У каждой клетки внутри есть свои часы, которые управляют ее циркадным ритмом, согласованным с ритмом остальных клеток тела.
Циркадные ритмы существуют, чтобы максимально задействовать способности клетки, гарантировать телу, что энергия не будет потрачена впустую, и дать клетке и организму возможность очиститься от всех токсинов, которые в противном случае накапливались бы, ускоряя старение и приближая смерть клетки.
Отличный пример циркадного ритма – у растения мирабилис многоцветковый, или колорадский цветок четырех часов дня. В течение дня его лепестки закрыты. После 16:00 они открываются для опыления и закрываются на следующий день. Чтобы они снова открылись, нужно, чтобы поступила вода и протекла по всему растению, но это пустынный цветок, и воды обычно мало.
Растение опыляется ночным мотыльком, поэтому и использует такую часовую систему, открываясь после 16:00, когда становится прохладней и появляется мотылек. Благодаря такому циркадному ритму растение максимально экономит воду в течение жаркого дня и добивается опыления ночью.
Как и мирабилис, наши клетки также работают синхронно, то есть в одно и то же время, в одном и том же ритме, благодаря центральной системе, расположенной в мозгу и называющейся «супрахиазматическое ядро».
Это главные часы нашего тела, которые организуют эффективную работу всех клеток. Они отвечают на внешние сигналы в виде света, темноты или еды, а затем управляют часами во всех клетках тела. Супрахиазматическое ядро помогает нам проснуться и мобилизоваться, сообщает, когда пришло время есть, проверяет, проснулся ли желудок и готов ли он принять пищу, а также говорит нам, когда идти спать. Ядро стимулируется светом, проходящим через зрачок, именно поэтому свет и темнота контролируют циркадные ритмы.
Все показатели, замеренные врачом на приеме: давление, сердечный ритм, уровень липидов, мелатонина и кортизола в крови – имеют свои циркадные ритмы, которые варьируются в течение дня. Например, кровяное давление ниже всего ночью, когда мы спим, на пике – утром, устанавливается в течение дня, а иногда немного падает после плотного приема пищи или когда мы отдыхаем. Ядро и внутренние циркадные ритмы отвечают за эти колебания кровяного давления. Старение сильно связано с циркадными ритмами и поддержанием баланса в связке сон-бодрствование, а также во время приема пищи.
Циркадные ритмы контролируются глазом, супрахиазматическим ядром (СХЯ)
Bmal1 – главный ген-хранитель времени, который контролирует наши часы. До 2020 года Bmal1 считался единственным ответственным за часы геном, однако ученые из университета Пенсильвании выяснили, что кожа и печень продолжают жить по 24-часовому циркадному ритму даже после избавления от гена Bmal1, а это значит, что хоть он и влияет на циркадные ритмы, но другие гены также включены в этот процесс. Если бы мы могли манипулировать генами лучше, то смогли бы замедлить клеточное старение.
Ключевым фактором, связывающим стимуляцию светом как часть действия циркадных ритмов, старение и сон, выступает мелатонин. Мелатонин – это гормон, который регулирует цикл сна-бодрствования. Считайте, что у тела есть собственное снотворное. В первую очередь он высвобождается шишковидной железой головного мозга в ответ на темноту.
Его действие не ограничивается урегулированием сна, он также является антиоксидантом и благотворно влияет на иммунную систему. У взрослых он обычно вырабатывается в темное время суток, а самая высокая его концентрация в крови происходит через 4–5 часов после наступления темноты. Стимуляция светом блокирует выработку мелатонина, а в течение светлого времени суток его уровень очень низкий.
Выработка мелатонина снижается по мере нашего взросления. С возрастом падает и зрение, а такие заболевания, как катаракта, совсем не редкость среди пожилых людей. Все это снижает способность зрачка реагировать на свет, а значит, снижает и выработку мелатонина, а также стимуляцию супрахиазматического ядра.
Раннее обнаружение и лечение болезней зрения поможет минимизировать негативные эффекты, которые старение оказывает на работу ядра и выработку мелатонина, а значит, и на сон. Поэтому важно регулярно проверять зрение после 40 лет, а именно с этого возраста обычно появляются проблемы.
С возрастом время от заката до выработки мелатонина и его пика в организме увеличивается. Связь между возрастом, понижением выработки мелатонина и усилением бессонницы привела к гипотезе о «замещении мелатонина». Исследования показывают, что возмещение дефицита этого гормона улучшает наш сон. Оказалось, более эффективны таблетки, которые помогают медленной выработке мелатонина, а не те, что действуют быстро.
Мелатонин был одобрен для краткосрочного лечения бессонницы у людей в возрасте 55 лет и старше. Это безопасное лечение с минимальным количеством побочных эффектов. Мелатонин также используется в краткосрочном лечении для тех, кто меняет часовые пояса или работает сменами.