В организме человека все процессы взаимосвязаны — генетические, гормональные, обменные. Налаженная связь между этими процессами достигается благодаря циркадным ритмам.
Биологические часы и циркадные ритмы — это одно и то же?
Циркадные ритмы и биологические часы у человека — не совсем одно и то же понятие. Биологические часы — это внутренняя система организма, врождённое чувство и ощущение времени, регулируемые нервной системой. Благодаря биологическим часам некоторые живые организмы понимают, когда нужно спать, употреблять пищу, совершать какие-либо действия.
Циркадные ритмы у человека являются “подсистемой” биологических часов и регулируют циклы бодрствования и сна. Примерный период циркадных ритмов составляет 24 ч.
Что такое циркадианные и биологические ритмы?
Биологические ритмы или биоритмы — это повторяющиеся циклические изменения течения различных биологических процессов.
Циркадианные ритмы — это свободно текущие ритмы, не связанные с внешними условиями. Установлено, что циркадными ритмами регулируются кровяное давление, обмен веществ в тканях тела, температура.
Циркадные и биологические ритмы тесно связаны друг с другом. Если человек пересекает несколько часовых поясов и перемещается более, чем на 2 ч. вперёд или назад, то его биологические ритмы сбиваются. Циркадианные ритмы улавливают за счёт рецепторов глаза колебания дни и ночи и способствуют адаптации биоритмов.
Что такое “основной водитель ритма” (ОВР)
Основным водителем ритма является небольшой участок гипоталамуса, состоящим из нескольких десятков тысяч нейронов. Этот участок расположен над перекрёстком зрительных нервов и регулирует и координирует все часы тела, чтобы они были в синхронизации.
Как циркадные ритмы влияют на организм? Основные свойства
Циркадные ритмы у человека не только влияют на циклы сна, но и отвечают за выработку определённых гормонов, отвечающих за физическую и умственную активность.
Также данные процессы влияют на:
- температуру тела;
- скорость и интенсивность обмена различных веществ в организме;
- детоксикацию организма и аутофагию клеток (в ночное время);
- интенсивность пищеварения.
Как проявляются циркадные ритмы?
Начиная с 6:00 утра в организме человека снижается выработка гормона сна мелатонина, повышается температура тела и синтез гормонов кортизола и адреналина. Тем самым, усиливается кровообращение, ускоряется обмен веществ и увеличивается физическая работоспособность человека.
Далее в течение всего дня происходит выработка или угнетение различных процессов, влияющих на работоспособность организма. К вечеру уровень кортизола и адреналина значительно снижается, запускается синтез мелатонина и человека начинает клонить в сон, снижается работоспособность.
Какая железа регулирует циркадные ритмы?
Циркадные ритмы у человека и животных регулируются эпифизом (шишковидной железой). Это орган, относящийся к эндокринной системе. Его основной функцией является передача информации о световом дне из окружающей среды во внутреннюю среду организма. Таким образом, поддерживается естественная адаптация к условиям внешней среды и поддержание физиологических процессов.
Шишковидная железа состоит из клеток, называемых пинеалоцитами. Они представляют собой комплексы пузырей различных размеров, в которых содержатся биогенные амины и гормон мелатонин, отвечающий за циркадные ритмы.
Деятельность эпифиза происходит следующим образом:
- Свет воспринимается клетками сетчатки глаза и проходит в эпифиз через нейроны супрахиазматического ядра гипоталамуса.
- В тёмное время суток сигналы от супрхиазматического ядра вызывают усиление синтеза и высвобождение гормона норадреналина.
- Норадреналин стимулирует синтез мелатонина, который отвечает за сон человека.
Свет оказывает угнетающее воздействие на синтез мелатонина, поэтому его минимальная концентрация в шишковидной железе наблюдается в утреннее и дневное время, а максимальная — в ночное.
Помимо регуляции циркадных ритмов, мелатонин, синтезируемый эпифизом, оказывает также антиоксидантное воздействие. Благодаря этому предотвращается или приостанавливается развитие раковых опухолей, замедляется процесс старения организма, происходит профилактика болезней Паркинсона и Альцгеймера.
