Циркадные ритмы: как питаться по биологическим часам

Циркадные ритмы позволяют организмам ожидать и подготовиться к точным и регулярным экологическим изменениям; они имеют большую ценность относительно внешнего мира — среды обитания. Ритматика (Rhythmicity), кажется, столь же важна в регулировании и координировании внутренних метаболических процессов, как в координировании с окружающей средой. Этому предлагает обслуживание (heritability) циркадных ритмов у плодовых мушек после нескольких сотен поколений в постоянных лабораторных условиях, так же как у существ находящихся в постоянной темноте в диком, и экспериментально устраненённом поведенческих состояниях, но физиологические циркадные ритмы не «испугались».

Много исследований биологических часов было сделано в последней половине 20-ого столетия. Теперь известно, что молекулярные циркадные часы могут функционировать в пределах единственной клетки; то есть, это происходит автономно с клеткой. В то же самое время, различные клетки могут общаться друг с другом приводя к синхронизированной генерации электрической передачи сигналов. Они могут соединяться с эндокринными гландами мозга, что приводит к периодическому выпуску гормонов. Рецепторы для этих гормонов могут быть расположены в различных местах тела (например, в мембранных дисках фоторецепторов сетчатки глаза) и синхронизировать периферийные часы различных органов. Таким образом, информация времени дня как передано глазами движется к часам в мозге, и, через который, могут быть синхронизированы часы в остальной части тела. Это — то, как происходит например ориентация по времени в период сна/бодрствования, изменения температуры тела, состояние жажды и аппетита — coordinately, которыми управляют биологические часы.

Важность для животных

Циркадный rhythmicity присутствует во сне и опреднления образцов животных, включая людей. Есть также ясные величины основной температуры тела, деятельности мозговой волны, гормонального функционирования, регенерации клетки и других биологических процессов. Кроме того, photoperiodism, физиологическая реакция организмов к длине дня или ночи, является жизненно важным и для заводов и для животных, и циркадная система играет роль в измерении и интерпретации длины дня.

Своевременное предсказание сезонных периодов погодных условий, пригодности пищи или деятельности хищника является критическим для выживания многих разновидностей. Хотя изменяющаяся длина фотопериода (‘daylength’) не единственный параметр, — однако, самая прогнозирующая экологическая реплика для сезонного выбора времени физиологии и поведения, особенно наиболее для того, чтобы рассчитать из перемещения, бездействия и воспроизводства.

Воздействие легко-темного цикла

Ритм связан с легко-темным циклом. Животные, включая людей, сохраненных в полной темноте в течение расширенных периодов в конечном счете функционируют с ритмом свободного доступа. Каждый день, их цикл сна пододвинут обратно или вперед в зависимости от того, короче ли их эндогенный период или более длинен чем 24 часа. Экологические реплики, которые перезагружают ритмы каждый день, называют zeitgebers (с немца, «дающие времени»). Интересно отметить, что полностью-слепые подземные млекопитающие (например, слепая крыса мола Spalax Испания) в состоянии поддержать их эндогенные часы в очевидном отсутствии внешних стимулов. Хотя они испытывают недостаток в формирующих изображение глазах, их фоторецепторы (обнаружьте свет), все еще функциональны; также, они делают поверхность периодически.

Организмы свободного доступа, которые обычно имеют один или два объединенных эпизода сна, будут все еще иметь их, когда в окружающей среде, огражденной от внешних реплик, но ритм, конечно, не определен к 24-часовому легко-темному циклу в природе. Ритм следа сна, при этих обстоятельствах, может стать несовпадающим по фазе с другими циркадными или ultradian ритмами, типа метаболического, гормонального, электрический CNS, или ритмы медиатора.

