Текст книги "Циркадный код. Как настроить свои биологические часы на здоровую жизнь"
Автор книги: Сатчин Панда
Жанр:
Медицина
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 6 страниц)
Часы в разных органах слаженно работают над созданием трех самых важных ритмов, которые служат главными опорами нашего здоровья: ритмов сна, питания и активности. Эти ритмы тесно взаимосвязаны и находятся под нашим полным контролем. Когда все они работают без сбоев, мы можем наслаждаться идеальным здоровьем. Нарушение одного из них неизбежно влечет за собой рассогласование других, в результате чего создается наклонная спираль ухудшения здоровья.
Ритмы человеческого организма можно сравнить с оживленным перекрестком, который регулируется светофорами. Все виды деятельности: от функций мозга до переваривания пищи – осуществляются так же, как движутся транспортные потоки. В конце концов различные функции пересекаются в одной точке. Если мы не будем строго соблюдать правила, все движение застопорится. Поскольку все функции не могут осуществляться одновременно, мы либо застрянем в бесконечной пробке, либо наши ритмы, подобно автомобилям, сталкивающимся в ДТП, будут мешать друг другу. И когда мы не обращаем внимания на сигналы светофора или нарушаем оптимальные ритмы, ситуация становится неуправляемой и негативно сказывается на нашем здоровье.
Ритм 1. Сон: миф о жаворонках и совах Многие люди верят, что их привычка очень рано или поздно ложиться спать и вставать обусловлена генетикой, и называют себя совами, которые могут бодрствовать допоздна, или жаворонками, которые пробуждаются спозаранку.
На самом деле ваша принадлежность к совам или жаворонкам меняется в зависимости от возраста. Младенцы и маленькие дети просыпаются рано, потому что вскоре после наступления темноты на них нападает неодолимая сонливость. Пытаясь заставить ребенка бодрствовать после 9 или 10 часов вечера, вы подавляете его естественное стремление уснуть. Нарушение естественного режима сна ребенка приводит к серьезным проблемам со здоровьем и негативно сказывается на развитии мозга. Последние научные данные показывают, что даже у взрослых людей стиль жизни, заставляющий их очень поздно ложиться спать, не высыпаться, а затем проводить бóльшую часть дня в помещении, может привести к развитию синдрома дефицита внимания и гиперактивности и расстройств аутистического спектра (РАС)4. Тенденцию укладывать маленьких детей спать позже положенного времени иногда можно объяснить естественным желанием родителей проводить с ними больше времени. Эта проблема особенно остро стоит в Индии и Китае, где многим родителям приходится тратить очень много времени на дорогу до работы и обратно.
Подросткам свойственно поздно ложиться спать и поздно вставать. Многие дети старшего школьного возраста ложатся спать за полночь и не высыпаются, потому что им приходится вставать раньше 7 часов утра, чтобы успеть в школу.
По мере того как мы становимся старше и преодолеваем 30—40-летний рубеж, у нас снова проявляется склонность быть ранними пташками. Это означает, что нам становится легче засыпать с наступлением темноты и просыпаться с рассветом. Однако в постпубертатный период девушкам свойственно просыпаться раньше, чем юношам. Эта разница исчезает в среднем возрасте по мере ослабления активности половых гормонов, что однозначно доказывает: ослабление активности половых гормонов влияет на паттерны сна5.
Мы запрограммированы на поддержание как минимум 9-часового паттерна сна в младенчестве и 7-часового – на протяжении всей остальной жизни. Однако с возрастом общий часовой механизм изнашивается и становится менее эффективным. По мере старения внутреннее стремление поддерживать режим консолидированного (непрерывного) сна или бодрствования постепенно слабеет. Мы просыпаемся даже при слабом воздействии света или звука и потом долго не можем уснуть. Именно в эту пору жизни особое значение приобретает необходимость поддерживать работоспособность внутренних часов с помощью здоровых привычек.
Вопреки распространенной убежденности в том, что изменение цикла сна обусловлено генетикой, реальная вероятность подвергнуться генетической мутации крайне невелика. Лишь у очень немногих людей встречается генетический дефект, который изменяет их часовой механизм так радикально, что им становится трудно формировать новые привычки, необходимые для его починки. Изучение часового механизма этих людей позволяет лучше понять механику циркадных ритмов человека6.
