Суточные биоритмы и ваш идеальный день

Эпифиз

Мелатонин расслабляет организм, вынуждает  чувствовать себя сонным и вялым. И напротив, когда солнце всходит, в эпифиз приходит сигнал об увеличении освещенности и выработка мелатонина снижается.

Ночью воздействие света способно подавить секрецию мелатонина. Роль гормона мелатонина – регулирование ритма секреции гонад и коры надпочечников, когда данный ритм выходит за пределы нормальных колебаний.

Он затягивает период  колебаний. Инерционный механизм, препятствующий быстрой дезорганизации околосуточной ритмики.

Нарушения выработки мелатонина, являются пусковым механизмом, приводящим к десинхронозу, а затем и патологии. Десинхроноз – это рассогласование биоритмов между собой.

Любые изменения продукции мелатонина, выходящие за уровни его физиологических колебаний могут привести к эндогенному десинхронозу, после которого возникает органическая патология.

Мелатонин обладает синхронизирующим эффектом. Благодаря мелатонину мы ночью спим и днем бодрствуем. Периоды сна и бодрствования у человека меняются с циркадной периодичностью.

Современные ученые полагают, что собственно подъем на рассвете и погружение в сон после того, как  солнце уйдет за горизонт разрешит работу биологических часов сделать слаженной и четкой.

Именно поэтому ранний закат и поздний рассвет зимой часто становится причиной того, что человек ощущает себя вялым, сонным  и заторможенным. Это вполне нормальная реакция человека на минимальный дневной свет.

Несоответствие распорядка дня и его длительности может быть причиной эмоционального расстройства, вызывать:

• усталость;
• апатию;
• увеличение веса;
• раздражительность.

Все наши несчастья происходят потому, что мы этот цикл нарушаем. Аналогично проявляются сезонные циклы. Биологические часы в организме на нормальную работу не могут настроиться. Циркадные ритмы начинают давать сбой, и возникают разные  проблемы со здоровьем.

Ощущение бессилия, падение активности и снижение настроения испытывают люди при перелете на большие расстояния, когда часовые пояса меняются очень быстро. Тоже испытывают, живущие при полярной ночи, или же когда длительное время держится дождливая, пасмурная погода.

У пожилых людей вырабатывается  меньше мелатонина, что, возможно, объясняет, почему люди старые чаще страдают бессонницей.

Нарушение циркадных ритмов является  основной проблемой людей, которые трудятся в ночную смену. Это вахтеры, медицинские работники, пилоты, сторожа, пожарные и полицейские.

Люди, которые проводят ночи  у компьютера, тоже подвержены подобным симптомам. Работа по ночам — это сильный стресс для всего организма.

Ухудшается сон, работоспособность резко падает, накапливается усталость и возникает апатия, которая  вполне может со временем перейти в хроническую форму.

Молодые мамы довольно часто могут впадать в депрессию, если  циркадные ритмы ее и ребенка не совпадают. У ребенка наиболее длительный сон днем (до 6 часов), а ночью он спит часовыми отрезками, бодр и свеж. Мама не может выспаться сутками.

Как восстановить нормальный контроль центрального пейсмекера цикличности? Только путем нормализации цикла сон-бодрствование. Показан даже кратковременный сон днем для восстановления биоритма. Но не длительный – несколько минут. Ритмичные массажи.

Двигательная активность – ряд повторных действий с постоянной продолжительностью и паузами, причем в строго определенные промежутки времени.

Рассинхронизация, или джетлаг

Image caption

Организму нужно время, чтобы перевести ваши суточные биологические часы

Джетлаг — рассогласование циркадного ритма человека с природным суточным ритмом.

Мы говорим о «джетлгае», когда ваши биологические часы работают в одном часовом поясе, а другие части тела — печень, кишечник, мозг и мышцы — живет в другом часовом поясе.

Для того, чтобы работа этих часов синхронизировалась нужно приблизительно по дню на каждый часовой пояс. То есть если вы прилетели в город, где разница во времени по сравнению с вашим часовым поясом, составляет три часа, то вам понадобится около трех дней, чтобы ваш организм адаптировался.

11. Социальный «джетлаг»

Image caption

Будильник говорит вам «пора просыпаться», а ваш организм говорит «надо еще поспать»

Социальный джетлаг характерен для тех, кто вынужден работать по скользящему графику, или тех, у кого «социальные» и «биологические» часы сильно рассинхронизированы.

Если ваш будильник звонит тогда, когда биологические часы еще не дали сигнал к пробуждению, тогда вы живете в режиме «социального джетлага».