Недавнее исследование влияло на проект относящихся к космическому кораблю окружающих сред, поскольку системы, которые подражают легко-темному циклу, как находили, были очень выгоден для астронавтов

Арктические животные

Норвежские исследователи в Университете Tromsш показали что некоторые арктические животные (куропатка, северный олень), показывают циркадные ритмы только в частях года, которые имеют ежедневные восходы солнца и закаты. В одном исследовании северного оленя, животные на 70 Севере степеней показали циркадные ритмы осенью, зиму, и весну, но не летом. Северный олень на 78 Севере степеней показал таким ритмам только осень и весну. Исследователи подозревают, что другие арктические животные также, возможно, не показывают циркадные ритмы в постоянном свете лета и постоянной темноты зимы.,

Однако, другое исследование в северной Аляске нашло, что белки основания и дикобразы строго поддержали их циркадные ритмы в течение 82 дней и ночей света. Исследователи размышляют, что эти два маленьких млекопитающих видят, что очевидное расстояние между солнцем и горизонтом является самым коротким один раз в день, и, таким образом, достаточный сигнал приспособиться.

Перемещение бабочки

Навигация перемещения падения Восточной североамериканской бабочки монарха (Danaus plexippus) к их сверхзимующим основаниям в центральной Мексике использует данный компенсацию временем компас солнца, который зависит от циркадных часов в их антеннах.

Эпифиз

Функция эпифиза (третий глаз) направлена на замедление вегетативных функций организма к меняющимся факторам внешней среды. Когда солнце скрывается за горизонтом или падает уровень освещенности, сетчатка глаза, воспринимающая угасающие световые лучи, посылает сигналы эпифизу, выделяющему мелатонин — гормон сна.

Мелатонин расслабляет организм, вынуждает  чувствовать себя сонным и вялым. И напротив, когда солнце всходит, в эпифиз приходит сигнал об увеличении освещенности и выработка мелатонина снижается.

Ночью воздействие света способно подавить секрецию мелатонина. Роль гормона мелатонина – регулирование ритма секреции гонад и коры надпочечников, когда данный ритм выходит за пределы нормальных колебаний.

Он затягивает период  колебаний. Инерционный механизм, препятствующий быстрой дезорганизации околосуточной ритмики.

Нарушения выработки мелатонина, являются пусковым механизмом, приводящим к десинхронозу, а затем и патологии. Десинхроноз – это рассогласование биоритмов между собой.

Любые изменения продукции мелатонина, выходящие за уровни его физиологических колебаний могут привести к эндогенному десинхронозу, после которого возникает органическая патология.

Мелатонин обладает синхронизирующим эффектом. Благодаря мелатонину мы ночью спим и днем бодрствуем. Периоды сна и бодрствования у человека меняются с циркадной периодичностью.

Современные ученые полагают, что собственно подъем на рассвете и погружение в сон после того, как  солнце уйдет за горизонт разрешит работу биологических часов сделать слаженной и четкой.

Именно поэтому ранний закат и поздний рассвет зимой часто становится причиной того, что человек ощущает себя вялым, сонным  и заторможенным. Это вполне нормальная реакция человека на минимальный дневной свет.

Несоответствие распорядка дня и его длительности может быть причиной эмоционального расстройства, вызывать:

• усталость;
• апатию;
• увеличение веса;
• раздражительность.

Все наши несчастья происходят потому, что мы этот цикл нарушаем. Аналогично проявляются сезонные циклы. Биологические часы в организме на нормальную работу не могут настроиться. Циркадные ритмы начинают давать сбой, и возникают разные  проблемы со здоровьем.

Ощущение бессилия, падение активности и снижение настроения испытывают люди при перелете на большие расстояния, когда часовые пояса меняются очень быстро. Тоже испытывают, живущие при полярной ночи, или же когда длительное время держится дождливая, пасмурная погода.

У пожилых людей вырабатывается  меньше мелатонина, что, возможно, объясняет, почему люди старые чаще страдают бессонницей.

Нарушение циркадных ритмов является  основной проблемой людей, которые трудятся в ночную смену. Это вахтеры, медицинские работники, пилоты, сторожа, пожарные и полицейские.