У одной женщины, назовем ее Бетти, была проблема со сном, которую она считала настолько серьезной, что обратилась за помощью к специалистам. Бетти спала по 7 часов каждые сутки, что считается вполне достаточным количеством, но время, когда она спала, не совпадало с общепринятым распорядком. Бетти ложилась в 7 часов вечера и просыпалась в 2 часа ночи. Такой режим ограничивал количество времени, которое она могла посвящать нормальной общественной жизни. Бетти консультировалась у многих врачей-сомнологов, каждый из которых проводил тщательное обследование и говорил, что она в полном порядке, потому что спит по 7 часов. Однако, несмотря на все попытки, ей не удавалось изменить свой паттерн сна.
В конце концов она обратилась к Кристоферу Джонсу из Университета штата Юта, который тоже посчитал распорядок сна Бетти надуманной проблемой. Но, когда она сообщила, что у некоторых ее родственников режим сна был точно таким же, Крис сразу подумал, что это может быть результатом генетической мутации в семье. Он рассказал об этом случае специалисту по молекулярной генетике Луису Птачеку и его жене, молекулярному биологу Ин-Хуэй Фу, которые всерьез заинтересовались этой проблемой. Потратив несколько лет на исследования, Птачек и Фу выявили у Бетти одно изменение в гене Per – том самом, который Сеймур Бензер и Рон Конопка изменяли в ходе экспериментов на плодовых мушках. Таким образом, впервые в мире было установлено, что мутация одного гена действительно влияет на циркадный цикл сна и бодрствования у человека.
Эта единичная, крайне редкая мутация ускорила ход циркадных часов Бетти и сделала данную дисфункцию перманентной. По утрам часы в нашем мозге синхронизируются с рассветом и начинают отсчитывать время после пробуждения. После 12 часов бодрствования они сообщают человеку, что пора постепенно начинать готовиться ко сну. У большинства из нас желание отправиться спать становится особенно сильным после 16 часов бодрствования. Но часы Бетти сильно спешили. Ее мозг воспринимал 12 часов бодрствования как 14. А через 14 часов после пробуждения часы в мозге говорили ей, что она не спала уже 16 часов, поэтому Бетти было очень трудно противиться желанию спать.
Несколько лет спустя Фу обнаружила другую семью с другой мутацией. В данном случае объектом мутации оказался ген Dec2, способный уменьшать количество необходимого сна. Люди с такой мутацией могут спать всего 5 часов, после чего чувствуют себя полностью отдохнувшими и отлично справляются с повседневными обязанностями7.
Даже если у вас есть какой-то дефектный ген, здоровые привычки могут нейтрализовать его вредное воздействие. Другие люди, у которых так же, как у Бетти, время сна не совпадает с общепринятым распорядком, обращают это генетическое отклонение в свою пользу, раньше начиная рабочий день, чтобы раньше вернуться домой, или увеличивают время работы. Однако у большинства людей, особенно у так называемых сов, нет никаких дефектных генов. Их поздний отход ко сну может быть связан с иными привычками, нарушающими их циркадный код.
Однажды я познакомился с успешным бизнесменом, который жаловался, что по ночам с большим трудом засыпает и не может проспать несколько часов, не просыпаясь. Он был убежден, что у него плохие гены сна. Но после того, как мы несколько минут поговорили о повседневном режиме его работы и питания, мне стало ясно, что причиной его проблемы со сном были три чашки крепкого кофе, которые он каждый день выпивал во второй половине дня. Отказавшись от привычки пить кофе после обеда, он стал засыпать примерно в 10 часов вечера и отдыхать в течение 7 часов, не просыпаясь.
Еще одно доказательство того, что образ жизни жаворонка или совы чаще всего становится следствием вредных привычек, было получено в ходе эксперимента, проведенного Кеном Райтом из Университета штата Колорадо в Боулдере. Он организовал турпоход для нескольких человек, которые считали себя умеренными «совами», потому что каждый день поздно ложились спать и поздно просыпались. Перед походом ученый провел мониторинг паттернов сна и взял пробы слюны, чтобы определить, в какое время у участников вырабатывается максимальное количество гормона сна мелатонина. Уровень гормона сна у всех начинал повышаться после 10 часов вечера и достигал пика после полуночи.
