Главная Консервация Биологические ритмы здоровья. Мелатонин — гормон вечной молодости и фактор долголетия Какие гормоны отвечают за бодрость

Биологические ритмы здоровья. Мелатонин — гормон вечной молодости и фактор долголетия Какие гормоны отвечают за бодрость

Многие из нас слышали про гормон сна – мелатонин . Также его называют гормоном жизни или долголетия. Но его изучение продолжается, так как постоянно появляются новые данные о влиянии мелатонина на нашу жизнь и здоровье. Синтезируется мелатонин преимущественно в эпифизе (или шишковидной железе). Но так же доказано, что гормон сна способен вырабатываться и в других тканях. Система синтеза мелатонина выделяет два компонента:

Центральный – эпифиз, где синтез мелатонина зависит от смены света и темноты
Периферический – клетки организма, синтезирующие мелатонин сне зависимости от освещенности (клетки стенок желудочно-кишечного тракта, клетки легких, дыхательных путей, клетки коркового слоя почек, клетки крови).

Под действием солнечного света аминокислота триптофан в организме преобразуется в серотонин, который ночью уже превращается в мелатонин . После его синтеза в эпифизе мелатонин попадает в спинномозговую жидкость и кровь.

Как вырабатывается гормон

Количество вырабатываемого в эпифизе гормона зависит от времени суток: ночью вырабатывается около 70% всего мелатонина в организме. В организме взрослого человека ежедневно синтезируется около 30 мкг мелатонина.

Стоит сказать о том, что производство мелатонина в организме зависит еще и от освещенности: при избыточном (дневном) освещении синтез гормона снижается, при снижении освещенности – повышается.

Активность выработки гормона начинается около 8 часов вечера, а пик его концентрации, когда вырабатывается мелатонин в больших количествах, приходится на период после полуночи до 4 часов утра. Поэтому очень важно сохранить и наладить сон именно в ночные часы. А так же именно поэтому, людям, страдающим хронической бессонницей, настоятельно не рекомендуется использование мобильного телефона, планшета, компьютера, а так же просмотр телевизора за 2-3 часа до сна.

Мелатонин – это биологически активное соединение , которое продуцируют клетки эпифиза, в небольших количествах также его вырабатывает сетчатка, слизистая оболочка кишечника, дыхательных путей, наружный слой почек, внутренний слой матки, простата. Синтез мелатонина обнаружен и в клетках крови.

Мелатонин может понижать концентрацию половых гормонов и гонадотропинов (отвечают за половые функции) гипофиза, в несколько меньшей степени он влияет на гормон роста и адренокортикотропный и тиреотропные, регулирующие надпочечники и щитовидную железу. Днем и в летний период уровень мелатонина падает , соответственно гипофиз активизируется и обеспечивает активный синтез гормональных соединений для активной жизни. В регуляции этих суточных и сезонных гормональных ритмов и состоит главная биологическая роль мелатонина.

Концентрация гормона достигает максимума к полуночи, держится на высоком уровне до 5 часов утра. Максимальные показатели гормона в детском возрасте, затем в период полового созревания они снижаются и вновь возрастают у молодых людей 20-23 лет. После 50 лет начинается прогрессивное уменьшение синтеза гормона и к 65 годам его в крови содержится на 20% меньше, чем у 45-летних.

Свойства мелатонина :

снижается температура тела;
расслабляются мышцы;

Основная функция – участие в регуляции продолжительности сна, антиоксидантное, противоопухолевое, антистрессовое и иммуностимулирующее действие. Абсолютно доказанным фактом является его способность поддерживать именно 24-часовой цикл, из которых 8 часов приходится на сон и 16 – на физическую, интеллектуальную и эмоциональную активность. Он не стимулирует сон, а тормозит процессы активности организма.

Функция мелатонина в организме человека

сменном графике работы;
перемене часовых поясов;

Недостаток гормона повышает риск появления таких заболеваний:

атеросклероз;
ожирение;
раковые опухоли;
устойчивость к инсулину, преддиабет или ;
повышение продукции (лютропина и фоллитропина) и результат – избыток эстрогенов, сбой менструального цикла, эндометриоз, бесплодие.

Причины падения уровня :

хроническое недосыпание;
болезни печени;

Уровень мелатонина в разных возрастах

Причины повышения уровня: опухоль эпифиза, кистозное изменение, инфекционный процесс, но часто повреждающей фактор остается неизвестным. Избыточный уровень гормона проявляется депрессивными и биполярными расстройствами, маниакальным состоянием, его обнаруживают и при шизофрении. Усиление активности тормозит работу гипофиза, падает синтез эстрогенов, снижается половое влечение, прекращаются менструации (аменорея).

У подростков при увеличении уровня мелатонина тормозится появление вторичных половых признаков (рост волос на лице у мальчиков, ломка голоса и увеличение грудных желез у девочек).

Гормон сна в таблетках: Меларена, Вита-мелатонин, Сонелла, Соннован, Циркадин, Мелаксен, Какспал нео. Принимается в таблетках за 30 минут до сна. Важно, чтобы время приема было одно и то же каждый день. Курс продолжается не более 30 дней. После месяца приема нужен перерыв на 2 недели.

– орехи, рис, имбирь, миндаль, кешью, голландский сыр, кедровые орехи. Богаты триптофаном также и мясо кролика, индейки, кальмары, красная и черная икра, халва.

Читайте подробнее в нашей статье о гормоне мелатонине.

📌 Читайте в этой статье

Что за гормон мелатонин

Это биологически активное соединение продуцируют клетки эпифиза, в небольших количествах также его вырабатывает сетчатка, слизистая оболочка кишечника, дыхательных путей, наружный слой почек, внутренний слой матки, простата. Синтез мелатонина обнаружен и в клетках крови.