Люди, которые проводят ночи  у компьютера, тоже подвержены подобным симптомам. Работа по ночам — это сильный стресс для всего организма.

Ухудшается сон, работоспособность резко падает, накапливается усталость и возникает апатия, которая  вполне может со временем перейти в хроническую форму.

Молодые мамы довольно часто могут впадать в депрессию, если  циркадные ритмы ее и ребенка не совпадают. У ребенка наиболее длительный сон днем (до 6 часов), а ночью он спит часовыми отрезками, бодр и свеж. Мама не может выспаться сутками.

Как восстановить нормальный контроль центрального пейсмекера цикличности? Только путем нормализации цикла сон-бодрствование. Показан даже кратковременный сон днем для восстановления биоритма. Но не длительный – несколько минут. Ритмичные массажи.

Двигательная активность – ряд повторных действий с постоянной продолжительностью и паузами, причем в строго определенные промежутки времени.

Циркадианные ритмы: Материалы Биоритмы, Циркадианные ритмы

Центральное место среди ритмических процессов занимает циркадианный ритм, имеющий наибольшее значение для организма. Понятие циркадианного (околосуточного) ритма ввел в 1959 году Халберг. Циркадианный ритм является видоизменением суточного ритма с периодом 24 часа, протекает в константных условиях и принадлежит к свободно текущим ритмам. Это ритмы с не навязанным внешними условиями периодом. Они врожденные, эндогенные, т.е. обусловлены свойствами самого организма. Период циркадианных ритмов длится у растений 23-28 часов, у животных 23-25 часов. Поскольку организмы обычно находятся в среде с циклическими изменениями ее условий, то ритмы организмов затягиваются этими изменениями и становятся суточными.

По мнению Симакова, часовым механизмом в ядре служит ядерная оболочка. Такой вывод он сделал на основе опытов, проведенных с бактериями, у которых не было обнаружено циркадианных ритмов. Околосуточный ритм и есть то общее для самых разных клеток, тканей и органов, что объединяет их в единую, координированную во времени живую систему. Иными словами, подчинение всех проявлений жизнедеятельности циркадианному ритму выступает значительным фактором целостности организма.

Циркадианные ритмы обнаружены у всех представителей животного царства и на всех уровнях организации – от клеточного давления до межличностных отношений. В многочисленных опытах на животных установлено наличие циркадианных ритмов двигательной активности, температуры тела и кожи, частоты пульса и дыхания, кровяного давления и диуреза. Суточным колебаниям оказались подвержены содержания различных веществ в тканях и органах, например, глюкозы, натрия и калия в крови, плазмы и сыворотки в крови, гормонов роста и др. По существу, в околосуточном ритме колеблются все показатели эндокринные и гематологические, показатели нервной, мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем. В этом ритме содержание и активность десятков веществ в различных тканях и органах тела, в крови, моче, поте, слюне, интенсивность обменных процессов, энергетическое и пластическое обеспечение клеток, тканей и органов. Этому же циркадианному ритму подчинены чувствительность организма к разнообразным факторам внешней среды и переносимость функциональных нагрузок. Всего к настоящему времени у человека выявлено около 500 функций и процессов, имеющих циркадианную ритмику.