После двухдневного похода у участников снова проверили уровни мелатонина. К удивлению тех, кто считал себя генетически запрограммированными совами, все они оказались абсолютно нормальными в плане выработки мелатонина, уровень которого стал увеличиваться раньше, чем при первоначальном лабораторном исследовании перед походом. Теперь повышение уровня этого гормона начиналось в 7–8 часов вечера, а не после 9—10 часов и сопровождалось неодолимой сонливостью8. Причиной изменения стали не новые условия для сна, а отсутствие яркого света по вечерам и устранение других вредных привычек, таких как работа допоздна и потребление кофеина в конце дня. Когда люди перестали подвергаться воздействию яркого света в темное время суток, нормальные циркадные ритмы у них восстановились.
Все эти данные убедили меня в том, что мы – хозяева своего здоровья. Коррекция привычных моделей поведения является ключом к улучшению нашего циркадного кода. Я испытал результаты этой коррекции на себе. Во время сафари в Национальном заповеднике Масаи-Мара в Кении, где мы жили в палаточном лагере, не пользовались электричеством и были окружены дикими животными, у меня и моих коллег не было никаких причин бодрствовать допоздна. В эти несколько дней мне спалось так хорошо, как никогда раньше, и я просыпался совершенно отдохнувшим минимум за 30 минут до восхода солнца. После возвращения в Сан-Диего у меня возобновился прежний паттерн сна: я стал поздно ложиться и с трудом просыпаться через час после восхода солнца. Когда я рассказал об этом своим коллегам, они указали на множество различий между моим образом жизни в Сан-Диего и тем, как я жил в Масаи-Мара: в Кении я проводил весь день на солнце, ночью не подвергался воздействию света и сильного шума, спал при более низкой температуре и рано ужинал. Каждый из этих факторов способствовал улучшению сна.
Ритм 2. Время приемов пищи влияет на ваши часы Если главная цель циркадной системы – оптимизировать получение энергии и обеспечить выживание, тогда что с ней происходит, если мы принимаем пищу не тогда, когда следует? Что произойдет с грызунами, которые будут получать доступ к еде только днем (когда им положено спать и ничего не есть)? Станут ли эталонные часы СХЯ заставлять их игнорировать еду? Это крайне пагубно скажется на их здоровье, поскольку, если мыши будут игнорировать пищевой сигнал, они умрут. Когда мышам становится ясно, что им предоставляют доступ к пище только в светлое время суток, они начинают просыпаться за час до кормежки и искать еду, то есть создают специальный механизм, позволяющий подготовиться к приему пищи. После кормления они снова засыпают (что соответствует их обычному поведению днем), чтобы проснуться ночью и заняться своими делами. Другими словами, их часы СХЯ, контролирующие суточный цикл сна и бодрствования, продолжают работать исправно, за исключением короткого периода, когда они просыпаются днем, чтобы поесть.
Если мыши будут принимать пищу днем, в не предназначенное для еды время, что произойдет с пищей? Будет ли она перевариваться и метаболизироваться в печени, где за регуляцию метаболизма отвечают циркадные часы печени? Это было большой загадкой. Раньше мы думали, что если у печени есть часы, то их работа хотя бы частично контролируется мозгом, который посылает печени определенный сигнал. В то же время мы сомневались в этом, поскольку для поддержания зависимости часов печени от мозга потребуется очень много энергии и усилий. Кроме того, если животное будет каждый день принимать пищу в неположенное время (в случае с мышами это светлое время суток), а часы печени будут запрограммированы на метаболизацию пищи ночью, то часы печени не смогут обеспечить метаболизацию пищи, съеденной днем.
Поэтому в 2009 году был проведен простой эксперимент. Мы взяли несколько мышей, которые обычно ведут ночной образ жизни, и стали кормить их только в светлое время суток, а затем изучили функции их печени. Исследование показало, что почти все гены печени, которые включаются и выключаются в 24-часовом ритме, стали реагировать на появление пищи и игнорировать воздействие светлого времени суток9. Это означало, что стрелки часов в печени переводила пища, а не мозг.
Это открытие полностью изменило наше представление о связи циркадных ритмов со светом и едой. Теперь мы знаем, что тело способно синхронизировать свои ритмы с другими сигналами. Точно так же, как первый утренний свет выставляет точное время на наших мозговых часах, первый кусочек съеденной пищи корректирует ход часов деятельности наших органов. Более того, пищевой сигнал может быть достаточно сильным, чтобы заглушить общий сигнал, поступающий от эталонных часов СХЯ.
Подумайте о своем завтраке. Вы когда-нибудь замечали, что каждое утро испытываете чувство голода примерно в одно и то же время независимо от того, что ели на ужин предыдущим вечером? Так происходит потому, что наши мозговые часы, или часы в центре голода, говорят, когда мы должны чувствовать голод. В то же время часы в пищеварительном тракте сообщают мозгу, что пора готовиться к получению завтрака. К этому моменту поджелудочная железа уже готова секретировать инсулин, мышцы – впитывать сахар, а печень – откладывать гликоген, производить жир и отправлять его на хранение.
Если обычно вы завтракаете в 8 часов утра, значит, заключили договор со своим желудком, печенью, мышцами, поджелудочной железой и т. д. и к 8 часам они будут готовы к переработке завтрака. Первый кусочек съеденной пищи становится, помимо прочего, одним из каналов связи ваших часов с внешним миром: завтрак служит сигналом, который синхронизирует ваши внутренние часы с внешним временем. Если вы всегда будете завтракать в 8:00 (плюс-минус несколько минут), ваши внутренние часы всегда будут согласованы с внешним миром.
Но представьте, что вам нужно встать раньше обычного, чтобы успеть на самолет из Лос-Анджелеса в Чикаго, и это событие нарушает ваш распорядок. Вместо того чтобы позавтракать в 8 часов, вам нужно поесть в 6 часов, потому что вас приучили считать завтрак самым важным приемом пищи за весь день. Поставив перед собой миску с хлопьями, вы замечаете, что не голодны. Дело в том, что мозг не послал желудку сигнал приготовить пищеварительные соки для переработки пищи. Печень и остальные органы тоже не готовы.
Но это неважно. Вы лучше знаете, что нужно делать, поэтому приступаете к завтраку. С первым съеденным кусочком ваш желудок включит аварийный режим и начнет перерабатывать пищу. Телу придется бросить все, чем оно обычно занимается в 6 часов утра, и переключить все внимание на поступающую еду. Или оно может проигнорировать съеденную пищу, и она на пару часов останется непереваренной. Как правило, тело выбирает первый вариант: оно бросает свои обычные занятия перед завтраком, в число которых входят самоочищение и работа на запасенной энергии. Поэтому при появлении раннего завтрака телу приходится прекращать уборку и отключать функцию сжигания жира, чтобы использовать в качестве топлива только что съеденную пищу.
Кроме того, часы в вашем желудке, печени, мышцах, поджелудочной железе и т. д. тоже обратят внимание на неожиданный завтрак и придут в замешательство. Эти часы подумают, что они, возможно, ошиблись и что уже 8 часов утра. Чтобы наверстать «упущенное время», часы в этих органах постараются ускорить свой ход. Но у ваших циркадных часов много движущихся деталей, и им потребуется время, чтобы ускорить ход всех часов в разных органах и снова согласовать их работу. Обычно им удается подводить свои стрелки примерно на час в сутки.
Когда на следующий день вы придете на завтрак в 8 часов утра по чикагскому времени, ваше тело все еще будет думать, что сейчас 6 часов утра по времени Лос-Анджелеса, и желудок все так же не будет готов. Ему придется снова включить аварийный режим, чтобы переработать пищу и попытаться ускорить ход часов.
К четвертому дню вы создадите совершенно новый циркадный код, приспособленный к вашему расписанию. Но угадайте что? Вам пора возвращаться домой! Когда вы вернетесь в Лос-Анджелес и сядете завтракать в 8 часов утра, ваш организм будет думать, что сейчас 10 часов. На этот раз органы были готовы к завтраку в 6 часов утра, но не получили никакой еды. Поэтому они приступили к выполнению следующих заданий в своих списках. Как только вы начинаете завтракать, вашему желудку, печени, мышцам, поджелудочной железе и т. д. приходится немедленно бросать то, чем они занимались, и переключать внимание на переработку пищи. На этот раз они решают работать в многозадачном режиме. А ваши часы попытаются настроиться на новое время завтрака, замедляя ход в течение нескольких последующих дней.
Этот пример показывает, как непредсказуемое время завтрака приводит в замешательство ваши органы и нарушает их функционирование. Используя циркадные часы, каждый орган программирует себя на переработку пищи в течение нескольких часов, начиная с завтрака. Если обычно вы завтракаете в 8 часов утра, то ваш организм работает в оптимальном режиме примерно с 8 до 10 часов. Всякий раз, когда мы что-нибудь съедаем, весь процесс переваривания, абсорбции и метаболизма полностью осуществляется за пару часов. На переработку каждого маленького кусочка пищи уходит 1–2 часа. После закрытия окна питания, составляющего примерно 10 часов, органы, отвечающие за пищеварение и метаболизм, продолжат работать над вашей едой, но постепенно их эффективность будет снижаться. Дело в том, что наши внутренние часы не в состоянии обеспечить эффективную работу разных органов в режиме 24/7. Поскольку желудочный сок и гормоны пищеварительного тракта вырабатываются с разной скоростью, процесс пищеварения замедлится и у вас возникнут симптомы несварения или кислотного рефлюкса.
Получив представление о том, как поздний завтрак мешает вашим органам выполнять другие насущные задания, давайте посмотрим, к чему приведет поздний ужин. На этот раз последствия окажутся более серьезными. Если на переваривание ужина, съеденного в 6 часов вечера, потребуется пара часов, то та же пища, полученная в 8 часов вечера, будет перевариваться намного дольше, потому что вы выйдете за рамки оптимального 10-часового окна питания. Дополнительная работа помешает выполнению следующего задания и заставит органы отложить его на потом или вообще вычеркнуть из списка.
Наверное, сейчас вы подумали: «Доктор Панда, кого это волнует? Все равно я в это время буду спать». Но тут есть одна загвоздка: клетки не могут одновременно производить и расщеплять жир. Каждый раз, когда мы едим, у нас включается программа синтеза жира: клетки печени и мышц производят некоторое количество жира и откладывают его на хранение. Программа сжигания жира медленно включается лишь после того, как органам становится ясно, что к ним больше не будет поступать пища, и это происходит через несколько часов после завершающей трапезы дня. И еще несколько часов уходит на сжигание значительной части запасенного жира.
Предположим, что вы сели ужинать в 8 часов вечера и закончили трапезу полчаса спустя. Часы продолжают тикать, процесс производства жира медленно завершается, и примерно в 22:30 у вас возникает острое желание перекусить. Неважно, что это будет: какой-нибудь фрукт, миска хлопьев, батончик мюсли или горсточка орехов. Как только эта еда попадет в желудок, его часы, которые уже вывесили табличку «Кухня закрыта», будут вынуждены вернуться к своим обязанностям и переработать съеденное. Если бы та же самая пища была съедена утром, она переварилась бы примерно за час, но теперь желудок не готов к получению пищи, поэтому на ее переработку уйдет несколько часов. Процесс синтеза жира закончится после полуночи, а процесс его сжигания начнется только под утро, но, когда вы съедите завтрак, вам придется снова переключиться в режим производства жира.
Сидя в своей лаборатории, я могу представить, как вы снова чешете в затылке: «Доктор Панда, что тут страшного? Ведь речь идет всего о 50 граммах жира после позднего приема пищи, правда? Разве это может серьезно нарушить ритм метаболизма?» К сожалению, все гораздо хуже, чем вы думаете. Организму достаточно трудно контролировать гормоны, гены и часы даже тогда, когда вы принимаете пищу строго по расписанию. Но когда вы делаете это бессистемно, в любое время дня и ночи, то процесс производства жира продолжается безостановочно. Вместе с тем кровь перенасыщается глюкозой, синтезированной из переваренных углеводов, и печень теряет способность эффективно абсорбировать сахар. Если это продлится несколько дней, уровень глюкозы в крови продолжит расти и возникнет опасность развития преддиабета или диабета.
Итак, если вы не можете понять, почему вам никогда не помогали диеты, поищите причину в выборе времени.
Даже если вы добросовестно занимались физическими упражнениями, считали калории, избегали жиров, углеводов и сладостей или налегали на белковую пищу, вполне вероятно, что вы не проявляли надлежащего уважения к своим циркадным часам. Если вы часто едите по ночам или каждый день садитесь завтракать в разное время, значит, постоянно нарушаете синхронизацию этих часов. Но не волнуйтесь. Это легко исправить. Просто установите постоянный режим питания и придерживайтесь его. Правильный выбор времени – это всё.
Ритм 3. Воздействие физической активности на выбор времени Когда мы не принимаем пищу и не спим, природа предписывает нам заниматься физической активностью. Собственно говоря, эволюция сформировала у нас такую физиологию, которая позволяет нам заниматься физическим трудом с утра до ночи, в течение всего времени бодрствования. Когда мы активны, у нас работает большинство мышц, которые в совокупности составляют почти 50 процентов веса тела. Многие группы мышц контролируются автономной нервной системой и работают даже тогда, когда мы этого не замечаем. В их число входят сердечная мышца и гладкие мышцы пищеварительного тракта. Но даже у них есть свой циркадный ритм; днем они действуют более эффективно, чем ночью.
Мышцы пищеварительного тракта автоматически растягиваются и изгибаются, обеспечивая так называемую перистальтику органов ЖКТ. Эти волнообразные сокращения выталкивают пищевые массы из желудка и продвигают их по кишечнику. Днем перистальтика ЖКТ усиливается, а ночью значительно замедляется. В силу того что в темное время суток активность пищеварительной системы снижается, пища, которую мы съедаем поздно вечером, продвигается по тракту очень медленно, что может привести к несварению.
Наши легкие и сердце – это мышцы, у которых тоже есть циркадные вариации: в дневное время частота сердечных сокращений и дыхания несколько выше, чем ночью. Повышенная частота сердцебиения и дыхания помогает распределять кислород и питательные вещества по всему организму, включая мышцы, и готовит нас к физической активности. Ночью мышцам не нужно поддерживать такой же уровень насыщения питательными веществами и кислородом, как днем во время активного использования. Возможно, одна из причин ночного замедления работы сердца и легких заключается в том, что это помогает телу снижать температуру, чтобы мы могли крепче спать.
Большинство мышц активизируется, когда мы занимаемся физической деятельностью. Движения приносят колоссальную пользу нашему здоровью, а некоторые виды активности могут влиять на циркадные часы. Ряд экспериментов по изучению воздействия физической активности на циркадный ритм проводился на мышах, у которых был свободный доступ к тренировочному колесу. Животным позволяли бегать в колесе тогда, когда им вздумается, и они добровольно забирались в него каждую ночь. Исследователи установили, что у мышей, занимавшихся физическими упражнениями, циркадные часы работали надежнее: они лучше спали, когда было положено спать, и испытывали меньшую сонливость, когда было положено бодрствовать10. Воздействие физической активности на сон не зависело от режима питания и не влияло на чувство жажды.
Эти наблюдения побудили ученых провести несколько исследований на людях разных возрастных категорий – от подростков до представителей старшего возраста. Во всех случаях вывод был однозначным: физическая активность улучшает сон. В частности, у подростков энергичная физическая активность не только ускоряла засыпание и повышала качество сна, но и улучшала настроение, усиливала концентрацию внимания, снижала уровень беспокойства и снимала симптомы депрессии11. У людей старшего возраста (50–75 лет) умеренная физическая активность и даже легкие упражнения на растяжку ускоряли наступление сна, повышали его качество, продолжительность и ослабляли зависимость от снотворных препаратов. Кроме того, у пожилых людей, занимавшихся умеренной физической активностью, наблюдалось меньше эпизодов наступления сонливости во время обычных дневных занятий12,13,14. Правильный выбор времени для сна улучшает циркадный ритм.
Что считать физической активностью?
Проявлением физической активности в повседневной жизни может считаться любая форма движений, увеличивающая расход энергии. Физическая форма – это способность производить физические действия. Одним из видов физической активности, которые носят соревновательный характер, требуют размышлений и планирования, являются занятия спортом. Другим видом физической активности, который планируется, структурируется, характеризуется частотой, длительностью и интенсивностью, является выполнение базовых упражнений. Садоводство, перемещение тяжелых предметов, прогулочная ходьба и выполнение домашних обязанностей тоже считаются видами физической активности. В главе 7 приведена таблица, где перечислены все виды физической активности и показан сравнительный расход энергии для каждого из них.
