Здоровье У каждого из нас имеются свои особые биологические часы, которые работают постоянно. Система биологических часов контролирует циркадные ритмы организма - суточных ритмов физических, ментальных и поведенческих изменений, которые можно обнаружить у многих живых существ, начиная от человека и заканчивая мухами, также такие ритмы существуют у растений и даже у невидимых невооруженным глазом микробов.
Циркадные ритмы определяют режим сна, именно они отвечают за вялое состояние, от которого мы страдаем после перевода стрелок часов на летнее время. Исследования, которые проводились при поддержке Национальных Институтов Здравоохранения, показали, что циркадные ритмы также влияют на выработку гормонов, голод, регенерацию клеток и температуру тела, а также связаны с развитием ожирения, депрессии и сезонного аффективного расстройства.
Что заставляет часы тикать?
Биологические часы не имеют ни зубцов, ни колесиков, скорее это группа взаимосвязанных молекул в клетках нашего тела. "Эталонные часы" держат все в соответствии. У позвоночных организмов, в том числе и у людей, такие эталонные часы находятся в мозгу, в области гипоталамуса (супрахиазматическом ядре) в группах нервных клеток.
Частично биологические часы запускаются благодаря внутренним факторам, включая большое количество генов и протеинов, которые образуются в организме. В 2006 году исследователи из Калифорнийского Университета в Ирвине обнаружили, что протеин, который назвали CLOCK ("ЧАСЫ") является основным компонентом при направлении циркадных ритмов у человека, мух дрозофил, грибков и других организмов. Уравновешивает CLOCK другой протеин - SIRT1, который определяет расход энергии в клетках. Расстройство в работе этих протеинов способствует нарушению сна и усилению голода. Если эти протеины хронически находятся в дисбалансе, это приводит к появлению лишнего веса.
Биологические часы также реагируют на сигналы, получаемые из окружающей среды – в первую очередь это свет и темнота. Супрахиазматическое ядро расположено над зрительными нервами, которые передают информацию, полученную глазами, в мозг, поэтому оно получает информацию о количестве солнечного света. Когда света недостаточно, например, после заката, ядро стимулирует мозг вырабатывать больше мелатонина, гормона который дает сонливость. Таким образом, наши часы управляют циклами сна и бодрствования.
Работа циркадных ритмов сильнее всего может быть нарушена, когда человек быстро пересекает несколько часовых поясов, его внутренние часы сбиваются. Во время перелетов организм чувствует себя дезориентированным во времени, особенно это заметно, когда вместо привычного ему дня вдруг становится темно или наоборот. Через некоторое время организм способен перестроиться на новые условия. Но если вернуться обратно, ситуация повторяется и снова требуется время для восстановления.
Время лечит
Изучение циркадных ритмов может помочь ученым найти лекарства от расстройств сна, расстройства биоритмов при перелетах, депрессии и даже лекарство от рака.
Например, исследователи из Университета Северной Каролины измерили активность систем репарации ДНК в разное время суток у мышей и обнаружили, что эти системы были наиболее активны в дневное время и вечером. Так как некоторые виды рака связаны с системами репарации ДНК, лекарства могут быть особенно эффективны, если употреблять их утром, когда тело не так активно восстанавливает поврежденные раковые клетки.
Также изучив взаимосвязь метаболических протеинов, которые имеют отношение к циркадным ритмам, ученые смогут разработать новые эффективные лекарства от ожирения и диабета.