Ритм сокращения сердца у человека, находящегося в состоянии относительного покоя, зависит от фазы циркадианного ритма. Основной земной ритм – суточный, обусловленный вращением Земли вокруг своей оси, поэтому практически все процессы в живом организме обладают суточной периодичностью. Все эти ритмы (а у человека их уже обнаружено более 100) определенным образом связаны друг с другом, образуя единую, согласованную во времени ритмическую систему организма .Эта система отражает взаимосвязанный ход околосуточных ритмов различных функций у человека, что дает врачам и физиологам ценный материал для диагностики болезней и прогнозирования состояния пациентов. Приведем некоторые типичные характеристики циркадианной системы здорового человека. Масса тела достигает максимальных значений в 18-19 часов, температура тела – в 16-18 часов, частота сердечных сокращений – в 15-16 часов, частота дыхания – в 13-16 часов, гистологическое артериальное давление – в 15-18 часов, уровень эритроцитов в крови – в 11-12 часов, лейкоцитов – в 21-23 часа, гормонов в плазме крови – в 10-12 часов, инсулина – в 18 , общего белка крови – в 17-19 часов. Оценивая данную схему, следует указать на значительные индивидуальные отличия в ходе суточных ритмов, что делает необходимым дальнейшее исследование понятий «биоритмическая норма » и «биоритмическая индивидуальность», Нарушения ритма сна и бодрствования может привести не только к бессоннице, но и к расстройству сердечно – сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем

Поэтому так важно соблюдать режим дня. Биоритмы интенсивно исследуются специалистами в области космической биологии и медицины, так как при освоении новых планет космонавты будут полностью лишены обычных ритмов среды

Циркадные ритмы заболеваний

Сердечные приступы чаще возникают по утрам. Эпилептические припадки показывают пик в конце дня. Приступы астмы и риск смерти от этих приступов находятся в максимальных значениях между 23.00 и 03.00.

Утром наша иммунная система может показать гиперактивность, проявляя «воспламенение» дыхательных путей у больных бронхиальной астмой и рост отеков суставов.

Артериальное давление и пульс начинают увеличиваться утром из-за роста кортизола. Поэтому сердечные приступы и инсульты достигают своего пика около 9 часов утра отчасти из-за высокого кровяного давления.

Такое заболевание, как гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГРЭБ) проявляет активность в ночное время, а пик кислотности в желудке диагностируется в промежутке между 22.00 и 02.00.

История открытия

Впервые об изменении положения листьев в течение дня у тамаринда (Tamarindus indicus) упоминает описывавший походы Александра Македонского Андростен.

В Новое время в 1729 году французский астроном Жан-Жак де Меран сообщил о ежедневных движениях листьев у мимозы стыдливой (Mimosa pudica). Эти движения повторялись с определённой периодичностью даже если растения помещались в темноту, где отсутствовали такие внешние стимулы как свет, что позволило предположить эндогенное происхождение биологических ритмов, к которым были приурочены движения листьев растения. Де Мейрен предположил, что эти ритмы могут иметь что-то общее с чередованием сна и бодрствования у человека.

Декандоль в 1834 году определил, что период, с которыми растения мимозы совершают данные листовые движения, короче длины суток и составляет примерно 22-23 часа.

В 1880 году Чарльз Дарвин и его сын Фрэнсис сделали предположение о наследственной природе циркадных ритмов. Предположение о наследственной природе циркадных ритмов было подтверждено окончательно опытами, во время которых скрещивались растения фасоли, периоды циркадных ритмов которых различались. У гибридов длина периода отличалась от длины периода у обоих родителей.

Эндогенная природа циркадных ритмов была окончательно подтверждена в 1984 году во время опытов с грибами вида Нейроспора густая (Neurospora crassa), проведёнными в космосе. Эти опыты показали независимость околосуточных ритмов от геофизических сигналов, связанных с вращением Земли вокруг своей оси.

В 1970-е годы Сеймур Бензер и его ученик Рональд Конопка изучали, можно ли идентифицировать гены, которые контролируют циркадный ритм у плодовых мух. Они продемонстрировали, что мутации неизвестного гена нарушают циркадные часы мух. Неизвестный ген получил название ген периода — Per (от англ. period).