После образования мелатонин проникает в кровеносное русло, цереброспинальную (ликворную) жидкость, накапливается в клетках . Его предшественником является , который вырабатывается из аминокислоты триптофана. Повышенная освещенность (естественная или искусственная) снижает выработку гормона. Летом его образуется меньше.

Мелатонин может понижать концентрацию половых гормонов и гонадотропинов (отвечают за половые функции) гипофиза, в несколько меньшей степени он влияет на и адренокортикотропный и тиреотропные, регулирующие надпочечники и .

Днем и в летний период уровень мелатонина падает, соответственно гипофиз активизируется и обеспечивает активный синтез гормональных соединений для активной жизни. В регуляции этих суточных и сезонных гормональных ритмов и состоит главная биологическая роль мелатонина.

Свойства, функции

Повышение уровня мелатонина в крови в темное время суток вызывает такие изменения в организме:

снижается температура тела;
уменьшается уровень стрессовых гормонов и эмоциональное напряжение;
возникает сонливость, наступает сон;
падает давление крови, замедляется ритм сердечных сокращений;
расслабляются мышцы;
тормозится работа органов пищеварения и половой системы;
восстанавливаются обменные процессы в головном мозге, происходит обработка информации, полученной за день.

К наиболее изученным функциям гормона относится участие в регуляции продолжительности сна, антиоксидантное, противоопухолевое, антистрессовое и иммуностимулирующее действие.

Сон и биоритмы

Мелатонин непосредственно действует на клетки головного мозга, изменяя уровень образования в них гормонов бодрствования (гипофизарных). Абсолютно доказанным фактом является его способность поддерживать именно 24-часовой цикл, из которых 8 часов приходится на сон и 16 – на физическую, интеллектуальную и эмоциональную активность.

Интересно, что людей, лишенных возможности видеть, обнаруживается ритмичная выработка гормона, которая не зависит от времени суток и у них не 24-часовой, а 25-часовой биоритм. Смещение пиковых и минимальных значений мелатонина встречается и при смене часовых поясов.

Действие этого соединения не является снотворным в привычном понимании. Он не стимулирует сон, а тормозит процессы активности организма. Предположительно гормон «открывает ворота» сна, поддерживает его глубину, продолжительность, чередования глубокой и поверхностной фазы.

У пожилых людей отмечаются физиологическое снижение максимальных ночных концентраций мелатонина. Сон при этом становится неглубоким и беспокойным, сопровождается частыми пробуждениями. В дневное время это проявляется сонливостью, повышенным уровнем тревожности.

Нарушения образования мелатонина и проблемы со сном и биоритмами появляются при:

сменном графике работы;
перемене часовых поясов;
использовании по ночам компьютеров, телефонов, гаджетов со светящимся экраном;
сне с повышенной освещенностью.

Антиоксидант

Обладает свойством связывать свободные радикалы, которые образуются при окислении жиров и из поступающих извне канцерогенов. Эти активные молекулы провоцируют рак, участвуют в процессах старения кожи, атеросклеротических изменениях сосудов, возрастном увядании организма.

Мелатонин активизирует защитные механизмы, препятствующие свободнорадикальному разрушению клеток. Обнаружено, что антиоксидантные свойства проявляются не только в крови, но и внутри клеток – в ядрах. Важнейшая его функция состоит в защите ДНК, предупреждении мутаций генов.

Антираковая активность

В период внутриутробного развития мелатонин регулирует образование и деление клеток. У взрослых людей подавляет эти процессы, обладает выраженным противоопухолевым свойством. Это возможно благодаря изменению гормонального фона, стимуляции иммунной защиты и прямому разрушительному действию на новообразования.

Гормон может усиливать продукцию соединений, которые помогают лимфоцитам распознавать злокачественные клетки и их ликвидировать. При его воздействии снижается способность к росту новообразований и в них увеличивается число клеток, находящихся в стадии программируемой гибели (апоптоза).

Доказано, что у женщин, профессиональная деятельность которых связана с ночным графиком работы или перелетами, повышается риск опухоли молочных желез, а у имеющих врожденную слепоту показатель заболеваемости онкопатологией в два раза ниже.

Противодействие стрессу

На основании клинических исследований установлено, что эпифиз и образуемый ним мелатонин защищают от стрессовых факторов. Это проявляется такими эффектами:

снижается выброс гормонов надпочечников, которые повышают давление, сужают сосуды, уменьшают почечный кровоток;
нормализуется эмоциональный фон;
исчезает ощущение тревожности;
улучшается сон.

Стимуляция иммунитета

Одно из последствий продолжительных стрессов – снижение иммунной защиты. Мелатонин нормализует , щитовидной, повышает активность фагоцитов (поглощают микробы, разрушенные клетки), Т-киллеров и хелперов, уничтожающих бактерии и вирусы.

Эта способность, наряду с противоопухолевой, антиоксидантной и противострессовой придают мелатонину роль универсального защитника организма.

Когда происходит выработка

Эффективный синтез мелатонина возможен только при наступлении полной темноты. При этом достаточно короткого импульса света, чтобы этот процесс был прерван. Концентрация гормона достигает максимума к полуночи, держится на высоком уровне до 5 часов утра. Максимальные показатели гормона в детском возрасте, затем в период полового созревания они снижаются и вновь возрастают у молодых людей 20-23 лет.

После 50 лет начинается прогрессивное уменьшение синтеза гормона и к 65 годам его в крови содержится на 20% меньше, чем у 45-летних.

К чему ведет недостаток

Если в организме отмечается постоянный дефицит гормона сна, то повышается риск таких патологических состояний:

раннее старение и наступление менопаузы;
разрушение клеток внутренних органов и головного мозга под влиянием свободных радикалов;
атеросклероз;
ожирение;
раковые опухоли;
устойчивость к инсулину, преддиабет или диабет 2 типа;
повышение продукции гонадотропных гормонов (лютропина и фоллитропина) и результат – избыток эстрогенов, сбой менструального цикла, эндометриоз, бесплодие.

