Добовий ритм Анатомія та фізіологія
Часто, коли ми переходимо на літній або зимовий час, коли працюємо в нічні зміни або коли подорожуємо та змінюємо часовий пояс, ми в кінцевому підсумку відчуваємо дезорієнтацію, проблеми зі сном або різні фізичні розлади. При всіх цих змінах впливає циркадний ритм, той природний годинник нашого тіла, який допомагає нашому тілу адаптуватися до нічного денного циклу.
Що таке циркадний ритм?
Добовий ритм являє собою цикл приблизно 24 години, що відбувається на фізичному, психічному та поведінковому рівні у відповідь організму на світло-темне чергування середовища. Добовий ритм характерний для всіх живих організмів - від одноклітинних істот до людей. Наукою, яка вивчає добовий ритм, є хронобіологія. (1)
Добовий ритм пов'язаний з обертанням, яке Земля робить навколо своєї осі протягом 24 годин. Спочатку вважалося, що у людини цей "внутрішній годинник" не еквівалентний тривалості обертання, відповідно 24 години, а становить 25 годин, що пояснює появу у деяких людей труднощів зі сном. Недавні вимірювання професорами Гарварду показали, що цей ритм становить 24 години 11 хвилин. Найбільше їх здивувало, крім схожості тривалості з тривалістю інших живих істот, це те, що як для молодих людей, так і для людей похилого віку внутрішня тривалість дня однакова. (2)
Багато функцій організму мають циркадний ритм, починаючи від циклу сну і неспання і закінчуючи життєвими показниками організму. По мірі того, як наука стає все більш точною у вимірах, які вона робить, дедалі більше визнаються циркадні ритми; таким чином, нещодавно було виявлено, що навіть ріст кісток відбувається після циркадного ритму. (4)
На фізіологічному рівні останні дослідження показали, що добовий ритм складається з набору взаємопов’язаних білків, які мають здатність генерувати власний ритм. Фізіологія клітини піддається внутрішньому «годиннику» тривалістю 24 години, який складається з взаємопов’язаних молекулярних петель. Цей клітинний годинник, у свою чергу, координується супрахіазматичним ядром, яке допомагає організму адаптуватися до циклів у зовнішньому середовищі. (3), (5)
Якщо вам цікаво, як наше тіло може розрізнити довгі дні/короткі ночі весни та літа та короткі дні/довгі ночі зими та як йому вдається адаптуватися до змін сезонів, ви знаєте, що циркадний ритм - це те, що керує ними. коригування організму відповідно до зовнішніх часових факторів. Добовий ритм бере участь у термінах, пов’язаних із днями, але він також втручається в адаптацію організму з фізіологічної та поведінкової точок зору до переходу до нового сезону. (3)
Фахівці вважають, що циркадний ритм можна визначити за трьома властивостями:
1. стійкість близько 24 годин, навіть коли відсутні зовнішні часові елементи (приклад: денне світло)
2. здатність адаптуватися, коли відбуваються зміни зовнішніх умов (приклад: перехід на новий часовий пояс, перехід на літній час або інший сезон)
3. має незмінну тривалість фізіологічної температури (приклад: температурна компенсація) (3)
Розвиток добового ритму
Тематичне дослідження професорів Техаського університету було зосереджено на дитині, яку спостерігали з першого дня життя і до шестимісячного віку.
Було помічено, що порядок появи циркадних ритмів був таким: циркадний ритм температури з'явився приблизно через одну годину після народження, циркадний ритм неспання з'явився другим, а циркадний ритм сну з'явився останнім. Циркадна температура температури стабілізувалася через тиждень після народження, температура неспання на 45-й день, приблизно одночасно з підвищенням концентрації мелотоніну, а температура сну лише на 56-й день. Також було помічено, що нічний сон дитини спочатку адаптується до тимчасових елементів, що сповіщають про прихід ночі (захід сонця та відсутність світла), потім пристосовується до програми сну сім'ї, все до 60-го дня, який, на думку експертів, показує початкове визначення циклу світло-темнота, за яким слідує соціальне визначення. (6)
Гендерні відмінності в циркадному ритмі
Дослідження дослідників Гарвардського університету показало, що існує ряд відмінностей між циркадним ритмом жінок і чоловіків. Довжина жіночих біологічних годинників виявилася приблизно на шість хвилин меншою, ніж у чоловіків. Крім того, у деяких жінок внутрішній годинник б’є набагато швидше, ніж зазвичай; принаймні кожна третя жінка завершує денний цикл швидше, ніж за 24 години. Дослідники сну звертають увагу на недосипання жінок через численні завдання, які їм доводиться виконувати щодня, пов'язані з роботою, домашнім доглядом та дітьми, усім, що потрібно робити ввечері, що вони і роблять. заважає їм рано лягати спати і достатньо спати. Дослідження також показали, що безсоння на 50% частіше зустрічається у жінок, ніж у чоловіків, і циркадні ритми можуть брати участь у цих відмінностях. Нові дослідження могли б більш точно пояснити механізми цих відмінностей. (8)
Вплив на здоров'я циркадного ритму
Дослідження показали, що добовий ритм відіграє важливу роль у циклі сну і неспання, температурі тіла, виробленні гормонів, голоді тощо. У той же час вплив на добовий ритм може негативно позначитися на здоров’ї та загальному самопочутті організму, що може призвести до порушень сну, ожиріння, депресії, діабету тощо. (1)
Циркадний ритм контролюється генами "годинника", які передають генетичні вказівки щодо виробництва білка. Рівень цих білків збільшується і зменшується, дотримуючись певних ритмових схем. Ці біохімічні коливання контролюють функції організму, серцеву діяльність, артеріальний тиск, обмін речовин тощо. Добовий ритм навіть впливає на наш настрій, потрапляючи в зимову депресію.
Наш внутрішній годинник також контролює рівень гормонів, що може вплинути на реакцію нашого організму на певні ліки. Краще розуміння добового ритму може покращити дію ліків, приймаючи їх у найбільш підходящий час. (9)
Наслідки добового ритму для різних умов
Циркадний ритм та хвороба Альцгеймера
В одному дослідженні порівнювали циркадні ритми здорової молоді та людей похилого віку з циркадними ритмами пацієнтів із хворобою Альцгеймера. Висновки зробили так, що у випадку з пацієнтами з хворобою Альцгеймера ритм активності у спокої глибоко залежав і корелював із рівнем тяжкості деменції, а шкода була набагато серйознішою у випадку пацієнтів, які приймали седативні препарати. (10)
Добовий ритм та серцево-судинні захворювання
Недавні дослідження показали, що добовий ритм бере участь у частоті деяких серцевих та цереброваскулярних подій, таких як інфаркт міокарда, раптова серцева смерть або інфаркт. В даний час інтенсивно вивчається патофізіологія та механізми, що визначають ці варіації, а також вплив різних препаратів для цих циркадних ритмів. (11)
Добовий ритм і рак
Експерти відзначають, що добовий ритм може спричинити ряд змін у толерантності організму та способі реагування ракових пухлин на протипухлинні агенти. Не виключено, що циркадний ритм має наслідки для розвитку раку, тому були розпочаті і в даний час проводяться медичні тести, які до цього часу показали ефективність принципу хронотерапії, відповідно лікування на основі циркадного ритму. На сьогоднішній день хронотерапія може покращити можливості лікування раку, а також розробити нові протипухлинні засоби. (5)
Добовий ритм і депресія
Фахівці дійшли висновку, що більшість симптомів депресії тісно пов’язані з циркадним ритмом, такими як зміна настрою протягом дня, порушення сну та неспання та періодичні рецидиви захворювання. Також у депресивних людей часті порушення добового ритму при температурі тіла або ендокринних та метаболічних параметрах (секреція кортизолу, стимулюючий гормон щитовидної залози, мелатонін та моноаміни), набагато частіше, ніж у здорових людей. До них додаються проблеми зі сном: депресивні пацієнти з меланхолічними симптомами прокидаються рано і відчувають погіршення ранкового настрою.
Порушення циркадного ритму, що спостерігаються фахівцями у випадку депресивних станів, свідчать про можливу фізіологічну деградацію циркадної системи. Однак наявні дані ще не виправдовують висновку про існування причинно-наслідкового зв'язку між циркадним розладом та депресією. (12)
Вплив добового ритму на продуктивність
Вплив добового ритму на сон
Сон людини відбувається з циркадною частотою (латиною «circa» означає «приблизно», а «dia» означає «день»). Сон - це складний біологічний процес, який виникає в декількох регіонах мозку і визначається фізіологічними та екологічними факторами. Добовий ритм - один із цих факторів. (15)
Однак дослідники задавались питанням, що відбувається з циркадним ритмом, коли людина вже не має певних сигналів, щоб вказати, день це чи ніч. Для цього учасників їхніх досліджень розміщували в приміщеннях, де не було зовнішнього сигналу, таких як бункери чи льохи. Спочатку протягом перших п’яти днів вони мали соціальні взаємодії, їли в певні години та мали доступ до телебачення та радіо, таким чином підтримуючи свій цілодобовий циркадний ритм. Однак після цього періоду будь-який показник часу був видалений. За цих умов було помічено, що учасники, як правило, спали все більше і більше вранці, так що тривалість циркадного ритму досягала 28 годин. Він швидко повернувся до свого нормального 24-годинного ритму, коли учасники повернулись до нормального життєвого середовища. (16)
Вплив добового ритму на обмін речовин
Вплив добового ритму на дію наркотиків
De Magio A та ін. здійснили мета-аналіз досліджень, спрямованих на прийом певних препаратів з урахуванням добового ритму пацієнтів. Результати були наступними: деякі препарати мають більший сприятливий ефект, якщо їх вводити ввечері (наприклад, кортикостероїди, блокатори рецепторів, ранітидин), тоді як вранці рекомендуються препарати, що пригнічують вироблення шлункової кислоти (інгібітори протонної помпи). У випадку з іншими лікарськими засобами не спостерігається суттєвої різниці у ефектах залежно від часу прийому (наприклад, ліків, які вдихаються для лікування астми). Були розглянуті інші препарати, але наукових доказів недостатньо для того, щоб зробити загальні висновки. Крім того, необхідні подальші дослідження, щоб виявити довгостроковий ефект введення циркадного ритму. (18)
Добовий ритм і змінна робота
Порушення добового ритму
Порушення добового ритму стосуються тих частих або випадкових перерв у режимі сну, спричинених або неефективним функціонуванням внутрішнього годинника, або невідповідністю внутрішнього годинника зовнішньому середовищу з точки зору періоду сну та тривалості. Нижче наведено деякі найпоширеніші такі умови:
Порушення сну, спричинені циркадним ритмом
Представляє сімейство порушень сну, які впливають на час сну. Постраждалі люди не можуть заснути і не можуть прокинутися вчасно, щоб задовольнити програму, яку вимагають школа, робота чи соціальні потреби. Як правило, вони можуть достатньо відпочити, якщо їм дозволено спати і прокидатися відповідно до власного циркадного ритму. Якщо немає інших порушень сну, їх сон є якісним. (19)
Розлад фази затримки сну
Це поширений розлад у підлітків та молодих людей, які, як правило, лягають спати дуже пізно, як правило, не раніше двох годин ночі. Якщо вас залишають спати наступного дня до пізнього часу, недосипання не відбувається. Однак, якщо вони прокинулись рано, вони почуватимуться втомленими, сонливими та відчуватимуть недосипання в школі та на роботі. Зазвичай ці люди набагато продуктивніші та енергійніші вночі.
Розширений розлад сну
Це характерно для людей похилого віку і характеризується тим, що лягає спати і прокидається рано (з 18-22 до 2-5 ранку). Зазвичай ці люди скаржаться, що вже не можуть спати вранці, а вдень чи ввечері почуваються сонними.
Розлад реактивного відставання
Це відбувається, коли людина подорожує в районі з часовим поясом, дуже відмінним від того, з яким він звик, і полягає в конфлікті між внутрішнім біологічним годинником та зовнішнім годинником цієї області. Подорож на схід, як правило, набагато складніше, ніж на захід, оскільки легше відкласти сон, ніж намагатися спати раніше часу, до якого ви звикли.
нарколепсія
Це розлад сну, який проявляється надмірною денною сонливістю та неконтрольованими епізодами денної сонливості, незважаючи на достатній сон вночі. (20)
Авторське право ROmedic: Стаття захищена авторським правом. Розмноження, навіть часткове, заборонено!
Порушення циркадного ритму було пов'язане, згідно з даними досліджень, з декількома типами раку: c.
Негативний вплив змінної роботи на здоров’я вказують численні дослідження.
Нове дослідження дослідників з Університету Колорадо Боулдер та Лабораторної ради медичних досліджень.