В 1984 году Джеффри Холл и Майкл Росбаш, работающие в тесном сотрудничестве в Брандейском университете в Бостоне, и Майкл Янг из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке смогли выделить ген Per. Затем Джеффри Холл и Майкл Росбаш обнаружили, что белок PER, кодируемый геном Per, накапливается в течение ночи и деградирует в течение дня. Таким образом, уровень белка PER колеблется в течение суток синхронно с циркадным ритмом. Учёные предположили, что белок PER блокирует активность гена Per. Они обосновали, что с помощью ингибирующей петли обратной связи белок может препятствовать своему собственному синтезу и тем самым регулировать собственный уровень в непрерывном циклическом ритме. Однако, чтобы блокировать активность гена Per, белок PER, который продуцируется в цитоплазме, должен был каким-то образом достигнуть клеточного ядра, где расположен генетический материал, — этот вопрос оставался невыясненным.

В 1994 году Майкл Янг обнаружил второй «часовой ген» циркадного ритма, timeless, кодирующий белок TIM, который требовался для нормального циркадного ритма. Майкл Янг показал, что когда белок TIM связан с белком PER, оба белка могут проникать в ядро ​​клетки, где они блокируют активность гена Per, таким образом замыкая ингибирующую петлю обратной связи. Майкл Янг идентифицировал ещё один ген, doubletime, кодирующий белок DBT, который задерживал накопление белка PER. Совместное действие обнаруженных генов обеспечило понимание, как корректируется циркадный ритм для более точного соответствия 24-часовому циклу.

В последующие годы были выяснены другие молекулярные компоненты механизма, объясняющие его стабильность и функционирование. Были определены дополнительные белки, необходимые для активации гена Per, а также механизм, посредством которого свет может синхронизировать цикл.

В 2017 году Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг были удостоены Нобелевской премии за открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм.

Жизненный ритм

Суета и обыденность жизни мешает восприятию аюрведических рекомендаций по здоровому образу жизни, и представляют главное препятствие в познании нематериального мира.

Суета заглушает ритмичные волны нематериального мира, мешает их восприятию. Поэтому так важны методы борьбы с суетой. С чего начать борьбу с суетой?

• Первый путь — формировать свой собственный жизненный ритм. Проведенная в ритме работа, будет менее утомительна, чем работа, которая проводится аритмично, рывками, с перерывами и ожиданием. Интенсивная ритмичная работа может перейти в состояние вдохновения – состояние творчества. Стоит войти в аритмичный жизненный цикл, сбиться с ритма, и привычная вроде работа будет невыносимо тяжелой.
• Второй путь — отречение от многих удовольствий и развлечений, которые предоставляет нам сегодняшний век. Попытаться контролировать свои потребности с помощью Ума — сознания.
• Третий путь для борьбы с суетой жизни — призвать в помощь относительную тишину. Существует относительное равновесие между внутренним Духом и свойствами окружающего мира.

Тишина — показатель свойств внешней психической ауры. Ее свойства оказывают воздействия на восстановление соотношения свойств Огня, Воды и Ветра индивидуума заложенного генетически.

Тишина должна существовать как  в окружающей среде, так и внутри самого человека. Чтобы поддерживать свой собственный, внутренний Дух, необходимо избегать огорчений, осуждений людей, их поступков и, даже, остерегаться большой радости.

Если представить свойства Души, как резиновый шар, то при унижении, недовольстве, жалобах, появлении мрачных чувств, раздражении совершается потеря психической энергии Духа.

Расточителями энергии Духа являются: болтливость, говорливость, празднословие. При неспокойном внутреннем мире трудно восстановить свойствами тишины окружающей Природы психический баланс.

Аюрведа призывает применять систематически методы статических упражнений, медитации, дыхательной гимнастики, в сочетании со звуко-, цвето-, и свето- терапией, которые способствуют восстановлению внутренней «тишины» Тела, Души, Ума, и Чувств.

Печень, метаболизм, детоксикация и суточные колебания

В печени находятся 3 фактора транскрипции (PARbZip), контролируемые циркадными генами Clock и Bmall, которые отвечают за детоксикацию.

Находящиеся под влиянием циркадных ритмов энзимы печени отвечают за следующие функции:

• Метаболизм углеводов: PEPCK, PKLR, KLF10
• Метаболизм жиров: PPAR, PGC1, LXR
• Метаболизм аминокислот: KLF15, OCD
• Детоксикация: TEF, HLF, DBD
• Синтез плазменного белка: TFPI
• Метаболизм желчных кислот: SREBP, INSIG

Желчные кислоты играют важную роль в процессе пищеварения и абсорбции диетического жира, жирорастворимых витаминов, стероидов и некоторых лекарств. Также они играют важную роль в качестве сигнальных молекул для метаболизма и иммунной модуляции. Как и энзимы, желчные кислоты подчиняются циркадным ритмам. Ген CYP7A1, регулирующий синтез желчных кислот достигает своего пика в середине активной фазы и опускается до минимума в середине фазы отдыха. У людей есть два пика: в 13:00 и в 21:00. Большая часть синтеза желчных кислот происходит сразу после еды. Всего существуют 3 фазы детоксикации, и у каждой из них есть свой график активности. Соблюдение той или иной фазы может влиять на метаболизм лекарств и вывод ксенобиотиков. Например, в утреннее время синтез желчных кислот достигает своего максимума, что способствует лучшей абсорбции и транспортировке многих лекарственных средств.

Соблюдение циркадных ритмов оказывает большое влияние на эффективность и безопасность применения того или иного медикамента. В мета-анализе было обнаружено, что прием лекарств по расписанию, которое учитывает естественные циркадные ритмы, приводит к 5-кратному повышению переносимости препарата наряду с двукратным повышением его эффективности по сравнению с приемом лекарств без расписания. Подобные случаи происходят также с метаболизмом и выведением ксенобиотиков.

Как лечат биологические нарушения ритма

Лечение биологических нарушений ритма варьируется и зависит от первопричины. Например, симптомы смены часовых поясов, как правило, носят временный характер и не нуждаются в медицинской помощи. В случае смены работы или смены настроения могут помочь изменения в образе жизни.

Поговорите с врачом о более серьезных симптомах, таких как усталость, снижение умственной остроты или депрессия. Ваш врач сможет назначить правильное лечение и предоставить рекомендации по образу жизни.

Для людей с сезонным аффективным расстройством может помочь световой короб. Эти световые короба имитируют дневной свет и могут вызывать выбросы приятных на ощупь химических веществ. Эти химические вещества способствуют бодрствованию в организме.

Когда не работают методы лечения и соблюдение правил гигиены сна, врач может выписать вам лекарство. Модафинил (Provigil) предназначен для людей, которые испытывают трудности с дневным бодрствованием.

Ваш доктор также может назначить лекарства для сна в качестве опции. Но лекарства для сна следует принимать только на краткосрочной основе. Сонные таблетки могут вызвать зависимость и вождение сна.

Суточные биоритмы

Циркадные ритмы, суточная циркуляция энергии в органах и как жить в синхронизации в естественными ритмами.

У наших органов есть целый ряд процессов, которые происходят через регулярные промежутки времени в течение суток. Проводя меньше времени на свежем воздухе, работая долгие часы, принимая пищу в неправильные часы и все другие неестественные привычки могут нарушить эти процессы. Западная медицина использует термин «циркадные ритмы» для описания этих процессов и изменений, которые происходят внутри организма в ответ на наши привычки. Исследователи еще не понимают всех ритмов и их эффектов, но находят четкую связь между нарушениями этих ритмов и развитием болезни. Китайская традиционная медицина использует теорию циркуляции энергии в органах, чтобы описать процессы, которые происходят ежесуточно в нашем теле, а также влияют на наше здоровье. Мы обязаны использовать эти инструменты, чтобы помочь нам жить в большей степени в синхронизации с нашей природной средой.

