Биоритмы: неумолимые внутренние часы

Копирайт: Peter Ginter
Биоритмы: слайд 1

Мы превращаем ночь в день, работаем слишком рано или слишком поздно, не позволяем себе передохнуть. Однако долго игнорировать «биоритмы», равно как и одержать, в конце концов, победу в борьбе со сном всё равно не удаётся. Последствия этой борьбы могут быть для организма катастрофическими

В машинном ритме эпохи «хай-тек» человек становится фактором риска номер один. Фабрики и электростанции работают сутки напролёт, поезда, автомобили, корабли и самолёты днём и ночью доставляют товары и менеджеров по всему земному шару - как говорится, «точно в срок». Человеческий организм не выдерживает такого темпа. Поэтому он, хотим мы того или не хотим, делает паузу… и погружается в сон.
Наше общество вечного движения не считается с нашими «внутренними часами». Ибо жизнь каждого существа, пусть даже одноклеточного, поделена на фазы - «вершины» и «низины». У человека одни из них повторяются в течение суток, другие - в течение месяца, а третьи - в течение года. «Вся жизнь подчиняется универсальному циклу смены покоя и активности», - говорит хронобиолог Скотт Кэмпбелл (Scott Campbell) из Корнельского университета, который находится в американском штате Нью-Йорк.

Время великой зевоты
У нас, как у часов, есть свои «стрелки». В одно время они «указывают» на бодрость и активность, в другое - на пассивность и непреодолимую усталость. Хронобиологии, исследователи жизненных ритмов, предупреждают: чем больше мы пренебрегаем этими своими внутренними часами, тем чаще возникают болезни и социальные конфликты, и тем выше опасность того, что может случиться непоправимое. Большинство крупных техногенных катастроф последних лет следует отнести за счёт переутомления персонала, считает исследователь сна из Регенбурга Юрген Цуллей (Jürgen Zulley). «Переутомление как причина несчастных случаев недооценивается», - убеждён он. Его исследование аварий на баварских автобанах вызывает тревогу: две трети всех столкновений происходит из-за усталости водителей. Но есть два периода в течение суток, когда на улицах особенно опасно - это раннее утро и в районе двух часов дня. В эти часы аварии происходят в шесть раз чаще, чем в остальное время. Потому что именно в эти часы нас со всей силой настигает потребность организма в отдыхе.

Ритмическое постоянство человеческой жизни
Учёные только начинают разгадывать механизм внутренних часов человека. Ещё в 1729 году французский астроном Жан-Жак д'Орту де Меран заметил, что мимоза раскрывает и закрывает свои листья независимо от солнечного света. Однако только в 60-е годы ХХ века, когда исследователи из Института психологии поведения им. Макса Планка в баварском Андексе на несколько недель изолировали добровольцев в «бункере», выяснилось, что и человек живёт в соответствии с некоторым постоянным ритмом. Этот ритм называют циркадным - его период равен примерно суткам. Он определяет человеческое поведение даже тогда, когда ничто не указывает на время суток. Не знали, который час, и испытуемые в Андексе, которые ложились спать, вставали, принимали пищу и снова ложились спать. При этом, правда, им было запрещено вздремнуть после обеда…

16 часов сна как с куста
Прежде всего, учёных удивило то, что участники эксперимента с каждым разом бодрствовали чуть дольше и зажигали свет, проснувшись, чуть позже. В среднем период сна-бодрствования у них продолжался 25 часов. Юрген Цуллей и Мартин Мур-Ид (Martin Moore-Ede), хронобиолог из Гарвардского университета в американском Бостоне, вспоминают: «У некоторых испытуемых сутки растянулись аж до 50 часов, в течение которых они спали по 16 часов кряду - мы уже было думали, что они в коме. К концу эксперимента они потеряли целую неделю». 
Только когда исследователи разрешили испытуемым спать не только «ночью», но и вздремнуть в течение «дня», у них снова установился 24-часовой период. Он делился на два 12-часовых промежутка «фазой покоя», когда организм властно требует сна: ночью и в начале второй половины дня. Таким образом, «очевидно, что потребность прикорнуть после обеда происходит из нашего биологического устройства», считает Юрген Цуллей.

Вершины и впадины дня
Исследования, в которых добровольцам не нужно было ничего делать, кроме как в течение 60 часов подряд лежать в постели, обнаружили второй ритм: каждые четыре часа люди испытывали потребность в сне - «тот же цикл, что у младенцев или животных», комментирует Цуллей. Часы, когда хочется вздремнуть, в точности совпадают с опасными периодами: это два часа дня, шесть вечера и десять утра, время первого перерыва на кофе. Кроме того, мы подчиняемся ещё и третьему, 90-минутному, циклу: именно столько способен «высидеть» человек за письменным столом, не вставая, столько же длится и полный цикл всех фаз сна. Практически каждая функция организма имеет собственный ритм. Ранним утром активизируются такие нейромедиаторы и гормоны, как адреналин и кортизол, - для приведения организма в состояние бодрствования. В течение суток уровень выброса некоторых гормонов изменяется в четыре раза.

Копирайт: Peter Ginter
Биоритмы: слайд 2

По утрам к зубному лучше не ходить
По той же причине в течение дня изменяется, например, наша способность к расщеплению алкоголя. При этом женщины трезвеют быстрее всего в районе трёх часов дня, а мужчины - в семь утра. Работа почек и иммунной системы также отчётливо подчиняется суточному ритму. Температура тела при бактериальных инфекциях выше всего поднимается к полудню, при вирусных заболеваниях - напротив, ранним вечером. Инфаркт миокарда чаще случается утром, когда, в соответствии с суточным ритмом, кровяное давление повышается, инсульты же настигают своих жертв главным образом в тёмное время суток. Так же колеблется и наша чувствительность: зубные боли мучают нас по утрам в четыре раза сильнее, чем днём. Другие циклы - например, женские менструации, или годовая кривая нашей работоспособности - тоже повторяются вне зависимости от того, знаем ли мы о них что-то, или нет. Даже смерть придерживается определённого ритма. Чаще она наступает на рассвете или вскоре после полудня.

Горячо-холодно
Родная сестра сна - восстанавливающая силы дрёма - посещает человека всегда в одни и те же часы, когда обмен веществ замедляется, а температура тела, которая в течение суток колеблется в пределах полградуса, опускается до минимума. Чем быстрее протекает обмен веществ, тем выше работоспособность человека. Температура тела и концентрация повышаются рано утром и снижаются к обеденному времени. Именно в это время на нас нападает непреодолимая зевота - будь мы за письменным столом, или за рулём. Последующее повышение температуры в послеобеденные часы затем снова сменяется стремительным падением. «Тогда и возникает потребность в сне», - объясняет Скотт Кэмпбелл. Своего ночного минимума температура достигает около трёх часов дня - именно в это время на рабочих ночной смены наваливается максимальная усталость.

Лучше спать вовремя, чем долго 
Внутренние часы «тикают» в самого нашего рождения. Их диктат - непреклонен. В то время как люди утреннего типа - «жаворонки» - уже давно в отличной форме, обладатели вечернего склада - «совы» - ещё никак не продерут глаза, и не важно, сколько кофе они в себя уже влили. Однако биологический часовой механизм не только распоряжается тем, когда нам идти спать, он определяет, когда это нам мало что даст. Сон оказывает на нас наиболее благотворное влияние в те часы, когда температурная кривая находится в низших точках. Поэтому человек, протанцевавший всю ночь напролёт, не сможет компенсировать недостаток сна, даже провалявшись в постели до обеда. То, насколько жёсткой является эта физиологическая временная схема, демонстрирует так называемый джет-лэг: после перелёта через несколько часовых поясов «стрелки» наших внутренних часов посреди солнечного дня неожиданно указывают нам на глубокий сон. В результате командировочные или дипломаты подчас бывают полностью выбиты из колеи.

Минута за две
Перевод наших внутренних «часов» на новое время происходит со скоростью примерно один часовой пояс в сутки. И всё же часто возникает «внутренняя десинхронизация». Тогда цикл сна-бодрствования теряет связь с другими суточными циклами организма. Например, человек устал, как собака, и в то же время аппетит у него - волчий. О том, на какую часть температурной кривой указывают «стрелки» нашего физиологического хронометра в данный момент, можно судить по тому, с какой скоростью мир вращается вокруг нас. Точнее, какой мы эту скорость воспринимаем. «Мы "тикаем" с разной скоростью в зависимости от температуры тела», - говорит Скотт Кэмпбелл. Это обнаружил ещё в 30-х годах прошлого века американский физиолог Хадсон Хогланд. Его жена, лежавшая в постели с лихорадкой, пожаловалась, что он надолго оставил её одну, хотя он вышел из комнаты лишь на короткое время. Тогда Хогланд попросил жену отсчитать одну минуту: эта «минута» продлилась 37 секунд. То есть «настоящая» минута длилась для больной почти вдвое дольше. Время ползло для больной тем медленнее, чем горячее был её лоб. 

Копирайт: Peter Ginter
Биоритмы: слайд 3

С годами время бежит быстрее
Всё наоборот, когда мы относительно «прохладны». Поэтому, например, раннее утро проходит для нас быстрее, чем послеобеденное время. «Поскольку с возрастом обмен веществ становится более вялым, кажется, что время бежит всё быстрее», - считает Кэмпбелл. Многие воспринимают свой 18-летний возраст как середину жизни - что в 40 лет, что в 70. Очевидно, для человека не существует объективного времени - ощущение времени зависит от функционирования обмена веществ, на которое, в свою очередь, влияет нейромедиатор дофамин, с годами вырабатываемый организмом всё в меньших количествах. Соответственно, чем его больше, тем медленнее ползут секунды. По всей вероятности, именно выброс дофамина приводит к тому, что в экстремальных ситуациях мы видим происходящее как через некую временную лупу. Аналогично и наркотики, такие как кокаин или амфетамин, дающие ощущение «скорости», или гашиш, кристаллизующий время, изменяют баланс этого нейромедиатора, полагают учёные.

Тактовый генератор в голове
Однако ритмы дня и ночи, покоя и бодрости, повышенной и пониженной температуры тела управляются другим генератором импульсов. Эти эталонные часы жизни в виде двух связанных друг с другом клеточных клубочков размером с булавочную головку находятся между полушариями мозга. По-латински они называются Nucleus suprachiasmaticus, что можно перевести как «надперекрёстное ядро», в англоязычной литературе они обозначаются аббревиатурой SCN. Объяснить, как «тикает» этот часовой механизм, состоящий всего из нескольких тысяч нейронов, взялся медик Стивен Репперт (Steven Reppert) с коллегами из Массачусетского госпиталя (Massachusetts General Hospital) в Бостоне. Они выяснили, что отдельные нейроны в SCN крысы и золотистого хомячка работают как крохотные молекулярные песочные часы: с начала дня гены-хронометры продуцируют протеины до тех пор, пока не будет достигнут некий определённый уровень. После этого клетка снова уменьшает количество белков. На следующее утро процесс повторяется. Каждая клетка «тикает» со средним периодом 24 часа - некоторые чуть быстрее, другие чуть медленнее. Из средней скорости этих клеточных шестерёнок и вытекает длительность циркадного периода.

Сон как защита
Для каждого живого существа особенно важно своевременно отвечать на эффект смены дня и ночи. «Под воздействием света химические реакции протекают совершено иначе, чем в темноте, - говорит исследователь сна Томас Вер (Thomas Wehr) из Национального института психического здоровья в американском местечке Бетесда в пригороде Вашингтона. - В процессе эволюции живые существа выбирали один из двух миров». При этом другой обещал лучшие условия благодаря сниженному энергопотреблению. Потому организмы и «открыли» для себя «биологическую ночь» - сон. Сон - «своего рода защитный инстинкт. Программа поведения обездвиживает живое существо на время, чтобы в чуждом мире темноты оно не стало жертвой собственного любопытства», - считает Скотт Кэмпбелл. Биологическая уловка, с помощью которой деформируется восприятие физической длительности: мы закрываем глаза - и наша «сознательная» часть суток говорит нам «до свидания».

Без сна работа нейдёт
Людям, в зависимости от их генетических особенностей, необходимо от шести до десяти часов ежедневного сна. Никакие тренировки не в состоянии изменить эту константу. Эта принудительная психологическая пауза почти утратила свою изначальную функцию охраны нашей жизни от опасностей ночи. Почему же тогда сон по-прежнему столь важен? Интересную гипотезу выдвинул исследователь сна Томас Вер. Он полагает, что в сон, так сказать, «упрятаны» определённые жизненно необходимые организму процессы - например, выброс гормонов роста. Когда этот процесс прерывается за недостатком сна, организм обессиливает: крысы, которым учёные постоянно не давали спать, умерли от переохлаждения. В 1970-е в армии США проводились эксперименты на предмет количества сна, от которого человек может при необходимости отказаться. Работоспособность солдат упала после того, как их сон был сокращён более чем на 40 %.

Копирайт: Peter Ginter
Биоритмы: слайд 4

Мы спим мало и неправильно
Многие наши современники недалеки от этого состояния. «Мы забыли, что значит высыпаться», - говорит Томас Вер. За прошедшие сто лет средняя продолжительность сна жителей индустриальных стран уменьшилась на одну пятую. В США каждый взрослый человек накапливает за год 500 часов «недосыпа» - то есть почти по полтора часа ежедневно. При этом у тех, кто каждую ночь спит по четыре часа, сознание затуманено, как при содержании в крови 0,5 промилле алкоголя, а одна ночь, проведённая без сна, подавляет рефлексы как при 0,8 промилле. Длительное переутомление имеет два источника: люди не дают себе поспать столько, сколько нужно, а когда спят, то делают это неправильно. Ибо окружающая нас искусственная среда обитания посылает нам хаотические временные сигналы. И хотя с помощью электрического освещения мы можем по желанию продлить наш «день», зимой настоящий день мы практически не видим.

К ночной работе нельзя привыкнуть 
Многие люди, просиживающие перед экранами телевизоров допоздна, получают не только «световой душ», но и определённую социальную установку - и то, и другое суть сигналы, продлевающие фазу бодрствования. Наутро люди просыпаются разбитыми, потому что до звонка внутреннего будильника ещё далеко. Изнурённые таким образом за рабочую неделю, люди пытаются «отоспаться» за выходные - с тем лишь эффектом, что их ритм сбивается окончательно. С такой ситуацией поневоле приходится мириться работающим по сменам: их внутренние часы и расписание хронически не совпадают. Такие люди особенно подвержены депрессиям, сердечно-сосудистым заболеваниям и язвенной болезни желудка. «К сменной работе привыкнуть невозможно, - говорит американский учёный Скотт Кэмпбелл, - слишком сильно этому противодействуют внешние сигналы».

Лечение сном как последняя надежда
По ночам сонливость одолевает изнурённого человека с такой силой, что он не раз внезапно проваливается с широко раскрытыми глазами в секундный микросон, в котором он продолжает действовать, при этом ничего не воспринимая. Для дальнобойщиков, машинистов и пилотов такие ночные эпизоды микросна - обычное дело.
Томас Вер лечит хронически переутомлённых людей тем, в чём они, очевидно, больше всего нуждаются, - сном. В течение четырёх зимних месяцев он каждую ночь отправлял две дюжины пациентов в постель на 14 часов. И что удивительно: все, независимо друг от друга, начинали формировать новый ритм. «Они поделили свой сон на две части: пять часов сразу после отхода ко сну и пять часов ранним утром», - рассказывает Вер.
Между этими периодами глубокого сна пациенты лежали не шелохнувшись - в некоем пограничном состоянии между сном и явью, которое они характеризовали как нечто чрезвычайно приятное. А днём рассказывали о никогда ранее не испытанном состоянии «кристально чистого сознания». «Все мы в обычной жизни спим лишь по две трети нашей биологической ночи», - сокрушается учёный. Так, может быть, нам следует просто больше спать? Что и говорить, для нашего «общества достижений» это предложение звучит как ересь. Во всяком случае, сам Вер на себе свой рецепт сна не опробовал. Просто не нашёл пока на это время.