Причинами такого падения уровня гормона бывают:

недостаток в питании кальция, триптофана и витамина В6;
однообразные диеты, голодание;
дневной сон и бодрствовании по ночам;
хроническое недосыпание;
болезни печени (там происходит окисление мелатонина;
применение психотропных препаратов.

Причины повышения

Вызывать увеличение образования мелатонина может опухоль эпифиза, кистозное изменение, инфекционный процесс, но часто повреждающей фактор остается неизвестным. Избыточный уровень гормона проявляется депрессивными и биполярными расстройствами, маниакальным состоянием, его обнаруживают и при шизофрении.

Усиление активности шишковидной железы тормозит работу гипофиза, падает синтез эстрогенов, снижается половое влечение, прекращаются менструации (аменорея). У подростков при увеличении уровня мелатонина тормозится появление вторичных половых признаков (рост волос на лице у мальчиков, ломка голоса и увеличение грудных желез у девочек).

Смотрите на видео про гормон мелатонин:

Гормон сна в таблетках

Мелатонин выпускается в таблетках под такими названиями:

Препарат нормализует биоритмы и сон, повышает устойчивость к стрессовым факторам, физическую, умственною работоспособность. Он также, как и естественный гормон, проявляет антиоксидантное действие, восстанавливает нормальную проницаемость капилляров, защищает стенки артерий и вен от разрушений.

При повышенном систолическом показателе артериального давления и тахикардии снижает их, особенно если нарушения возникли при стрессе. Препятствует ночной гипертензии, являющейся фактором риска инфарктов и инсультов.

Назначается при хронической бессоннице, в том числе и у пожилых людей, гипертонической болезни 1 стадии, повышенной утомляемости при смене часового пояса. Благодаря выраженным нейропротекторным свойствам (защита нейронов от разрушений) рекомендуется в восстановительном периоде после травм, инфекций головного мозга, инсульта.

Принимается в таблетках за 30 минут до сна. Важно, чтобы время приема было одно и то же каждый день. Курс продолжается не более 30 дней. При лечении хронических нарушений сна или необходимости длительного использования применяют минимальные дозировки, после месяца приема нужен перерыв на 2 недели.

Продукты, богатые гормоном для молодости и долгой жизни

Мелатонин обнаружен в продуктах питания, но его концентрации минимальные. Больше всего содержится в грецких орехах, рисе и имбире. Включение их в рацион может иметь профилактическое значение при нарушении образования гормона эпифизом.

Продукты, в которых содержится мелатонин

Для того, чтобы обеспечить шишковидную железу достаточным количеством источника для синтеза – триптофаном, нужно ежедневное употребление миндаля, кешью, голландского сыра, кедровых орехов. Богаты триптофаном также и мясо кролика, индейки, кальмары, красная и черная икра, халва.

Наиболее действенный способ усилить продукцию мелатонина – регулярный сон с 22 часов -продолжительностью 7-8 часов в полностью затемненном помещении или с маской для сна. С 20 часов важно отказаться от использования электронных гаджетов и просмотра телевизора.

Мелатонин образуется преимущественно в эпифизе. Гормон отвечает за наступление сна, его продолжительность и чередование фаз. Регулирует суточный ритм, давление крови, активность гипофиза, половых желез. Имеет антистрессовый, противоопухолевый, антиоксидантный эффект, стимулирует иммунитет.

При снижении уровня в крови возникает бессонница, раннее старение, эндокринные нарушения, психические расстройства. Для их лечения и профилактики рекомендуется синтетический аналог в таблетках, соблюдение режима сна, употребление продуктов, богатых триптофаном.

Мелатонин - регулятор суточных ритмов человека , основной гормон эпифиза человека. У всех людей мелатонин активно восстанавливается во время ночного сна в одно и тоже время - с 23 часов до 3 часов ночи. В основном этот гормон вырабатывается из аминокислоты триптофана, которая попадает в организм вместе с пищей. Процесс происходит следующим образом: триптофан достигает шишковидной железы вместе с кровотоком, здесь он превращается в гормон бодрости - серотонин, а с наступлением ночи, этот гормон превращается в мелатонин. Как только взойдет солнышко, из триптофана опять образуется мелатонин.

Периоды бодрствования и сна чередуются. Концентрация мелатонина в крови снижается чаще к 60 годам, именно поэтому в пожилом возрасте сон становится поверхностным, а засыпание всегда трудным. Выработку мелатонина с возрастом можно отрегулировать.

Нужно приучить свой организм засыпать в одно и тоже время, есть пищу с содержанием мелатонина и принимать витамины. Помните: чем позже вы ложитесь спать, тем меньше вырабатывается мелатонина, чем раньше вы ложитесь спать, тем вы становитесь здоровее и моложе. Только в фазе глубокого сна за счет мелатонина происходит обновление организма на клеточном уровне.

Чтобы наладить сон, необходимо:

В достаточном количестве мелатонин:

восстанавливает жизненные силы;
омолаживает организм;
защищает клетки от канцерогенов, радиации, гербицидов и пестицидов;
оказывает противодействие образованию раковой опухоли;
замедляет процессы старения;
укрепляет иммунную систему;
контролирует массу тела, препятствует ожирению;
помогает справиться со стрессом;
увеличивает способность переживать радость и удовольствие;
уменьшает количество холестерина в крови;
снижает кровяное давление, уменьшает головную боль;
помогает справиться с аритмией сердца;
уменьшает риск остеопороза.

Мелатонин оказывает мощный антиоксидантный и противоопухолевый эффект! Мелатонин - это гормон молодости!

Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

На ощущение счастья влияют 4 особых гормона: эндорфин, дофамин, окситоцин и серотонин. Они выбрасываются в кровь, когда человек делает что-то полезное для выживания. В этот момент мы чувствуем прилив сил, появляется желание свернуть горы, правда, на короткий срок: вскоре уровень чудесных веществ падает до следующего полезного действия, ждать которого можно очень долго. А можно и не ждать.

Мы в сайт разобрались, что нужно делать, чтобы быстро и не напрягаясь увеличить уровень гормонов счастья, а в конце статьи мы расскажем вам про один известный витамин , без которого не будут вырабатываться полезные для нашего настроения вещества.

1. Эндорфин - гормон счастья

Эндорфин блокирует боль и помогает нам выжить в экстремальных условиях, поэтому его называют естественным наркотиком. В дикой природе у живых существ резко повышается его уровень только при смертельной опасности. Например, раненое хищником животное благодаря эндорфину может бежать еще несколько минут, не чувствуя боли, и таким образом получает шанс на спасение. К счастью, человеку не нужно подвергать себя подобным рискам, чтобы почувствовать эйфорию.

Увеличить выработку эндорфина можно несколькими способами :

Подойдут занятия спортом и активный отдых, но мышцы должны работать почти на износ. Признаком выброса гормона в кровь будет ощущение «второго дыхания».
Небольшое количество эндорфина вырабатывается, когда мы смеемся и слушаем музыку, доводящую до слез.
Неординарный способ - перец чили. Положите щепотку на кончик языка и подождите несколько минут.
Еще один экзотический способ - иглотерапия. Во время сеанса иглоукалывания эндорфины выбрасываются в кровь так же, как если бы вас настиг приступ смеха.

2. Дофамин - гормон мотивации

Дофамин отвечает за мотивацию и вознаграждение. Это тот гормон, который позволяет нам эффективно обучаться. При достижении того, чего мы очень хотим, происходит большой выброс дофамина в кровь, а в головном мозге закрепляется нейронная цепочка, которая связывает выполненное действие с полученной эйфорией. Именно это заставляет и мотивирует нас добиваться поставленных целей.

Окситоцин позволяет нам ощущать привязанность к людям - чем выше уровень гормона, тем нежнее мы любим друзей, родителей, избранников, а еще перестаем ощущать страх, тревогу и желание флиртовать с посторонними. Высокий уровень окситоцина - причина мурашек от прикосновений любимого человека, ощущения «бабочек в животе» и прочих приятных вещей.

Прилив сил, желание действовать, колоссальная уверенность в себе - вот основные признаки высокого уровня серотонина. Согласно множеству исследований , этот гормон имеет прямую связь с социальным статусом: чем больше серотонина, тем больше шансов самореализоваться, и наоборот: при низком уровне этого гормона наблюдаются частые депрессии, зацикленность на переживаниях и апатия.

Есть несколько простых способов увеличить выработку серотонина.

Держите осанку. Когда вы сутулитесь, уровень гормона снижается, и это вызывает неуверенность в себе, чувство вины или стыда непонятно за что.
Ешьте тыкву, твердый сыр, вареные яйца, творог и чечевицу: в них содержится аминокислота триптофан, из которой вырабатывается серотонин. Также подойдут продукты с высоким содержанием витамина B - курага, чернослив, морская капуста.
Высыпайтесь: чем вы бодрее, тем легче организму вырабатывать внутренний антидепрессант.
Ешьте меньше сладкого. Сильная тяга к сахару говорит о недостатке серотонина, но быстрые углеводы, которые содержатся в сладостях, стимулируют только кратковременную выработку гормона. Гораздо полезнее и надежнее употреблять в пищу продукты, богатые сложными углеводами, - овощи, фрукты, различные каши.
Принимать добавки с содержанием витамина.

А вы сталкивались с ситуациями, когда знание собственного организма помогало вам стать счастливее?

Доктор медицинских наук В. Гриневич

Все живые существа на Земле - от растений до высших млекопитающих - подчиняются суточным ритмам. У человека в зависимости от времени суток циклически меняются физиологическое состояние, интеллектуальные возможности и даже настроение. Ученые доказали, что виной тому колебания концентраций гормонов в крови. В последние годы в науке о биоритмах, хронобиологии было сделано многое, чтобы установить механизм возникновения суточных гормональных циклов. Ученые обнаружили в головном мозге "циркадный центр", а в нем - так называемые "часовые гены" биологических ритмов здоровья.

Наука и жизнь // Иллюстрации

ХРОНОБИОЛОГИЯ - НАУКА О СУТОЧНЫХ РИТМАХ ОРГАНИЗМА

В 1632 году английский естествоиспытатель Джон Врен в своем "Трактате о травах" ("Herbal Treatise") впервые описал дневные циклы тканевых жидкостей в организме человека, которые он, следуя терминоло гии Аристотеля, назвал "гуморы" (лат. humor - жидкость). Каждый из "приливов" тканевой жидкости, по мнению Врена, длился шесть часов. Гуморальный цикл начинался в девять часов вечера выделением первой гуморы желчи - "сhole" (греч. cholе - желчь) и продолжался до трех утра. Затем наступала фаза черной желчи - "melancholy" (греч. melas - черный, chole - желчь), за которой следовала флегма - "phlegma" (греч. phlegma - слизь, мокрота), и, наконец, четвертая гумора - кровь.

Конечно, соотнести гуморы с известными ныне физиологическими жидкостями и тканевыми секретами невозможно. Современная медицинская наука никакой связи физиологии с мистическими гуморами не признает. И все же описанные Вреном закономерности смены настроений, интеллектуальных возможностей и физического состояния имеют вполне научную основу. Наука, изучающая суточные ритмы организма, называется хронобиологией (греч. chronos - время). Ее основные понятия сформулиро вали выдающиеся немецкий и американский ученые профессора Юрген Ашофф и Колин Питтендриг, которых в начале 80-х годов прошлого века даже выдвигали на соискание Нобелевской премии. Но высшую научную награду они, к сожалению, так и не получили.

Главное понятие хронобиологии - дневные циклы, длительность которых периодична - около (лат. circa ) дня (лат. dies ). Поэтому сменяющие друг друга дневные циклы называются циркадными ритмами. Эти ритмы напрямую связаны с циклической сменой освещенности, то есть с вращением Земли вокруг своей оси. Они есть у всех живых существ на Земле: растений, микроорганизмов, беспозвоночных и позвоночных животных, вплоть до высших млекопитающих и человека.

Каждому из нас известен циркадный цикл "бодрствование - сон". В 1959 году Ашофф обнаружил закономерность, которую Питтендриг предложил назвать "правилом Ашоффа". Под этим названием оно вошло в хронобиологию и историю науки. Правило гласит: "У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте". И действительно, как впоследствии установил Ашофф, при длительной изоляции человека или животных в темноте цикл "бодрствование - сон" удлиняется за счет увеличения продолжительности фазы бодрствования. Из правила Ашоффа следует, что именно свет определяет циркадные колебания организма.

ГОРМОНЫ И БИОРИТМЫ

В течение циркадного дня (бодрствования) наша физиология в основном настроена на переработку накопленных питательных веществ, чтобы получить энергию для активной дневной жизни. Напротив, во время циркадной ночи питательные вещества накапливаются, происходят восстановление и "починка" тканей. Как оказалось, эти изменения в интенсивности обмена веществ регулируются эндокринной системой, то есть гормонами. В том, как работает эндокринный механизм управления циркадными циклами, есть много общего с гуморальной теорией Врена.

Вечером, перед наступлением ночи, в кровь из так называемого верхнего мозгового придатка - эпифиза выделяется "гормон ночи" - мелатонин. Это удивительное вещество производится эпифизом только в темное время суток, и время его присутствия в крови прямо пропорционально длительности световой ночи. В ряде случаев бессонница у пожилых людей связана с недостаточностью секреции мелатонина эпифизом. Препараты мелатонина часто используют в качестве снотворных.

Мелатонин вызывает снижение температуры тела, кроме того, он регулирует продолжительность и смену фаз сна. Дело в том, что человеческий сон представляет собой чередование медленноволновой и парадоксальной фаз. Медленноволновый сон характеризуется низкочастотной активностью коры полушарий. Это - "сон без задних ног", время, когда мозг полностью отдыхает. Во время парадоксального сна частота колебаний электрической активности мозга повышается, и мы видим сны. Эта фаза близка к бодрствованию и служит как бы "трамплином" в пробуждение. Медленноволновая и парадоксальная фазы сменяют одна другую 4-5 раз за ночь, в такт изменениям концентрации мелатонина.

Наступление световой ночи сопровождается и другими гормональными изменениями: повышается выработка гормона роста и снижается выработка адренокортикотропного гормона (АКТГ) другим мозговым придатком - гипофизом. Гормон роста стимулирует анаболические процессы, например размножение клеток и накопление питательных веществ (гликогена) в печени. Не зря говорят: "Дети растут во сне". АКТГ вызывает выброс в кровь адреналина и других "гормонов стресса" (глюкокортикоидов) из коры надпочечников, поэтому снижение его уровня позволяет снять дневное возбуждение и мирно заснуть. В момент засыпания из гипофиза выделяются опиоидные гормоны, обладающие наркотическим действием, - эндорфины и энкефалины. Именно поэтому процесс погружения в сон сопровождается приятными ощущениями.

Перед пробуждением здоровый организм должен быть готов к активному бодрствованию, в это время кора надпочечников начинает вырабатывать возбуждающие нервную систему гормоны - глюкокортикоиды. Наиболее активный из них - кортизол, который приводит к повышению давления, учащению сердечных сокращений, повышению тонуса сосудов и снижению свертываемости крови. Вот почему клиническая статистика свидетельствует о том, что острые сердечные приступы и внутримозговые геморрагические инсульты в основном приходятся на раннее утро. Сейчас разрабатываются препараты, снижающие артериальное давление, которые смогут достигать пика концентрации в крови только к утру, предотвращая смертельно опасные приступы.

Почему некоторые люди встают "ни свет, ни заря", а другие не прочь поспать до полудня? Оказывается, известному феномену "сов и жаворонков" есть вполне научное объяснение, которое базируется на работах Жэми Зейцер из Исследовательского центра сна (Sleep Research Center) Станфордского университета в Калифорнии. Она установила, что минимальная концентрация кортизола в крови обычно приходится на середину ночного сна, а ее пик достигается перед пробуждением. У "жаворонков" максимум выброса кортизола происходит раньше, чем у большинства людей, - в 4-5 часов утра. Поэтому "жаворонки" более активны в утренние часы, но быстрее утомляются к вечеру. Их обычно рано начинает клонить ко сну, поскольку гормон сна - мелатонин поступает в кровь задолго до полуночи. У "сов" ситуация обратная: мелатонин выделяется позже, ближе к полуночи, а пик выброса кортизола сдвинут на 7-8 часов утра. Указанные временные рамки сугубо индивидуальны и могут варьировать в зависимости от выраженности утреннего ("жаворонки") или вечернего ("совы") хронотипов.

"ЦИРКАДНЫЙ ЦЕНТР" НАХОДИТСЯ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ

Что же это за орган, который управляет циркадными колебаниями концентрации гормонов в крови? На этот вопрос ученые долгое время не могли найти ответ. Но ни у кого из них не возникало сомнений, что "циркадный центр" должен находиться в головном мозге. Его существование предсказывали и основатели хронобиологии Ашофф и Питтендриг. Внимание физиологов привлекла давно известная анатомам структура головного мозга - супрахиазматическое ядро, расположенное над (лат. super ) перекрестом (греч. chiasmos ) зрительных нервов. Оно имеет сигарообразную форму и состоит, например, у грызунов всего из 10 000 нейронов, что очень немного. Другое же, близко расположенное от него, ядро, параветрикулярное, содержит сотни тысяч нейронов. Протяженность супрахиазматического ядра также невелика - не более половины миллиметра, а объем - 0,3 мм 3 .

В 1972 году двум группам американских исследователей удалось показать, что супрахиазматическое ядро и есть центр управления биологическими часами организма. Для этого они разрушили ядро в мозге мышей микрохирургическим путем. Роберт Мур и Виктор Эйхлер обнаружили, что у животных с нефункционирующим супрахиазматическим ядром пропадает цикличность выброса в кровь гормонов стресса - адреналина и глюкокортикоидов. Другая научная группа под руководством Фредерика Стефана и Ирвина Цукера изучала двигательную активность грызунов с удаленным "циркадным центром". Обычно мелкие грызуны после пробуждения все время находятся в движении. В лабораторных условиях для регистрации движения к колесу, в котором животное бежит на месте, подсоединяется кабель. Мышки и хомячки в колесе диаметром 30 см пробегают 15-20 км за день! По полученным данным строятся графики, которые называются актограммами. Оказалось, что разрушение супрахиазматического ядра приводит к исчезновению циркадной двигательной активности животных: периоды сна и бодрствования становятся у них хаотичными. Они перестают спать в течение циркадной ночи, то есть в светлое время суток, и бодрствовать циркадным днем, то есть с наступлением темноты.

Супрахиазматическое ядро - структура уникальная. Если ее удалить из мозга грызунов и поместить в "комфортные условия" с теплой питательной средой, насыщенной кислородом, то несколько месяцев в нейронах ядра будут циклически меняться частота и амплитуда поляризации мембраны, а также уровень выработки различных сигнальных молекул - нейротрансмиттеров, передающих нервный импульс с одной клетки на другую.

Что помогает супрахиазматическому ядру сохранять такую стабильную цикличность? Нейроны в нем очень плотно прилегают друг к другу, формируя большое количество межклеточных контактов (синапсов). Благодаря этому изменения электрической активности одного нейрона мгновенно передаются всем клеткам ядра, то есть происходит синхронизация деятельности клеточной популяции. Помимо этого, нейроны супрахиазматического ядра связаны особым видом контактов, которые называются щелевыми. Они представляют собой участки мембран соприкасающихся клеток, в которые встроены белковые трубочки, так называемые коннексины. По этим трубочкам из одной клетки в другую движутся потоки ионов, что также синхронизирует "работу" нейронов ядра. Убедительные доказательства такого механизма представил американский профессор Барри Коннорс на ежегодном съезде нейробиологов "Neuroscience-2004", прошедшим в октябре 2004 года в Сан-Диего (США).

По всей вероятности, супрахиазматическое ядро играет большую роль в защите организма от образования злокачественных опухолей. Доказательство этого в 2002 году продемонстрировали французские и британские исследователи под руководством профессоров Франсис Леви и Майкла Гастингса. Мышам с разрушенным супрахиазматическим ядром прививали раковые опухоли костной ткани (остеосаркома Глазго) и поджелудочной железы (аденокарцинома). Оказалось, что у мышей без "циркадного центра" скорость развития опухолей в 7 раз выше, чем у их обычных собратьев. На связь между нарушениями циркадной ритмики и онкологическими заболеваниями у человека указывают и эпидемиологические исследования. Они свидетельствуют о том, что частота развития рака груди у женщин, длительно работающих в ночную смену, по разным данным, до 60% выше, чем у женщин, работающих в дневное время суток.

ЧАСОВЫЕ ГЕНЫ

Уникальность супрахиазматического ядра еще и в том, что в его клетках работают так называемые часовые гены. Эти гены были впервые обнаружены у плодовой мушки дрозофилы в аналоге головного мозга позвоночных животных - головном ганглии, протоцеребруме. Часовые гены млекопитающих по своей нуклеотидной последовательности оказались очень похожи на гены дрозофилы. Выделяют два семейства часовых генов - периодические (Пер1, 2, 3 ) и криптохромные (Кри1 и 2 ). Продукты деятельности этих генов, Пер- и Кри-белки, обладают интересной особенностью. В цитоплазме нейронов они образуют между собой молекулярные комплексы, которые проникают в ядро и подавляют активацию часовых генов и, естественно, выработку соответствующих им белков. В результате концентрация Пер- и Кри-белков в цитоплазме клетки уменьшается, что снова приводит к "разблокированию" и активации генов, которые начинают производить новые порции белков. Так обеспечивается цикличность работы часовых генов. Предполагается, что часовые гены как бы настраивают биохимические процессы, происходящие в клетке, на работу в циркадном режиме, но то, как происходит синхронизация, пока непонятно.

Интересно, что у животных, из генома которых генно-инженерными методами исследователи удалили один из часовых генов Пер 2 , спонтанно развиваются опухоли крови - лимфомы.

СВЕТОВОЙ ДЕНЬ И БИОРИТМЫ

Циркадные ритмы "придуманы" природой, чтобы приспособить организм к чередованию светлого и темного времени суток и поэтому не могут не быть связаны с восприятием света. Информация о световом дне поступает в супрахиазматическое ядро из светочувствительной оболочки (сетчатки) глаза. Световая информация от фоторецепторов сетчатки, палочек и колбочек по окончаниям ганглионарных клеток передается в супрахиазматическое ядро. Ганглионарные клетки не просто передают информацию в виде нервного импульса, они синтезируют светочувствительный фермент - меланопсин. Поэтому даже в условиях, когда палочки и колбочки не функционируют (например, при врожденной слепоте), эти клетки способны воспринимать световую, но не зрительную информацию и передавать ее в супрахиазматическое ядро.

Можно подумать, что в полной темноте никакой циркадной активности у супрахиазматического ядра наблюдаться не должно. Но это совсем не так: даже в отсутствие световой информации суточный цикл остается стабильным - изменяется лишь его продолжительность. В случае когда информация о свете в супрахиазматическое ядро не поступает, циркадный период у человека по сравнению с астрономическими сутками удлиняется. Чтобы доказать это, в 1962 году "отец хронобиологии" профессор Юрген Ашофф, о котором шла речь выше, на несколько дней поместил в абсолютно темную квартиру двух волонтеров - своих сыновей. Оказалось, что циклы "бодрствование - сон" после помещения людей в темноту растянулись на полчаса. Сон в полной темноте становится фрагментар ным, поверхностным, в нем доминирует медленноволновая фаза. Человек перестает ощущать сон как глубокое отключение, он как бы грезит наяву. Через 12 лет француз Мишель Сиффрэ повторил эти эксперимен ты на себе и пришел к аналогичным результатам. Интересно, что у ночных животных цикл в темноте, наоборот, сокращается и составляет 23,4 часа. Смысл таких сдвигов в циркадных ритмах до сих пор не вполне ясен.

Изменение длительности светового дня влияет на активность супрахиазматического ядра. Если животных, которых в течение нескольких недель содержали в стабильном режиме (12 часов при свете и 12 часов в темноте), затем помещали в другие световые циклы (например, 18 часов при свете и 6 часов в темноте), у них происходило нарушение периодичности активного бодрствования и сна. Подобное происходит и с человеком, когда изменяется освещенность.

Цикл "сон - бодрствование" у диких животных полностью совпадает с периодами светового дня. В современном человеческом обществе "24/7" (24 часа в сутках, 7 дней в неделе) несоответствие биологических ритмов реальному суточному циклу приводит к "циркадным стрессам", которые, в свою очередь, могут служить причиной развития многих заболеваний, включая депрессии, бессонницу, патологию сердечно-сосудистой системы и рак. Существует даже такое понятие, как сезонная аффективная болезнь - сезонная депрессия, связанная с уменьшением продолжительности светового дня зимой. Известно, что в северных странах, например в Скандинавии, где несоответствие длительно сти светового дня активному периоду особенно ощутимо, среди населения очень велика частота депрессий и суицидов.

При сезонной депрессии в крови больного повышается уровень основного гормона надпочечников - кортизола, который сильно угнетает иммунную систему. А сниженный иммунитет неминуемо ведет к повышенной восприимчивости к инфекционным болезням. Так что не исключено, что короткий световой день - одна из причин всплеска заболеваемости вирусными инфекциями в зимний период.

СУТОЧНЫЕ РИТМЫ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ

На сегодняшний день установлено, что именно супрахиазматическое ядро посылает сигналы в центры мозга, ответственные за циклическую выработку гормонов-регуляторов суточной активности организма. Одним из таких регуляторных центров служит паравентрикулярное ядро гипоталамуса, откуда сигнал о "запуске" синтеза гормона роста или АКТГ передается в гипофиз. Так что супрахиазматическое ядро можно назвать "дирижером" циркадной активности организма. Но и другие клетки подчиняются своим циркадным ритмам. Известно, что в клетках сердца, печени, легких, поджелудочной железы, почек, мышечной и соединительной тканей работают часовые гены. Деятельность этих периферических систем подчинена своим собственным суточным ритмам, которые в целом совпадают с цикличностью супрахиазматического ядра, но сдвинуты во времени. Вопрос о том, каким образом "дирижер циркадного оркестра" управляет функционированием "оркестрантов", остается ключевой проблемой современной хронобиологии.

Циклично функционирующие органы довольно легко вывести из-под контроля супрахиазмати ческого ядра. В 2000-2004 годах вышла серия сенсационных работ швейцарской и американской исследовательских групп, руководимых Юли Шиблером и Майклом Менакером. В экспериментах, проведенных учеными, ночных грызунов кормили только в светлое время суток. Для мышей это так же противоестественн о, как для человека, которому давали бы возможность есть только ночью. В результате циркадная активность часовых генов во внутренних органах животных постепенно перестраивал ась полностью и переставала совпадать с циркадной ритмикой супрахиазматического ядра. Возвращение же к нормальным синхронным биоритмам происходило сразу после начала их кормления в обычное для них время бодрствования, то есть ночное время суток. Механизмы этого феномена пока неизвестны. Но одно ясно точно: вывести все тело из-под контроля супрахиазматического ядра просто - надо лишь кардинально изменить режим питания, начав обедать по ночам. Поэтому строгий режим приема пищи не пустой звук. Особенно важно следовать ему в детстве, поскольку биологические часы "заводятся" в самом раннем возрасте.

Сердце, как и все внутренние органы, тоже обладает собственной циркадной активностью. В искусственных условиях оно проявляет значительные циркадные колебания, что выражается в циклическом изменении его сократительной функции и уровня потребления кислорода. Биоритмы сердца совпадают с активностью "сердечных" часовых генов. В гипертрофированном сердце (в котором мышечная масса увеличена из-за разрастания клеток) колебания активности сердца и "сердечных" часовых генов исчезают. Поэтому не исключено и обратное: сбой в суточной активности клеток сердца может вызвать его гипертрофию с последующим развитием сердечной недостаточности. Так что нарушения режима дня и питания с большой вероятностью могут быть причиной сердечной патологии.

Суточным ритмам подчинены не только эндокринная система и внутренние органы, жизнедеятельность клеток в периферических тканях тоже идет по специфической циркадной программе. Эта область исследований только начинает развиваться, но уже накоплены интересные данные. Так, в клетках внутренних органов грызунов синтез новых молекул ДНК преимущественно приходится на начало циркадной ночи, то есть на утро, а деление клеток активно начинается в начале циркадного дня, то есть вечером. Циклически меняется интенсивность роста клеток слизистой оболочки рта человека. Что особенно важно, согласно суточным ритмам меняется и активность белков, отвечающих за размножение клеток, например топоизомеразы II α - белка, который часто служит "мишенью" действия химиотерапевтических препаратов. Данный факт имеет исключительное значение для лечения злокачественных опухолей. Как показывают клинические наблюдения, проведение химиотерапии в циркадный период, соответствующий пику выработки топоизомеразы, намного эффективнее, чем однократное или постоянное введение химиопрепаратов в произвольное время.

Ни у кого из ученых не вызывает сомнения, что циркадные ритмы - один из основополагающих биологических механизмов, благодаря которому за миллионы лет эволюции все обитатели Земли приспособились к световому суточному циклу. Хотя человек и является высокоприспособленным существом, что и позволило ему стать самым многочисленным видом среди млекопитающих, цивилизация неизбежно разрушает его биологический ритм. И в то время как растения и животные следуют природной циркадной ритмике, человеку приходится намного сложнее. Циркадные стрессы - неотъемлемая черта нашего времени, противостоять им крайне непросто. Однако в наших силах бережно относиться к "биологическим часам" здоровья, четко следуя режиму сна, бодрствования и питания.

Иллюстрация «Жизнь растений по биологическим часам.»
Не только животные, но и растения живут по "биологическим часам". Дневные цветы закрывают и открывают лепестки в зависимости от освещенности - это известно всем. Однако не каждый знает, что образование нектара тоже подчиняется суточным ритмам. Причем пчелы опыляют цветы только в определенные часы - в моменты выработки наибольшего количества нектара. Это наблюдение было сделано на заре хронобиологии - в начале ХХ века - немецкими учеными Карлом фон Фришем и Ингеборгом Белингом.

Иллюстрация «Схема "идеальных" суточных ритмов синтеза "гормона бодрствования" - кортизола и "гормона сна" - мелатонина.»
У большинства людей уровень кортизола в крови начинает нарастать с полуночи и достигает максимума к 6-8 часам утра. К этому времени практически прекращается выработка мелатонина. Приблизительно через 12 часов концентрация кортизола начинает снижаться, а спустя еще 2 часа запускается синтез мелатонина. Но эти временные рамки весьма условны. У "жаворонков", например, кортизол достигает максимального уровня раньше - к 4-5 часам утра, у "сов" позже - к 9-11 часам. В зависимости от хронотипа смещаются и пики выброса мелатонина.

Иллюстрация «График зависимости количества инфарктов со смертельным исходом.»
На графике представлена зависимость количества инфарктов со смертельным исходом среди больных, поступивших в клинику Медицинского колледжа университета Кентукки (США) в 1983 году, от времени суток. Как видно из графика, пик количества сердечных приступов приходится на временной промежуток с 6 до 9 часов утра. Это связано с циркадной активацией сердечно-сосудистой системы перед пробуждением.

Иллюстрация «Супрахиазматическое ядро.»
Если супрахиазматическое ядро поместить в "комфортные" физиологические условия (левый снимок) и записать электрическую активность его нейронов в течение суток, то она будет выглядеть как периодические нарастания амплитуды разрядов (потенциала действия) с максимумами каждые 24 часа (правая диаграмма).

Иллюстрация «Ночные животные - хомяки в период бодрствования находятся в постоянном движении.»
В лабораторных условиях для регистрации двигательной активности грызунов к колесу, в котором животное бежит на месте, подсоединяется кабель. По полученным данным строятся графики, которые называются актограммами.

Иллюстрация «Главный "дирижер" биологических ритмов - супрахиазматическое ядро (СХЯ) располагается в гипоталамусе, эволюционно древнем отделе мозга.»
Гипоталамус выделен рамкой на верхнем рисунке, сделанном с продольного разреза мозга человека. Супрахиазматическое ядро лежит над перекрестом зрительных нервов, через которые оно получает световую информацию из сетчатки глаза. Правый нижний рисунок - это срез гипоталамуса мыши, покрашенный в синий цвет. На левом нижнем рисунке то же самое изображение представлено схематически. Парные шарообразные образования - скопление нейронов, формирующих супрахиазматическое ядро.

Иллюстрация «Схема синтеза "гормона ночи" - мелатонина.»
Мелатонин вызывает засыпание, а его колебания в ночное время суток приводят к смене фаз сна. Секреция мелатонина подчиняется циркадной ритмике и зависит от освещенности: темнота ее стимулирует, а свет, наоборот, подавляет. Информация о свете у млекопитающих поступает в эпифиз сложным путем: от сетчатки глаза до супрахиазматического ядра (ретино-гипоталамический тракт), затем от супрахиазматического ядра до верхнего шейного узла и от верхнего шейного узла в эпифиз. У рыб, амфибий, рептилий и птиц освещенность может управлять выработкой мелатонина через эпифиз напрямую, поскольку свет легко проходит через тонкий череп этих животных. Отсюда еще одно название эпифиза - "третий глаз". Как мелатонин управляет засыпанием и сменой фаз сна, пока непонятно.

Иллюстрация «Супрахиазматическое ядро - контролер циркадной ритмики различных органов и тканей.»
Оно осуществляет свои функции, регулируя выработку гормонов гипофизом и надпочечниками, а также с помощью непосредственной передачи сигнала по отросткам нейронов. Циркадную активность периферических органов можно вывести из-под контроля супрахиазматического ядра, нарушив режим питания - принимая пищу по ночам.