циркадные ритмы, циркадный ритм, циркадные ритмы примеры, циркадные ритмы сна, циркадные ритмы гормонов, восстановление циркадных ритмов, суточные ритмы гормона роста, суточные ритмы тестостерона, суточные ритмы кортизола, суточные ритмы секреции гормонов, циркадный ритм питание, циркадный ритм физиология, циркадный ритм инсулина, циркадные ритмы нейроэндокринной системы, выработка гормонов по часам, циркадные ритмы и тренировки, биоритмы и тренировки, нарушение циркадных ритмов, нарушения циркадного ритма сна, циркадный ритм это, циркадные ритмы человека, биологические часы человека, биологические часы и процессы

Влияние режима питания, режима сна и бодрствования на циркадные ритмы

Кроме сбалансированных питательных веществ и общей калорийности рациона, на вес тела влияет и время приёма пищи. Вообще, я собиралась остановиться в статье на режиме питания и циркадных ритмах, но, как говориться, «Остапа понесло». Из статьи вы узнаете о том, как изменяются в течение дня уровни кортизола, тестостерона, мелатонина, гормона роста и пр. О том, что влияет на циркадные ритмы, что ими управляет, что такое супрахиазматическое ядро, как нормализовать циркадные ритмы и многое другое. Устраивайтесь поудобнее и приятного вам чтения. 

Режим питания, на самом деле, очень сильно влияет на физиологические процессы организма. Потребляя еду, мы не просто получаем энергию и удовольствие. Мы либо помогаем, либо мешаем своему организму. Режим приёма пищи, а так же режим сна и бордствования, могут очень сильно повлиять на сжигание жира, здоровье, развитие хронических заболеваний.

Наука, изучающая циркадные ритмы, называется — хронобиология.

Не верно говорить, что циркадный ритм — это биологические часы. В чём разница?

Определение супрахиазматического ядра (СХЯ)

У нас в мозге есть «Master Clock» — основной управляющий всеми биологическими часами.

Это область гипоталамуса, состоящая из десятков тысяч нейронов, которые называются супрахиазматическим ядром (SCN: suprachiasmatic nucleus/nuclei). На латыни: nucleus suprachiasmaticus. Утверждённое анатомическое название: надперекрёстное ядро, так как анатомически эта область располагается как раз над перекрёстком зрительных нервов.

СХЯ контролирует факторы приводящие к экспресси генов, такие как CLOCK и ARNTL. Они влияют на целый спектр физиологических процессов: пищевое поведение, сон и бодрствование, температуру тела, гормональный фон.

NB: Экспрессия генов — реализация заложенной в них информации. Иными словами, синтез РНК и белков.

NB: ARNTL — белок, кодирующийся одноимённым геном ARNTL, находящимся на кортком плече 11-й хромосомы. Состоит из 626 аминокислотных остатков.

Биологические часы — это группа молекул, располагающихся по всему телу, и взаимодействующие друг с другом. Биологические часы контролируют циркадные ритмы. А супрахиазматическое ядро координирует биологические часы для того, чтобы все биологические часы синхронизировались.

Что такое циркадные ритмы?

Циркадные ритмыфизические, эмоциональные, ментальные изменения, следующие 24-часовому циклу. В первую очередь они реагируютна смену дня и ночи.

За восприятие световой информации отвечают: глаза, СХЯ, латеральные коленчатые тела таламуса (зрительного бугра), верхние бугры четверохолмия (образуют верхнюю стенку среднего мозга) и эпифиз.

В 1729 году французский учёный Жан-Жак де Меран провёл любопытный эксперимент. Поместив растение в тёмное место он заметил, что даже в постоянной темноте листья растения открываются и закрываются в том же ритме. Это стало свидетельством того, что циркадные ритмы имеют внутреннее происхождение и могут закрепляться за внешними 24 часами.

