Циркадные ритмы: что это такое, и как они работают?

Весь мир вокруг нас устроен циклично: в течение 24–часовых промежутков сменяются дни и ночи, в средних широтах друг за другом следуют четыре времени года, и всё это повторяется из раза в раз. Организмы всех живых существ, включая человека, на протяжении миллионов лет эволюции были вынуждены приспосабливаться к окружающей среде, поэтому у нас есть собственные биологические часы – циркадные ритмы. В основном они работают в автономном режиме, но на них способны влиять некоторые внешние факторы, например, изменения освещённости и температуры.

У каждой ткани в организме человека есть собственный циркадный ритм, они координируются между собой и все подчиняются 24–часовому циклу. Кстати, у некоторых людей циклы немного «спешат», а у некоторых немного «отстают», поэтому среди нас есть «жаворонки» и «совы».

Биологические часы влияют на большинство важных функций организма, включая сон и бодрствование, продукцию гормонов, аппетит и пищеварение, температуру тела, метаболические процессы.

Где в организме находятся «главные часы»?

Система биологических часов у человека устроена иерархично. Свои механизмы работают на уровне генов, белков, клеток, тканей, органов.

Но есть и главный регулятор. Находится он в структуре головного мозга, которая называется супрахиазматическим ядром гипоталамуса. Здесь локализуются нейроны, регулирующие выработку гормона мелатонина в зависимости от того, какое количество света попадает на сетчатку глаз. Вечером, когда начинает темнеть, продукция мелатонина активируется, и организм готовится ко сну. Кроме того, супрахиазматическое ядро координирует между собой циркадные ритмы разных тканей и органов.

Почему врачам важно знать о циркадных ритмах?

Циркадные ритмы у человека довольно сильно влияют на состояние здоровья и поэтому представляют интерес для практикующих врачей:

• Зачастую сбоями в работе биологических часов вызваны такие «непонятные» симптомы, как постоянная сонливость в течение дня, повышенная утомляемость, нарушение концентрации внимания, снижение работоспособности.
• Хроническое нарушение циркадных ритмов способно приводить и к более серьёзным проблемам со здоровьем, включая ожирение, сахарный диабет, патологии сердечно-сосудистой системы, злокачественные опухоли.
• При некоторых заболеваниях нарушение циркадных ритмов выступает в роли одного из симптомов. Так, например, нарушение циркадных ритмов может быть одним из ранних признаков болезни Альцгеймера.
• Если у человека уже имеются хронические заболевания, то сбои в циркадных ритмах могут ещё больше усугубить их течение.
• Согласно результатам ряда исследований, некоторые лекарственные препараты действуют эффективнее, если привязать время их приёма к определённым фазам циркадных ритмов. Эти взаимосвязи рассматривает направление в медицине, которое называется хронотерапией.

Что приводит к сбоям в биологических часах?

Огромное влияние на работу биологических часов человека оказывают гены. От этого зависят индивидуальные особенности циклов сна и бодрствования, пластичность циркадных ритмов, их способность подстраиваться, например, под график работы.

Возникновению сбоев в циркадных ритмах способствуют такие факторы, как:

• нарушение выработки мелатонина из-за воздействия света в тёмное время суток, например, от «холодных» ламп, экранов смартфонов, компьютеров, телевизоров;
• смены часовых поясов;
• работа по сменам;
• злоупотребление алкоголем и кофеином;
• недостаточное естественное освещение в течение дня;
• привычка очень поздно ложиться спать;
• у женщин – изменения гормонального фона во время беременности, после родов и во время менопаузы;
• нарушение сна из-за света, шума, жары или холода, хронических болей и других симптомов заболеваний;
• хронический стресс.

Оценивая факторы риска, назначая лечение при тех или иных заболеваниях и давая рекомендации по поводу образа жизни, врачи редко учитывают особенности циркадных ритмов пациентов. Чаще всего о биологических часах говорят сомнологи, которые занимаются расстройствами сна. Но этой информацией полезно владеть врачу любой специальности.