.

И, как общее правило, чтобы сохранить наши тела и ритмы счастливыми, придерживайтесь регулярности. "Регулярность, по-видимому, важна для долгосрочного здоровья, - говорит Даффи. Еда и сон в одно и то же время каждый день могут действительно поддерживать наши циркадные ритмы". Последовательный и достаточный сон - это "лучшая рекомендация, которая у нас есть", - говорит Даффи. "Вы будете ощущать последствия гораздо меньше, чем в противном случае", - говорит она. В конце концов, циркадные ритмы знают лучше".