Циркадный код. Как настроить свои биологические часы на здоровую жизнь

Техническое обслуживание клеток. После всех химических реакций, особенно тех, в ходе которых клетки производят энергию, остаются отходы, известные как частицы активного кислорода. Их можно сравнить с пятнами жира на кухонной плите или с жирным дымом, который исходит от раскаленной сковородки. Чтобы справиться с этой грязью, мы включаем вытяжку или надеваем фартук. У клеток тоже есть включающиеся в определенное время механизмы уборки мусора. В их число входит процесс детоксикации.

Ремонт и деление клеток. Каждый день наше тело ремонтируется и омолаживается. Точно так же, как у нас дома со временем начинают выходить из строя трубы, в нашем организме есть сотни километров кровеносных сосудов, которые нужно проверять на предмет протекания и ремонтировать. Кроме того, в ежедневном уходе и ремонте нуждаются слизистая оболочка пищеварительного тракта и кожа, чтобы они не пропускали внутрь тела бактерии, химикаты и токсины. Внутри каждого органа умирают и требуют замены многие клетки. В регулярной замене нуждаются также клетки крови. Эти работы по производству новых клеток осуществляются в определенное время суток, обычно ночью, когда мы спим.

Межклеточная коммуникация. Нашим органам необходимо общаться друг с другом, и это общение проводится в определенном ритме. Например, когда мы наедаемся до отвала, в жировой ткани вырабатывается гормон лептин, который подает в мозг сигналы о том, что пора прекратить есть. Таким же образом, когда мы едим, гормоны пищеварительного тракта сообщают поджелудочной железе, что ей нужно вырабатывать инсулин, помогающий печени и мышцам абсорбировать глюкозу из пищи. В определенные периоды суток интенсивность этой коммуникации усиливается, а в остальное время слабеет.

Секреторная функция клеток. Каждая клетка производит что-то ценное для своего соседа или для всего тела. Соответственно, каждый орган производит что-то попадающее в кровоток или доставляющееся его соседу. Эти процессы носят циркадный характер. Например, печень производит некоторые виды молекул, необходимых для образования кровяных сгустков. Факторы свертывания крови подчиняются циркадным часам, что может оказаться полезным при выборе оптимального времени для хирургической операции, когда нужно обеспечить быстрое заживление тканей. Слизистые оболочки носа, ЖКТ и легких секретируют смазывающие вещества – эти процессы тоже являются циркадными.

Почти каждое воздействие лекарственных средств. Тут открывается одна из наиболее актуальных возможностей применения циркадной науки, особенно для тех, кто проходит курс лечения от любого хронического заболевания или рака. Как мы уже говорили, в каждом органе в определенные моменты времени включаются или выключаются тысячи генов. Представьте, что вы смогли бы нацеливать лекарственное вещество на ген, который вырабатывает белок, помогающий вашей печени производить холестерин. Подчиняясь суточному ритму, этот белок увеличивает производство холестерина утром и снижает вечером. Если бы мы хотели сократить производство холестерина в печени, разве не лучше было бы иметь лекарство, способное блокировать этот белок в периоды его пиковой активности?

Супрахиазматическое ядро: эталонные часы

Ученым было известно, что клетки общаются друг с другом, но нам хотелось узнать, участвуют ли наши внутренние часы в процессах коммуникации между органами. Исследователи обнаружили небольшое скопление клеток, которое выполняет функцию эталонных часов точно так же, как атомные часы служат эталоном для всех остальных часов.

Эта структура, известная как супрахиазматическое ядро (СХЯ), расположена в основании гипоталамуса – отдела головного мозга, в котором размещаются командные центры голода, насыщения, сна, баланса жидкостей, стрессовой реакции и т. д. Составляющие СХЯ 20 тысяч клеток косвенно связаны с питуитарной железой (гипофизом), которая производит гормон роста, с надпочечниками, секретирующими гормоны стресса, со щитовидной железой, производящей тиреоидный гормон, и с гонадами (половыми железами), отвечающими за выработку половых гормонов. Кроме того, СХЯ косвенно связано с шишковидной железой (эпифизом), которая производит гормон сна мелатонин³.

Функция СХЯ чрезвычайно важна для поддержания суточного ритма. Когда ученые хирургическим путем удаляют его у грызунов, животные теряют все свои ритмы. Интересно отметить, что на самой последней стадии нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, СХЯ подвергается дегенерации, в результате у пациентов пропадает ощущение времени: они засыпают, бодрствуют, испытывают острый голод и отправляют естественные потребности произвольно, в любое время дня и ночи.