Что такое суточные ритмы: Суточные (циркадные) ритмы • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

Содержание

Суточные (циркадные) ритмы • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

Спасибо за высказанные мысли, извиняюсь, что не было времени ответить раньше, попробую пояснить свою позицию:

1. Имеется множество видов животных внутренние ритмы, которых не зависят от освещенности (животные глубоких пещер, внутрипочвенные животные (черви), эндопаразиты животных, животные океанического дна, глубоководные рыбы, животные арктических и антарктических широт (за полярным кругом) где ½ года свет, ½ года ночь…). Нельзя забывать и о слепых но в остальном вполне здоровых субъектах (муж. и жен.) у которых циклические процессы не нарушены, а пределы жизни не ограничены. Т.о. свет не может быть «всеобщим» цайтгебером.

2. Температура среды обитания многочисленных видов живых существ стабильна (животные глубоких пещер, эндопаразиты животных, животные океанического дна, глубоководные организмы…). Т.о. температура окружающей среды т.ж. не может быть «всеобщим» цайтгебером. Более того каждый организм стремиться поддержать постоянство температуры своей внутренней среды. Известно, что составные части живого организма: клетки, органы и системы органов эффективно функционируют только в очень узком интервале оптимальных температур.

3. Пищевой фактор один из важнейших факторов существования, и может запускать отдельные ритмические процессы. Однако известны немало видов, которые способны длительно сохранять жизнеспособность, равно как и поддерживать внутренние ритмические процессы без приема пищи: животные находящиеся в спячке (при низкой либо высокой температуре окружающей среды), вынужденное (напр. клещи) либо целенаправленное голодание (напр. человек), «отказ» от приема пищи в брачные периоды (напр. нерестовые виды рыб), миграции - длительные переходы (верблюды) примеров много. Т.о. пища думается т.ж. не может быть «всеобщим» цайтгебером.

Гравитация не ведущий, но один из важнейших факторов внешней среды. К ней однозначно живые системы приспособлены и «настроены» на ее колебания. Колебания величины гравитации зависят от сил притяжения Земли, Луны, Солнца и ближайших планет. В невесомости (на околоземной орбите) сила притяжения земли мало влияет на человека, равно как и другую живую систему. Однако циклическое влияние луны, солнца и ближайших планет сохраняется. В своей работе посвященной морфомеханике, я гравитацию рассматриваю как одну из составляющих механического фактора, под которым подразумеваю сумму всех механических воздействий на живую систему. Я говорю, что живая система способна приспосабливаться к механическому фактору и он может влиять на биологические процессы. Гравитационные колебания это одно из глобальных ритмических воздействий, оно сохраняет стабильность на протяжении тысячелетий и соизмеримо со временем формирования и существования видов. Живые системы (разных видов) однозначно к нему приспособлены. Мне видится, что суточные колебания гравитационного фона выступают в виде синхронизатора значительного числа биологических процессов, являются внешним «камертоном» для них, что важно при непостоянстве освещения, температуры, влажности, пищи….

До сих пор циклические гравитационные колебания мало учитываются при изучении течения биологических процессов в живых системах. Интересна работа которая дает пищу для размышлений: http://elementy.ru/news/431454 Думается, что дорсомедиальная часть супрахиазматического ядра (СХЯ) способна отслеживать колебания гравитации и/или механического фактора внешней среды, с которыми согласуются внутренние циклические процессы у человека…

В своей работе «Рассуждение о морфомеханике», я более подробно рассмотрел влияние механического фактора (включающего и «гравитационную» составляющую), на биологические процессы, в том числе циклические, подробнее см.: http://archipov-sergey.livejournal.com/ Может там, Вы сможете лучше понять мою позицию.

Прошу прощения за мнослов
С уважением Сергей Архипов

Суточные ритмы - это... Что такое Суточные ритмы?

Суточные ритмы
        циклические повторение (усиление, ослабление) с интервалом в сутки каких-либо биологических явлений или процессов. Различают солнечные С. р. (24 часа) и лунные, или приливные, С. р. (24,8 часа). С. р., характеризующие образ жизни обитателей Земли, — одни из наиболее четко выраженных биологических ритмов (См. Биологические ритмы). С. р. складываются из реакций организма на суточные изменения внешних условий и спонтанных физиологических ритмов (См. Физиологические ритмы). Под влиянием постоянных условий спонтанные С. р. могут менять свой период, превращаясь в околосуточные, или Циркадные ритмы. Спонтанные С. р. обнаружены у отдельных клеток, в том числе у клеток, искусственно лишённых ядра. У человека отмечено несколько десятков физиологических функций, проявляющих С. р. Практическое значение имеют суточные изменения чувствительности животных и растений к химическим и физическим воздействиям (лекарствам, ядам, радиации и т. д.). При нарушении естественного ритма внешних условий возникает десинхронизация С. р. разных физиологических функций, что в дальнейшем приводит к заболеваниям. Явления такого рода наблюдаются при разведении животных и растений в искусственных условиях, а также при изоляции человека от естественной среды (например, в космическом полёте).
См. также «Биологические часы».

        

         Лит.: Биологические ритмы в механизмах компенсации нарушенных функций, М., 1973; Уорд Р., Живые часы, пер. с англ., М., 1974.

         В. Б. Чернышев.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Сутора
  • Суточный параллакс

Смотреть что такое "Суточные ритмы" в других словарях:

  • СУТОЧНЫЕ РИТМЫ — периодические изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений, обусловленные сменой дня и ночи. С суточными ритмами связана суточная ритмичность активности животных, положение листьев и лепестков у растений и др. Суточные… …   Экологический словарь

  • СУТОЧНЫЕ РИТМЫ — изменения интенсивности и характера биол. процессов и явлений, повторяющиеся с суточной периодичностью. С. р. свойственны большинству биохимич. и физиол. процессов (частота деления клеток, колебания темп ры тела, интенсивность обмена веществ и т …   Биологический энциклопедический словарь

  • Суточные ритмы — (circadian rhytms) – «внутренние часы», настроенные на или отражающие естественные или нарушенные биологические ритмы организма …   Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

  • Суточные ритмы — Паттерны активности и биологические ритмы, регулярно проявляющиеся с периодичностью, равной суткам, т. е. 24 часам …   Психология ощущений: глоссарий

  • Суточные ритмы — (circadian rhytms) внутренние часы , включающие повторяющиеся биологические изменения …   Общая психология: глоссарий

  • РИТМЫ ЭКЗОГЕННЫЕ — периодические изменения компонентов окружающей среды (чередование дня и ночи, приливы и отливы, лунные фазы, смена сезонов и др.). Эвотносятся к группе первичных периодических факторов, обусловливающих биологические ритмы (фотопериодизм,… …   Экологический словарь

  • БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ — периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биол. процессов и явлений. Б. р. в той или иной форме присущи, по видимому, всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации: от внутриклеточных процессов до… …   Биологический энциклопедический словарь

  • Биологические ритмы — Биологические ритмы  периодически повторяющиеся изменения в ходе биологических процессов в организме или явлений природы. Является фундаментальным процессом в живой природе. Наукой, изучающей биоритмы, является хронобиология. По связи с… …   Википедия

  • БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ — Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью. Примеры быстрых ритмов сокращения сердца или дыхательные движения с периодом всего в несколько секунд. У… …   Энциклопедия Кольера

  • Биологические ритмы —         циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Б. р. наблюдаются почти у всех животных и растений, как одноклеточных, так и многоклеточных, у некоторых изолированных органов и отдельных клеток. Одни Б.… …   Большая советская энциклопедия


Суточные ритмы человека оказались закодированы в волосах

Благодаря обширной работе, проделанной экспериментаторами с лабораторными животными, ученые уже успели показать, что эти гены могут отвечать за набор лишнего веса, проявления признаков депрессии или нарушения умственных функций, однако провести аналогичные эксперименты с людьми оказалось не так просто. Дело в том, что для этого необходимо несколько раз в день отбирать пробы крови или небольшие участки кожи человека, что для здоровых людей, занятых на работе, сложно организовать технически.

В своей новой публикации группа японских специалистов во главе с Макото Акаши (Makoto Akashi) из университета Ямагучи описывают куда более простой метод определения суточных ритмов конкретного человека. Согласно их работе, для этого можно использовать выпавшие волосы, растущие как на лице, так и на голове человека.

Корни этих волос, так называемые волосяные фолликулы, содержат специфические клетки, активность циркадных генов в которых, согласно анализу, проведенному учеными, достаточно точно повторяет периоды бодрствования каждого конкретного человека.

У тех участников эксперимента, которые просыпались по утрам раньше остальных, пик активности этих генов также проявлялся раньше.

В следующей части работы ученые изучили, как на активность этих генов влияют нарушения сна. Для этого добровольцы должны были в течение трех недель постепенно все сильнее смещать время подъема и отхода ко сну, а также каждый день проводить первые полчаса после пробуждения в условиях сильной освещенности, имитирующей солнечный свет.

Таким образом ученым за три недели удалось сместить суточные ритмы сна добровольцев на четыре часа. Активность циркадных генов при этом сместилась только на 2,5 часа. Аналогичное смещение авторы статьи наблюдали и у людей, периодически (через неделю) работающих в ночную смену. Оказалось, что для этих людей активность циркадных генов отстает от фактической активности организма на пять часов.

Метод, позволяющий отследить активность суточных ритмов, разработанный японскими учеными, позволит улучшить методики медицинской помощи людям, страдающим расстройствами сна.

Кроме того, он поможет выявить причины некоторых серьезных проблем со здоровьем, проявляющихся со временем у людей со "смещенным" графиком работы.

СУТОЧНЫЙ РИТМ, ЦИРКАДИАННЫЕ ГЕНЫ И ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ — Онкология

Многие биохимические, физиологические и поведенческие процессы в организме млекопитающих, в том числе человека, протекают циклично с длительностью периода около 24 ч, подчиняясь так называемым циркадианным (от латинского circa — около и dies — сутки), или суточным, ритмам [1, 2]. Такая цикличность объясняется выработанной в процессе эволюции способностью организма адаптироваться к периодически изменяющимся условиям внешней среды (циклам «свет — темнота») и координировать свои физиологические процессы сообразно с этими условиями.

Нарушения суточного ритма и риск возникновения онкологических заболеваний. В течение двух последних десятилетий наблюдается значительное повышение интереса к хронобиологическим исследованиям. Одна из причин этого заключается в накоплении данных, неоспоримо свидетельствующих о связи нарушений циркадианной ритмики организма с возникновением различных патологических состояний, в том числе онкологических заболеваний.