NB: Физиологические процессы определяются работой циркадных ритмом. Циркадные ритмы управляются генами Per1, Per2, PerЗ, Cry-1, Cry-2, Clock, Bmal1/Мор3, Tim и многими другими.

Изменение циркадных часов приводит к изменениям на биохимическом уровне, что очень сильно влияет на наше физиологическое самочувствие и поведение.

Циркадные ритмы подвержены экзогенным и эндогенным влияниям, т.е. влиянию внешних и внутренних факторов.

Самые распространённые внешние синхронизаторы:

  • Свет;
  • Атмосферное давление;
  • Температура;
  • Применение лекарств;
  • Режим приема пищи;
  • Социальная активность;
  • Физическая активность.

Мы не рождаемся с готовым чувством времени. Если когда-нибудь читали или нянчились с младенцем, вы знаете, что они спят не так, как взрослые. Биологические ритмы проявляются уже в первые недели жизни и, вероятно, они есть и у зародышей. Но их проявление происходи постепенно. Некоторые биоритмы окончательно формируются в школьном возрасте, например: температура, пульс, сон.

Биоритмы не у всех одинаковые. Есть жаворонки, которые эмоционально, ментально и физически активны в первой половине дня. А есть совы, у которых активность начинает возрастать после обеда. И есть сумасшедшие птички, вроде меня.

Кстати о популярном «совином» режиме. Это стало просто мейнстримом. В то время как учёные считают, что у 1 человека из 75, совиный режим связан с мутацией белка CRY1, который задерживает желание спать до наступления раннего утра. Все остальные приобрели «совиный» режим в течение жизни и они могут от него отказаться, просто настроив свой режим. 

У большинства людей есть два периода высокой ментальной активности:

  • с 08 до 12 часов утра;
  • с 17 до 19 часов вечера

Снижение ментальной активности происходит:

  • с 13 до 15 часов дня;
  • с 02 до 05 часов утра (ночи).

У людей обнаружено более четырёхсот процессов, которые подчинены циркадным ритмам. Самым изученным процессом считается температура тела. На рассвете она в районе 36 °С, в обед поднимается до 36,5 °С, а к вечеру может вырастать до 36,9 °С. Минимальная температура тела достигается в районе 2-4 часов ночи. У здоровых людей амплитуда колебаний 0,8-0,9 °С.

Существует множество исследований, которые подтверждают, что режим питания достаточно серьёзно влияет не только на метаболизм, но и на циркадные ритмы.

Циркадные ритмы, метаболизм, ожирение

Установлена связь между циркадными ритмами и метаболизмом.

NB: Еда в разное время суток по-разному влияет на пищеварение и утилизацию конечных продуктов. Нерегулярное питание вызывает нарушения циркадных ритмов.

Проводились эксперименты на мышах. Мыши — ночные животные. Они едят ночью, в темноте. Мышей перевели на дневной рацион. Их циркадные ритмы и метаболизм изменились. Это привело к увеличенному потреблению пищи и калорий, к увеличению массы тела и ухудшению метаболизма. Когда мыши вернулись к природному для них ритму, их суточный калораж уменьшился. Однако у них сохранилось приобретённое ожирение и ухудшилась переносимость глюкозы. Т.е. у них стали развиваться: метаболический синдром, преддиабет, диабет и заболевания сердечно-сосудистой системы.

Проводились исследования и на людях. Результаты продемонстрировали высокий рост риска развития ожирения и диабета второго типа у людей, которые спят менее 5 часов в сутки и у людей, которые поздно ложаться спать, т.е. середина их сна приходится на 5:30 утра или позже. Т.е. если человек спит 8 часов, то середина его сна — 4 часа, и если он лег спать в 1-2 часа ночи, то середина его сна приходится на 5-6 часов утра. Такие люди действительно чаще страдают от лишнего веса, склонны поздно ужинать и перебирать калории.

В 2013 году прошло исследование, которое доказало, что поздний ужин снижает шансы и уменьшает эффективность программ похудения. Обе группы испытуемых были с одинаковыми характеристика: одна калорийность рациона, продолжительность сна, возраст, гормональные показатели. Не смотря на одинаковые исходные данные люди, потребляющие основную часть пищи до 15 часов дня, похудели эффективнее, чем другие.

Циркадные ритмы и режим сна

NB: нарушения циркадных ритмов и режима сна характерно для нейропсихиатрических и нейродегенеративных расстройств. Неправильная работа нейромедиаторов характерна для 80% случаев клинической депрессии и шизофрении.

Регуляция циркадных ритмов осуществляется: гормонами, химическими медиаторами, аминокисло и нейропептидами. Например: мелатонином, катехоламинами, ацетилхолинами, серотонином, ГАМКом, динорфинами, нейротензинами, глюкагоном, инсулином, энкефалинами и пр. 

Как мы воспринимаем свет?

Фоторецепторы глаза состоят из:

  • палочек, пигмент родопсин;
  • колбочек, пигмент йодопсин;
  • ipRGCs, пигмент меланопсин.

ipRGCs, воспринимая световую информацию, передают её по РГТ (ретино-гипоталамическому тракту) в СХЯ, а после, через симпатические нейроны верхнего шейного ганглия и через боковой рог спинного мозга, в эпифиз (шишковидная железа).

Сигнал от СХЯ высвобождает из симпатических нейронов норадреналин, возбуждающий мембранные рецепторы клеток шишковидной железы, которые синтезируют мелатонин. Мелатонин — посредник, который доносит информацию о внешнем световом режиме до организма и обеспечивает адаптацию биоритмов к условиям внешней среды.

Циркадные ритмы гормонов и нейромедиаторов

Мелатонин

Мелатонин сильнее других коррелирует с циркадными ритмами и секреция его происходит в условиях отсутствия света. Поэтому уровень мелатонина растёт в вечернее время, достигает максимума в середине ночи, и снижается в утреннее время. Такая регуляция даёт мелатонину возможность регулировать и синхронизировать не только биологические ритмы, такие как температура и давление, но и запускать аркуатный осциллятор. Этот осциллятор есть структура гипоталамуса, которая принимает участие в формировании пищевых привычек.

Концентрация мелатонина растёт к году и сохраняется на высоком уровне до подросткового периода. У младших школьников ночью количество мелатонина выше, чем днём в 40 раз. У детей этот гормон не только продлевает сон, но и подавляет синтез половых гормонов. Во время наступления полового созревания уровень мелатонина в крови существенно снижается. Количество мелатонина ночью выше, чем днём, всего в 10 раз.

Уровни глюкозы и инсулина

Циркадные ритмы поджелудочной железы имеют огромное значение для регулирования секреции инсулина и стабилизации уровня сахара в крови. Ученые в своих «мышиных опытах» доказали, что блокирование часовых генов приводит к ожирению и диабету второго типа. 6 ноября 2015 года в журнале «Science» вышла статья, из которой стало ясно, что учёными обнаружены тысячи генов в поджелудочной железе, которые задают ритм в зависимости от суток. 

«Мы создали новую генную карту, которая показывает, как весь репертуар факторов производится в поджелудочной железе, поддерживая и предвидя суточные изменения во внешней среде«, —  доктор Джо Басс.

Вот взгляните на циркадный ритм концентраций глюкозы и инсулина у диабетиков II типа и у здоровых людей. Стрелками показано время приёма пищи. 

Изображение с сайта infomedik.info

Скорость секреции инсулина у диабетиков 2 типа и у здоровых людей: 


Изображение с сайта infomedik.info

Кортизол

Это глюкокортикоид, синтезируемый надпочечниками. Гормон стресса.

Его максимум наступает в 6 часов утра, а минимум в 8 часов вечера.

Именно поэтому некоторые учёные и тренера рекомендуют тренироваться по вечерам. И именно поэтому первый прием пищи должен быть в 6-7 часов утра, а последний не позже 6 часов вечера. В течение дня колебания уровня кортизола кратковременные.