Как свидетельствуют многие исследования, рассогласование «социальных» и «биологических» часов повышает риск возникновения депрессии, заболеваний сердца, диабета, ожирения и даже рака.

12. Дайте подросткам поспать подольше

Image caption

Для студента 7:00 — это то же самое что 5:00 для взрослого человека

Гормональные изменения в организме подростка предполагают, что сигнал к пробуждению их биологические часы будут давать как минимум на два часа позже, чем обычно.

Разбудить подростка в 7 часов утра — это то же самое, что разбудить 50-летнего человека в 5 утра.

Другие проявления циркадных ритмов

Циркадные ритмы управляют не только сном и бодрствованием. Известно, что в течение дня уровень нашей работоспособности постоянно меняется. Кстати, закономерности подобных изменений довольно неплохо изучены и описаны гигиеной труда, и, зная их, можно эффективно спланировать свой рабочий день и добиться максимальной производительности при минимальных физических и эмоциональных тратах.

Возможно Вы замечали смену самочувствия в разные временные отрезки рабочего дня. В одни часы вами одолевает вялость и невозможность сосредоточиться, в другие – энергия бьет через край и Вы готовы горы свернуть. Происходит это потому, что внутренние часы меняют в течение суток интенсивность многих физиологических процессов.

Замечено, что физическая работоспособность максимально повышается к одиннадцати часам утра и к семи вечера, а умственная – в девять утра и в девять вечера.

Важность для животных[править]

Циркадный rhythmicity присутствует во сне и опреднления образцов животных, включая людей. Есть также ясные величины основной температуры тела, деятельности мозговой волны, гормонального функционирования, регенерации клетки и других биологических процессов. Кроме того, photoperiodism, физиологическая реакция организмов к длине дня или ночи, является жизненно важным и для заводов и для животных, и циркадная система играет роль в измерении и интерпретации длины дня.

Своевременное предсказание сезонных периодов погодных условий, пригодности пищи или деятельности хищника является критическим для выживания многих разновидностей. Хотя изменяющаяся длина фотопериода (‘daylength’) не единственный параметр, — однако, самая прогнозирующая экологическая реплика для сезонного выбора времени физиологии и поведения, особенно наиболее для того, чтобы рассчитать из перемещения, бездействия и воспроизводства.

Воздействие цикла день-ночьправить

Один из ритмов связан с циклом день-ночь. Животные, включая людей, находящиеся в полной темноте в течение продолжительных периодов в конечном счете функционируют с этим ритмом нестабильно. Каждый день, их цикл сна сдвинут вперед или назад в зависимости от того, короче ли их эндогенный период или более продолжителен, по отношению к 24 часам. Экологические реплики, которые перезагружают ритмы каждый день, называют zeitgebers (с немецкого, «дающие времени»). Интересно отметить, что полностью-слепые подземные млекопитающие (например, слепая крыса мола Spalax Испания) в состоянии поддержать свои эндогенные часы при очевидном отсутствии внешних стимулов. Хотя они испытывают недостаток в освещении, фоторецепторы их сетчатки глаза, продолжают нормально функционировать, когда, они периодически попадают на поверхность.

Организмы свободного доступа, которые обычно имеют один или два объединенных эпизода сна, будут все еще иметь их, когда в окружающей среде, огражденной от внешних реплик, но ритм, конечно, не определен к 24-часовому легко-темному циклу в природе. Ритм следа сна, при этих обстоятельствах, может стать несовпадающим по фазе с другими циркадными или ultradian ритмами, типа метаболического, гормонального, электрический CNS, или ритмы медиатора.

Недавнее исследование влияло на проект относящихся к космическому кораблю окружающих сред, поскольку системы, которые подражают легко-темному циклу, как находили, были очень выгоден для астронавтов

Арктические животныеправить

Норвежские исследователи в Университете Tromsш показали что некоторые арктические животные (куропатка, северный олень), показывают циркадные ритмы только в частях года, которые имеют ежедневные восходы солнца и закаты. В одном исследовании северного оленя, животные на 70 Севере степеней показали циркадные ритмы осенью, зиму, и весну, но не летом. Северный олень на 78 Севере степеней показал таким ритмам только осень и весну. Исследователи подозревают, что другие арктические животные также, возможно, не показывают циркадные ритмы в постоянном свете лета и постоянной темноты зимы.,

Однако, другое исследование в северной Аляске нашло, что белки основания и дикобразы строго поддержали их циркадные ритмы в течение 82 дней и ночей света. Исследователи размышляют, что эти два маленьких млекопитающих видят, что очевидное расстояние между солнцем и горизонтом является самым коротким один раз в день, и, таким образом, достаточный сигнал приспособиться.

Перемещение бабочкиправить

Навигация перемещения падения Восточной североамериканской бабочки монарха (Danaus plexippus) к их сверхзимующим основаниям в центральной Мексике использует данный компенсацию временем компас солнца, который зависит от циркадных часов в их антеннах.

История открытия

Впервые об изменении положения листьев в течение дня у тамаринда (Tamarindus indicus) упоминает описывавший походы Александра Македонского Андростен.

В Новое время в 1729 году французский астроном Жан-Жак де Меран сообщил о ежедневных движениях листьев у мимозы стыдливой (Mimosa pudica). Эти движения повторялись с определённой периодичностью даже если растения помещались в темноту, где отсутствовали такие внешние стимулы как свет, что позволило предположить эндогенное происхождение биологических ритмов, к которым были приурочены движения листьев растения. Де Мейрен предположил, что эти ритмы могут иметь что-то общее с чередованием сна и бодрствования у человека.

Декандоль в 1834 году определил, что период, с которыми растения мимозы совершают данные листовые движения, короче длины суток и составляет примерно 22-23 часа.

В 1880 году Чарльз Дарвин и его сын Фрэнсис сделали предположение о наследственной природе циркадных ритмов. Предположение о наследственной природе циркадных ритмов было подтверждено окончательно опытами, во время которых скрещивались растения фасоли, периоды циркадных ритмов которых различались. У гибридов длина периода отличалась от длины периода у обоих родителей.

Эндогенная природа циркадных ритмов была окончательно подтверждена в 1984 году во время опытов с грибами вида Нейроспора густая (Neurospora crassa), проведёнными в космосе. Эти опыты показали независимость околосуточных ритмов от геофизических сигналов, связанных с вращением Земли вокруг своей оси.

В 1970-е годы Сеймур Бензер и его ученик Рональд Конопка изучали, можно ли идентифицировать гены, которые контролируют циркадный ритм у плодовых мух. Они продемонстрировали, что мутации неизвестного гена нарушают циркадные часы мух. Неизвестный ген получил название ген периода — Per (от англ. period).

В 1984 году Джеффри Холл и Майкл Росбаш, работающие в тесном сотрудничестве в Брандейском университете в Бостоне, и Майкл Янг из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке смогли выделить ген Per. Затем Джеффри Холл и Майкл Росбаш обнаружили, что белок PER, кодируемый геном Per, накапливается в течение ночи и деградирует в течение дня. Таким образом, уровень белка PER колеблется в течение суток синхронно с циркадным ритмом. Учёные предположили, что белок PER блокирует активность гена Per. Они обосновали, что с помощью ингибирующей петли обратной связи белок может препятствовать своему собственному синтезу и тем самым регулировать собственный уровень в непрерывном циклическом ритме. Однако, чтобы блокировать активность гена Per, белок PER, который продуцируется в цитоплазме, должен был каким-то образом достигнуть клеточного ядра, где расположен генетический материал, — этот вопрос оставался невыясненным.

В 1994 году Майкл Янг обнаружил второй «часовой ген» циркадного ритма, timeless, кодирующий белок TIM, который требовался для нормального циркадного ритма. Майкл Янг показал, что когда белок TIM связан с белком PER, оба белка могут проникать в ядро ​​клетки, где они блокируют активность гена Per, таким образом замыкая ингибирующую петлю обратной связи. Майкл Янг идентифицировал ещё один ген, doubletime, кодирующий белок DBT, который задерживал накопление белка PER. Совместное действие обнаруженных генов обеспечило понимание, как корректируется циркадный ритм для более точного соответствия 24-часовому циклу.

В последующие годы были выяснены другие молекулярные компоненты механизма, объясняющие его стабильность и функционирование. Были определены дополнительные белки, необходимые для активации гена Per, а также механизм, посредством которого свет может синхронизировать цикл.

В 2017 году Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг были удостоены Нобелевской премии за открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм.

ГЛОССАРИЙ

Представьте растение, которое пытается провести процесс фотосинтеза ночью: короткая драма в темноте. “Растения имеют дело с жизнью и смертью,” — мрачно сообщает Салли Ю, доцент кафедры биохимии и клеточной биологии в Центре медицинских наук Техасского университета в Хьюстоне (UTHealth). “Если они не будут следовать циркадным ритмам, то умрут.” Но для человека прогноз будет не таким мрачным. “Даже если удалить часовой ген (важный ген, регулирующий работу циркадных ритмов), вы умрете не сразу”, — говорит Ю. “Но вы будете страдать.” Вероятные проблемы? Постоянные психологические проблемы и, среди прочего, повышенный риск возникновения хронических заболеваний. Жизнь трудна, когда все не синхронизировано.

Коллега Ю, Джейк Чен, доцент той же кафедры, рассказывает иначе: “Мы часто говорим, что все нужно делать по расписанию. Но это преувеличение. А вот фраза «всему свое время» нет. И это напрямую относится к человеческому телу. В каждой отдельной клетке, ткани или органе физиологические процессы происходят в определенное время. Биологические часы это своего рода таймер — механизм, с помощью которого мы можем убедиться, что все исправно работает. Это фундаментальная функция.”

Чен и Ю изучают циркадные ритмы— биологические ритмы организма с периодом около 24 часов, которым ежедневно следуют все живые существа на нашей планете. Циркадные ритмы или суточные ритмы напрямую связаны с миллионами лет развития жизни на нашей планете. Это продукт взаимодействия внутренних биологических часов организма и окружающей среды — не только солнечный свет, но и многие другие факторы определяют поведение, регулируют уровень гормонов, сон, температуру тела и метаболизм.

‍

Так называемые «мастер-часы” или супрахиазматическое ядро (SCN) — главные часы, управляющие циркадными ритмами. Представляют из себя пару клеточных популяций, заполненных генами (включая Clock, Npas2, Bmal, Per1, Per2, Per3, Cry1, and Cry2), расположены в гипоталамусе. На молекулярном уровне следы часовых генов встречаются в почках, печени, поджелудочной железе и других органах. SCN выступает в качестве генерального директора, инструктируя тело придерживаться графика и обрабатывать сигналы окружающей среды. (Кратко ознакомиться с механизмом работы SCN можно в интерактивной анимации Медицинского института Говарда Хьюза.)

Как мы увидим позже, внимательное отношение к суточным ритмам улучшает ежедневную (физиологическую и психологическую) работу организма и, в конечном итоге, влияет на состояние здоровья, как в долгосрочной, так и в краткосрочной перспективе. Забота о суточных ритмах поддерживает их работу, сохраняя то, что Салли Ю называет «надежными часами».

‍

Информация об экспертах:

‍Ученый: Чжэн «Джейк» Чен‍

Образование: Кандидат наук, Колумбийский университет, Нью-Йорк

‍Должность: доцент кафедры биохимии и клеточной биологии в Центре медицинских наук Техасского университета в Хьюстоне

‍Последняя опубликованная статьяThe small molecule Nobiletin targets the molecular oscillator to enhance circadian rhythms and protect against metabolic syndrome.

‍Область исследованийSmall molecule probes for chronobiology and medicine.Ученый: Сын Хи «Салли» ЮОбразование: Кандидат наук, Корейский институт науки и технологийДолжность: Доцент кафедры биохимии и клеточной биологии в Центре медицинских наук Техасского университета в ХьюстонеПоследняя опубликованная статьяPeriod2 3′-UTR and microRNA-24 regulate circadian rhythms by repressing PERIOD2 protein accumulation.Также Development and Therapeutic Potential of Small-Molecule Modulators of Circadian Systems.Область исследованийFundamental cellular mechanisms in circadian rhythms and deciphering physiological and pathological roles of the clock.

‍

Когда лучше всего делать массаж лица и какой именно?

«Косметический массаж может оказывать различное воздействие в зависимости от методики и средств. 

Вечером, перед сном, подойдет расслабляющий массаж. 

Дренажный массаж (в том числе с кубиками льда или с помощью низкотемпературного прибора с термоэлектрическим эффектом) актуален в утренние часы. 

Фейсбилдинг и любые аналогичные приемы гимнастики лица лучше проводить по несколько сеансов в течение дня или сочетать с аналогичными занятиями спортом, потому что для лица важна осанка. 

При выборе техники лучше проконсультироваться с врачом: какие-то методы недопустимы на фоне невусов (родинок) и дерматитов (различные высыпания на коже), а какие-то — при наличии общесоматических заболеваний или проблем с позвоночником. И самое главное условие: любое воздействие должно выполняться с четким следованием инструкции, с пониманием, почему и с какой целью вы нажимаете на определенные точки. Для действительно эффективно результата необходимо сначала научиться у специалиста, а потом периодически сверяться с первоисточником».