Что такое циркадные ритмы и как самому настроить свои «биологические часы»

Что такое циркадные ритмы?

Циркадные ритмы — физические, эмоциональные, ментальные изменения, следующие 24-часовому циклу. В первую очередь они реагируютна смену дня и ночи.

За восприятие световой информации отвечают: глаза, СХЯ, латеральные коленчатые тела таламуса (зрительного бугра), верхние бугры четверохолмия (образуют верхнюю стенку среднего мозга) и эпифиз.

В 1729 году французский учёный Жан-Жак де Меран провёл любопытный эксперимент. Поместив растение в тёмное место он заметил, что даже в постоянной темноте листья растения открываются и закрываются в том же ритме. Это стало свидетельством того, что циркадные ритмы имеют внутреннее происхождение и могут закрепляться за внешними 24 часами.

Изменение циркадных часов приводит к изменениям на биохимическом уровне, что очень сильно влияет на наше физиологическое самочувствие и поведение.

Циркадные ритмы подвержены экзогенным и эндогенным влияниям, т.е. влиянию внешних и внутренних факторов.

Самые распространённые внешние синхронизаторы:

• Свет;
• Атмосферное давление;
• Температура;
• Применение лекарств;
• Режим приема пищи;
• Социальная активность;
• Физическая активность.

Мы не рождаемся с готовым чувством времени. Если когда-нибудь читали или нянчились с младенцем, вы знаете, что они спят не так, как взрослые. Биологические ритмы проявляются уже в первые недели жизни и, вероятно, они есть и у зародышей. Но их проявление происходи постепенно. Некоторые биоритмы окончательно формируются в школьном возрасте, например: температура, пульс, сон.

Биоритмы не у всех одинаковые. Есть жаворонки, которые эмоционально, ментально и физически активны в первой половине дня. А есть совы, у которых активность начинает возрастать после обеда.

Кстати о популярном «совином» режиме. Это стало просто мейнстримом. В то время как учёные считают, что у 1 человека из 75, совиный режим связан с мутацией белка CRY1, который задерживает желание спать до наступления раннего утра. Все остальные приобрели «совиный» режим в течение жизни и они могут от него отказаться, просто настроив свой режим. 

У большинства людей есть два периода высокой ментальной активности:

• с 08 до 12 часов утра;
• с 17 до 19 часов вечера

Снижение ментальной активности происходит:

• с 13 до 15 часов дня;
• с 02 до 05 часов утра (ночи).

У людей обнаружено более четырёхсот процессов, которые подчинены циркадным ритмам. Самым изученным процессом считается температура тела. На рассвете она в районе 36 °С, в обед поднимается до 36,5 °С, а к вечеру может вырастать до 36,9 °С. Минимальная температура тела достигается в районе 2-4 часов ночи. У здоровых людей амплитуда колебаний 0,8-0,9 °С.

Существует множество исследований, которые подтверждают, что режим питания достаточно серьёзно влияет не только на метаболизм, но и на циркадные ритмы.

Циркадные ритмы, метаболизм, ожирение

Установлена связь между циркадными ритмами и метаболизмом.

Еда в разное время суток по-разному влияет на пищеварение и утилизацию конечных продуктов. Нерегулярное питание вызывает нарушения циркадных ритмов.

Проводились эксперименты на мышах. Мыши — ночные животные. Они едят ночью, в темноте. Мышей перевели на дневной рацион. Их циркадные ритмы и метаболизм изменились. Это привело к увеличенному потреблению пищи и калорий, к увеличению массы тела и ухудшению метаболизма. Когда мыши вернулись к природному для них ритму, их суточный калораж уменьшился. Однако у них сохранилось приобретённое ожирение и ухудшилась переносимость глюкозы. Т.е. у них стали развиваться: метаболический синдром, преддиабет, диабет и заболевания сердечно-сосудистой системы.

Проводились исследования и на людях. Результаты продемонстрировали высокий рост риска развития ожирения и диабета второго типа у людей, которые спят менее 5 часов в сутки и у людей, которые поздно ложаться спать, т.е. середина их сна приходится на 5:30 утра или позже. Т.е. если человек спит 8 часов, то середина его сна — 4 часа, и если он лег спать в 1-2 часа ночи, то середина его сна приходится на 5-6 часов утра. Такие люди действительно чаще страдают от лишнего веса, склонны поздно ужинать и перебирать калории.

В 2013 году прошло исследование, которое доказало, что поздний ужин снижает шансы и уменьшает эффективность программ похудения. Обе группы испытуемых были с одинаковыми характеристика: одна калорийность рациона, продолжительность сна, возраст, гормональные показатели. Не смотря на одинаковые исходные данные люди, потребляющие основную часть пищи до 15 часов дня, похудели эффективнее, чем другие.

Проявления и механизм работы

Каждая клетка тела имеет собственные часы, работающие на молекулярном уровне. С периодичностью 24 часа белки, называемые тактовыми, вступают во взаимодействие, в результате чего активируются гены, отвечающие за определенные процессы.

Например, тактовые белки отвечают за выработку мелатонина, или гормона сна. Чем больше мелатонина выделяют клетки, тем сильнее желание отправиться в постель.

В качестве примера можно привести еще один феномен. Давно известно, что большая часть инсультов и инфарктов происходит в утреннее время.

Раньше ученые не понимали, почему это происходит. Однако с открытием циркадных ритмов стало очевидно, что перед пробуждением тактовые белки запускают процесс повышения артериального давления, что помогает проснуться.

Суточные ритмы установлены в организме раз и навсегда?

Циркадианные ритмы обеспечиваются естественными процессами в организме, но на них также влияют сигналы из окружающей среды. Свет – это главный сигнал, влияющий на циркадианные ритмы, включающий или выключающий гены, контролирующие биологические часы организма.

Человек не рождается с готовым чувством времени; околосуточные биоритмы не имеются в готовом и законченном виде к моменту рождения, а формируются в процессе развития на основе индивидуальной временной шкалы растущего организма. Биоритмы начинают проявляться уже в первые недели жизни, вероятно, они имеются и у зародыша, но их проявления в онтогенезе реализуются постепенно. Некоторые биоритмы достигают параметров взрослых людей в школьном возрасте (пульс, температура тела, сон и др.). Например, когда вы были младенцем, ребёнком и подростком, ваш организм требовал больше часов на сон, а ваша активность в течение дня, скорее всего, имела другие характеристики.

Биологические часы и циркадные ритмы — это одно и то же?

Циркадные ритмы и биологические часы у человека — не совсем одно и то же понятие. Биологические часы — это внутренняя система организма, врождённое чувство и ощущение времени, регулируемые нервной системой. Благодаря биологическим часам некоторые живые организмы понимают, когда нужно спать, употреблять пищу, совершать какие-либо действия.

Циркадные ритмы у человека являются “подсистемой” биологических часов и регулируют циклы бодрствования и сна. Примерный период циркадных ритмов составляет 24 ч.

Какой нормальный циркадный ритм по часам?

Нормальный циркадный ритм у человека протекает следующим образом:
Циркадные ритмы у человека в норме

Примерное время	Протекающие биологические процессы
00:00-02:00	Сон
02:00-4:30	Глубокий сон
4:30-7:30	Выход из глубокого сна, повышение артериального давления, остановка секреции мелатонина.
7:30-8:30	Наиболее сильная активность кишечника, дефекация. Наилучшее время для усвоения пищи.
8:30-12:00	Наиболее высокая физическая активность из-за активной выработки тестостерона.
12:00-15:00	Снижение энергии, время для короткого сна.
15:00-17:00	Наивысшая координация и быстрота реакций.
17:00-19:00	Эффективная работа сердечно-сосудистой системы, наивысшая точка артериального давления и температуры тела ближе к 19:00.
19:00-21:00	Снижение энергии, расслабление организма.
21:00-23:00	Начало усиленного синтеза мелатонина, ощущение сонливости.
23:00	Сон

Лечение расстройств циркадных ритмов

Под расстройством циркадных ритмов понимают нарушения регулярности циклов бодрствования и сна. Это происходит под влиянием десинхронизации внутренних биологических часов, и внешних. При этом пациент жалуется на нарушения сна ночью, патологическую сонливость днем или сочетание этих симптомов. Лечение не всегда обязательно, в большинстве случаев биологические часы способны сами за короткое время перестроиться и адаптироваться. Но если диагноз клинический, то нужно избавляться не от следствия проблемы, а от самой причины сбоя.

Циркадные ритмы сна могут расстроиться из-за внешних стимулов или как следствие десинхронизации внутренних биологических часов с циклом день/ночь, что происходит, например, при синдроме раннего или позднего засыпания.

Десинхронизация сна из-за внешних причин приводит к иным циркадным нарушениям, например, к изменению интенсивности секреции гормонов и повышению/понижению t тела. К сонливости и бессоннице добавляются приступы тошноты, общее недомогание, раздражительность, депрессия.

Самыми неблагоприятными считаются рецидивирующие нарушения ритмов сна и бодрствования, появляющиеся в результате ротации рабочих смен или частых путешествий.

Как привести в порядок свой циркадный ритм.

Блокируйте свет в ночное время

Избавления от синего света (солнечный спектр) в ночное время имеет решающее значение для сохранения и поддержания в здоровом состоянии вашего циркадного ритма. Синий, как и зеленый спектр света в ночное и вечернее время способен привести к блокированию выработки гормона мелатонина, именно поэтому специальные красные очки способны ограничить попадание этих спектров на сетчатку глаза.

Однако, даже красный спектр света, который может попасть вам в глаза в ночное время, способен повысить бдительность мозга, что также подавляет выработку мелатонина . Это показывает, что снижение производства гормона мелатонина может происходить не только от, похожих на солнечные лучи, зеленого и синего света, но и от любого освещения в ночное время. (И)

У животных освещение в вечером и ночью меняет уровень кортизола и работу часовых генов (И, И). У человека подобное освещение изменяет циркадные ритмы.(И)

Проблема соблюдения правил по защите от вечернего и ночного освещения в том, что окружающие люди, в том числе ваши родственники, будут смотреть на вас либо с осуждением, либо станут считать вас немного не в себе. Поэтому вам стоит принять решение, что для вас важнее – здоровье, или мнение окружающих людей.

Если вы планируете нормализовать свой сон, то самое оптимальное время для начала блокирования вечернего освещения – сразу после захода солнца. С целью подобной блокировки вы можете использовать специальные красные (оранжевые) очки, которые станете носить в помещении. Важно, чтобы на сетчатку глаза не попадал свет сбоку в расстояние между вашей головой и очками, поэтому очки должны иметь либо боковой фильтр, либо плотно прилегать к глазам, не оставляя щели для света.

Если вам не удается по каким-либо причинам использовать эти очки после захода солнца, то, по крайней меры, вам было бы полезно носить очки за 2 часа перед сном.

Кроме этого, вы можете установить специальную популярную программу на свой компьютер, чтобы дополнительно блокировать сине-зеленый свет монитора. Эта программа может подстраиваться под ваш регион и регулировать освещенность в течение всего дня. Подобные программы есть и для смартфонов.

Для уменьшения воздействия вечернего освещения и для уменьшения активности «световой бомбы», которая «взрывается» в вашем мозгу всякий раз, как вы встаете ночь в туалет и включаете свет, можно заменить освещение в своем доме на специальные оранжевые лампочки с меньшей яркостью.

Однако, стоит помнить, что любое освещение в ночное время (после 23.00): свет от ночника, цифры на электронных часах, лучи света от уличного фонаря – способны резко затормозить выработку мелатонина до самого утра. Если вы живете в городе, то с большой долей вероятности, городское ночное освещение попадает в ваши окна практически всю ночь. Поэтому, лучшим выходом может быть очень плотные шторы или жалюзи на ваших окнах, чтобы создать в доме кромешную тьму, когда вы не видите свои пальцы на вытянутой вперед руке.

Одним из идеальных вариантов защиты от ночного освещения может быть плотная маска на глаза во время сна. Некоторые производители начинают выпускать специальные пластиковые пленки для окон, которые блокируют ночное освещение, но их применение требует возможности убирать эти пленки после восхода солнца. А если вы решите выйти на улицу после 22.00, то не забудьте надеть красные очки и защитить глаза, например, шляпой, от попадания света.

Не ешьте за 4 часа до сна

Наука считает, что стоит прекратить употреблять пищу, как минимум, за 3 часа до сна, а идеальным временем считается 4 часа. При начале ночного отдыха в 22.30 ужин должен заканчиваться не позднее 18.30. Подобное ограничение в приеме пищи будет способствовать уменьшению выработки гормонов, зависящих от приема пищи, и таким образом снизится активность организма и ночной сон будет более полноценным и здоровым.

Если вы чувствуете голод перед сном или ночью, то, вероятно, стоит увеличить количество калорий в вашем питании. Но случается так, что вы пропустили время ужина и наступает время сна, в этом случае вы можете принять 1 столовую ложку масла (лучше оливкового), 2-3 чайные ложки мёда (осторожно диабетики!) за некоторое время перед сном.

Выходите утром под солнечные лучи

Очень важно, если у вас появится привычка сразу после пробуждения выходить на улицу под первые лучи солнца. Это позволяет организму получить внешний стимул для корректировки циркадных ритмов. Если же вы живете в северных регионах, то попасть под яркие солнечные лучи необходимо в период между 12.00 и 14.00 часами на срок не менее 30 минут.

Для жителей северных регионов можно использовать яркое освещение дома, похожее на солнечный свет, в первые 30 минут после того, как проснулись. Но лучше для вашего здоровья – это утренняя встреча глазами солнечных лучей.

Находитесь под солнечным светом как можно дольше каждый день

Исследования показали, что выработка гормона мелатонина более легко подавляется зимой, чем летом. Это предположительно происходит потому, что нехватка яркого света в дневное время зимой предрасполагает наш организм к ухудшению работы циркадных ритмов.

У людей, которые считают себя полуночниками (не ложатся спать раньше 00.00 часов), естественное освещение солнца приводило к улучшению синхронизации циркадных ритмов по сравнению с тем, когда они проводили день только под искусственным освещением помещения.

Ложитесь спать и просыпайтесь в одно и то же время

Начало сна в одно и то же время – очень полезное действие для программирования циркадного ритма всего организма. Конечно, это не просто осуществить, ведь есть много работы и соблазнов. Но тут снова вам придется сделать выбор между здоровьем и своими желаниями.

Уменьшите свой уровень психологического стресса

Психологический стресс способен подавить или нарушить циркадный ритм. Гормоны стресса, например кортизол, приводят к задержке циркадного ритма. Именно поэтому полуночники показывают более тревожное и агрессивное поведение.

Съедайте большую часть своих калорий утром и днем

Лучшим выбором для вас станет такое распределение калорийности вашей диеты , когда не менее 85% калорий вы получите за завтрак и обед. При этом время для белковой пищи (яичница, рыба, котлета и т.д.) идеально, если приближается к вашему утру. Очень важно, чтобы ваши блюда на ужин не были большими по объему, а весь ужин не превышал 15-20% от суточной калорийности.

Очень много людей, возвращаясь с работы вечером и, чувствуя себя усталыми, стараются пополнить энергетические затраты за ужином. Но с большой долей вероятности, такие люди часто не завтракают, либо их завтрак очень мал по калорийности. Это понятно для современного мира, но подобное поведение делает ваше здоровье все более подорванным.

Если вы голодны перед сном, или вы просыпаетесь в середине ночи из-за голода, это означает, что вы не получили достаточно калорий во время вашего последнего приема пищи или в течение дня в целом.

Лечение сбоя

Лечить нарушения можно только после полного и точного диагноза. Лечение направлено на то, чтобы восстановить и нормализовать правильную работу биологических часов, и настроить человеческий организм на правильный режим. Действенным лечением такого нарушения считается использование яркого света. С помощью него восстанавливается баланс функций организма и биологические часы приходят в норму. При необходимости применяются лекарственные средства, под строгим контролем специалиста. В некоторых случаях может потребоваться психологическая поддержка близких, а в сложных случаях специалиста.

Чтобы избежать последствий от сбоя циркадного ритма нормализуйте здоровый сон, избегайте стрессовых ситуаций, больше гуляйте на свежем воздухе. Осложнения организма легче предотвратить, чем лечить.

Источники: