Хронотипы

[Веретенников Сергей]

Данная тема посвящена Игре, в которую мы играем в нашей Школе, здесь: Игра - Игра: Внутренние часы

Ещё до недавнего времени считалось, что есть только два хронотипа. Так называемые совы и жаворонки.

Сейчас этот список расширился до шести.

Учёные обнаружили у дрозофил ген per (period), отвечающий за продолжительность субъективных суток. В середине 1980-х такой же участок ДНК нашли у мышей. А затем у млекопитающих выявили сразу несколько генов, связанных с регуляцией циркадных ритмов — в том числе clock, tim и bmal. Как выяснилось, они есть в ядрах всех клеток организма, но активны только в нейронах супрахиазмальных ядер в передней части гипоталамуса. Доказано, что они управляют выделением мелатонина и синхронизируют работу биологических часов организма.

Как правило, эта работа подгоняется к световому циклу местности, где живет человек.

В 2015 году классическое разделение на сов и жаворонков ученые дополнили еще двумя хронотипами — высокоэнергичным и сонным. Люди, относящиеся к первому, очень активны весь день. Представители второго в районе обеда чувствуют себя разбитыми, а по утрам и вечерам полны сил.

Четыре года спустя авторы исследования усовершенствовали анкету и опросили 1305 человек. И вновь полученные данные показали разделение на четыре основных хронотипа.

Недавно учёные в составе международной группы дополнили классификацию еще двумя хронотипами — к уже известным добавили дневной активный тип, представители которого бодры в светлое время суток, и умеренно активный тип, характеризующийся постепенным снижением активности в течение дня.
Исследователи протестировали 2283 человека. Из них 95% идентифицировали себя с одним из шести предложенных хронотипов. Большинство участников решили, что они совы (24%), 13% отнесли себя к жаворонкам. Дневной активный тип выбрали 15% добровольцев, 16% — умеренно активный тип, еще девять — высокоактивный (он же высокоэнергичный). Остальные 18% признались, что чувствуют себя полными сил по утрам и вечерам — то есть оказались представителями дневного сонного типа.

 

[Веретенников Сергей]

Биологические часы - одна из систем организма, как иммунная или сердечно-сосудистая. Эти часы нужны всем живым существам, чтобы синхронизироваться с ритмами природы - подстраиваться под смену дня и ночи или смену времен года. Биологическим часам подчиняются многие функции организма, в том числе теплорегуляция, артериальное давление, выработка гормонов.

Часы, управляющие нашим организмом, работают на трех уровнях. Первый - крошечный часовой механизм, спрятанный в каждой клетке. За его обнаружение американские исследователи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг получили в 2017 году Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.

Главную роль в нем играют специальные сlock-белки, которые синтезируются во всех клетках, имеющих ядро, - и у животных, и у растений, и у грибов. Часть сlock-белков образуется утром, активируя обмен веществ в клетке, другая - вечером, тормозя метаболизм. Так и задается суточный, или циркадный (от латинского circa - около и dies - день), ритм работы отдельной клетки. А если какой-то из генов, синтезирующих сlock-белки, мутирует, могут нарушиться различные ритмы организма: сна и бодрствования, двигательной активности, пищеварения. Все эти ритмы связаны - если человек не спит по ночам, это может привести не только к бессоннице или депрессии, но и к диабету, даже к онкологическим заболеваниям.

Часы нужны не только каждой клетке, но и организму в целом. Синхронизирует ритмы всех клеток особая гормональная железа мозга под названием эпифиз, или шишковидная железа, которая вырабатывает мелатонин и серотонин - гормоны, регулирующие наш сон и бодрствование, а также аппетит и настроение. В светлое время суток шишковидная железа производит "гормон счастья" серотонин, а в темное серотонин преобразуется в "гормон сна" мелатонин - он делает сон более глубоким и полноценным.

В достаточном количестве мелатонин вырабатывается только в темноте, даже тусклый свет сокращает его выработку - выключайте все лампы и занавешивайте окна! А серотонину, наоборот, нужен свет: чем больше света, тем лучше настроение и выше работоспособность.

Теперь перейдем на третий уровень. Высший центр управления всеми ритмическими функциями организма - это супрахиазматические ядра гипоталамуса. Именно в эту группу нервных клеток поступает прямой сигнал от сетчатки глаза, который подсказывает часам, что сейчас на улице: день или ночь. Эта небольшая область в промежуточном мозге - главный генератор суточных ритмов, ее нейроны подстраиваются под внешние световые сигналы и управляют эпифизом.

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университетов Санта-Крус и Дьюка изучили, что заставляет наши биологические часы "тикать". В частности, они хотели понять, почему некоторые люди, которых называют жаворонками, живут по более короткому 20-часовому циклу по сравнению с обычным 24-часовым. Это различие в несколько часов в итоге может привести к нарушению суточного ритма организма и сна, а значит, и к неспособности функционировать синхронно с остальным обществом.

Правильно настроенные биологические часы, в свою очередь, могут отсрочить наступление дегенеративных заболеваний и предотвратить некоторые метаболические, такие как диабет и ожирение.

 

[Веретенников Сергей]

02:00 - Самый глубокий сон

03:00 - Самое низкое артериальное давление

04:30 - Самая низкая температура тела

06:45 - Самое резкое повышение артериального давления

07:30 - Прекращается секреция мелатонина

08:30 - Возможны позывы к дефекации

10:00 - Самая высокая готовность к активным действиям

14:30 - Максимальная координация

15:30 - Самое быстрое время реакции

17:00 - Наиболее активное кровообращение и максимальная мышечная сила

18:30 - Самое высокое артериальное давление

19:00 - Самая высокая температура тела

21:00 - Начинается секреция мелатонина

22:30 - Подавляется перистальтика кишечника

 

[Веретенников Сергей]

Особенно вредно постоянно менять свой распорядок. Например, ученые из Мичиганского университета изучили базу данных проекта Nurses Health Study - многолетнего исследования здоровья более 120 тысяч американских медсестер - и выяснили, что сменная работа (то в день, то в ночь) повышает риск ишемического инсульта на 4% каждые пять лет. Другие исследования, основанные на этих же данных, показали, что работа в ночную смену не менее трех ночей в месяц в течение 15 и более лет может повысить риск развития колоректального рака, а также рака груди.

Причина - десинхроноз, то есть рассогласование биологических ритмов, которое является фактором риска развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Десинхроноз сопровождается длительной повышенной усталостью, снижением работоспособности и нарушениями сна.

Однократный десинхроноз известен каждому, кто испытывал джетлаг - синдром, возникающий при резкой смене часового пояса, когда человек пересекает больше трех-четырех временных зон. После него наступает этап ресинхронизации - когда биологические ритмы организма подстраиваются под новые условия. Интересно, что, если перелет был с востока на запад, средняя скорость восстановления составит 92 минуты в сутки, а если с запада на восток - она будет в полтора раза ниже, 57 минут в сутки. Получается, адаптироваться при перелете на восток труднее.

Рассинхронизацию наш организм чувствует и когда мы коротаем время со смартфоном. Именно голубая, коротковолновая часть цветового спектра подавляет выработку мелатонина. На голубой свет реагирует фотопигмент меланопсин в клетках сетчатки глаза - именно от него зависит мнение мозга о том, ночь сейчас или день. При красном свете мозг не понимает, что на улице день. Но экраны гаджетов как раз излучают яркий и холодный голубой свет, понапрасну подбадривая мозг среди ночи.