Показательным в связи с этим является тот факт, что в 2007 г. Международное противораковое агентство классифицировало работу в ночные смены, а также частые трансмеридианные перелеты как факторы риска в отношении возникновения гормонозависимых опухолей — рака молочной и предстательной железы [3, 4]. Это заключение было основано на обследовании обширного контингента лиц, подвергавшихся воздействию света в ночные часы. В США в эти исследования, проводившиеся на протяжении 10 лет (1988–1998 гг.), были включены 78 562 женщины, работавшие посменно (медсестры, санитарки) и имевшие минимум три ночные смены в месяц (наряду с дневными и вечерними) [5]. В дополнение к этим наблюдениям та же группа авторов в последующие 12 лет провела обследование с привлечением 115 022 женщин и подтвердила вывод о том, что посменная ра-

бота на 36% повышает частоту возникновения рака молочной железы [6, 7], причем риск развития заболевания возрастает с увеличением количества лет работы в таком режиме. Кроме того, у работающих посменно женщин на 35% повышен риск возникновения рака толстого кишечника [8]. Посменный режим работы (исследования с 1988 по 2004 г., включавшие 121 701 женщину, из них 53 487 — работавших посменно) достоверно повышает также частоту возникновения рака эндометрия [9].

В Японии проведены эпидемиологические исследования относительно влияния посменной работы и, следовательно, воздействия света в ночные часы на возникновение рака предстательной железы. Частоту этого заболевания сравнивали у мужчин, работавших только в дневную смену, с чередованием ночных и дневных смен или только ночью [10]. Авторы показали статистически достоверное повышение частоты возникновения рака простаты у лиц, работающих в условиях чередования смен, по сравнению с работающими только днем (у мужчин, работающих только в ночную смену, повышение частоты этого заболевания было недостоверным). Установлено также повышение риска возникновения гормонозависимых опухолей (рака простаты и молочной железы) у пилотов и стюардесс международных авиалиний, совершающих трансмеридианные перелеты [11–13].

У людей, подвергающихся воздействию света в ночные часы, происходят нарушения циркадианного ритма с развитием так называемого внутреннего десинхроноза. Причиной этого, по современным данным, является расстройство ритмологической координации между главным ритмоводителем организма и остальными органами и тканями. Главный ритмоводитель находится в супрахиазматических ядрах гипоталамуса [14]. Он содержит генетически закрепленную информацию о характеристиках циркадианного ритма. Большинство периферических тканей и ор-

ганов имеют собственные биологические часы, которые, однако, контролируются и синхронизуются главным ритмоводителем (рис. 1).

Рис. 1. Схема биологических часов человека и участие в них мелатонина (СХЯ — супрахиазматические ядра гипоталамуса)

Супрахиазматические ядра гипоталамуса адаптируют внутренний ритм организма к изменяющимся условиям внешней среды. Основным показателем времени для человека и млекопитающих является свет, а если говорить о дневных животных и человеке , то это чередование светлого и темного времени суток. Эта циркадианная информация воспринимается особыми клетками ганглиев сетчатки, которые содержат фотопигмент меланопсин, чувствительный к свету синей области спектра (450–485 нм) [15, 16]. От сетчатки циркадианная информация по ретиногипоталамическому тракту передается в супрахиазматические ядра гипоталамуса [17], а далее — в верхний шейный ганглий и от него — в эпифиз. В верхнем шейном ганглии нервный сигнал превращается в химический: нервные окончания ганглия выделяют в ткань эпифиза норадреналин, который инициирует в эпифизе синтез мелатонина (см. рис. 1). Посредством поступающего в кровь мелатонина главный ритмоводитель контролирует и синхронизирует ритмы всех периферических органов и тканей. Мелатонин синтезируется ночью, днем в плазме крови его практически нет, поэтому мелатонин называют химическим маркером ночи. Мелатонин контролирует суточный ритм синтеза гормонов, в частности гормонов репродукции. В результате пик содержания половых гормонов (эстрогенов и тестостерона) в крови наблюдается в светлое время суток, в первой половине дня. В темное время суток содержание этих гормонов минимально. Если человек находится в условиях внешнего освещения круглые сутки, ночного повышения содержания мелатонина в крови и его ингибирующего влияния на продукцию половых гормонов не происходит, повышается содержание последних в крови и нарушается функция их рецепторов. Отсюда — риск возникновения гормонозависимых опухолей.

В ряде исследований показано, что уровень мелатонина в крови снижается и под действием электромагнитного поля с частотой 60 Гц, характерного для бытовых осветительных приборов [18, 19]. Следовательно, для сохранения нормальной циркадианной

ритмики организма сон в ночные часы должен протекать при выключенных осветительных приборах.

Связь между нарушением циркадианной ритмики и риском возникновения гормонозависимых опухолей подтверждается и эпидемиологическими исследованиями на людях с поврежденным зрением [20– 24]. Сниженный риск возникновения гормонозависимых опухолей у слепых людей показан как для женщин, так и для мужчин. В то же время у лиц с частично утраченным зрением частота опухолей молочной и предстательной железы не отличалась от таковой у людей с нормальным зрением.

Накапливаются данные о том, что нарушения циркадианного ритма и развитие внутреннего десинхроноза причастны также к возникновению острого миелоидного лейкоза [11], неходжкинской злокачественной лимфомы [25], а также патологий неопухолевого характера — депрессий [26], ожирения [27], раннего диабета [28]. Наконец, нужно упомянуть о статистических исследованиях, свидетельствующих о том, что онкологические пациенты с сохраненной в пределах нормы суточной ритмикой организма имеют бóльшую продолжительность и лучшее качество жизни по сравнению с аналогичными больными, у которых суточная ритмика нарушена [29].

Молекулярная структура биологических часов. На уровне молекулярной организации биологические часы представляют собой особую группу так называемых циркадианных генов и их белковых продуктов [14, 30, 31]. В течение суток содержание циркадианных белков в клетке закономерно меняется, отражая различные фазы суточного цикла. У млекопитающих ключевыми циркадианными генами являются Clock, Bmal1, Period (Per1, Per2, Per3) и Cryptochrome (Cry1, Cry2). Циркадианные гены организованы в транскрипционно-трансляционную петлю (рис. 2), в которой регуляция осуществляется по принципу обратной связи [32, 33]. Позитивное звено этой петли составляют два гена — Clock и Bmal1, которые кодируют транскрипционные факторы CLOCK и BMAL1. Эта пара циркадианных белков формирует транскрипционный гетеродимер CLOCK/BMAL1, присоединяющийся к Е-боксам промоторов других циркадианных генов — Per и Cry [34]. Е-бокс представляет собой определенную последовательность оснований (CACGTG). Присоединившись к Е-боксам на промоторах генов Per и Cry, транскрипционный димер CLOCK/BMAL1 активирует экспрессию этих генов. Белки PER и CRY составляют негативное звено транскрипционно-трансляционной циркадианной регуляции. Когда содержание этих белков в цитоплазме достигает определенного уровня, они образуют комплекс, входят в ядро и, взаимодействуя с белками BMAL1 и CLOCK, ингибируют собственную экспрессию [35]. Одновременно казеинкиназы дельта и эпсилон фосфорилируют белки PER и CRY, что приводит к их деградации [36]. Когда снижающийся уровень белков PER и CRY в клетке достигает базового, транскрипционный димер CLOCK/BMAL1

снова активирует их экспрессию. Эти события повторяются в клетке ритмически с периодом около 24 ч. Помимо основной транскрипционно-трансляционной петли, в регуляции циркадианного ритма участвуют дополнительные (см. рис. 2). Так, показано, что транскрипция белка BMAL1 регулируется ядерными рецепторами: активируется белком ROR-α, ингибируется белком REV-ERBα [37–40]. В свою очередь, экспрессия гена Rev-Erbα активируется транскрипционным димером CLOCK/BMAL1 [37]. Эта дополнительная транскрипционно-трансляционная петля способствует поддержанию четкого проявления цир-

кадианной ритмики у млекопитающих.

Рис. 2. Молекулярная структура биологических часов млекопитающих (по Kondratov RV, Antoch MP, 2007 [32]) Циркадианные гены и клеточный цикл. Как уже упоминалось, регуляция экспрессии циркадианных генов Per и Cry осуществляется через Е-боксы на их промоторах. Помимо циркадианных генов, Е-боксы на своих промоторах имеют и другие гены, которые находятся под контролем циркадианных. Регуляция экспрессии генов, находящихся под контролем циркадианных, представляет собой механизм, посредством которого молекулярные биологические часы контролируют физиологические процессы в организме и адаптируют их к изменяющимся условиям внешней среды. Гены, контролируемые циркадианными, кодируют множество белков, включая пептиды, ферменты метаболизма, ионные каналы, киназы, транскрипционные факторы [41]. Анализ циркадианной экспрессии матричных РНК показал, что свыше 10% генов в различных тканях орга-

низма проявляют 24-часовую ритмику [42].

Под контролем циркадианных находятся и те гены, которые играют существенную роль в регуляции клеточного цикла. Так, транскрипционный димер CLOCK/BMAL1 непосредственно контролирует экспрессию гена Wee1, который в свою очередь контролирует переход G2/M в клеточном цикле [43]. Кроме того, этот димер регулирует экспрессию гена c-myc, под контролем которого находится переход G0/G1, а также гена Cyclin D1, контролирующего переход G1/S [41]. Таким образом, циркадианный осциллятор способен контролировать различные стадии клеточного деления. Так, на уровне генетических механизмов становится понятной связь между нарушением циркадианного ритма и возникновением опухолей, опосредованным изменением процессов клеточной пролиферации.

В последнее время появились работы, которые

свидетельствуют о том, что для генерации и поддержания четкой циркадианной ритмики промоторы циркадианных генов и генов, находящихся под их контролем, должны содержать два или более Е-бокса с короткими (несколько оснований) промежутками между ними [44]. В свете этих данных представляется неслучайным то, что промотор гена Wee1 содержит три Е-бокса [45].

Циркадианные гены — супрессоры опухолевого роста. Результаты наблюдений in vivo подтверждают, что биологические часы могут играть роль в контроле роста тканей. Так, в быстрообновляющихся тканях процессы клеточной пролиферации и апоптоза подчинены суточному ритму [46]. Пролиферация клеток в опухолях протекает согласно автономному ритму, который по фазе отличается от ритма аналогичных неопухолевых клеток [47]. Циркадианные гены, по-видимому, оказываются вовлеченными в реакцию на генотоксический стресс, так как общим осложнением у пациентов, получающих лучевую и химиотерапию, является нарушение сна [48]. К настоящему времени накопилось достаточно данных, свидетельствующих о том, что ключевые циркадианные гены, помимо их функции в биологических часах, могут играть определенную роль в поддержании гомеостаза в организме при ответе на стрессы различного типа, в частности на повреждение ДНК.

Тяжелые повреждения клетки под действием

ионизирующей радиации включают двунитевые разрывы ДНК. Получив такое повреждение, клетка может или задержаться в S-фазе, отсрочив переход G2/M, и репарировать повреждение ДНК, или (если полученное повреждение нерепарируемо) подвергнуться апоптозу [49]. В данном случае апоптоз необходим для предупреждения инициации опухоле-

вого роста вследствие повреждения ДНК.

В экспериментах in vitro на клетках линии HCT116 (рак толстого кишечника) было показано, что трансфекция гена Per1 при последующем облучении клеток ионизирующей радиацией в дозе 10 Гр приводит к их апоптозу, запускаемому радиационным повреждением ДНК. В случае ингибирования

экспрессии гена Per1 радиационное повреждение клеток не вызывает их апоптоза, и такие клетки продолжают делиться [50]. На других линиях малигнизированных клеток человека MDA-MB-231 (рак молочной железы), SW48 (рак толстого кишечника), NCI-h560 (рак легкого), Ishikawa (рак эндометрия) эти же авторы показали, что трансфекция гена Per1 резко снижает колониеобразующую и клоногенную способность клеток. Более того, на клиническом материале была прослежена экспрессия гена Per1 в опухолях онкологических больных и установлено, что при раке легкого и молочной железы экспрессия гена Per1 в опухолевой ткани значительно снижена (до 90%) по сравнению с соседними нормальными тканями. Кроме того, снижение экспрессии гена Per1 (а также Per2) в опухолевой ткани по сравнению с соседними нормальными тканями было отмечено при раке толстого кишечника [51] и гепатоцеллюлярном раке [52]. Эти результаты говорят о том, что ген Per1 является потенциальным супрессором опухолевого роста и его сниженная экспрессия может играть роль в канцерогенезе.

Установлено [41], что у мышей, мутантных или нокаутных по гену Per2, наблюдается повышенная склонность к возникновению опухолей, спонтанных или индуцированных радиацией, а также снижение уровня апоптоза в тимоцитах в ответ на радиационное воздействие. На 16-й месяц после облучения в дозе 4 Гр у 71% таких мышей развивались злокачественные лимфомы, причем первый случай лимфомы наблюдался на 5-й месяц после облучения. У облученных мышей выявляли лимфомы во многих органах, включая печень, легкие, селезенку, сердце, яичники, слюнные железы, мышцы, поджелудочную железу, желудок и кости. Среди мышей дикого типа аналогичные опухоли развились на 16-й месяц после облучения только у 5% животных. Авторы показали, что высокая частота возникновения злокачественных лимфом у мышей, мутантных по гену Per2, связана со сниженной способностью их лимфоцитов к апоптозу. После гамма-облучения тимоциты мышей дикого типа претерпевают быстрый р53- опосредованный апоптоз [53]. У мышей, мутантных по гену Per2, индукция р53 после облучения значительно ослаблена, и, как следствие, наблюдаются уменьшенный выход цитохрома с из митохондрий и сниженный уровень активации каспаз, участвующих в запуске апоптоза. В итоге лимфоциты, имеющие повреждения в структуре ДНК, могут пролиферировать, не задерживаясь в точках рестрикции клеточного цикла, что приводит к высокому выходу лимфом у этих мышей.

Обобщая представленные данные, можно сказать, что повышенная экспрессия гена Per1 индуцирует апоптоз в клетках, имеющих повреждения ДНК, а сниженная экспрессия генов Per1 и Per2 приводит к неконтролируемой пролиферации таких клеток. Эти данные свидетельствуют о том, что гены Per являются потенциальными супрессорами опухолевого роста и снижение их экспрессии может влиять на возникновение опухолей. Таким образом,

накопленные к настоящему времени сведения позволяют утверждать, что ключевые циркадианные гены не только организуют различные биологические процессы (включая клеточную пролиферацию) сообразно изменяющимся условиям внешней среды, но также играют важную роль в ответе клетки на повреждения генетического материала, участвуя в определении пути ее развития в сторону апоптоза или злокачественной трансформации.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Pittendrigh CS. Temporal organization: reflections of a Darwinian clock-watcher. Annu Rev Physiol 1993; 55 (1): 17–54.

  2. Hastings MH, Reddy AB, Maywood ES. A clockwork web: circadian timing in brain and periphery, in health and disease. Nat Rev Neurosci 2003; 4: 649–61.

  3. Erren TC, Reiter RJ. Defining chronodisruption. J Pineal Res 2009; 46 (3): 245–7.

  4. Stevens RG. Light-at-night, circadian disruption and breast cancer: assessment of existing evidence. Int J Epidemiol 2009; 38 (4): 963–70.

  5. Schernhammer ES, Laden F, Speizer FE, et al. Rotating night shifts and risk of breast cancer in women participating in the nurses̓ health study. J Natl Cancer Inst 2001; 93 (20): 1563–8.

  6. Schernhammer ES, Kroenke CH, Laden F, et al. Night work and risk of breast cancer. Epidemiology 2006; 17 (1): 108–11.

  7. Medgal SP, Kroenke CH, Pukkala E, et al. Night work and breast cancer risk: a systematic review and meta-analysis. Eur J Cancer 2005; 41 (13): 2023–32.

  8. Schernhammer ES, Laden F, Speizer FE, et al. Night-shift work and risk of colorectal cancer in the nurses̓ health study. J Natl Cancer Inst 2003; 95 (11): 825–8.

  9. Viswanathan AN, Hankinson SE, Schernhammer ES. Night shift work and the risk of endometrial cancer. Cancer Res 2007; 67 (21): 10618–22.

  10. Kubo TO, Ozasa K, Mikami K, et al. Prospective cohort study of the risk of prostate cancer among rotating-shift workers: findings from the Japan collaborative cohort study. Am J Epidemiol 2006; 164 (6): 549–55.

  11. Band PR, Le ND, Fang R, et al. Cohort study of Air Canada pilots: mortality, cancer incidence , and leukemia risk. Am J Epidemiol 1996; 143 (2): 137–43.

  12. Rafnsson V, Tulinius H, Jonasson JG, et al. Risk of breast cancer in female flight attendants: a population-based study (Iceland). Cancer Causes Control 2001; 12 (2): 95–101.

  13. Pukkala E, Aspholm R, Auvinen A, et al. Cancer incidence among 10,211 airline pilots: a Nordic study. Aviat Space Environ Med 2003; 74: 699–706.

  14. Reppert SM, Weaver DR. Coordination of circadian timing in mammals. Nature 2002; 418: 935–41.

  15. Hattar S, Liao HW, Takao M, et al. Melanopsin-containing retinal ganglion cells: architecture, projections, and intrinsic photosensitivity. Science 2002; 295: 1065–70.

  16. Berson DM, Dunn FA, Takao M. Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock. Science 2003; 295: 1070–3.

  17. Provencio I, Rollag MD, Castrucci AM. Photoreceptive net in the mammalian retina. Nature 2002; 415: 493.

  18. Davis S, Kaune WT, Mirick D, et al. Residential magnetic fields, light-at-night, and nocturnal urinary 6-sulphatoxymelatonin in woman. Am J Epidemiol 2001; 154: 591–600.

  19. Davis S, Mirick D. Circadian disruption, shift work and the risk of cancer: a summary of the evidence and studies in Seattle. Cancer Causes Control 2006; 17 (4): 539–45.

  20. Hahn RA. Profound bilateral blindness and the incidence of breast cancer. Epidemiology 1991; 2: 208–10.

  21. Feychting M, Osterlund B, Ahlbom A. Reduced cancer incidence among the blind. Epidemiology 1998; 9: 490–4.

  22. Pukkala E, Verkasalo PK, Ojamo M, et al. Visual impairment and cancer: a population-based cohort study in Finland. Cancer Causes Control 1999; 10: 13–20.

  23. Verkasalo PK, Pukkala E, Stevens RG, et al. Inverse association between breast cancer incidence and degree of visual impairment in Finland. Br J Cancer 1999; 80: 1459–60.

  24. Kliukiene J, Tynes T, Andersen A. Risk of breast cancer among Norwegian women with visual impairment. Br J Cancer 2001; 84: 397–9.

  25. Yong Zhu, Tongzhang Zheng. Clock-cancer connection in non-Hodgkin̓s lymphoma. Medical Hypotheses 2008; 70: 788–92.

  26. Srinivasan V, Smits M, Spence W, et al. Melatonin in mood disorders. World J Biol Psychiatry 2006; 7: 138–51.

  27. Spiegel K, Tasali E, Penev P, et al. Sleep curtailment in healthy young men is associated with decreased leptin levels, elevated ghrelin, and increased hunger and appetite. Ann Intern Med 2004; 141: 846–50.

  28. Spiegel K, Knutson K,Leproult R, et al. Sleep loss: a novel risk factor for insulin resistance and Type 2 diabetes. J Appl Physiol 2005; 99: 2008–19.

  29. Mormont MC, Waterhouse J, Bleuzen P, et al. Marked 24-h rest/activity rhythms are associated with better quality of life, better response, and longer survival in patients with metastatic colorectal cancer and good performance status. Cancer Res 2000; 6: 3038–45.

  30. Cermakian N, Boivin DB. A molecular perspective of human circadian rhythm disorders. Brain Res Rev 2003; 42: 204–20.

  31. Dardente H, Cermakian N. Molecular circadian rhythms in central and peripheral clocks in mammals. Chronobiol Int 2007; 24 (2): 195–213.

  32. Kondratov RV, Antoch MP. Circadian proteins in the regulation of cell cycle and genotoxic stress responses. TRENDS in Cell Biology 2007; 17 (7): 311–6.

  33. Dunlap JC. Molecular bases for circadian clocks. Cell 1999; 96: 271–90.

  34. Yoo SH, Ko CH, Lowrey PL, et al. A noncanonical E-box enhancer drives mouse Period 2 circadian oscillation in vivo. Proc Natl Acad Sci USA 2005; 102: 2608–13.

  35. Sato TK, Yamada RG, Ukai H, et al. Feedback repression is required for mammalian circadian clock function. Nat Genet 2006; 38: 312–9.

  36. Akashi M, Tsuchiya Y, Yoshino T, et al. Control of intracellular dynamics of mammalian period proteins by casein kinase I epsilon (CKIepsilon) and CKIdelta in cultured cells. Mol Cell Biol 2002; 22: 1693–703.

  37. Preitner R, Damiola F, Lopez-Molina L, et al. The orphan nuclear receptor REV-ERBalpha controls circadian transcription within the positive limb of the mammalian circadian oscillator. Cell 2002; 110: 251–60.

  38. Akashi M, Takumi T. The orphan nuclear receptor

  1. Matsuo T, Yamaguchi S, Mitsui S, et al. Control mechanism of the circadian clock for timing of cell division in vivo. Science 2003; 302: 255–9.

  2. Nakahata Y, Yoshida M, Takano A, et al. A direct repeat of E-box-like elements is required for cell-autonomous circadian rhythm of clock genes. BMC Mol Biol 2008; 9: 1.

  3. Hirayama J, Cardone L, Doi M, et al. Common pathways in circadian and cell cycle clocks: light-dependent activation of Fos/AP-1 in zebrafish controls Cry-1a and WEE-1. Proc Natl Acad Sci USA 2005; 102 (29): 10194–9.

  4. Bjarnason GA, Jordan R. Circadian variation of cell proliferation and cell cycle protein expression in man: clinical implications. Prog Cell Cycle Res 2000; 4: 193–206.

  5. Barbason H, Herens C, Robaye B, et al. Importance of cell kinetics rhythmicity for control of cell proliferation and carcinogenesis in rat liver. In vivo 1995; 9: 539–48.

  6. Winningham ML. Strategies for managing cancer-related fatigue syndrome: a rehabilitation approach. Cancer 2001; 92 (Suppl 4): 988–97.

  7. Sancar A, Lindsey-Boltz LA, Unsal-Kacmaz K, et al. Molecular mechanisms of mammalian DNA repair and the DNA damage checkpoints. Annu Rev Biochem 2004; 73: 39–85.

  8. Gery S, Komatsu N, Baldjyan L, et al. The circadian gene Per1 plays an important role in cell growth and DNA damage control in human cancer cells. Mol Cell 2006; 22: 375–82.

  9. Krugluger W, Brandstaetter A, Kallay E, et al. Regulation of genes of the circadian clock in human colon cancer: reduced period-1 and dihydropyrimidine dehydrogenase transcription correlates in high-grade tumors. Cancer Res 2007; 67 (16): 7917–22.

  10. Lin YM, Chang JH, Yeh KT, et al. Disturbance of circadian gene expression in hepatocellular carcinoma. Mol Carcinog 2008; 47 (12): 925–33.

  11. Lowe SW, Schmitt EM, Smith SW, et al. p53 is required for radiation-induced apoptosis in mouse thymocytes. Nature 1993; 362: 847–9.

RORalpha regulates circadian transcription of the mammalian

core-clock Bmal1. Nat Struct Mol Biol 2005; 12: 441–8.

  1. Guillaumond F, Dardente H,Giguere V, et al. Differential control of Bmal1 circadian transcription by REV-ERB and ROR nuclear receptors. J Biol Rhythms 2005; 20: 391–403.

  2. Sato TK, Panda S, Miraglia LJ, et al. A functional genomics strategy reveals Rora as a component of the mammalian circadian clock. Neuron 2004; 43: 527–37.

  3. Fu L, Pelicano H, Liu J, et al. The circadian gene Period2 plays an important role in tumor suppression and DNA damage response in vivo. Cell 2002; 111: 41–50.

  4. Duffield CE. DNA microarray analyses of circadian timing: the genomic basis of biological time. J Neuroendocrinol 2003; 15: 991–1002.

что это и как наладить, чтобы высыпаться

Нами управляют циркадные ритмы. Эти биологические часы влияют на то, как мы спим, расходуем энергию и перевариваем пищу. Разбираемся, как с ними подружиться.

Наш режим сна и график активности да и самочувствие в целом подчиняются суточным циклам. Поэтому иногда, что бы мы ни делали, бывает сложно собраться на работе после обеда или заставить себя пойти на тренировку утром. В этой статье разберемся, как подружиться со своими биологическими часами, чтобы использовать их себе на пользу.

Это первая из серии статей про режим сна и самочувствие. В них проверенная информация и простые рекомендации, которые помогут вам чувствовать себя лучше, не меняя образ жизни кардинально.

Содержание

Что такое циркадные ритмы

Около 20% всех наших генов «включаются» и «выключаются» во время одного полного цикла.

Главный механизм биологических часов — это супрахиазматическое ядро (СХЯ) гипоталамуса. Этот отдел мозга отвечает за реакцию на стресс, половое поведение, координацию действий и другие важные функции. Это ядро получает информацию от светочувствительных клеток сетчатки глаз и других рецепторов и на ее основе синхронизирует работу биоритмов.

Примерно так биологические процессы сменяют друг друга в течение дня

Также супрахиазматическое ядро сообщает эпифизу и эндокринной железе, когда пора вырабатывать гормон сна мелатонин. Концентрация мелатонина возрастает вечером, достигает пика ночью и снижается днем.

А с другим важным гормоном, кортизолом, обратная история. Его концентрация повышается к утру, когда нам нужно быть бодрыми, и снижается к вечеру, когда нас начинает клонить в сон.

Как работают наши внутренние часы

Гены, отвечающие за работу внутренних часов, называются period и timeless. Их активность колеблется в течение дня и регулируется петлевым механизмом обратной связи. Как только уровень белков, кодируемых этими генами, достигает определенного уровня, синтез этих белков прекращается. Уровень падает — синтез возобновляется.

На сон и бодрствование влияет свет

Свет и его отсутствие — главные, хотя и не единственные, регуляторы циркадных ритмов. Холодный синий свет от офисных ламп, экранов компьютеров, телевизоров и смартфонов сбивает эти ритмы. В итоге организм «думает», что световой день в разгаре. Красный и зеленый свет тоже негативно влияют на ход внутренних часов.

Циркадные ритмы «включаются» и «выключаются» светом. Яркий искусственный свет запускает каскады химических реакций и сбивает правильный режим дня.

Циркадные ритмы у человека — это не отдельный орган, их нельзя увидеть или почувствовать. Но они необходимы для здоровья и нормальной жизнедеятельности — и сохраняются даже у многих слепых людей.

Если смотреть по ночам сериалы, поздно и плотно ужинать, работать в ночную смену и ложиться спать с рассветом, слаженная работа генов и циркадных ритмов нарушается. Какие-то метаболические процессы запускаются позже обычного, а какие-то останавливаются совсем.

Как циркадные ритмы влияют на наше здоровье

Ночные смены могут повышать риск рака — при сбитых циркадных ритмах организму сложнее предотвращать образование опухолей. Международное агентство по изучению рака даже отнесло сменную работу к канцерогенам. Работа с постоянным ночным графиком, а не скачущим режимом, в этом плане может быть менее опасной.

Ученые связывают нарушения циркадных ритмов с серьезными, но предотвратимыми заболеваниями: диабетом 2-го типа, болезнями сердечно-сосудистой системы, ожирением, инсультом и раком. Чтобы понять, как развиваются эти болезни, нужно взглянуть на то, что происходит, когда мы нарушаем гигиену сна.

Как циркадные ритмы влияют на пищеварение

Желудочно-кишечный тракт вырабатывает наибольшее количество ферментов, желудочного сока и сопутствующих веществ в первой половине дня. Поэтому желательно завтракать плотно, но ужинать чем-то легким.

Также с утра наиболее активно работает перистальтика. Если плотно есть на ночь и поздно просыпаться, возрастает риск запоров, колик, вздутия и несварения, потому что процессы переваривания замедляются.

Как циркадные ритмы влияют на головной мозг

Здоровый сон — это время, когда мозг буквально промывается и очищается с помощью спинномозговой жидкости или ликвора. Эта жидкость выводит продукты обмена, в том числе токсичные соединения, которые ухудшают функции памяти. Также во сне активно восстанавливаются миелиновые оболочки — они нужны для передачи сигналов между нейронами.

Нарушение фаз сна прерывает эти важные процессы. В результате мы просыпаемся уставшими, вялыми и не готовыми к серьезной интеллектуальной работе. Если постоянно игнорировать свои биологические ритмы, это может привести к нервно-психическим расстройствам.

Как циркадные ритмы влияют на риск заболеваний

Бессонница, недосып и плохое качество сна ведут к гипертонии и развитию резистентности к инсулину, из-за чего повышается уровень глюкозы в крови. Эти симптомы, сигнализируют о нарушениях метаболизма и болезнях сердечно-сосудистой системы.

Исследования показывают, что люди, работающие в ночную смену, чаще страдают от ожирения, диабета 2-го типа и гипертонии.

Риск развития этих заболеваний возрастает и у людей с нарушенными циркадными ритмами.

Почему опасно нарушать циркадные ритмы

Низкое качество сна приносит и другие, менее очевидные проблемы. Невыспавшийся человек легко набирает вес и с трудом сбрасывает его. Ему чаще хочется сладкого и фастфуда, чем здоровой пищи, потому что организм пытается компенсировать недостаток энергии тягой к простым углеводам.

Также при нарушении биоритмов становится сложнее заснуть и проснуться, развивается зависимость от кофеина. Спать хочется как можно дольше, но сон перестает восполнять силы. Повышается риск депрессии, возникают перепады настроения в течение дня и всплески негативных эмоций. А организм становится более уязвимым к болезням и инфекциям.

Как завести свои внутренние часы заново

Хорошая новость: сломанные биологические часы можно отремонтировать. Вместе с правильным распорядком дня к вам вернутся продуктивность и здоровый сон. Восстановление циркадных ритмов и режима дня не означает, что нужно ложиться спать сразу после заката, особенно если вы «сова». Главное — избегать искусственного света и засыпать в промежутке времени, когда вырабатывается мелатонин, то есть с 12 до 4 ночи.

Облегчить засыпание поможет отказ от гаджетов за час-два до сна. Также вечером стоит включать лампы с теплым приглушенным светом вместо ярких ламп дневного света. Чтобы восстановить режим сна, нужно ложиться каждый день примерно в одно и то же время, даже если это выходной.

На заметку

Если вы часто чувствуете усталость и рассеянность в течение дня и плохо спите, возможно вы сбили свои биологические часы. Вот что поможет привести все в норму:

  • Если очень нужно проверить перед сном соцсети или посмотреть кино с планшета, включите ночной режим — с ним подсветка становится желтоватой и менее яркой.
  • Перед сном переключайтесь с визуального контента на аудио: слушайте подкасты и аудиокниги.
  • Откажитесь от алкоголя поздним вечером — он ухудшает качество сна.
  • Ложитесь спать слегка голодными.
  • Купите плотные, блокирующие свет шторы и открывайте их сразу же при пробуждении.
  • Во второй половине дня выбирайте напитки без кофеина.
  • Используйте беруши и маску для сна, если посторонние шумы и свет с улицы прерывают ваш сон.

Генетика тоже может влиять на паттерны сна: например, бессонница может передаваться по наследству. Выявить генетическую предрасположенность к бессоннице и особенности метаболизма кофеина можно с помощью Генетического теста Атлас.

Циркадный ритм — все статьи и новости

Циркадный ритм (также циркадианный, околосуточный) — биологический ритм периодичностью примерно 24 часа, за который проходит полный цикл биохимических, физиологических и поведенческих процессов в живом организме.

Суточный ритм выстраивается по восходу и заходу солнца. В темное время суток в шишковидном теле головного мозга человека повышается выработка гормона мелатонина, который снижает активность и обладает успокаивающим действием. Интенсивным выбросом мелатонина в кровь объясняется чувство усталости и вялости в зимнее время года при недостатке солнечного света. Важная часть суточных ритмов — цикл сон-бодрствование. Недостаточное количество сна снижает концентрацию внимания и умственную деятельность, приводит к сбою обмена веществ. Гармонично выстроенный суточный ритм обеспечивает организму циркадный баланс. Нарушение этого баланса можно ощутить после ночных дежурств или резкой смены часовых поясов.

Чтобы пронаблюдать за циркадными ритмами в природе, достаточно записать время, когда раскрываются и собираются лепестки цветов. В течение нескольких дней оно будет оставаться неизменным даже при отсутствии естественного освещения. После длительных наблюдений за движениями листьев мимозы стыдливой французский астроном Жан-Жак де Меран еще в начале XVIII века заявил о существовании суточных ритмов. Пчелы также собирают нектар в строго определенные часы. Собственные ритмы существуют и у простейших организмов, деление клеток которых происходит примерно в одно и то же время, так как они, предположительно, защищают ДНК от ультрафиолетового излучения. У человека суточные ритмы выставляются не сразу, а нормализуются с возрастом, примерно к шести месяцам после рождения. Можно заметить, что, как правило, новорожденные младенцы спят днем, а ночью просыпаются через каждые несколько часов.

У каждого живого существа выстроены свои биологические часы, однако можно установить примерные пики умственной (9 и 21 час) и физической (11 и 19 часов) активности. Измерять кровяное давление и массу тела рекомендуется в установленное время, а исследования, проведенные на млекопитающих, выявили, что в разное время живой организм по-разному реагирует на токсичные вещества или рентгеновское облучение.

Источник картинки: http://bit.ly/1ItwucU

Циркадные ритмы — секреты биологических часов

Независимо от того, являетесь ли вы совой или жаворонком, который изо дня в день поднимается с восходом солнца, привычка организма ко сну в определенное время регулируется так называемыми циркадными ритмами. Эти внутренние часы контролируют практически все аспекты нашего здоровья: от аппетита и сонливости до деления клеток, продукции гормонов и состояния сердечно-сосудистой системы. Ученые настроены оптимистично, поскольку в один прекрасный день медицина имеет все шансы разработать препараты или терапии, регулирующие циркадные ритмы организма — и проблемы с недосыпом уйдут в прошлое.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как работают наши внутренние часы

Практически каждая клетка в организме человека обладает молекулярными «часами». Проявляется это таким образом, что примерно каждые 24 часа определенные тактовые белки взаимодействуют друг с другом в своего рода медленном танце. В течение дня этот процесс приводит к своевременной активации тех или иных генов, контролирующих разнообразные процессы, в том числе и высвобождение в кровь определенных гормонов. Мелатонин — гормон, стимулирующий сон, и его концентрация в крови тоже зависит от генной активности.

Почему сердечные приступы и инсульты в два-три раза чаще встречаются ранним утром? Потому что внутренние часы запрограммированы в это самое время увеличивать кровяное давление, чтобы помочь организму проснуться. Почему дети растут во сне? Потому что гормон роста вырабатывается в организме человека лишь раз в сутки, именно в фазу ночного сна (поэтому злоупотреблять послеобеденным сном в таком возрасте не стоит). В результате, гармоничная работа всех систем организма так или иначе связана с этими часами. Именно поэтому нарушения ритма сна и бодрствования увеличивают риск ожирения, развития хронических заболеваний и даже рака, не говоря уже об общем ухудшении самочувствия.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Время приема пищи также может повлиять на ваше здоровье: то, когда вы едите, часто намного важнее того, что вы едите. Несколько лет назад исследователи проанализировали этот процесс на примере кормления мышей, которые обычно ведут ночной образ жизни. Их посадили на диету с высоким содержанием жиров, и результат последовал незамедлительно: те, кто принимали пищу в активное время суток, оставались в форме; а вот любители денно и нощно что-нибудь погрызть практически сразу начали страдать от избыточного веса и заболевали.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как настроить свои биологические часы

Наш биологический ритм «кодируется» индивидуально, при этом большинство людей попадают в 24-часовой цикл. Однако существуют и те, чей внутренний распорядок рассинхронизирован — к примеру, ставший таким популярным ритм «совы». Ученые считают, что у 1 из 75 человек «совиный» режим вызван мутацией белка CRY1, который задерживает состояние сонливости до наступления раннего утра. Это не только усложняется тем, что «совам» приходится рано вставать и заниматься каждодневными делами, но и тем, что из-за рассинхрона цикл становится удлиненным и организм постоянно находится в состоянии напряженного, нездорового бодрствования. Но это — редкая генетическая мутация, а всем остальным может помочь улучшить свое состояние простая и действенная терапия.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Биологические часы, конечно, синхронизируются с мозгом. Свет, который улавливают наши глаза, помогает поддерживать цикл дня и ночи — именно поэтому при путешествии в другой часовой пояс ваши внутренние часы перестают соответствовать солнечному циклу, а для адаптации требуется примерно неделя. В повседневности злейшим врагом внутренних часов является яркий искусственный свет в ночное время, который буквально дезориентирует системы организма. Ученые выяснили, что даже обычное чтение электронных книг по ночам в течение нескольких часов может вызвать ухудшение сна и ухудшить самочувствие на следующий день.

К счастью, подобные воздействия можно свести к минимуму с помощью «световой гигиены». В течение дня следует обеспечить глаза достаточным количеством яркого света, а вот с наступлением сумерек его воздействие лучше минимизировать. Этот простой шаг позволит циркадным часам синхронизироваться с естественным суточным циклом, что способствует здоровому и крепкому сну.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Будущее и перспективные исследования

Чем дольше ученые изучают циркадные ритмы — тем выше шанс, что они помогут разработать действенные методики того, как привести состояние сна и бодрствования в гармонию. Сейчас большинство исследований направлены на изучение сложных молекулярных механизмов, регулирующих циркадные ритмы: в частности, генетики анализируют взаимодействие CRY1 с другими «часовыми» белками в надежде понять, как именно мутации наносят ущерб биологическим часам. Они уже выяснили, что мутировавший белок удерживает связь со своими партнерами дольше, чем следует, прямо как неуверенный танцор в более опытной группе. Задержка в синхронизации этой пары подобно цепной реакции вызывает сбой в работе и других систем, вынужденных подстраиваться под нарушенный ритм.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Учитывая сложную и до сих пор не до конца изученную природу биочасов, можно уверенно утверждать, что на циркадные ритмы влияет множество других генов. Это хорошая новость, поскольку в данном случае даже людям с нарушенным геномом можно будет помочь фармакологией, максимизируя полезный эффект и минимизируя негативное воздействие лекарств на организм в целом. Это беда современных препаратов, поднимающих давление или снижающих уровень холистерина — на каждый полезный эффект приходится десяток неприятных побочных.

Возможно, в ближайшем будущем появятся даже специальные гаджеты, которые смогут мониторить состояние ритмов человека в режиме реального времени и предупреждать о сбитом режиме заблаговременно. Это может звучать как очередной излишне оптимистичный прогноз, но в реальности практически все предпосылки для создания подобных устройств уже выполнены. Сейчас научное сообщество лишь подбирает удобные биомаркеры, содержание которых в крови будет наглядно отражать состояние циркадных ритмов.

Что такое циркадный ритм? | Тональный крем для сна

Циркадные ритмы - это 24-часовые циклы, которые являются частью внутренних часов организма и работают в фоновом режиме для выполнения основных функций и процессов. Один из наиболее важных и хорошо известных циркадных ритмов - это цикл сна и бодрствования.

Различные системы тела следуют циркадным ритмам, которые синхронизируются с главными часами в головном мозге. На эти главные часы напрямую влияют сигналы окружающей среды, особенно свет, поэтому циркадные ритмы привязаны к циклу дня и ночи.

При правильном согласовании циркадный ритм может способствовать стабильному и восстановительному сну. Но когда этот циркадный ритм нарушается, это может вызвать серьезные проблемы со сном, включая бессонницу. Исследования также показывают, что циркадные ритмы играют важную роль в различных аспектах физического и психического здоровья.

Как работает циркадный ритм?

Циркадные ритмы работают, помогая оптимизировать процессы организма в различные моменты в течение 24-часового периода.Термин циркадный ритм происходит от латинского словосочетания «около дня», что означает «около суток».

Циркадные ритмы существуют у всех типов организмов. Например, они помогают цветам открываться и закрываться в нужное время и не дают ночным животным покинуть свое убежище в дневное время, когда они будут подвергаться большему количеству хищников.

У людей циркадные ритмы координируют психические и физические системы всего тела. Пищеварительная система производит белки в соответствии с обычным временем приема пищи, а эндокринная система регулирует гормоны в соответствии с нормальным расходом энергии.

Циркадные ритмы по всему телу связаны с главными часами, иногда называемыми циркадным кардиостимулятором, расположенными в головном мозге. В частности, он находится в супрахиазматическом ядре (SCN), которое находится в части мозга, называемой гипоталамусом. В разное время дня гены часов в SCN посылают сигналы для регулирования активности по всему телу.

SCN очень чувствителен к свету, который служит критическим внешним сигналом, влияющим на сигналы, посылаемые SCN, для координации внутренних часов в организме.По этой причине циркадные ритмы тесно связаны с днем ​​и ночью. В то время как другие сигналы, такие как упражнения, социальная активность и температура, могут влиять на основные часы, свет оказывает самое сильное влияние на циркадные ритмы.

Циркадный ритм - это то же самое, что и биологические часы?

Биологические часы помогают регулировать время телесных процессов, включая циркадные ритмы. Циркадный ритм - это эффект биологических часов, но не все биологические часы являются циркадными.Например, растения приспосабливаются к смене времен года, используя биологические часы, время которых отличается от 24-часового цикла.

Как циркадный ритм влияет на сон?

Когда люди говорят о циркадном ритме, это чаще всего связано со сном. Цикл сон-бодрствование - один из наиболее ярких и важных примеров важности циркадных ритмов.

В течение дня из-за воздействия света главные часы посылают сигналы, которые вызывают бдительность и помогают нам бодрствовать и оставаться активными.С наступлением ночи главные часы инициируют выработку мелатонина, гормона, который способствует сну, а затем продолжают передавать сигналы, которые помогают нам спать всю ночь.

Таким образом, наш циркадный ритм выравнивает наш сон и бодрствование с днем ​​и ночью, чтобы создать стабильный цикл восстановительного отдыха, который позволяет увеличить дневную активность.

На что влияет циркадный ритм помимо сна?

Хотя цикл сна и бодрствования является одним из наиболее заметных циркадных ритмов, эти 24-часовые внутренние часы играют жизненно важную роль практически во всех системах организма.

Исследования продолжают раскрывать подробности о циркадных ритмах, но данные связывают их с метаболизмом и весом через регуляцию уровня сахара и холестерина в крови. Циркадные ритмы также влияют на психическое здоровье, включая риск психических заболеваний, таких как депрессия и биполярное расстройство, а также возможность нейродегенеративных заболеваний, таких как деменция.

Есть признаки того, что циркадные ритмы имеют важное влияние на иммунную систему, а также на процессы восстановления ДНК, которые участвуют в предотвращении рака.Исследования на ранних стадиях показывают, что циркадные циклы могут влиять на эффективность противораковых препаратов и что новые лекарства могут использовать биологические часы для уничтожения раковых клеток.

Что происходит при отключении циркадного ритма?

Когда циркадный ритм нарушается, это означает, что системы организма не функционируют оптимально.

Нарушение циркадного ритма сна и бодрствования может вызвать серьезные проблемы со сном. Без надлежащего сигнала от внутренних часов тела человек может с трудом заснуть, просыпаться ночью или не может спать так долго, как он хочет, до утра.Их общий сон может быть сокращен, а нарушение циркадного ритма также может означать более неглубокий, фрагментированный и более низкий сон.

Кроме того, исследования выявили нарушения циркадного ритма как потенциальные факторы, способствующие обструктивному апноэ во сне (СОАС), расстройству сна, характеризующемуся повторяющимися задержками дыхания. OSA снижает уровень кислорода в организме и вызывает многочисленные нарушения сна в течение ночи.

В целом, смещенный циркадный ритм может во многих отношениях негативно влиять на сон, повышая риск бессонницы и чрезмерной дневной сонливости.Учитывая важную роль сна для продуктивности и общего состояния здоровья, нарушение циркадного ритма человека часто имеет серьезные последствия.

Что может нарушить циркадный ритм?

Нарушения циркадного ритма могут происходить в краткосрочной или долгосрочной перспективе. Специалисты выделили ряд типов нарушений циркадного ритма сна и бодрствования (CRSWD) на основе их характеристик и причин.

  • Jet Lag Нарушение: Это происходит, когда человек пересекает несколько часовых поясов за короткий период времени, и получил свое название от того факта, что это часто случается людьми, которые совершают межконтинентальные рейсы.До тех пор, пока циркадный ритм человека не сможет адаптироваться к циклу день-ночь на новом месте, он, вероятно, будет страдать от проблем со сном и усталости от смены часовых поясов.
  • Сменная работа Нарушение: Рабочие обязанности могут вызвать серьезные нарушения циркадного ритма человека. Сменная работа, при которой приходится работать всю ночь и спать днем, напрямую противоречит дневному графику человека.
  • Расширенное расстройство фазы сна: Люди с этим типом нарушений обнаруживают, что они устают рано вечером и очень рано просыпаются.Даже если они хотят вставать поздно ночью или спать позже утром, люди с тяжелым нарушением фазы сна обычно не могут этого сделать. Это заболевание встречается относительно редко, поражает около 1% людей среднего и старшего возраста и чаще встречается у пожилых людей. В некоторых случаях нарушение фазы сна на поздних стадиях может быть связано с наследственной генетической причиной.
  • Нарушение фазы сна с задержкой: Этот тип нарушения циркадного ритма ассоциируется с «полуночниками», которые не ложатся спать поздно ночью и спят поздно утром.Это редко встречается среди населения в целом - поражает 1-2 человека из 1000 - но поражает до 16% подростков. Точная причина неизвестна, но может быть связана с генетикой, физическим состоянием и поведением человека.
  • Расстройство бодрствования во время сна не в течение 24 часов: Это состояние возникает в основном у слепых людей, не способных воспринимать световые сигналы своего циркадного ритма. Их тело по-прежнему следует 24-часовому циклу, но их часы сна постоянно сдвигаются назад на минуты или часы за раз.
  • Нерегулярное нарушение ритма сна и бодрствования: Люди с этим редким расстройством не имеют последовательного режима сна и могут иметь много дневного сна или короткие периоды сна в течение 24-часового дня. Это часто связано с состояниями, которые влияют на мозг, такими как деменция или черепно-мозговая травма, которые ограничивают правильное функционирование главных часов в гипоталамусе.

Как видно из этого списка, существуют различные причины нарушений циркадного ритма.Некоторые нарушения циркадного ритма связаны с индивидуальным поведением, например, в поездках или на работе, которое нарушает график сна при нормальном дневном свете. Другие расстройства происходят из-за основной проблемы, которая вызывает неспособность воспринимать или обрабатывать сигналы окружающей среды, которые регулируют основные часы организма. В определенных ситуациях могут быть задействованы генетические причины или причина может оставаться неизвестной.

Как поддерживать здоровый циркадный ритм

Хотя у нас нет полного контроля над нашим циркадным ритмом, есть советы по здоровому сну, которые можно предпринять, чтобы попытаться лучше увлечь наши 24-часовые циклы сна.

  • Ищите солнце: Воздействие естественного света, особенно в начале дня, помогает усилить сильнейший циркадный сигнал.
  • Соблюдайте постоянный график сна: Изменение времени отхода ко сну или утреннего пробуждения может помешать вашему организму приспособиться к стабильному циркадному ритму.
  • Делайте ежедневные упражнения: Активность в течение дня может поддерживать ваши внутренние часы и облегчать засыпание ночью.
  • Избегайте кофеина: Стимуляторы, такие как кофеин, могут не дать вам заснуть и нарушить естественный баланс между сном и бодрствованием.Все люди разные, но если у вас проблемы со сном, вам следует избегать употребления кофеина после полудня.
  • Ограничение освещения перед сном: Искусственное освещение в ночное время может нарушить циркадный ритм. Эксперты советуют приглушать свет и убирать электронные устройства перед сном и держать электронику подальше от спальни и поверхности для сна.
  • Спите коротко и в начале дня: Поздний и продолжительный сон может отодвинуть время отхода ко сну и нарушить режим сна.

Эти шаги по улучшению гигиены сна могут быть важной частью поддержания здорового циркадного ритма, но в зависимости от ситуации могут потребоваться другие шаги. Если у вас постоянные или серьезные проблемы со сном, дневная сонливость и / или проблемный режим сна, важно поговорить с врачом, который сможет лучше всего диагностировать причину и предложить наиболее подходящее лечение.

  • Была ли эта статья полезной?
  • Да Нет

Можете ли вы изменить свой циркадный ритм?

Человеческое тело следует внутренней системе отсчета времени, известной как циркадные часы.Эти внутренние часы регулируют естественный «циркадный ритм» организма, ежедневные циклы сна и бодрствования, голода и пищеварения, гормональную активность и другие процессы в организме. Слово «циркадный» происходит от латинского словосочетания «circa diem», что означает «около суток», и означает, что большинство циркадных ритмов автоматически сбрасываются каждые 24 часа. Циркадные ритмы определяются естественными признаками бодрствования, такими как воздействие света, взаимодействие с людьми и запланированное время приема пищи. Однако однажды установленные циркадные ритмы может быть довольно сложно изменить, сохранив ритм без какого-либо воздействия на типичные сигналы.

Что такое циркадный ритм?

Циркадные часы состоят из группы примерно из 20 000 нейронов, известных как супрахиазматическое ядро ​​(SCN). Кластер расположен в гипоталамусе у основания мозга. Когда глаза воспринимают свет в течение дня, они активируют сигналы, которые проходят по нервным путям к SCN, что позволяет мозгу понять, что пора бодрствовать. Затем SCN выделяет ряд гормонов, включая кортизол, чтобы вы не спали и были бодры к встрече в 9:00.

Организм использует свет и другие сигналы, называемые «zeitgebers» (по-немецки «дающий время» или «синхронизатор»), чтобы определить, день сейчас или ночь, и соответственно синхронизировать циркадные ритмы. Свет считается наиболее важным элементом циркадного ритма. Даже когда наши глаза закрыты, они все равно воспринимают свет и активируют сигналы в SCN. Другие zeitgebers включают физическую активность, прием пищи, температуру тела и социальное взаимодействие.

Циркадные ритмы регулируют выработку различных гормонов в течение 24-часового цикла.Когда солнце встает утром, организм вырабатывает кортизол - гормон, который заставляет нас чувствовать себя бодрыми и бодрыми. После пробуждения здоровый человек будет все больше утомляться в течение дня до захода солнца, когда чувство усталости достигает пика. Когда солнце начинает садиться, шишковидная железа выделяет мелатонин - гормон, снижающий бодрствование и внимательность.

Циркадные ритмы также регулируют голод и пищеварение, температуру тела, настроение, баланс жидкости и другие важные физиологические процессы.У большинства здоровых взрослых циркадные часы сбрасываются каждые 24 часа. Тем не менее, существуют различия в том, когда люди чувствуют усталость и когда они бодрствуют в течение дня. Двумя примерами являются «рано встающие», которые ложатся спать и рано встают, и «полуночники», которые ложатся спать относительно поздно, а затем засыпают.

Ваш ритм сна также будет развиваться и меняться с возрастом. Например, пожилые люди обычно засыпают и просыпаются днем ​​раньше, чем молодые люди, в то время как младенцы спят в несколько фаз в течение дня и ночи.

Как изменить график сна


Люди могут хотеть изменить свои циркадные ритмы и циклы сна и бодрствования по разным причинам. Некоторым требуется корректировка после начала работы, требующей от них работать поздно вечером или рано утром. Другие считают, что режимы «рано вставать» или «сова» не обеспечивают достаточного количества сна каждый день, и хотели бы принять более здоровый режим сна. Если вы собираетесь путешествовать в нескольких часовых поясах, адаптация к местному времени может помочь свести к минимуму последствия смены часовых поясов.

Гены или поздние ночи, работающие в кладбищенскую смену, могут так или иначе изменить ваш циркадный ритм. Некоторые методы изменения режима сна менее эффективны, чем другие. Употребление алкоголя - один из примеров менее эффективной стратегии. Алкоголь является депрессантом центральной нервной системы, который вызывает чувство сонливости после употребления, поэтому многие люди пьют, чтобы чувствовать себя более уставшими и расслабленными перед сном. Однако алкоголь также снижает качество и продолжительность сна, делая сон не восстанавливающим и прерывистым.

Лекарства от сна также сомнительны как долгосрочные стратегии. При правильном назначении некоторые лекарства могут помочь вам адаптироваться к новому режиму сна или пройти через очень напряженный период, который влияет на ваш сон. Однако снотворное - это временное лекарство, и они не изменят ваши циркадные часы. Кроме того, некоторые снотворные могут вызывать сонливость при пробуждении.

Чтобы эффективно изменить свой циркадный ритм и цикл сна и бодрствования, мы рекомендуем следующие методы:

  • Просыпайтесь каждый день в одно и то же время. Регулярный график сна поможет сбросить ваш циркадный ритм.Засыпая и просыпаясь каждый день в одно и то же время, ваше тело научится приспосабливаться к новому ритму. Даже если вы не можете заснуть в желаемое время, обязательно установите будильник и просыпайтесь в установленное время. Это поможет вам не сбиться с пути.
  • Терапия ярким светом: воздействие яркого искусственного света может довольно эффективно переориентировать циркадные ритмы. Временное воздействие особенно хорошо работает для сменных рабочих или тех, чьи рабочие графики включают позднюю ночь и / или ранние утренние часы.Доступны различные устройства светотерапии, в том числе лайтбоксы, настольные лампы и имитаторы восхода солнца. Перед покупкой одного из этих устройств вам следует поговорить с сертифицированным врачом по лечению сна об уровне освещенности и времени суток для воздействия, которые лучше всего подходят для вашего конкретного времени циркадного ритма.
  • Добавки мелатонина: в дополнение к естественному гормону, вырабатываемому шишковидной железой, мелатонин также доступен в форме добавок. Добавки мелатонина были разработаны не для лечения бессонницы, а для того, чтобы помочь изменить график циркадных ритмов при правильном времени.Принятие без рецепта и рецептурных добавок мелатонина может помочь вам просыпаться и ложиться спать в разное время дня. Стандартная доза мелатонина составляет 0,5 миллиграмма, а добавки следует принимать за несколько часов до сна под руководством и под наблюдением специалиста по сну. Прежде чем принимать какие-либо добавки, обязательно проконсультируйтесь с врачом.
  • Различное время приема пищи: циркадные ритмы регулируют, когда мы чувствуем голод и как мы перевариваем пищу. Некоторые исследования показали, что продвижение или откладывание приема пищи может повлиять на то, как ваш циркадный ритм регулирует эти процессы, в результате чего вы будете чувствовать бодрость и усталость в другое время, чем то, к которому вы привыкли.
  • Упражнение: Упражнение и сон связаны между собой в некотором роде симбиотическими отношениями. Правильные упражнения могут улучшить качество и продолжительность сна, а здоровый цикл сна и бодрствования обеспечивает больше силы и выносливости во время тренировок. Однако упражнения также стимулируют, если вы занимаетесь слишком близко ко сну. Если вы обнаружите, что не высыпаетесь по ночам и хотите изменить свой циркадный ритм, попробуйте включить в свой распорядок регулярные упражнения. Но, как и во всем, что связано с циркадным ритмом, важно время, поэтому не выполняйте упражнения в течение 1-2 часов до сна.
  • Кофеин: как краткосрочный заряд энергии, кофеин может быть очень эффективным, хотя и временным, лекарством для сменных рабочих, путешественников, страдающих от смены часовых поясов, и других людей, которые испытывают вялость. Период полураспада кофеина у здорового взрослого человека составляет 5 часов, а это означает, что организму требуется в среднем 5 часов, чтобы вывести половину потребляемого кофеина. Для достижения наилучших результатов потребляйте умеренное количество кофеина в течение первых нескольких часов, когда вы бодрствуете, но прекратите его употреблять по крайней мере за 5-7 часов до сна.

Если вы хотите изменить режим сна, проконсультируйтесь со своим врачом или другим сертифицированным врачом о наиболее безопасных и здоровых мерах, которые подходят для ваших конкретных циркадных целей.

Расстройства циркадного ритма сна

Главные циркадные часы у здоровых взрослых людей работают по суточному циклу, который сбрасывается примерно каждые 24 часа. Расстройства циркадного ритма сна вызываются задержками, опережением и полным нарушением регуляции циркадного цикла человека.Эти расстройства могут принимать разные формы, хотя для большинства распространенными симптомами являются нарушение сна и чрезмерная дневная сонливость.

Некоторые могут быть отнесены к проблеме с синхронизацией во внутренней системе хронометража человека. Например, отсроченное или продвинутое нарушение фазы сна-бодрствования возникает, когда чей-то цикл сна-бодрствования выпадает, по крайней мере, на два часа позже или раньше, чем при традиционном циркадном графике. Другой пример - нерегулярное нарушение ритма сна и бодрствования, которое характеризуется фрагментированными моделями сна и бодрствования, которые вызывают нарушение сна, когда человек пытается заснуть, и сонливость, когда он бодрствует.Это расстройство часто наблюдается у людей с болезнью Альцгеймера, Паркинсона и другими нейродегенеративными состояниями.

Другие нарушения циркадного ритма возникают из-за несоответствия между чьими-то циркадными часами и внешней средой. Нарушение посменной работы, распространенное среди людей, работающих поздно ночью или рано утром, может вызвать чрезмерную дневную сонливость, а также затруднить их засыпание перед сном. Другой пример - нарушение биоритма, состояние, которое влияет на людей, которые путешествуют через несколько часовых поясов в течение относительно короткого периода времени.Смена часовых поясов временно вызывает усталость и нарушает сон, поскольку организм путешественника приспосабливается к новому местному времени.

Большинство нарушений циркадного ритма сна диагностируются после того, как пациенты проявляют симптомы в течение как минимум трех месяцев. Хотя каждое указанное выше состояние требует определенного диагноза, многие из них могут лечить специалисты по сну с помощью мер, которые мы описали выше, таких как световая терапия и добавки мелатонина. Также могут быть эффективны улучшение гигиены сна и постоянный график отхода ко сну.Если не лечить, эти расстройства могут негативно повлиять на вашу физическую, когнитивную, профессиональную и социальную деятельность.

  • Была ли эта статья полезной?
  • Да Нет

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. Во время сна мы восстанавливаем гомеостаз, и наше стремление ко сну ослабевает.Наконец, наша потребность в бдительности растет, говоря нам, что пора просыпаться.

Если бы один только гомеостаз сна и бодрствования регулировал наше стремление ко сну, мы бы, вероятно, обнаружили, что в течение дня мы колеблемся между сном и бодрствованием. Мы также, вероятно, будем чувствовать себя наиболее бодрыми утром, и эта бдительность исчезнет по мере того, как мы бодрствуем дольше. 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 / 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 такими факторами окружающей среды, 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 меньше, 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 наш 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 естественным образом чувствуют себя более бодрыми ночью, из-за чего им труднее заснуть до 11:00.м. 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 возникать, если вы работаете в ненормированные часы 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 уровнями кортизола, тестостерона и мелатонина.

Трудно изменить свой циркадный ритм.Тем не менее, вы можете отрегулировать свое стремление к сну, 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

Как на вас влияют часы вашего тела

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: Некоторые исследования показывают, что если вы любите вечер, ваши биологические часы идут медленнее, чем 24 часа.Вам будет трудно просыпаться по утрам и чувствовать себя бодрым. Больше всего энергии вы получите 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 через полчаса 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 это время может сбросить ваши биологические часы и принести некоторое облегчение. Яркий дневной свет или световая терапия также могут иметь значение.

Циркадные ритмы - Центр расстройств сна Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе

Большинство процессов, происходящих в разуме и теле, подчиняются естественным ритмам.Те, у которых цикл составляет около одного дня, называются циркадными ритмами.

Что такое циркадные ритмы?

Циркадные ритмы влияют на все следующее:

  • Температура тела
  • Сон и бодрствование
  • Различные гормональные изменения

Циркадные ритмы регулируются небольшими ядрами в средней части мозга. Их называют супрахиазматическими ядрами (SCN). Ядра действуют как центры управления. SCN связаны с другими частями мозга.Вместе они контролируют ваши циркадные ритмы, а также другие функции организма. Для большинства людей продолжительность полного цикла очень близка к 24 часам.

Путь идет от ваших глаз к SCN. Кажется, что свет играет самую большую роль в настройке ваших циркадных «часов». Солнечный свет и другие временные метки используются для того, чтобы ваши часы устанавливались изо дня в день. Это может вызвать проблемы со сном у слепых. Им трудно получить подсказки времени, необходимые для установки своих циркадных часов.Другие факторы могут влиять на SCN и настройку циркадных часов. К ним относятся следующие:

  • Упражнение
  • Гормоны
  • Лекарства

Циркадные ритмы здорового человека «созвучны», как многие инструменты оркестра. Например, температура тела начинает повышаться в последние часы сна. Это происходит незадолго до пробуждения. Это может вызвать чувство бодрости по утрам. Температура тела снижается ночью, когда приближается время сна.Небольшое понижение температуры также наблюдается у большинства людей между 14:00. и 16:00. Это может объяснить, почему многие люди чувствуют сонливость после полудня. Не было доказано, что изменения температуры тела определяют наши привычки сна. Но, похоже, между ними есть связь.

Что вызывает нарушения циркадного ритма сна?

Кажется, ваша циркадная система в значительной степени запрограммирована генетикой. Исследования сна показывают, что сон обычно состоит из нормальных циклов фаз сна.Чаще всего это происходит ночью. Многие факторы могут привести к тому, что ваш "циркадный оркестр" расстроится. Циркадная система меняется с возрастом. Эти изменения могут повлиять на естественный ритм вашего тела. Они также влияют на вашу способность реагировать на сигналы времени. Эти изменения могут привести к тому, что ваше тело будет с трудом справляться с требованиями вашего распорядка дня.

Конфликт также может возникнуть, когда время не позволяет вам следовать сигналам вашего тела во сне.Это может сильно нарушить ваш нормальный режим сна. Эти требования могут быть связаны с любым из следующего:

  • Работа
  • Школа
  • Социальные обязательства

Мы только начинаем понимать, как работает циркадная система. По мере того, как мы узнаем больше, мы можем лучше лечить связанные с этим проблемы со сном. Ниже приведены наиболее распространенные из этих проблем.

Расстройства циркадного ритма сна

Реактивная задержка

Самая распространенная проблема циркадного сна - нарушение биоритмов.Это происходит, когда человек путешествует через множество часовых поясов. Хорошим примером этого является типичный рейс из США в Европу. Такой полет часто вызывает симптомы смены часовых поясов. Синдром смены часовых поясов может длиться неделю или дольше.

Симптомы, связанные с сменой часовых поясов, включают следующее:

  • Бессонница
  • Дневная сонливость
  • Расстройство желудка
  • Раздражительность
  • Плохая концентрация

Некоторым людям требуется до недели, чтобы приспособиться к новым временным ориентирам.Другие способны быстрее адаптироваться. Это также зависит от количества задействованных часовых поясов. У большинства людей два раза в год наблюдается легкая форма смены часовых поясов. Это происходит во время перехода на летнее время и обратно.

Посменная работа

Расстройство посменной работы поражает людей, работающих в ночную смену или вахтовую смену. Их проблема очень похожа на смену часовых поясов, хотя они никогда не меняют часовые пояса.

Люди в ночную смену должны работать, а остальные спят. Затем они должны попытаться заснуть, пока другие бодрствуют.Они, как правило, меньше спят днем, чем большинство других ночью. Их сон часто бывает фрагментированным в течение дня. Их мозг активен и запрограммирован на бодрствование. Людям, работающим вахтовым методом, часто трудно высыпаться. Их меняющийся график работы не дает им установить режим сна.

Расстройство задержки фазы сна (DSP)

Люди с расстройством отсроченной фазы сна ночью не могут заснуть в обычное время. Они могут бодрствовать до 2 часов ночи.м. или позже. Из-за этого им сложно просыпаться на работу или учебу. Немногие образы жизни допускают такой режим сна и бодрствования. Эта проблема чаще встречается у молодых людей, чем в других возрастных группах. Это может помешать работе или учебе. Это также может вызвать психическое напряжение.

Расширенное расстройство фазы сна (ASP)

Расширенное нарушение фазы сна чаще встречается у пожилых людей. Это только недавно было признано серьезной проблемой. Люди с ASP обычно очень сонливы после полудня.В результате они ложатся спать намного раньше, чем обычно. Это заставляет их просыпаться рано утром. Тогда они не могут снова заснуть.

ASP обычно не мешает нормальному рабочему времени. Общество более терпимо относится к этой проблеме, чем к DSP. ASP действительно становится проблемой, когда сонливость мешает выполнению вечерних планов. Ночью бывает трудно выполнять деловые или социальные обязательства. Недостаток сна мало помогает решить эту проблему. Люди с ASP все равно просыпаются рано, даже если они заставляют себя бодрствовать до поздней ночи.

Нерегулярный ритм сна и бодрствования

Люди с нерегулярным ритмом сна и бодрствования не могут установить режим сна, как бы они ни старались. Их отход ко сну может быть разным в течение 24 часов. Эти времена также могут сдвигаться все позже и позже. Возникающие при этом проблемы очень похожи на проблемы, связанные с нарушением биоритма.

Какие методы лечения могут помочь людям с нарушениями циркадного ритма?

Определенные изменения режима сна могут изменить циркадные ритмы. В этом могут помочь путешественники и вахтовики.Например, работающие вахтовые смены должны попробовать следующее:

Вы всегда должны обсуждать любые проблемы со сном с врачом. Он или она может помочь найти источник вашей проблемы. Тогда врач узнает, как лучше его лечить.

к началу

Что такое циркадный ритм?

Циркадный ритм относится к физическим, психическим и поведенческим изменениям, которые происходят у большинства живых существ в течение 24-часового цикла и в основном регулируются светом или темнотой окружающей среды.Он отличается от биологических часов, но они связаны между собой, поскольку биологические часы контролируют циркадный ритм и связанные с ним процессы в организме.

Инфографика условного циркадного ритма. Ima ge Кредит: elenabsl / Shutterstock.com

Естественный циркадный ритм

Циркадный ритм отвечает за регулирование периодов сонливости и бодрствования в течение дня и ночи. У нормального и здорового человека ритм естественным образом понижается и повышается, изменяя уровень сонливости человека.

Позывы ко сну, возникающие из-за циркадных ритмов, у большинства людей достигают пика между 2:00 и 4:00 и снова усиливаются после обеда между 13:00 и 15:00, хотя точное время может быть разным для каждого человека. Сила этих позывов зависит от количества сна в предыдущие дни и становится более интенсивной, когда человек недосыпает. Циркадный ритм также приводит к периодам повышенной активности в другое время дня.

Физиологические процессы

Циркадный ритм регулируется супрахиазматическим ядром (SCN) гипоталамуса головного мозга.Эти клетки реагируют на сигналы света и темноты из окружающей среды через зрительный нерв от глаз. Затем световые стимулы запускают сигналы от SCN к другим частям центральной нервной системы (ЦНС), чтобы регулировать гормоны, температуру тела и другие механизмы, которые играют роль.

Например, когда глаза освещаются утром более интенсивным светом, сигналы SCN для мозга повышают температуру тела, увеличивают выработку гормона кортизола и задерживают высвобождение гормона мелатонина.

Задержка циркадного ритма у подростков

Было замечено, что у подростков, как правило, задерживается циркадный ритм по сравнению с детьми и взрослыми. Это означает, что уровни кортизола и мелатонина повышаются и достигают пика позже, чем обычно, что может вызвать трудности с засыпанием. В некоторых случаях, особенно когда утренний распорядок необходим для учебы или других занятий, подросткам может быть трудно высыпаться, и они с большей вероятностью станут недосыпать.

Изображение предоставлено: kanyanat wongsa / Shutterstock.com

Циркадный ритм и смена часовых поясов

Международные путешествия и смена часовых поясов могут нарушить естественный циркадный ритм и вызвать проблемы со сном, особенно в первые несколько дней, когда организм приспосабливается к новой среде.

Связанные расстройства сна

Расстройства циркадного ритма сна включают нарушение сроков бодрствования и сонливости человека, что может повлиять на его повседневную функцию.Эти расстройства включают:

  • Расстройство задержки фазы сна (DSP): наиболее часто встречается у подростков и молодых людей. DSP включает чувство усталости и пробуждение по крайней мере на два часа позже, чем считается нормальным.
  • Расширенное расстройство фазы сна (ASP): наиболее часто встречается у людей среднего и старшего возраста. ASP включает чувство усталости и подъем по крайней мере на два часа раньше, чем считается нормальным.
  • Расстройство смены часовых поясов: возникает, когда человек быстро меняет часовой пояс (например,г. воздушное путешествие), который искажает ритм с внешней средой
  • Нарушение сменной работы: возникает, когда рабочий график человека прерывает нормальный период сна, что может вызвать сонливость во время смены и изменить характер сонливости.
  • Нерегулярный ритм сна и бодрствования: включает нерегулярный цикл сна, часто фрагментированный на несколько имен в течение дня и связанный с бессонницей и недосыпанием
  • Автономный тип: , также известный как тип без увлечения, включает переменный цикл сна, который смещается каждый день на более поздний срок, независимо от освещения в окружающей среде.

Часы в наших генах и в каждой клетке вашего тела | Джозеф Такахаши | TEDxSMU 2013 Играть

Список литературы

Дополнительная литература

Каков ваш циркадный ритм и почему он важен?

Мало что может быть лучше, чем хороший ночной сон, но многим из нас трудно поймать достаточно Zs. Если вы изо всех сил пытаетесь заснуть и просыпаетесь в определенное время или ловите себя на зевоте в течение большей части дня, ваш циркадный ритм может быть нарушен.

Мы здесь, чтобы помочь вам не только понять, как это работает, но и как вернуть свой циркадный ритм в нужное русло для здорового (и регулярного) сна. Доктор Джонатан Шварц из Центра расстройств сна INTEGRIS в Оклахоме поделился своим опытом, чтобы помочь нам разобраться в часах, обеспечивающих эффективное функционирование вашего цикла сна и бодрствования.

Каковы ваши циркадные ритмы?

Ваш циркадный ритм сна и бодрствования - это внутренние часы, которые постоянно работают, переключаясь между бдительностью и сонливостью.Возможно, вы слышали о нем как о цикле сна и бодрствования, потому что он помогает регулировать режим сна.

Циркадные ритмы предназначены не только для людей. Почти все живые организмы имеют циркадные ритмы - растения, животные, микробы и многие другие (за некоторыми исключениями). Фактически, существует целая научная область под названием хронобиология, которая посвящена изучению циркадных ритмов.

Как это работает?

У нашего тела есть «циркадные часы», которые функционируют в большинстве тканей и органов, регулируя время и циркадные ритмы.Главные часы поддерживают плавность хода каждых циркадных часов и их ритма.

«Многие функции организма работают на основе циркадных часов», - говорит доктор Шварц. «Повседневные функции, такие как сонливость, бодрствование и голод, - и многие гормоны действуют на основе циркадного ритма. Часы поддерживают ритм, поэтому в течение дня у нас бывают приливы и отливы, например, мы сонливы в течение одной части дня, но бодрствуем и активны в другой ».

Расположенные в супрахиазматическом ядре (SCN) гипоталамуса головного мозга, главные часы получают световые сигналы от сетчатки глаза и отправляют эту информацию в различные части мозга, включая шишковидную железу, которая выделяет мелатонин.

Эти сигналы меняются в течение дня, поэтому ваш циркадный ритм обычно совпадает с солнечным циклом. Ночью ваш SCN получает сигналы, что уже темно и поздно днем. Это заставляет его послать в мозг сообщение о том, что пора выпустить мелатонин, что вызывает сонливость. Обратное происходит в дневное время, потому что световые сигналы подавляют выработку мелатонина.

Обычно в течение дня наблюдается спад энергии, но, похоже, многие взрослые чувствуют себя наиболее утомленными днем.Эти падения могут варьироваться в зависимости от привычек и возраста каждого человека.

Советы по поддержанию здорового циркадного ритма

Исследования показали возможную связь между здоровыми циркадными ритмами и координацией, сердечно-сосудистой деятельностью, когнитивными функциями, контролем веса, иммунной функцией и пищеварением. Чтобы контролировать эти функции организма, важно выработать следующие повседневные привычки, поддерживающие цикл сна и бодрствования.

Поддерживайте постоянный режим сна

Многие полагают, что установленное время отхода ко сну поможет им не сбиться с пути.Это не так - также важно просыпаться в одно и то же время каждый день. Последовательный режим сна и бодрствования научит ваши главные часы, чтобы вы не просыпались ночью. Не поддавайтесь желанию поспать после беспокойной ночи. Обычно хочется подольше вздремнуть или поспать по выходным, но это может ухудшить ваш циркадный ритм.

Мелатонин обычно начинает заставлять тело отдыхать около 21:00. и начинает замедляться (что заставляет тело проснуться) около 7:30 утра.м. Постарайтесь ориентироваться в это время в своем графике сна, выделив дополнительное время, чтобы расслабиться перед сном. Если ваш распорядок сильно отличается от этого времени, медленно корректируйте его с шагом 15 минут каждые несколько дней.

Выходи утром

Воздействие света по утрам заставляет ваш мозг вырабатывать меньше мелатонина. Первое, что вы должны сделать после того, как прозвучит сигнал будильника, - это открыть жалюзи. Если у вас есть время, выйдите на улицу и прогуляйтесь или выпейте кофе на крыльце. Воздействие солнечного света поможет сбросить внутренние часы на день.

Пропустить дневной сон

Сохранение активности в течение дня может помочь сбалансировать ваш циркадный ритм, израсходовав запасы энергии до наступления лучших часов сна. «Если у вас проблемы со сном, сон может снизить вашу способность засыпать ночью», - говорит доктор Шварц. «Чем дольше вы бодрствуете, тем больше вашему организму хочется спать к концу дня».

Каждый раз, когда вы начинаете ощущать прилив энергии, вставайте и двигайтесь. Многие американцы ведут малоподвижный образ жизни из-за работы за столом.Придайте своему телу немного движения и поддерживайте свой циркадный ритм, двигаясь каждые 30 минут. Это может разбудить ваше тело.

Избегайте тяжелой еды и употребления кофеина в течение дня

То, что вы едите, может повлиять на ваш сон. Еда и алкоголь вызывают изжогу, а кофеин и никотин являются стимуляторами, которые могут побудить ваш мозг поддерживать активность вашего тела. Постарайтесь, чтобы ваше тело было от 12 до 14 часов без еды, чтобы его сбросить (это может включать количество часов, в которые вы спите).

Это означает, что ваша печень не будет работать так тяжело в течение ночи.Когда ваши главные часы запускают высвобождение мелатонина, они также посылают сигналы в печень, говоря ей, чтобы она перестала вырабатывать ферменты, превращающие калории в энергию, и вместо этого начала накапливать энергию. Чем больше пищи вы кладете в организм перед сном, тем тяжелее работает ваша печень и больше пищи хранится, чем сжигается.

Ограничить использование экрана в ночное время

Мы обсуждали влияние утреннего света на ваш циркадный ритм, и вечерний свет работает точно так же. Домашний свет как от ламп, так и от синего света, излучаемого ноутбуками, смартфонами и планшетами, может обмануть ваш мозг, заставив его думать, что сейчас еще день, что приведет к подавлению выработки мелатонина.«Яркий свет будит ваш мозг», - говорит доктор Шварц.

Начните приглушать свет примерно за два часа до сна и не просматривайте социальные сети в постели. Если вы работаете в ночную смену или вам нужно использовать экраны по вечерам, вы можете носить очки, которые блокируют синий свет, или установить приложение с фильтром синего света на свое устройство.


Поддержание регулярного циркадного ритма имеет решающее значение для здорового сна. Если дневная сонливость мешает вашей повседневной деятельности, возможно, у вас нарушение сна.Запишитесь на прием в Центр расстройств сна INTEGRIS в Оклахоме, чтобы обсудить свои симптомы и найти план лечения, который поможет вам лучше спать.

Подпишитесь на блог INTEGRIS Health On Your Health

Подпишитесь на регулярные электронные письма с полезной и интересной информацией о здоровье и благополучии в Оклахоме от врачей и экспертов в области здравоохранения INTEGRIS Health.