Циркадний ритм - це ваш ендогенний, тобто внутрішній біологічний 24-годинний цикл. Організм налаштовує його сам, щоб підпорядкувати всі фізіологічні та психологічні аспекти вашого існування різноманітним вимогам 24-годинного світу. ЦР пам'ятає про щоденній зміні дня і ночі, температури, про графік прийому їжі, про наших тваринних інстинктах і завчасно готує організм до змін зовнішнього світу, піклуючись про нашу адаптованості. ЦР існує у практично всіх форм життя на планеті, в тому числі і у бактерій. Найбільш очевидний циркадний ритм - це цикл сну і неспання.
клітинні механізми
Добовий ритми (CRS), як видається, це властивість майже всіх форм життя, в тому числі одноклітинних життя і бактерій. На молекулярному рівні є циркадні годинник, які пускає в хід близько 24 години внутрішнє коливання, який регулює внутрішній фізіологічний ритм на зовнішній 24-годинного циклу. Ми знаємо, що робить ці внутрішні годинник тик. Є цілий ряд ключових годинних генів, які виробляють білки годин. Ці гени і білки взаємодіють виробляти цикл молекулярної зворотного зв'язку, який генерує близько 24-годинне коливання в тактовими білків. Ці ритмічні білки потім сигнал до осередку час доби, і що робити, коли. CR робить не так, як ми спочатку думали, виникають з безлічі різних клітин, що працюють в мережі, а це властивість окремої клеткі.Для циркадні годинник, щоб бути корисним, він повинен бути встановлений на зовнішній світ.
Ключовим моментом в механізмі роботи циркадних ритмів є те, що внутрішні механізми роботи нашого організму обов'язковим чином орієнтуються на зовнішній світ. Щоб зрозуміти, як це працює, розглянемо такий простий приклад, як джетлаг (синдром зміни часових поясів). Коли ми подорожуємо між часовими поясами, наш внутрішній годинник змушені адаптуватися до місцевим часом, тому що змінюється час світанку / заходу. Фоторецептори сприймають світло і його відсутність, і посилають сигнал молекулярним механізмам перебудовуватися, синхронізувати внутрішній годинник із зовнішнім світом. У нас найбільш наочним є цей приклад, в той час як у деяких тварин - скажімо, рептилій - чільним фактором впливу є середньодобове зміна температур. Така адаптація до добових ритмів є гарантом того, що все внутрішньоклітинні процеси відповідають своєму часу доби. У багатоклітинних організмів зазвичай є центральний механізм, який координує дію клітинних механізмів. У ссавців такий механізм знаходиться в головному мозку і називається супрахіазматіческое ядро - воно отримує інформацію про освітленість за допомогою очей, розподіляє її серед 50000 нейронів, з яких складається, а вони в свою чергу розсилають сигнали по всьому тілу, щоб координувати роботу всього організму. У цьому механізмі задіяні понад 14 різних генів.
У складних багатоклітинних форм життя, часто є центральна або «майстер» годинник, які координує всі інші клітини годин. У ссавців тактова знаходиться в головному мозку і називається супрахіазматичному ядра (SCN). Він отримує світлову інформацію від очей, щоб захоплювати 50000 нейронів всередині SCN, і вони потім посилати кілька сигналів для координації іншої частини тіла. Окремі годинник клітини SCN використовують більше 14 різних генів і їх білкових продуктів для генерації циркадного ритму.
Основні властивості ЦР
Циркадний ритм - це один з видів біологічних ритмів, яких буває безліч. Біологічний годинник настроюються при регулярних температурному і світловому режимах. Крім 24-годинного циркадного ритму існує річний цикл, або, наприклад, приливний цикл, який був виявлений у тварин, що мешкають в прибережній зоні - він дорівнює приблизно 12,8 години.
Добові цикли відомі нам вже довгий час - вже стародавні греки згадували про щоденні зміни, але тоді вважалося що це пов'язано лише зі зміною світла і температури протягом дня. Перші наукові експерименти з вивчення циркадних ритмів провів в 1729 році французький астроном Жан-Жак Дортен де Меран. Він помістив в шафу рослина, і зауважив, що навіть у повній темряві листя закриваються і розкриваються в звичне для рослини час в межах доби. Це вперше викликало припущення, що механізм добових циклів закладений в самому організмі. Після цього аж до 50-60 хх років минулого століття, коли були встановлені реальні механізми роботи циркадних ритмів, це питання практично не вивчався.
Головне, що потрібно знати про циркадном ритмі - це те, що він формується при регулярній зміні світла і темряви.
важливість режиму
З точки зору фізіології, наявність біологічного годинника дозволяє організму передбачити передбачувані зміни навколишнього середовища і підлаштовувати свої функції під них. Наприклад, організм знає, що в найближчі 3 години почнеться світанок, і тому він починає "розганяти" обмін речовин, підвищує температуру тіла, прискорює кровообіг і готується до активної діяльності. Таким чином, з настанням ранку ви активні і повністю готові до діяльності. Якби організм починав готуватися тільки після того, як ми прокинемося, у нас йшло б на це занадто багато часу, і ми не змогли б скористатися всіма можливостями, які дає нам середу. Точно так само і ввечері, перед сном, фізіологічні процеси сповільнюються, готуючи організм до відпочинку. Мозок під час сну виконує величезну роботу - він зайнятий створенням спогадів, обробкою інформації, пошуком рішень складних проблем, в той час як інший організм займається відновленням пошкоджених тканини, регулюванням обмінних процесів і поповненням енергетичних запасів. Так що здатність не тільки реагувати на безпосередні стимули, але і передбачати вплив навколишнього середовища, дуже корисні організму при підготовці до наступного дня життя і активної роботи.
У деяких видів рослин і тварин бувають сезонні ритми - їх організм вимірює щоденні зміни в співвідношенні дня і ночі, і вельми точно встановлює зміну сезону. У північній півкулі зміна сезону може стати сигналом до підготовки до зимової сплячки - або, наприклад, до спаровування, як у оленів або овець. Це важливо, тому що молоді особини, зачаті на початку зими, з'являться на світ навесні, коли з'явиться багато нового корму. Деякі ссавці під впливом сезонних ритмів змінюють колір і товщину хутра, що допомагає їм перезимувати - як, наприклад, песець. У людини теж є сезонний цикл, і хоча це не так явно виражена, але ви могли помічати підвищення апетиту, схильність до набору ваги або зниження настрою восени і взимку. Швидше за все, ми успадкували це від наших давніх предків, які були більш залежні від сезонності, живучи в дикій природі.
Як налаштувати годинник
Механізм фіксації оком кількості світла, за допомогою якого формуються циркадні ритми, був відкритий зовсім недавно. Встановлено, що крім паличок і колбочок (про які зі шкільної програми ми пам'ятаємо, що вони відповідають за уловлювання світла і побудова образу видимої реальності) очей містить набір спеціальних світлочутливих клітин (наукова назва - світлочутливі гангліозних клітини сітківки ока). Нервові відростки таких клітин йдуть в мозок, на зразок зорового нерва. Близько 2% цих клітин містять фоточутливий пігмент синього спектра, який реагує на наступ світанку або сутінків, і дозволяє налаштувати наш внутрішній годинниковий механізм на правильний час доби.
Цікаво, що візуально людина може бути незрячим через генетичне порушення роботи паличок і колбочок - але при цьому світлочутливі гангліозних клітини будуть працювати нормально. Тобто людина буде позбавлений зору, але його біологічний годинник будуть працювати адекватно часу доби. Тому освітленість важлива для людини, навіть якщо він незрячий.
Слід сказати окремо, що якщо у вас зовсім немає очей, то вся інформація про освітленість втрачається. Існує думка, що в минулому у нас були світлочутливі зони на черепі, на зворотному боці коліна - але це не підтверджено науково. Без очей більшість з нас буде прокидатися і засинати на 30 хвилин пізніше кожен день, так як за замовчуванням внутрішній годинник налаштовані не на 24, а приблизно на 24,5 години.
Серйозна проблема, пов'язана з кількістю світла полягає в тому, що ми не отримуємо його в достатній кількості. Б о більшу частину часу ми проводимо в приміщенні, де освітленість недостатня для того, щоб біологічний годинник справно функціонували - і та для літніх людей ця проблема найбільш істотна. Однак, якщо нормалізувати рівень освітленості протягом дня, циркадний ритм сну / неспання відновлюється і функції мозку поліпшуються. Також, щоб нормалізувати сон, рекомендовано приймати їжу кожен день в один і той же час, а також робити ранкову зарядку, як би банально це не звучало.
Добові ритми і сон
У розвинених - а в останні роки і в країнах, що розвиваються - країнах активність переходить в цілодобовий щоденний режим, і людям все частіше потрібна допомога в нормалізації режиму сну, і справа тут не тільки в циркадном ритмі. Сон - це складне, трудноізучаемое стан, в ході якого беруть участь багато зони мозку, нейромедіатори, гормони. Ця складна система дуже вразлива до різного роду порушень. Недавні дослідження показали, що порушення циркадного ритму і режиму сну - загальне місце в ряді нейродегенеративних і психоневрологічних захворювань, пов'язаних з порушенням нейротрансмітерних шляхів - таких як депресія або шизофренія.
Крім цього, сонливість при порушенні циркадного ритму - це всього лише верхівка айсберга, під якою ховається велика кількість взаємопов'язаних патологій, таких як порушення уваги, пам'яті, зниження ментальної і фізичної реакції, мотивації, порушення метаболізму, ожиріння, безсоння, депресія, знижений імунітет, підвищений ризик виникнення раку. Сон - дійсно найкращі ліки, і неправильний графік роботи може мати в прямому сенсі катастрофічні наслідки. У ранні ранкові години наша активність, уважність досягає нижчої точки, і те, що глобальні катастрофи типу Чорнобильської аварії або викиду нафти на танкері Ексон Вальдез. відбулися саме в нічну зміну. Навіть з урахуванням активного трафіку вдень і ввечері, кількість ДТП незрівнянно вище близько 4 ранку, ніж в інший час. І поки на глобальному рівні ця проблема не вирішується, в наших силах регулювати свій графік життя і вирішувати проблеми сну самостійно. У більшості медичних ВУЗів сон і циркадні ритми проходять за пару лекцій, незважаючи на те, що ці процеси лежать в основі нашого здоров'я і гарного самопочуття.
Тому постарайтеся керуватися наступними правилами при побудові режиму дня:
- Лягайте спати і вставайте в один і той же час
- Тривалість сну повинна бути достатньою (в середньому це 7,5 годин)
- Надолужити недосип у вихідні неможливо, краще висипатися кожен день
- Відсипатися цілий день у вихідні так само шкідливо, як і не висипатися - це порушує добовий ритм
- Недолік денного світла в приміщенні компенсуйте спеціальними приладами денного світла (не плутати з лампами денного світла)
- Дотримуйтесь однаковий режим протягом дня - вранці легка розминка, зарядка, прийоми їжі - в один і той же час щодня
Основні відомості про активність організму протягом доби:
6:45 - різке підвищення кров'яного тиску
7:30 - припинення вироблення мелатоніну (гормон сну)
8:30 - активна перистальтика кишечника
9:00 - найвища секреція тестостерону
10:00 - денний пік уважності
14:30 - найкраща координація
15:30 - найкраща реакція
17:00 - найкраща м'язова еластичність
18:30 - найвище тиск за день
19.00 - найвища температура
21:00 - починається вироблення мелатоніну
22:30 - знижується перистальтика кишечника
2:00 - найглибший сон
4:30 - найнижча температура
Слідкуйте за нами в Telegram. щоб бути в курсі важливих новин.