Циркадные ритмы — внутренние часы тела

24 часа, которых на самом деле нет

Слово «циркадный» собрано из латинских circa «около» и diem «день» — «околосуточный». Оно появилось не случайно. Если человека поместить в изолированный бункер без часов, окон и каких-либо подсказок о времени суток, его внутренний цикл оказывается не ровно 24 часа, а около 24,2 часа в среднем. То есть, биология «дрейфует» — и каждый день должна заново подстраиваться под настоящий астрономический день. Главный «синхронизатор» — свет.

Эту особенность в серии экспериментов конца 1960-х годов задокументировал Юрген Ашофф, поместивший добровольцев в подземный бункер в Андеcле. Без внешних сигналов их циклы сна и бодрствования начинали «ползти» — кто-то жил по 25-часовым «суткам», кто-то по 26-часовым. Так стало понятно, что часы у нас есть собственные, и что они нуждаются в ежедневной поправке от окружения.

Где «дирижёр»

Главные часы тела находятся в маленьком ядре в гипоталамусе — супрахиазматическом ядре (SCN), названном так из-за расположения над перекрестом зрительных нервов. Сюда из сетчатки приходит информация о яркости света — не через обычные палочки и колбочки, а через специальные клетки с пигментом меланопсином, чувствительные к синему свету. Именно поэтому экраны телефонов и ламп холодного света поздно вечером сдвигают цикл — они «обманывают» SCN.

Но часы есть не только в SCN. Удивительная находка хронобиологии последних 20 лет: почти каждая клетка тела имеет собственный циркадный механизм. Печень, поджелудочная, кожа, иммунные клетки — у всех у них работают «локальные» часы. SCN — это центральный дирижёр, который синхронизирует периферические часы между собой и со светом.

Нобелевская премия 2017

Открытие нобелевских лауреатов окончательно вытащило хронобиологию из разряда «полу-медицины» в стандартную область биомедицины. Сегодня нарушения циркадного ритма официально связаны с ожирением, диабетом 2 типа, депрессией, биполярным расстройством, болезнями сердца и онкологией.

Маркеры суточного цикла

У циркадного ритма есть несколько «опорных точек», которые хронобиологи используют как ориентиры:

• CBTmin (core body temperature minimum) — нижняя точка температуры тела, обычно в 3–6 часов утра. Это «дно» цикла; здесь хуже всего бодрствовать, медленнее реакция, выше риск ошибок. Ночные смены опасны именно из-за пересечения этой точки.
• DLMO (dim light melatonin onset) — вечерний старт выработки мелатонина. Происходит примерно за 7 часов до CBTmin, в большинстве случаев в районе 21–23 часов. После DLMO желательно снижать яркий и холодный свет: иначе цикл сдвигается «попозже».
• Пик когнитивной активности — обычно через 8–10 часов после CBTmin, то есть в районе 11–15 часов у большинства людей. Здесь оптимальное время для сложной интеллектуальной работы.
• Утренняя инерция сна — фаза сразу после пробуждения, длится 1,5–2 часа. В этом окне ясность мышления низкая; принимать важные решения, давать оценки и водить машину в инерции — плохая идея.

Все эти точки сдвинуты у «сов» позже, у «жаворонков» раньше — в этом и есть биологический смысл хронотипов.

Хронотипы и их распределение

Хронотип — устойчивое индивидуальное предпочтение по времени сна и активности. В популяции хронотипы распределены примерно как нормальная кривая: большинство людей попадают в «голубя» (промежуточный тип), по краям — выраженные «совы» и «жаворонки». Точные пропорции зависят от возраста и широты, но типичный расклад: 10–15% выраженных жаворонков, 15–20% выраженных сов, остальные — в промежуточной зоне.

Хронотип меняется в течение жизни. У детей в среднем ранние типы; в подростковом возрасте происходит сильный сдвиг к «совам» (это биологическая норма, а не «ленивый ребёнок»); пик «совости» приходится на 19–21 год, после чего — постепенный возврат в утреннюю сторону. У пожилых людей средний хронотип уже выраженно ранний.

Social jetlag — главная цена ритма «не по своему»

Если человек — сова, а живёт по графику жаворонка, в будни ему приходится насильно подниматься раньше биологического подъёма; в выходные его цикл «отбегает» в свою естественную фазу. Разница между серединой сна в будни и выходные называется social jetlag — «социальный джетлаг».

По данным когорты Roenneberg-Lab (~ 65 000 респондентов), около 40% взрослых имеют social jetlag ≥ 1 часа, и около 15% — ≥ 2 часов. Связь с здоровьем:

• каждый дополнительный час social jetlag — на ~33% выше риск избыточного веса и ожирения;
• повышается риск метаболического синдрома, диабета 2 типа;
• растёт частота депрессивных эпизодов;
• хуже субъективное самочувствие даже без явной патологии.

Чем меньше social jetlag — тем здоровее организм в долгую. Идеал — синхронизация рабочего графика с вашим хронотипом. Если это невозможно, минимизируйте «отыгрыш» в выходные, не позволяйте себе спать сильно дольше обычного.

Что мы точно знаем работает

За десятилетия исследований сформировался компактный набор практик, которые действительно влияют на циркадный ритм:

• Утренний свет. 15–30 минут яркого света сразу после подъёма (солнечный или яркая лампа от 10 000 люкс) — самый сильный сигнал «синхронизации» для SCN. Особенно важно зимой, в северных широтах.
• Регулярность. Постоянное время подъёма — даже в выходные — стабилизирует все периферические часы. Лучше встать в одно и то же время и поспать днём, чем «отсыпаться» до обеда.
• Темнота вечером. После DLMO снижение яркого света и особенно синего (экраны, холодные лампы) предотвращает сдвиг ритма «позже».
• Окно еды. Эксперименты с «time-restricted eating» показывают, что приём пищи в одни и те же часы (обычно 8–12 часов окно) синхронизирует периферические часы (печень, поджелудочная), даже когда центральные слегка расходятся.
• Тренировки в дневное время. Утро для аэробики, поздний день — для силовых (по данным Schmidt et al., 2007). Поздние вечерние тренировки сдвигают ритм у некоторых людей.

Наоборот, что не работает или работает плохо: «полифазный сон» по типу Уберман (нет надёжных подтверждений), «биоритмы 23/28/33» — псевдонаучная схема, разбор которой у нас есть отдельно (см. миф о биоритмах).

Зачем это нужно знать в жизни

Циркадные ритмы — не «ещё одна модная тема». Это базовая биология, которую медицина XX века игнорировала, и цена этого высока: ночные смены увеличивают риск рака молочной железы (ВОЗ официально признала shift work disorder канцерогенным фактором группы 2А); подростки в школах с ранним началом занятий учатся хуже; пожилые люди с нарушенным циклом раньше развивают деменцию.

Хорошая новость: на индивидуальном уровне можно многое. Вы знаете свой хронотип (или можете узнать) — значит, можете осознанно строить день, выбирать время важной работы, тренировок, переговоров и сна. Это не «производительный лайфхак» — это уважение к собственной биологии.