Какой нормальный циркадный ритм по часам?
Нормальный циркадный ритм у человека протекает следующим образом:
| Примерное время | Протекающие биологические процессы |
| 00:00-02:00 | Сон |
| 02:00-4:30 | Глубокий сон |
| 4:30-7:30 | Выход из глубокого сна, повышение артериального давления, остановка секреции мелатонина. |
| 7:30-8:30 | Наиболее сильная активность кишечника, дефекация. Наилучшее время для усвоения пищи. |
| 8:30-12:00 | Наиболее высокая физическая активность из-за активной выработки тестостерона. |
| 12:00-15:00 | Снижение энергии, время для короткого сна. |
| 15:00-17:00 | Наивысшая координация и быстрота реакций. |
| 17:00-19:00 | Эффективная работа сердечно-сосудистой системы, наивысшая точка артериального давления и температуры тела ближе к 19:00. |
| 19:00-21:00 | Снижение энергии, расслабление организма. |
| 21:00-23:00 | Начало усиленного синтеза мелатонина, ощущение сонливости. |
| 23:00 | Сон |
Примеры циркадных ритмов
Циркадные ритмы у человека регулируют более 300 различных функций и процессов, самыми выраженными из которых (могут быть заметны) являются:
- Повышение и понижение температуры в течение суток — ночью температура тела может снижаться до значений в 35,5-36 °С, а затем в течение дня повышаться. Максимальное значение температуры тела наблюдается примерно в 18:00.
- Артериальное давление — ночью давление минимальное, так как тело находится в расслабленном состоянии. С наступлением утра оно повышается, что приводит к увеличению кровоснабжения тканей и повышению активности организма.
- Свёртываемость крови — установлено, что в дневное время свёртываемость крови максимальная и если на коже появится небольшое повреждение с выделением крови, то она быстро перестанет течь, а повреждение затянется.
Зачем нужно 7-8 часов сна?
Учёные и врачи советуют спать не менее 7-8 часов в сутки, так как доказано, что при меньшей продолжительности сна в организме происходят негативные изменения: угнетается скорость реакций и принятия решений, быстрота и интенсивность мышления, снижается внимательность.
Если человек имеет короткую продолжительность сна на постоянной основе, то у него начинают развиваться неврологические и психические нарушения, проблемы с обменом веществ.
Установлена взаимосвязь между различными катастрофами и временем. Большинство катастроф, а также автомобильных аварий происходили ночью — когда, по законам природных ритмов, организм спит. Поэтому человек не адаптирован к жизни в ночной среде.
“Жаворонки” или “совы”
“Жаворонками” и “совами” называют людей, в зависимости от типа их циклов бодрствования и сна. “Жаворонки” — это люди, просыпающиеся рано утром (как правило, на рассвете из-за раннего выброса в кровь кортизола) и засыпающие в раннее ночное время (до полуночи). “Жаворонки” легко просыпаются, активны в первой половине дня, но после полудня у них происходит спад энергии.
“Совы” — это те, кто ведёт ночной образ жизни. То есть наибольший пик активности у них наблюдается ночью, а утром и днём они спят. “Совы” ложатся спать на рассвете, а просыпаются ближе к полудню или после него.
Кто подвергается риску биологических нарушений ритма?
В группе риска нарушений биологических ритмов находятся люди:
- работающие посменно (на производстве, в больнице, МЧС);
- с неодинаковым рабочим графиком (стюардессы, пилоты);
- с ненормированным рабочим днем (когда приходится задерживаться на работе на несколько часов, что влияет на уровень стресса и изменение биологических ритмов);
- чья деятельность связана с частыми разъездами и командировками;
- часто путешествующие в другие часовые пояса;
- живущие в местностях, где имеется малая продолжительность светового дня (за Полярным кругом).
Какие виды биологических нарушений ритма существуют?
Нарушения биологического ритма бывают 2 основных типов: экзогенные (связаны с внешними факторами) и эндогенные (связаны с внутренними факторами). Всего выделяют 6 типов нарушений ритмов.
Экзогенные:
- Изменения режима сна из-за ночных дежурств;
- Изменения режима сна в связи с быстрой сменой часовых поясов.
Эндогенные:
- Синдром задержки сна — характеризуется длительными попытками уснуть (до 4 ч.) в течение долгого времени. Такое состояние опасно тем, что приводит к постоянной сонливости, повышению употребления кофеина и алкоголя, табака. Нарушается работоспособность, развиваются неврологические нарушения.
- Синдром преждевременного сна — данный синдром характеризуется преждевременной сонливостью и коротким циклом бодрствования.
- Синдром не 24-часового периода сна-бодрствования — развивается в случае нарушения синхронизации циркадных ритмов с внешними условиями. Люди с данным синдромом страдают от постоянной сонливости в течение светового дня и бессонницы в ночное время. Одной из основных причин развития синдрома является нарушение светочувствительности.
- Синдром нерегулярного периода сна-бодрствования — характеризуется несколькими периодами сна в течение светового дня в сочетании с ночной бессонницей и нарушениями сна (частыми просыпаниями, долгими засыпаниями).
Некоторые описанные нарушения могут сочетаться между собой.
Нарушает ли короткий сон циркадный ритм?
Короткий сон в дневное время (не более 30 мин) не влияет на установленный циркадный ритм, однако помогает восстановить работоспособность в середине дня, снизить уровень стресса и дать телу расслабиться. Чтобы после короткого сна не чувствовать себя разбитым и усталым, спать можно не более 30 мин.
Каковы последствия нарушений для кожи, сердца и организма в целом?
Любые нарушения биологических ритмов отрицательно влияют на организм. Больше всего от них страдает мозг, сердце, пищеварение и обмен веществ, а также кожа.
При недосыпании или слишком частых фазах сна происходит угнетение работы головного мозга: ухудшаются когнитивные функции (внимание, память), мышление, концентрация. Продуктивность мозга снижается, а в очень тяжёлых случаях могут появляться галлюцинации.
Недостаток сна также увеличивает риск коронарной болезни сердца, инфаркта, развития воспалительных процессов в тканях сердца и сосудов. Установлено, что у людей, страдающих нарушением режима сна, чаще других имеется гипертония и учащённый пульс.
Нарушения биологических ритмов больше всего выражены в изменении психического состояния человека. Достаточно спящий человек имеет стабильную психику, контролирует эмоции и меньше подвержен перепадам настроения.
А человек с нарушениями сна очень остро реагирует на любой стресс в виде раздражения и смены настроения. Установлено, что период без сна в течение 18-19 ч. равнозначен сильному алкогольному опьянению. Поэтому при недосыпе замедляются реакции, координация.
Кожа лица также страдает от нарушений ритмов сна и бодрствования. При недосыпе в организме происходит усиленная выработка кортизола, который разрушает коллаген в коже и делает кожу дряблой, способствует появлению морщин. Помимо этого, ухудшается цвет лица (становится тусклым и нездоровым), появляются мешки и синяки под глазами.
Постоянные (хронические) нарушения сна увеличивают в 2 раза риск ожирения по нескольким причинам:
- из-за бодрствования в ночное время человек принимает пищу, которая плохо усваивается организмом из-за замедленного в этот период обмена веществ;
- из-за недосыпа происходит нарушение липидного обмена в организме;
- происходит усиленная выработка гормона грелина, отвечающего за чувство голода; поэтому недосыпающий человек чаще чувствует голод, следовательно, больше ест;
- снижается уровень гормона лептина, отвечающего за энергетический обмен и чувство насыщения, из-за человек чувствует тягу к жирной и углеводной пище;
- развивается инсулин-резистентность, что повышает риск развития диабета и ожирения.
Нормализация циклов сна и бодрствования поможет значительно снизить риск развития перечисленных заболеваний и продлить молодость организма.
