Нетрудно заметить, что в последнее время работы становится все больше, а сна и отдыха – меньше. От этого страдают биологические ритмы и наши внутренние биочасы. Они начинают спешить, отставать, а иногда даже ломаются. Как сделать их работу стабильной, почему важно понимать устройство такого механизма и для чего нужен сон? Разбираемся вместе.
Как все устроено?
Все живое пронизано билогическими ритмами. Это важно для реализации генетических программ. У животных это поиск пищи, который большая часть из них совершает днем: так проще найти добычу. А восстанавливать силы нужно ночью. Тогда меньше риск того, что непойманная добыча вернется, чтобы наказать обидчика.
Организм человека же в зависимости от времени суток по-разному реагирует на воздействия. Так, в профессор Э. М. Прохорова в своей статье приходит к выводу, что «наиболее физически «слабыми» большинство людей оказывается в 2–5 часов, 12–14 часов, а наиболее «сильными» в 8–12 часов и в 14–17 часов, и в соответствии с этим необходимо строить свой график нагрузок».
Эволюция сделала так, что главный ритм, управляющий жизнью живых существ, длится 24 часа и называется суточным или циркадианным. Почему именно 24 часа? Это связано с вращением Земли, со сменой светлого и темного времени суток. Большая часть биоритмов - циркадианные. Но есть и другие ритмы, которые имеют свою длительность.
Биоритмы высокой частоты. Они длятся от доли секунды до 30 минут и связаны с активностью головного мозга, сердца, дыхательного движения и кругооборотами крови.
Ритмы средней частоты, длительность которых - от 30 минут до 28 часов. Связаны они, в том числе, с периодическими повышениями двигательной и секреторной активности пищеварительного тракта, выделением гормонов, движениями глазных яблок во сне и т.д.
Есть ритмы, которые могут длиться от 28 часов до 7 дней, которые связаны с колебаниями температуры тела (5–7 дней) и концентрацией эритроцитов и лейкоцитов в крови.
Также ритмы, характерные для женщин, превышающие 3 недели (от 21 дня до года – менструальный цикл и др.). Самые продолжительные ритмы длятся несколько лет и даже десятков лет.
Существует множество биологических ритмов, но основным является 24-часовой, околосуточный. Один из его примеров – сон.
Сонные процессы
Каждые сутки организм человека пребывает в состоянии бодрствования и сна. Как правило, мы ложимся спать и просыпаемся в определенное время. Так происходит благодаря встроенным в нас механизмам, которые обнаружили хронобиологи.
Впервые исследованиями в этой сфере в XVIII веке занялся Жан-Жак де Меран. Он заметил, что открывание и закрывание листьев растения гелиотроп Mimosa pudica происходит в определенное время: в светлое они открываются, а в темное закрываются. Ситуация не изменилась и после помещения гелиотропа в темный подвал. Затем он обратил внимание ученых на этот феномен, отправив письмо в Парижскую академию наук в 1729 году.
Исследования человеческого организма также показали, что сон также подвержен определенному влиянию со стороны главного водителя ритма, который находится в области гипоталамуса. Такой внутренний часовой механизм - супрахиазматические ядра, которые обеспечивают работу всего организма в определенном ритме. Современная концепция управления биологическими ритмами включает понятие основного осциллятора — супрахиазматического ядра гипоталамуса, который управляет вторичными осцилляторами. В его власти даже отдельные клетки организма. Это выражается в том, что, если такую клетку, фибробласт кожи, разместить в питательной среде, то станет ясно – даже на таком уровне активность меняется в зависимости от времени суток, периодически.
В итоге получается, что механизм управления биологическими ритмами находится в каждой клетке, но подчиняется самому главному механизму, который исходит из центральной нервной системы — из области гипоталамуса, супрахиазматических ядер. После получения сведений из окружающей среды о времени суток они действуют по одной из нескольких стратегий: либо усиливают активность других областей мозга и в итоге всех органов, либо затормаживают.
Но на этом не все. Наверняка, многие слышали термин «мелатонин». Этот гормон вырабатывается в шишковидной железе эпифизом, которая и управляет суточными ритмами. Мелатонин влияет на сон, потому что ночью, примерно в 21–22 часов, его секреция увеличивается и продолжается это в течение всего темного времени суток. Но с выходом солнца процесс останавливается.
Что влияет на сон?
Во-первых, расположение центров сна и регуляции биоритмов. Они находятся близко. Особенно близок центр регуляции биоритмов к области гипоталамуса, который называется вентролатеральная преоптическая областью. И здесь увидим связь с временем суток: днем внутренние часы подавляют центр сна. Световой поток помогает в этом, а когда интенсивность света снижается, то и падает сила подавления. Власть над мозгом переходит к центрам сна, и мы засыпаем.
Во-вторых, солнечный свет. Чем его больше, тем активнее внутренние часы. Знание об этом поможет быстрее проснуться утром. Для этого достаточно побольше находиться под ярким солнечным освещением. Кстати, искусственный свет не заменит естественный. Например, даже в пасмурный день уровень освещения на улице - 10 000 люкс. В то время, как в хорошо освещаемом помещении – всего 2500 люкс.
В-третьих, мелатонин. Как уже указывалось выше, он вырабатывается в ночное время, примерно в 21-22 часа. А с возрастом его выработка прекращается. Как отмечает сомнолог Михаил Полуэктов, после 55 лет у многих он перестает вырабатываться, что нарушает биоритм. Но здесь на помощь приходят снотворные препараты.
В-четвертых, физическая активность. Здесь важно помнить о времени выработки мелатонина, поскольку различные упражнения могут навредить отходу ко сну. Так, активность до 21-22 часов (начало выработки мелатонина) только ускорит наступление сонных процессов. А обратная стратегия сдвинет период сна и бодрствования на более позднее время. Поэтому лучше активничать не позднее, чем за 2 часа до сна. И тогда сон будет крепче.
А как же кофе?
Есть ли связь между бодрящим напитком и биоритмами? Ответ – да. В этом убедились американские исследователи, проведя исследование. Для этого они поместили испытуемых в комнатах без света или с приглушенным светом. За три часа до сна они принимали «витамины». В большей части - таблетки кофеина. Затем ученые брали пробы слюны для получения данных о мелатонине. А потом наблюдали за скоростью засыпания и продолжительностью сна.
Так, они пришли к выводу, что прием кофеина (количество, равное тому, что включает чашка кофе) перед сном замедляет биологические часы на 40 минут.
Как это работает? Кофеин блокирует работу особых рецепторов на поверхности клеток гипофиза, которые отвечают за выработку мелатонина. Эти рецепторы воспринимают молекулы аденозина – другого сигнала сна – и начинают выработку мелатонина. При этом важно то, что в случае приостановки его работы в течение нескольких дней внутренние часы неминуемо «сбиваются». А потом мы засыпаем позже и без порции кофеина. Это может помочь «жаворонку» стать «совой».
Кстати, яркий свет посреди ночи показал подобный результат, а вот комбинация двух приемов – нет. Это объясняется наличием некого потолка у биологических часов, сущность которого пока не известна науке.
Пить кофе или не пить – дело каждого. А вот от биологически ритмов никуда не уйти. Зато, имея чуть больше информации, можно не только работать эффективнее, но и сохранить своей здоровье.
Источники
1. Прохорова Э. М. Биологические ритмы и здоровье// Сервис Plus. №3. 2010. С. 20-26.
https://cyberleninka.ru/article/n/biologicheskie-ritmy-i-zdorovie
2. https://postnauka.ru/video/71184
3. https://naked-science.ru/article/sci/nochnaya-chashka-kofe-zamorazh
Источники иллюстраций:
1. https://consumersjournal.org/wp-content/uploads/2019/02/content_bioritmy2_1.jpg
2.https://econet.ru/uploads/pictures/422429/content_bioritmy-cheloveka.jpg
3. https://rth.ru/wp-content/uploads/2020/04/melatonin.png
Фото на странице: Isabella Fischer / Фотобанк Unsplash