Циркадные ритмы растений

Циркадные ритмы растений связаны со сменой дня и ночи и важны для адаптации растений к суточным колебаниям таких параметров как температура, освещение, влажность. Растения существуют в постоянно меняющемся мире, поэтому циркадные ритмы важны для того, чтобы растение могло дать надлежащий ответ на абиотический стресс. Изменение положения листьев в течение суток — лишь один из многих ритмических процессов у растений. В течение суток колеблются такие параметры, как активность ферментов, интенсивность газообмена и фотосинтетическая активность.

В способности растений распознавать чередование дня и ночи играет роль фитохромная система. Примером работы такой системы является ритм цветения у растения ‘’Pharbitis nil’’. Цветение у этого растения зависит от длины светового дня: если день короче определённого интервала, то растение цветет, если длиннее — вегетирует. В течение суток условия освещения меняются из-за того, что солнце находится под разными углами к горизонту, и соответственно меняется спектральный состав света, что воспринимается различными фитохромами которые возбуждаются светом с разной длиной волны. Так, вечером в спектре много дальних красных лучей, которые активизируют только фитохром А, давая растению сигнал о приближении ночи. Получив этот сигнал, растение принимает соответствующие меры

Важность фитохромов для температурной адаптации была выяснена во время опытов с трансгенными осинами ‘’Populus tremula’’, у которых продукция фитохрома А была повышена. Растениям постоянно «казалось», что они получают свет высокой интенсивности, и таким образом не могли адаптироваться к суточным колебаниям температуры и страдали от ночных заморозков

При исследовании суточных ритмов у арабидопсис была также показана фотопериодичность работы трёх генов для белков CO, FKF1 и G1. Ген constans участвует в определении времени цветения. Синтез продукта гена — белка CO запускается комплексом из белков FKF1 и G1. В этом комплексе продукт гена FKF1 играет роль фоторецептора. Синтез белка CO запускается через 4 часа после начала освещения и останавливается в темноте. Синтезированный белок за ночь разрушается, и таким образом необходимая для цветения растения концентрация белка достигается только в условиях долгого летнего дня.

История

Самый ранний известный отсчёт процесса циркадных дат начинается с 4-ого столетия до н.э, когда Androsthenes, капитан судна, служащий при Александре Великом, описал дневные циклы роста листа дерева индийского финика.

Первое зарегистрированное наблюдение эндогенного циркадного колебания было описано французским ученым Жаном-Jacques d’Ortous de Mairan в 1729. Он отметил, что 24-часовые образцы в движении листьев Мимозы pudica продолжались, даже после того, как образцы помещались в первом эксперименте в постоянную темноту, чтобы попытаться отличить эндогенные часы от ответов до ежедневных стимулов.,

В 1896, Патрик и Гильберт заметили, что в течение длительного периода лишения сна, сонливость увеличивается и уменьшения с периодом приблизительно в течение 24 часов. В 1918, J.S. Сзайманскый показал, что животные способны к поддержанию 24-часовых циклов деятельности при отсутствии внешних условий, типа света и изменений в температуре. Джозеф Такахаши обнаружил первый относящийся к млекопитающим ‘ген часов’ в 1994.Gene Discovered in Mice that Regulates Biological Clock». Chicago Tribune. 29 April 1994.

Термин «циркадный» был выдуман Францом Хальбергом в конце 1950-ых.

Суточные цикрадные ритмы

Суточный цикл – один из главных циклов, от которых напрямую зависит работоспособность и самочувствие человека. Это наш режим сна и пробуждения, приёма пищи, трудовой деятельности. В соответствии с ним колеблется интенсивность физиологических функций организма.

Суточные ритмы человека

Нетривиальные примеры:

• Ежедневное повышение и снижение порога болевой чувствительности зубов. Известно, что после обеда зубы в 1,5 раза менее чувствительны к боли, а анестезия действует в несколько раз дольше, чем ночью.
• Удержание алкоголя в крови быстро увеличивается после 10 утра, а вечером наоборот, снижается.

У людей суточный циркадный ритм составляет 24 часа и синхронизирован с вращением Земли. Эти ритмы бывают как автономными (т.е. не зависящими от внешних воздействий, например, частота сердечных сокращений или вдох-выдох), так и такие, которые являются реакцией на внешние раздражители (прием пищи, отход ко сну и т.д.). В медицинской литературе высказывается точка зрения, что сутки условно делятся на 3 периода:

с 5 утра до 13.00, когда активность нарастает, метаболизм ускоряется; с 13.00 до 21.00 – обмен веществ замедляется и активность идет на спад; ночной – скорость обмена веществ максимально низкая, организм отдыхает. Циркадные ритмы сна От биологического цикла «сон-бодрствование» зависит наше ежедневное самочувствие, настроение, желание творить.

В регулировании циркадного ритма сна участвуют не только сезонные биологические циклы, но факторы цивилизации – звонок будильника, утренний кофе, душ и прочее. Но люди все разные, и ритмы сна у них не всегда совпадают. Одни с утра как огурчики, готовы горы сворачивать, энергия плещет через край. Другие раздражительны, хотят обратно в кровать, какая уж тут активная деятельность?

Ученые делят нас по этому признаку на «жаворонков», «сов» и «голубей»

«Жаворонки» — те, кто рано ложится спать и с утра встает тоже рано, при этом отлично себя чувствует. «Совы», наоборот, привыкли поздно ложиться (вечером у них наступает пик умственной и физической активности) и подъем раньше 10-11 утра для них подобен катастрофе. Ну, а ритм «голубей» — нечто среднее между «совой» и «жаворонком», но основная активность у них наблюдается примерно в середине светового дня. Бытует мнение, что служащие – это, в основном, «жаворонки», «совы» — преимущественно люди умственного труда. Те же, кто работает физически – «голуби».

Некоторые ученые полагают, что циркадные ритмы определяются нашей генетикой, но бесспорно, что род нашей деятельности тоже играет значительную роль.

Использование добавок в соответствии с циркадными ритмами

Было доказано, что некоторые виды лекарств, такие как иммуномодуляторы, глюкокортикоиды, инсулин для диабетиков 1-го типа  и лекарства против рака более эффективны и менее токсичны при назначении в разное время суток. Это открытие положило начало развитию хронофармакологии или, проще говоря, приему медикаментов в соответствующее циркадным ритмам время. Хронофармакология учитывает время, в которое метаболизм важных лекарственных компонентов происходит эффективнее всего, например:

Абсорбция: время кровотока, перистальтика и опорожнение кишечника, транспортировка лекарств и pH.

• Метаболизм: активность энзима цитохрома P450, активность конъюгирующих энзимов, АТФ – связывающие кассетные транспортеры.
• Активность нацеленных на лекарства генов: нейронные рецепторы, HMG-CoA редуктаза.
• Распределение: липофильность, связывание с альбумином, концетрация.
• Выделение: скорость клубочковой фильтрации, почечный кровоток, функция почек.

Подобное расписание нашего организма можно использовать и в случае приема добавок. Например, время приема кальция может повлиять на резорбцию кости (т.е. ее разрушение). В течение исследования 18 женщин в период пременопаузы принимали добавки с кальцием либо в 8:00 часов, либо в 23:00 часа. После 14 дней у женщин взяли анализ мочи на маркеры костной резорбции. Было обнаружено, что время приема оказывает значительное влияние, в частности, вечерний прием кальция подавлял естественное ночное увеличение паратиреоидного гормона и снижал маркеры костной резорбции. Утренний прием не обладал никаким значительным эффектом. Исследователи сделали вывод, что прием кальция в вечернее время суток может подавлять разрушение костной ткани.

Следует запомнить одно: что бы вы ни принимали, будь то лекарства или витамины, время приема влияет на эффективность того или иного препарата. Таким образом, полезно об этом помнить и поддерживать баланс наших циркадных ритмов.