Внутрішній годинник

15/10/2003

На практиці таємничі внутрішній годинник застосовуються в якості примітивного будильника. "Прокинуся-ка я завтра о шостій ранку", - напучує себе засипає людина - і пробуджується точно до наміченого часу

На практиці таємничі внутрішній годинник застосовуються в якості примітивного будильника. "Прокинуся-ка я завтра о шостій ранку", - напучує себе засипає людина - і пробуджується точно до наміченого часу. Ця функція біологічного годинника використовується далеко не всіма, а даремно ...

Життя і десинхроноз
Взагалі-то годинник придумав не людина, а Природа. Людини в ті часи в помині не було. Як з'ясовується, і влаштовані біологічний годинник складніше будь-яких механічних, і звернення вимагають настільки ж дбайливого. Добре б знати ці "правила експлуатації", та тільки про самих живих годиннику поки відомо не дуже багато.

Що спостерігають щасливі?

На практиці таємничі внутрішній годинник застосовуються в якості примітивного будильника. "Прокинуся-ка я завтра о шостій ранку", - напучує себе засипає людина - і пробуджується точно до наміченого часу. Ця функція біологічного годинника використовується далеко не всіма, але ж для своєчасного підйому необхідно дотримання всього двох умов.

По-перше, треба знати час відходу до сну, щоб прикинути його тривалість. По-друге, ця тривалість не повинна перевищувати розумних меж: якщо ми раптом вирішимо проспати в два рази більше, ніж звикли, то напевно прокинемося раніше.

Деякі люди і вдень обходяться без підказки з боку "зовнішніх" годин. Але більшості необхідно мати певну точку відліку. Тобто, внутрішній таймер подібний пісочним годинах, його потрібно постійно "перевертати" - вранці, після обіду, після роботи ... Можна сказати, що ми відчуваємо не саме час, а його тривалість, при цьому підсвідомо використовуючи інформацію про мінливого зовнішнього середовища. Під час сну зовнішні подразники відсутні і хід внутрішнього годинника не контролюється свідомістю.

Тому, якщо розбудити людини вночі, він виявиться "поза часом" і відразу подивиться на світиться циферблат. Отже, наш біологічний годинник потребують постійної звірці з якимись іншими і мають два різних ходу - "денний" і "нічний". І ще - постійне звертання до наручним годинником притупляють біологічне почуття часу. Знамените "щасливі годин не спостерігають" можна розуміти абсолютно буквально, як сказане про тих, хто живе у злагоді зі своїм внутрішнім часом.

Стрілки і циферблати нашого організму
Не в наших силах швидко і безболісно перевести стрілки біологічного годинника. Варто перетнути на літаку кілька часових поясів, і доводиться пару днів звикати до нових тимчасовим реаліям. Зате можна підготуватися до перельоту заздалегідь, поступово "зрушуючи" режим дня, але, прилетівши, треба негайно почати жити по "місцевим часом".

Раніше медики радили пілотам, які здійснюють трансконтинентальні рейси, відпочивати в пункті посадки, тепер же рекомендують швидше повертатися додому, інакше живі годинник дадуть збій і процес повного відновлення затягнеться на кілька тижнів. Цікаво, що літати на захід набагато простіше, ніж на схід. Організм спокійніше мириться з "зайвим" часом, ніж з "ущільненням" діб. Виходить, що внутрішній годинник, на відміну від багатьох механічних, легше перевести в напрямку проти годинникової стрілки.

Унікальні в біологічних годинниках і самі "стрілки": їх більше, ніж у самих складних механічних годинників, причому обертаються вони незалежно один від одного. За кожну стрілку відповідає свій "завод" і для неї передбачений окремий "циферблат". Такі звичні конструкції, як синхронно рухаються по колу годинна, хвилинна і секундна стрілки, в живих годиннику не зустрічаються.

Незрозуміло навіть, в яких одиницях вимірювати біологічний час: параметрів багато, а який з них основний, визначити неможливо. Хоча ясно, що в підсумку потрібно від живих годин: зв'язати численні процеси внутрішньої регуляції організму з мінливою зовнішнім середовищем і вивести якийсь результуючий біоритм.

Заплутана ситуація з "біологічним годинником" призвела до того, що сам цей термін більше не вважається науковим, у всякому разі по відношення до людини. Замість цього вчені говорять про сукупність біоритмів, що становить тимчасову організацію біологічної системи. Наука, що вивчає цю організацію, називається хронобіолог.

При слові "біоритми" багато хто пригадає давню і тривіальну комп'ютерну програму: досить було ввести дату народження, і вам відразу видавалися докладні практичні рекомендації, підкріплені переконливими графіками. Насправді, все не так просто і хронобіолог є, чим зайнятися. Біологічних ритмів у людини дуже багато, перерахуємо тільки основні їх типи, в порядку зростання тимчасового циклу.

ритми хронобиологии
Доведено, що найпростіші годинник цокає в кожній клітині нашого організму. Живі клітини працюють в високочастотних ритмах, з циклом від тисячних часток секунди до декількох секунд. Відповідно, людина може реєструвати дуже невеликі проміжки часу. Правда, муха "розуміє" раз в десять разів швидше, а ось гігантська черепаха, хоч і живе за триста років - в кілька разів повільніше (навіть ссавці, слон і миша, відчувають час по-різному).

Клітини складають органи, багато з яких працюють в робочому циклі секундного порядку, формуючи, наприклад, серцевий або дихальний ритм. У менш напруженому ритмі, з циклом в годину-півтора, відбуваються підйоми і спади психічної і фізичної активності.

Вважається, що найважливішими і найбільш цікавими біоритмами людини є цілодобовий, або ціркадіанние. Мабуть, це єдині ритми, якими він вміє так-сяк управляти, тобто "переводити стрілки" (правда, індійські йоги досягли куди більшої свободи в поводженні з організмом, ніж та викликають жвавий інтерес у хронобіологов). Ціркадіанние ритми примітні ще й тим, що безпосередньо пов'язують функції саморегуляції організму зі зміною дня і ночі. Тоді чому ж вони, досить приблизно, називаються "околосуточной"?

Справа в тому, що в умовах незмінної зовнішньої середовища ціркадіанний ритм не дорівнює добі. Люди, подовгу знаходяться в повній ізоляції, спелеологи наприклад, переходять як правило на довший добовий цикл - 26-32 години. Більш того, відомий випадок 56-годинного цілодобовий ритм.

Ця загадкова особливість дає зайві підстави для навколонаукових теорій, що людина, нібито, є продуктом інопланетних генетичних експериментів, причому тривалість доби на нашій "історичній батьківщині" була більша за земну. Між іншим, навіть земну добу щороку тільки подовжуються, в середньому на 2-3 стотисячних частки секунди, але це суща дрібниця в перерахунку на період еволюції людини - і мить не набіжить.

Як би там не було, ймовірно ми змушені щодоби обділяти себе на кілька біологічного годинника. Тому логічно припустити, що щоденна настройка біологічного часу в унісон з астрономічним скорочує людське життя.

Час пити і лікувати
Всього досліджено понад трьохсот різних цілодобовий ритм, багато хто з них прекрасно відомі: сон-неспання, їжа-голодування. Циклічно змінюється і температура тіла - вночі вона на градус нижче. Ритмічно змінюються кров'яний тиск і пульс. Увечері більш активна печінку, тому поліпшується, зокрема, переносимість алкоголю (ідеальний час для пиятик - 18-20 годин).

Днем зменшується чутливість до болю, тому зубного лікаря найкраще відвідувати в післяобідній час, а ось вечірні та нічні хірургічні операції більш ризиковані. Добові графіки життєвої активності індивідуальні, але, в кінцевому рахунку, "сови" відрізняються від "жайворонків" лише циклічним зрушенням в кілька годин. Причини відмінностей кореняться дуже глибоко: ціркадіанние ритми формуються у дитини в перші тижні після народження і остаточно закріплюються через 1-2 роки.

Що стосується трьох багатоденних біоритмів, відомих під виглядом класичних циклів фізичної, розумової та емоційної активності, то найкраща порада - не звертати уваги на всі ці комп'ютерні криві. Якщо вони й існують, то вже точно змінюються до невпізнання протягом людського життя, так що однією датою народження питання не вирішується. Єдиний що не викликає сумнівів тижневий біоритм: "Понеділок - день важкий". Взагалі, в основі всіх біоритмів "крупніше" цілодобовий лежать уже тільки весняні по відношенню до організму чинники.

Однова живемо!
Природну природу мають околомесячние або місячні ритми, наприклад жіночий менструальний цикл, та й чоловічі репродуктивні здібності схильні схожим законам. Чому, до чого тут Місяць? Життя, як відомо, відбулася з океану. Розмноження і розвиток багатьох морських тварин підпорядковується припливно-відливних циклам і фазах місячного календаря. За деякими теоріями ці ритми, в опосередкованому вигляді, збереглися і в генетичній пам'яті людини. Можливо, цим також пояснюється вплив фаз земного супутника на психічний стан людей.

Сонце, природно, теж не залишається осторонь від формування біоритмів. Крім цілодобовий, існують окологодовие ритми, пов'язані зі зміною пір року. Найбільш виражені вони у дітей, а й дорослі схильні до весняної авітамінозу або осінньої хандри.

Ще є 11-річні сонячні біоритми, відповідні циклам сонячної активності, сплески якої згубно позначаються на здоров'ї людей. Складне переплетення всіх перерахованих і багатьох ще невивчених ритмів визначає головний, загально життєві біоритм людини, кожну фазу якого ми проходимо тільки один раз.

Спробуйте тепер підрахувати, скільки різних пружин, шестерень і передач є в біологічних годинниках. Таке й не снилося навіть творцям найскладніших в світі годин Patek Philippe Calibre 89. Але ж відмова будь-якої найдрібнішої "детальки" може привести до поломки всього механізму. Але живі годинник не повинні зупинитися - це означало б неминучу біологічну смерть. Зазвичай справа обмежується частковим неузгодженістю біоритмів, що називається десинхронозом.

Наприклад, згадуваний переліт з одного часового поясу в інший. Надзвичайно шкідлива робота за вахтовим методом, і взагалі хаотичний, ненормований робочий день. Процес старіння людини, з точки зору хронобиологии, також є десинхронозом, в лікуванні якого - ключ до збільшення тривалості життя.

Де йдуть біогодин
Дослідження біоритмів почалося майже триста років тому, з простих спостережень за рослинами. Цією проблемою займалися фізіологи, етології, психологи, біохіміки та, ось тепер, генетики. Вчені дізналися, що свій біологічний годинник є в кожній клітині і органі, а головні, керуючі та координують роботу всіх допоміжних, повинні знаходиться десь в головному мозку людини. Стало відомо, що біоритми програмуються на генетичному рівні і регулятором ходу живих годин є гормони. Один з найважливіших - мелатонін - виробляється особливим відділом головного мозку, епіфізом, і тільки в темряві.

Схоже, циклічні зміни рівня мелатоніну визначають цілодобовий біоритм. Це властивість мелатоніну спонукає багатьох американців приймати його в якості снодійного. Але гормони - речовини багатофункціональні, і той же мелатонін в Голландії випробовується як протизаплідний засіб.
Деякі дослідники поспішили заявити, що саме епіфіз і є основний регулятор біологічного годинника.

Однак живі годинник присутні і у рослин з бактеріями, яких ніхто не запідозрить в надлишку головного мозку. Революційні відкриття ще попереду, і пов'язані вони з біотехнологіями. Природа - геніальний годинникар, і люди тільки трохи підняли кришку живого механізму, озброїлися лупою і ледь розрізнили перші деталі.

Аркадій Бронфман

Опубліковано в журналі "Мої Годинники" №5-2003