Гормон роста

Было проведено контролируемое исследование, в котором учавствовали 32 женщины с нормальной массой тела. Через неделю поздних ужинов у них проявились негативные метаболические изменения, которые приводят к ожирению: изменение температуры тела, уровня кортизола, снижение переносимости глюкозы, уменьшение расхода калорий в состоянии покоя и сниэение утилизации углеводов, а так же нарушение выработки гормона роста. Гормон роста расщепляет жиры и метаболизирует нутриенты. В нормальных условиях он вырабатывается поздно вечером перед сном и достигает максимума около полуночи-2 часов ночи. Поздний ужин изменяет вырботку гормона и удерживает его на низком уровне. Именно из-за гормона роста рекомендуется углеводную пищу кушать с утра, а белковую вечером. На углеводы инсулин реагирует сильнее, чем на мясо, рыбу, яйца, и именно белковый приём пищи вечером поспособствует секреции соматотропина.

Тестостерон

Имеет несколько суточных пиков:

  • 06-07 часов утра;
  • 12 часов дня;
  • 18 часов вечера.
  • Своего минимума тестостерон достигает в 21 часам вечера.

Частота сердечных сокращений (ЧСС)

Минимум в 3 часа ночи и максимум в 15 часов дня.

Плотность крови

Достигает максимума к 12-15 часам дня. На это же время приходится пик концентрации эритроцитов, гемоглобина, гематокрита. Максимальная концентрация лекоцитов приходится на 3 часа ночи. Отсюда несложны вывод: плотность крови коррелирует с ЧСС.

Частота дыхания

На минимуме в 3 часа ночи, и на пике в 15 часов дня. Поэтому, по всей видимости, с утра физическая выносливость больше. Хотя, пик физической выносливости, как это ни странно, приходится на 3 часа ночи, когда уровни реакции, внимательности, силы, болевого порога достигают минимума.

Сила мышц

Мышечная сила антагонист выносливости, поэтому пик её приходится на 15 часов дня. Увеличение мышечной силы достигает максимума, если тренить с 16 часов до 19:30.

Нормализация циркадных ритмов

1. Придерживайтесь гигиены сна. Ложитесь спать не позднее 22-23 часов, и вставайте в 6-7 часов утра. Для того, чтобы выспаться, взрослым людям нужно от 7 до 9 часов сна.

2. Не «высыпайтесь» на выходных. Вы должны ложиться и вставать в одно и то же время всегда.

3. После пробуждения старайтесь сразу получить больше солнечного света. Расшторьте окна. Выйдите на балкон или во двор.

4. После захода солнца приглушайте свет гаджетов, и не используйте для освещения помещения светодиодные лампочки с индексом передачи около 70. Свет от искусственных источников потенциально опасен. 

Индекс цветопередачи показывает, как наши глаза воспринимают цвет тела при освещении его определённым источником света. Чем выше индекс, тем лучше передача цвета. Индекс от 85 до 90 хороший. 90 и более — очень хороший.

Индекс полного солнечного освещения равняется 100.

Светодиодные лампы имеют индекс чуть больше 70.

А лампы накаливания около 99.

Лампы накаливания не любят за то, что менее 5% потребляемой ими энергии идёт на освещение, а остальное превращается в тепло, т.е. ИК-свет. И именно это излучаемое тепло делает лампы накаливания близкими, по своему воздействию на наш организм, к солнцу. Галогеновые лампы также приемлемый вид ламп накаливания.

Для гаджетов используйте специальную программу, например, F.lux.  В помещении с искусственным свещением носите специальные очки, блокировщики синего излучения. 

NB: Любое освещение после 22-23:00: свет от ночника, цифры на электронном фитнестрекере, свет от уличного фонаря и пр., могут затормозить выработку мелатонина до самого утра.

Нормализуйте свои циркадные ритмы и будьте счастливы!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *