Жить по часам. Как биологические ритмы помогают медицине и делают нас эффективнее
Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2017 году получили Джеффри Холл, Майкл Розбаш и Майкл Янг – ученые, занимавшиеся исследованием «биологических часов» организмов, или циркадных ритмов. Трое американцев выделили у мухи-дрозофилы особый ген, контролирующий ежедневный биологический ритм, и показали, как он заставляет клетки то накапливать, то снижать содержание белка. Подобный механизм не только у мухи, но и у других многоклеточных животных, включая человека, регулирует важнейшие функции – от температуры тела и метаболизма до уровня гормонов и поведения. Изучение биологических ритмов открывает широчайшие возможности в огромном количестве областей – от образования до борьбы с раком.
Обычно говорят, что время играет против нас и его не обмануть – мы стареем, болеем, упускаем возможности. Но время также может быть нашим союзником, если понимать, как его использовать. Решением этой проблемы занимается хронобиология – область биологии, изучающая временные циклы, которым подчиняются живые организмы от растений и бактерий до человека. Эти циклы, они же циркадные ритмы, таят в себе огромные возможности для медицины: с их помощью можно бороться с раком, уберечься от сердечных приступов, улучшить интеллектуальные способности.
Время – одно из измерений, в которых действует эволюция. Два конкурирующих вида вполне могут уживаться в одном и том же пространстве, если активно функционируют в разное время. Поэтому в природе появились теплокровные организмы, которые могут жить и охотиться в ночном мире, когда жизненные системы хладнокровных рептилий замедляются.
Нам кажется, что мы, в отличие от диких хищников где-нибудь в джунглях, освобождены от необходимости охотиться днем и скрываться в убежище ночью (или наоборот) и сами управляем ритмом своей жизни. Это иллюзия, пишет научный журналист Джесса Гэмбл в Aeon. На самом деле встроенные часы тикают и в нас, и отказ считаться с ними, как предполагают ученые, вызывает всевозможные проблемы.
Мы привыкли думать, что биологические часы отвечают за сон – кто-то жаворонок, кто-то сова, – и протестуем, когда правители решают, что теперь надо жить только по зимнему или только по летнему времени. Но сон – это далеко не все. Организм млекопитающих очень сложен, и циркадным ритмом в нем контролируется множество систем – от метаболизма и «ремонта» ДНК до иммунного ответа и познавательных способностей. Для нормальной работы тела нужно, чтобы все его детали начиная с клеточного уровня были синхронизированы.
Уверенность, что мы сами управляем ритмом своей жизни, – это иллюзия. Общий ритм телу задает супрахиазматическое ядро в гипоталамусе, но у каждого органа есть собственные временные циклы, которые повторяются примерно каждые 24 часа. Мозг, ориентируясь на дневной свет, корректирует эти циклы в целом, однако органы могут подчиняться своим персональным «часам», которые запускаются не светом, а чем-то другим, и заглушают сигналы из гипоталамуса. Так, печень и поджелудочную железу несложно «перенастроить» ночными приемами пищи. Рассинхронизация, которая из-за этого получается, может иметь серьезные последствия: исследования показали, например, что смещение ритма части поджелудочной железы у мышей ведет к развитию диабета.
Точный тайминг дает лучший результат: эффективность препаратов можно увеличить вдвое, а токсичность – сократить в пять раз
В идеале, понимая, как работают циркадные ритмы в нашем теле, мы можем максимизировать эффект от наших повседневных занятий – от работы и учебы до спортивных тренировок и сна. Хотя биологические часы у разных людей работают по-разному – вы можете быть совой, а ваш ребенок или родитель уверенным жаворонком, – существуют общие тенденции. Например, температура тела растет с течением дня, и поскольку биохимические процессы, такие как сокращение мышц, происходят быстрее при более высокой температуре, многие спортивные рекорды устанавливаются непоздним вечером. А учиться и работать лучше утром и днем, причем задания, требующие запоминания и критического мышления, мы лучше всего выполняем между 10 и 12 часами, а способность быстро считать находится на пике ближе к 17 часам. Калории, потребляемые в конце дня, с большей вероятностью отложатся в виде жира, и не только на бедрах, но и в печени.
Подпишитесь, чтобы прочитать целиком
Оформите подписку Redefine.Media, чтобы читать Republic
Подписаться [Можно оплатить российской или иностранной картой. Подписка продлевается автоматически. Вы сможете отписаться в любой момент.]