Как врачи диагностируют биологические нарушения ритма?
Если человек заметил у себя симптомы нарушения биологического ритма, он может обратиться к врачу-сомнологу с целью восстановления функций “естественных” часов.
Во время беседы врач собирает анамнез и проводит опрос, включающий следующие данные:
- образ жизни пациента, его профессиональная деятельность;
- примерный срок появления симптомов;
- влияние и выраженность симптомов;
- приём лекарств;
- наличие хронических заболеваний, из-за которых происходит нарушение сна (например, психические заболевания, болезни обмена веществ).
Дополнительно могут потребоваться консультации узких специалистов и обследования с целью выявления причины нарушений биологических ритмов.
Как лечат биологические нарушения ритма?
Лечение нарушений биологического ритма зависит от причины возникновения. Если они связаны со сменой часовых поясов и носят временный характер, то их, как правило, не лечат — достаточно пожить несколько суток в привычном часовом поясе, и циклы восстановятся самостоятельно.
Если изменения работы биологических часов вызваны особенностями профессиональной деятельности, то поможет только изменение образа жизни. Пациент может сменить работу либо по возможности работать только в дневные смены, исключить переработки.
При наличии каких-либо заболеваний, влияющих на сон человека, проводят лечение заболевания или выписывают симптоматическую терапию. В некоторых случаях нарушения сна могут быть вызваны приёмом определённых лекарственных препаратов (в особенности, успокоительных, психотропных).
В некоторых случаях применяют светотерапию, которая помогает снизить выраженность проявлений нарушений биологического ритма. Обычно данный метод используют для лечения пациентов с сезонными аффективными расстройствами.
Если никакие методы лечения не помогают, то назначают снотворные препараты курсом — на постоянной основе их принимать нельзя, так как они могут вызвать привыкание.
Как настроить биологические часы организма самостоятельно
Попробовать наладить работу биологических часов можно самостоятельно, придерживаясь следующих правил:
- Стараться придерживаться строгого графика сна. Ежедневно нужно ложиться спать и просыпаться в одно и то же время, по будням и выходным дням. Многие люди часто хотят “выспаться” в выходные и спят больше, чем нужно — в результате это приводит к нарушению ритмов сна, выработанных в течение рабочей недели.
- Повышенная физическая активность в утреннее время. Все самые активные дела нужно выполнять в утреннее время, чтобы “показать” организму, что начался световой день. Также это поможет запустить обменные процессы в организме. Если нет времени на физическую активность, то рекомендуется совершить небольшую прогулку на свежем воздухе перед работой или придерживаться максимально яркого света (лучше естественного).
- В вечернее время рекомендуется употреблять легкоусваиваемую пищу, так как на переваривание тяжёлой пищи организм тратит много времени, и человек из-за этого не может уснуть.
- За 1-3 ч. до отхода ко сну нужно исключить или максимально ограничить использование дисплеев и электроники, необходимо также ослабить освещение в квартире. Рекомендуется принять тёплую ванну, почитать книгу (бумажную), чтобы расслабить тело и весь организм.
Для перестройки ритмов организму требуется несколько суток.
Также важно определить час отхода ко сну и час просыпания по следующему алгоритму:
- Сначала нужно выяснить, какое количество сна необходимо (это можно выяснить только опытным путём — в среднем от 7 до 9 ч.).
- Для нормального функционирования циркадных ритмов необходимо ложиться спать максимум до 23:00. То есть, чтобы уснуть, человеку следует укладываться в постель в 22:00-22:30. За час до сна необходимо начинать подготовку — выключать электронику, начинать расслабляющие и гигиенические процедуры.
- Если для полного высыпания человеку необходимо 7 часов, то просыпаться ему следует в 6:00.
Циркадные ритмы — это врождённое явление организма, регулирующее его активность и расслабление. Благодаря настроенным циркадным ритмам в организме человека правильно осуществляются почти все биологические процессы.
Видео о циркадных ритмах
Что такое циркадные ритмы и как быть здоровым: