П итали ли сте се защо вечер ни се доспива, а сутрин се будим, дори и без да сме навили алармата? Защо цветовете на мимозата се затварят при залез слънце и отново се разтварят при изгрева му. Отговорът се крие в т.нар. циркадни ритми.
За постижения при изучаването им изследователите Джефри К. Хол, Майкъл Росбаш и Майкъл У. Йънг получиха Нобелова награда по физиология или медицина през 2017 г.
Животът на Земята е адаптиран към въртенето на нашата планета. Циркадните ритми са 24-часови цикли във физиологията и поведението, генерирани от биологични часовници, координиращи вътрешното време с външния свят. Това са естествени процеси, които реагират предимно на светлина и тъмнина и засягат повечето живи същества, включително човека, животните, растенията и микроорганизмите. Науката за изучаването им се нарича хронобиология.
Главният часовник е разположен в мозъка и координира дейността на всички останали биологични часовници в едно живо същество, поддържайки работата им в синхрон. При гръбначните животни, включително хората, главният часовник е група от около 20 000 нервни клетки (неврони), които образуват специализирана структура (супрахиазматично ядро в хипоталамуса), получаваща информация директно от очите. Почти всяка тъкан и орган съдържат биологични часовници.
Двигатели
Циркадните ритми се поддържат от естествени „двигатели“ в нашето тяло. За хората някои от най-важните гени в този процес са Period и Cryptochrome. Те кодират белтъци, които се натрупват в ядрото на клетката през нощта и намаляват през деня. Проучвания върху плодови мушици предполагат, че тези протеини спомагат за активирането на чувството за будност, бдителност и сънливост.
Циркадните ритми влияят на редица функции в организма ни, сред които освобождаване на хормони, хранителни навици и храносмилане, телесна температура. Повечето от нас обаче забелязват ефекта им главно върху денонощния си режим на бодърстването и сън.
Сигнали
Мозъкът ни получава сигнали от околната среда и активира определени хормони, променя телесната ни температура и регулира метаболизма ни, за да ни държи нащрек или да ни насочи към прегръдката на съня. Поддържането на здравословни навици на живот ни помага да реагираме по-добре на естествения ритъм на нашето тяло.
Важна роля за работата на циркадните ритми играят хормоните мелатонин и кортизол. Мелатонинът ни кара да спим и тялото ни освобождава по-голямо количество от него през нощта и го потиска през деня. Кортизолът повишава бдителността ни и производството му в организма ни е по-високо сутрин. Значение имат и други хормони, включително инсулинът.
Телесната температура и метаболизмът също са част от нашия циркаден ритъм. Температурата ни леко се понижава, когато спим и се повишава по време на будност. Обмяната на веществата протича с различна скорост в хода на денонощието.
Фактори
Върху протичането на циркадните ритми може да окажат влияние редица фактори – мутации в съответните гени; работата на смени с неравномерно работно време, стрес и безпокойство, пътуване, което обхваща различни часови зони, прием на някои лекарства, здравословни състояния (увреждане на мозъка, деменция, наранявания на главата или слепота), лоши навици за сън (липса на редовен график за сън, прием на храна или напитки късно вечер, липса на удобно място за сън и др.). Светлината от електронни устройства през нощта също може да обърка нашите биологични часовници. Тези промени може да причинят нарушения на съня и да доведат до други хронични здравословни състояния като затлъстяване, диабет, депресия и др.
Възрастта също е от важно значение. Бебетата, юношите и възрастните хора преживяват циркадните ритми по различен начин.
Пик
При новородените циркадните ритми все още не са добре утвърдени, което може да доведе до нестабилност в моделите им на сън през първите дни, седмици и месеци от живота им. Бебетата започват да отделят мелатонин, когато са на около 3 месеца, а хормонът кортизол излиза на сцената, когато са на възраст 2 до 9 месеца. След развитието на циркадните ритми малките деца придобиват регулиран график на съня и се нуждаят от около 9 или 10 часа почивка на нощ. При юношите фазата на съня се забавя и ако в детството те са си лягали в 20.00 или 21.00 часа, то сега умората настъпва значително по-късно. Пиковите часове на сънливост при тях са между 3 и 7 часа сутринта. Те все още имат нужда от същото количество сън като децата и затова може да се будят по-късно сутрин.
При възрастните със здравословни навици на живот циркадните цикли имат постоянен ритъм. Техните часове за лягане и събуждане трябва да останат стабилни, ако следват редовен график и се стремят към 7 до 9 часа сън всяка нощ. В този етап от живота ни се чувстваме най-уморени от 2 до 4 часа сутринта и от 1 до 3 часа следобед.
С напредването на възрастта циркадният ритъм се променя и започваме да си лягаме по-рано от преди и да се събуждат в малките часове на нощта.
Часови зони
Когато преминаваме през различни часови зони, нашият биологичен часовник ще се различава от местното време (настъпва т.нар. джет лаг). Приспособяването след „спечелено“ време може да бъде малко по-лесно, отколкото след „загубено“ време, защото мозъкът се адаптира по различен начин в двете ситуации. Може да отнеме от ден до седмица, за да се почувстваме аклиматизирани към новата часова зона. Обикновено е необходим ден за преодоляването на всеки час разлика. Възможно е да изпитаме леки симптоми на джет лаг и когато превъртим часовниците назад или напред за преход към лятното/зимното часово време.
Автор: Проф. д-р Радостина Александрова, БАН
