Роль биоритмов в жизни человека: Суточные биоритмы: что мы о них знаем?

Содержание

Суточные биоритмы: что мы о них знаем?

21 октября 2018

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Начало нового дня. Суточные биоритмы характерны для всего живого на Земле

Знаете ли вы, что суточные биоритмы — или циркадные ритмы — характерны для всего живого на Земле: от грибов до человека?

У всего живого — в том числе и у крошечной бактерии, которую можно рассмотреть только под мощным микроскопом — есть суточные биоритмы: биологический процесс, который занимает приблизительно 24 часа и определяет ритм нашей жизни в целом.

А что вы знаете о том, как суточные биоритмы влияют на нас?

1. Суточные биоритмы существуют почти с появления жизни на Земле

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Суточные биоритмы начали формироваться с появлением первой живой клетки на Земле

Считается, что первая живая клетка на Земле в светлое время суток под действием ультрафиолета получила повреждения, а ночью восстановилась. Человеческий организм работает также — ночью, во время сна, запускаются процессы восстановления.

2. Внутренние биологические часы есть не только у человека

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

У мимозы свои биоритмы — цветы открываются и закрываются даже ночью

Считается, что суточные биоритмы есть у всего живого на Земле, что способно вырабатывать энергию под действием солнечного света.

Однако несмотря на связь с внешними стимулами, такими как солнечный свет, циркадные ритмы имеют внутреннее, эндогенное происхождение, представляя, таким образом, биологические часы организма.

Французский ботаник Огюстен Пирам Декандоль еще в 1834 году определил, что период, с которыми мимоза открывает и закрывает листья, короче длины суток и составляет примерно 22-23 часа. То есть листья мимозы открываются в темное время суток.

3. Биологические часы задают ритм нашей жизни

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Даже грибы живут по своим внутренним биологическим часам

Суточные биоритмы позволяют живым существам предвосхищать наступление ночи и дня, зимы и лета и дают нам возможность подготовиться к этим событиям.

4. У вас есть внутренние часы с функцией синхронизации

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Забудьте о времени по Гринвичу. Ваши часы, отражающие суточные биоритмы, точнее и всегда с вами

Ваши главные биологические часы, которые отвечают за процессы синхронизации, находятся в гипоталамусе. Эти часы-синхронизаторы, как дирижер, посылают вам определенные регулирующие сигналы в разное время в течение суток.

5. У вас есть также «периферические часы»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Внутренние и периферические часы всегда находятся в процессе синхронизации

Все ваши органы и ткани имеют дополнительные — периферические — часы, которые синхронизируются с главными часами в вашем гипоталамусе.

6. Часы есть в каждой клетке

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Каждая клетка имеет свои суточные биоритмы и часы

Каждая клетка вашего организма живет по своим внутренним часам, которые отвечают за изменения, происходящие в клетке в течение каждых 24 часов.

7. Годичный ритм

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Медведь начинает готовится к зимней спячке задолго до наступления зимы

Когда ночи становятся длиннее, мозг вырабатывает больше мелатонина — гормона, который регулирует состояние сна и бодрствования.

Многие животные — например, олени — реагируют на такие изменения — начиная готовиться к зимней спячке или периоду размножения.

Человеческий организм также реагирует на эти изменения и зимой вырабатывает больше антител для того, чтобы бороться с различными инфекциями, характерными для холодного времени года.

8. Дневной свет помогает вам сохранять режим

Автор фото, EPA

Подпись к фото,

Для здоровья необходимо получать достаточно солнечного света

Если вам не хватает солнечного света, то ваши биологические часы сбиваются с 24-часового ритма.

Сенсоры, которые располагаются в ваших глазах реагируют на свет и темноту и посылают сигнал в мозг, которые отвечают за процессы синхронизации в вашем организме.

9. Пора спать?

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Как мы понимаем, что нам пора спать?

С того момента как вы проснулись, организм начинает готовиться ко сну.

Но вы не засыпаете до того времени, пока ваши биологические часы не скажут вам, что пора спать.

10. Рассинхронизация, или джетлаг

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Организму нужно время, чтобы перевести ваши суточные биологические часы

Джетлаг — рассогласование циркадного ритма человека с природным суточным ритмом.

Мы говорим о «джетлгае», когда ваши биологические часы работают в одном часовом поясе, а другие части тела — печень, кишечник, мозг и мышцы — живет в другом часовом поясе.

Для того, чтобы работа этих часов синхронизировалась нужно приблизительно по дню на каждый часовой пояс. То есть если вы прилетели в город, где разница во времени по сравнению с вашим часовым поясом, составляет три часа, то вам понадобится около трех дней, чтобы ваш организм адаптировался.

11. Социальный «джетлаг»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Будильник говорит вам «пора просыпаться», а ваш организм говорит «надо еще поспать»

Социальный джетлаг характерен для тех, кто вынужден работать по скользящему графику, или тех, у кого «социальные» и «биологические» часы сильно рассинхронизированы.

Если ваш будильник звонит тогда, когда биологические часы еще не дали сигнал к пробуждению, тогда вы живете в режиме «социального джетлага».

Как свидетельствуют многие исследования, рассогласование «социальных» и «биологических» часов повышает риск возникновения депрессии, заболеваний сердца, диабета, ожирения и даже рака.

12. Дайте подросткам поспать подольше

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Для студента 7:00 — это то же самое что 5:00 для взрослого человека

Гормональные изменения в организме подростка предполагают, что сигнал к пробуждению их биологические часы будут давать как минимум на два часа позже, чем обычно.

Разбудить подростка в 7 часов утра — это то же самое, что разбудить 50-летнего человека в 5 утра.

По мере взросления подростка его биологические часы вернутся к прежнему ритму.

Биоритмы: что это, влияние циркадных ритмов на обучение

Что такое биоритмы

Биоритмы — это не какое-то мистическое понятие вроде астрологии или веры в приметы. Это неотъемлемое свойство всего живого вокруг нас. Учёные считают, что самая первая клетка, возникшая на Земле, получила повреждения под воздействием ультрафиолета в светлое время суток, а в ночное время — восстановилась. У каждого организма есть свои циклы, которые помогают ему чередовать фазы активности и восстановления. Человек не исключение. От соблюдения биоритмов зависит его способность учиться и работать быстрее и эффективнее, принимать решения, чувствовать радость жизни.

Биологические ритмы (биоритмы) — это периодические изменения интенсивности и характера биологических процессов, которые сами поддерживаются и воспроизводятся в любых условиях.

Биоритмы бывают разные — от полуторачасовых до годовых. Более всего на работоспособность организма влияют суточные, или циркадные, ритмы.

Циркадные (циркадианные) биоритмы — это колебания интенсивности различных биологических процессов в организме, связанные со сменой дня и ночи.

История исследования циркадных ритмов началась в 1729 году, когда французский астроном Жан-Жак де Меран, заметив ежедневное движение листьев у мимозы стыдливой, предположил, что у растения есть свой механизм, подобный циклу сна и бодрствования у человека.

С тех пор суточные (циркадные) ритмы подвергались тщательному изучению: учёные скрещивали растения, исследуя гены, отвечающие за формирование циркадного ритма, анализировали поведение животных, ставили эксперименты с участием людей.

В 2017 году открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм, группой учёных (Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг) было удостоено Нобелевской премии, что лишний раз подчёркивает значимость изучения биоритмов.

Приведём лишь несколько научных фактов о биологических ритмах, важных для нашей темы:

Особенности циркадных ритмов определяются наследственностью и передаются на генетическом уровне.
Свет — наиболее эффективный сигнал, поддерживающий баланс суточных ритмов. Специальные клетки сетчатки глаза человека, реагируя на свет, посылают сигнал напрямую в супрахиазматическое ядро — центр контроля циркадных ритмов в организме человека.
Даже при отсутствии естественного света циркадные циклы в организме человека сохраняются. В ходе эксперимента, где люди были изолированы от естественного света и часов, у них вырабатывался 25-часовой циркадный ритм.
Использование искусственного света увеличивает циркадный ритм. В том самом эксперименте переход на 25-часовой суточный режим был связан с тем, что люди по своему усмотрению могли пользоваться искусственным светом. В скорректированном виде циркадный ритм составил 24 часа 11 минут.

<<Форма демодоступа>>

Что происходит при нарушении циркадных ритмов

При частой смене часовых поясов и, как следствие, режима дня, может возникнуть джетлаг — «рассогласование» циркадных ритмов. Джетлаг сопровождается бессонницей, апатией, усталостью, депрессией.

К другим расстройствам, связанным с суточными ритмами, относятся так называемая «бессонница выходного дня», синдром задержки или опережения фазы сна, нерегулярный ритм сна и бодрствования. Каждое из этих нарушений сна способно подорвать психическое равновесие и работоспособность.

Влияние биоритмов на работоспособность и успеваемость

Индивидуальные особенности суточных биоритмов называют хронотипом человека. Мы знаем о трёх хронотипах: «совы», «жаворонки» и «голуби». А учёные выделяют целых семь хронотипов, но для удобства они объединены в эти три группы:

Ранний хронотип («жаворонки») предпочитают ранний подъём (4-6 утра). Легко просыпаются, наиболее активны и работоспособны по утрам, но быстро утомляются к вечеру, сонливость наступает уже в 20-22 часа. Плохо адаптируются к изменению распорядка дня.
Средний хронотип («голуби») пробуждаются с 6 до 8 утра, клевать носом начинают с 22 до 24. Пики активности у них наблюдаются с 10 до 12, и с 16 до 18, а в обеденное время работоспособность падает.
Поздний хронотип («совы») просыпаются с 8 до 10 утра, ложатся спать после 24 часов. Наиболее активны в вечернее и ночное время, с утра у них плохая работоспособность.

Изменение эффективности у разных хронотипов связано с изменением уровня гормонов — серотонина, мелатонина и кортизола. Так, уровень мелатонина у «жаворонков» к вечеру падает, а у «сов», наоборот, находится на пике.

Хронотип и успехи в школе

«Жаворонкам» и «голубям» живётся проще в современном городском ритме. Совам по утрам трудно быть концентрированными, вникать в новый материал и быстро реагировать на изменения. В то же время этому хронотипу проще работать с объёмными домашними заданиями: к вечеру их работоспособность достигает пика, тогда как «жаворонки» и «голуби» уже начинают спать на ходу.

Однако по словам учёных, ярко выраженный хронотип имеется всего у 20% людей. Остальные находятся как бы на стыке и при необходимости могут скорректировать свои биологические часы в нужную сторону.

Кроме того, многие люди, особенно школьники и студенты, ошибочно причисляют себя к «совам». Зачастую отсутствие бодрости по утрам связано с недостаточным количеством сна, а вечерняя бодрость и бессонница до полуночи — с активным использованием ноутбуков и телефонов вечером. Яркий экран и постоянный поток информации мешают мозгу настроиться на плавный отход ко сну.

Хронотипы и обучение в онлайн-школе

Обучение в домашней онлайн-школе «Фоксфорда» одинаково комфортно для всех «птичек». И вот почему:

Меньшее количество учебных часов, чем в обычной школе. Сравниваем: пятиклассник в домашней онлайн-школе «Фоксфорда» тратит в неделю 14 часов на вебинары и 5 — на самостоятельные занятия. В обычной школе нагрузка порядка 24-25 часов в неделю. При этом выполнять домашние задания представитель каждого хронотипа может в наиболее продуктивное для себя время, подстраиваясь под свои биологические часы.
Больше свободного времени по утрам. Сборы в школу и дорога до неё — это 1,5-2 часа бесценного времени. Именно их не хватает «совам», чтобы выспаться, а «жаворонок» может потратить утренние часы на самостоятельное изучение материала вместо тряски в автобусе или метро. Занятия в «Домашней школе Фоксфорда» начинаются не раньше 10 утра по московскому времени — можно полноценно выспаться, позавтракать и настроиться на учёбу.
Возможность сосредоточиться. На онлайн-занятиях школьник находится дома, и раздражающие факторы в виде шума назойливых соседей по классу, холода, яркого или, наоборот, тусклого света, которые ещё больше снижают уровень концентрации «сов» по утрам, отсутствуют. Можно создать идеальные условия для учёбы дома и полностью погрузиться в материал.
Возможность просмотреть запись занятий. Все онлайн-занятия доступны в записи: «сова», например, может дополнительно посмотреть вечером тему, которая трудно далась утром, а «жаворонок» — освежить знания с утра.
Привычка планировать. Большее количество свободного времени и занятия для самостоятельного изучения дают возможность выстраивать жизнь исходя из своих биоритмов. Понимание как эффективно учиться в школе, используя особенности своего организма, поможет и во взрослой жизни.

Как эффективно применить знания о хронотипах: советы школьникам

Эти рекомендации помогут поддерживать в порядке циркадные ритмы организма и избегать нарушений сна:

Подстраивайтесь под солнечный свет. Попробуйте не задёргивать шторы плотно на ночь, чтобы утром солнечный свет помогал организму проснуться и настроить свои биологические часы. А также старайтесь чаще бывать на свежем воздухе в течение дня.
Не злоупотребляйте искусственным освещением. Конечно, совсем от него отказаться не получится, но попытайтесь хотя бы свести его к минимуму по вечерам. В книге «Найди время. Как фокусироваться на главном» Джейк Кнапп, ведущий разработчик Google, рассказывает, как ему помогает засыпать «искусственный закат»: за 1,5-2 часа до отхода ко сну он постепенно уменьшают интенсивность света в доме, а за час до сна прекращает пользоваться гаджетами, чтобы дать глазам и мозгу отдохнуть. Воспользуйтесь этим советом для настройки собственных биочасов.
Ложитесь спать и вставайте в одно и то же время. Привычка отсыпаться до обеда в субботу или воскресенье никак не поможет накопить запас сна на всю неделю, а вот сбить циркадные ритмы в организме может. Вставать в выходные позже можно, но не более, чем на 1,5-2 часа. Это правило поможет сохранить работоспособность на высоком уровне и после выходных.

Знание сильных и слабых сторон своего хронотипа помогает учиться быстрее и эффективнее, повышать работоспособность согласно биологическим часам. Нужно соблюдать лишь несколько правил.

«Жаворонки»

Не назначайте встречи, занятия с репетитором, важные события на поздний вечер.
При смене режима или часовых поясов давайте себе дополнительные пару часов для восстановления.

«Голуби»

Учитывайте кратковременный спад активности днём — можно попробовать дневной сон.
Снизьте количество активных событий вечером.

«Совы»

Повышайте свой уровень энергии по утрам за счёт питательного завтрака, витаминов, утренней зарядки, пробежки или небольшой прогулки.
Изучайте техники запоминания и тренируйте способность концентрироваться, чтобы повысить свои шансы на усвоение нового учебного материала по утрам.
Дополнительные занятия или курсы, выполнение творческих работ переносите на ранний вечер.
Способствуйте более раннему засыпанию за счёт уменьшения количества искусственного света, отказа от использования гаджетов за час до сна.

И, конечно, строго обязательным для всех «птичек» является 8-9 часовой сон, иначе, вне зависимости от хронотипа, по утрам вы всегда будете несчастной «совой», а по вечерам — измотанным «жаворонком».

Изучите свои привычки, узнайте свои биоритмы, и пусть ваш учебный процесс всегда будет интересным и комфортным! До встречи на занятиях!

Биоритмы и их роль в жизнедеятельности человека (Контрольная работа)

РЕФЕРАТ

по дисциплине

«БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»

на тему:

«Биоритмы и их роль в жизнедеятельности человека»

План

Введение

1. Роль биоритмов в обеспечении жизнедеятельности человека

1.1 Биологические ритмы и старение

1.2 Гармонизация биоритмов

2. Роль витаминов и микроэлементов в гармонизации биоритмов

2.1 Основные биологические свойства витаминов

2.2 Основные биологические свойства микроэлементов

2.3 Основные биологические свойства витаминоподобных веществ

3. Что такое хронобиотики?

4. Общие советы по режиму дня для «жаворонков»

5. Общие советы по режиму дня для «сов»

6. Биология успеха: строим карьеру по биоритмам

7. Методика расчета биоритмов

Выводы

Список литературы

Введение

Из всех наук, занимающихся здоровьем человека, одной из самых необычных и удивительных является хронобиология — наука о влиянии биологических ритмов на состояние здоровья человека [1].

Корни знаний о биоритмах уходят в далекую древность. До нашего времени дошли трактаты Гиппократа и Авиценны, в которых значительное место уделялось здоровому образу жизни, основанному на правильном чередовании фаз активности и отдыха. В народной медицине давно было замечено влияние фаз луны и солнца на здоровье. Если говорить о современной хронобиологии, то первые серьезные научные исследования были проведены в первой половине ХХ века. Очень важно, что наибольший вклад в осознание этой проблемы сделали русские ученые — лауреат Нобелевской премии академик И.П. Павлов, академик В.В. Вернадский и А.Л. Чижевский, которые убедительно доказали, что существует тесная связь между солнечной активностью и событиями на земле — количеством смертей, самоубийств, эпилептических приступов и других заболеваний. Современная хронобиология помимо изучения взаимосвязей между биоритмами и здоровьем человека занимается разработкой методов и средств для восстановления и гармонизации нарушенных биологических ритмов. В настоящее время это направление считается одним из самых перспективных в профилактической медицине, поскольку позволяет воздействовать на самые ранние причины развития многих заболеваний.

1. Роль биоритмов в обеспечении жизнедеятельности человека

Биологические ритмы — это периодическое повторение изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений в живых организмах [2].

Выдающийся хронобиолог Ф. Хальберг разделил все биологические ритмы на три группы:

1) Ритмы высокой частоты с периодом, который не превышает получасовой интервал. Это ритмы сокращения сердечных мышц, дыхания, биотоков мозга, биохимических реакций, перистальтики кишечника.

2) Ритмы средней частоты с периодом от получаса до семи суток. Сюда входят: изменение сна и бодрости, активности и покоя, суточные изменения в обмене веществ, колебание температуры, артериального давления, частоты деления клеток, колебание состава крови.

3) Низкочастотные ритмы с периодом от четверти месяца до одного года: недельные, месячные и сезонные ритмы. К биологическим процессам этой периодичности принадлежат эндокринные изменения, зимняя спячка.

Наименьший отрезок времени, на которое может реагировать мозг человека и его нервная система, составляет от 0,5 до 0,8 с.

Поэтому не случайно сокращения нашего сердца в среднем составляет 0,8 с. Приблизительно такой же темп движения наших ног и рук при ходьбе. Интервал времени в 0,5 — 0,7 с отвечает скорости наших слуховых и зрительных рецепторов.

Кроме этих малых ритмов установлена еще одна распространенная периодичность, которая равняется 30 мин. Сюда принадлежат циклы сна, сокращение мышц желудка, колебание внимания и расположения духа, а также половая активность. Спит человек или нет, он через каждые полчаса испытывает то низкую, то повышенную возбужденность, то покой, то тревогу.

биоритм жаворонок сова старение

Суточные ритмы человека интересны прежде всего тем, что максимум и минимум активности разных биологических процессов не совпадают во времени.

Существуют экспериментальные данные о наличии суточного ритма в работе органов пищеварения. Образование желчи в печени чередуется с образованием гликогена. В первой половине дня образовывается наибольшее количество желчи, которая обеспечивает оптимальные условия для переваривания, в частности, жиров. Во второй половине дня печень накапливает гликоген и воду.

В утренние часы усиливается перистальтика кишечника и моторная функция желудка, происходит очищение кишечника.

Вечером наиболее выраженная выделительная функция почек, минимум ее приходится между 2-я часами ночи и 5-ю часами утра.

В течение суток фазы работоспособности также чередуются с периодами расслабления и сна. При этом пик активности с утра приходится на период с 8 до12 часов, а дневной пик активности выпадает на период с 15 до 18 часов. Эти периоды активности обязательно чередуются периодами расслабления.

Кроме того, оказывается, что свое биологическое расписание есть и у каждого нашего органа. Если мы будем придерживаться этого расписания, то мы надолго сохраним свою красоту и здоровье [3].

3.00 — 6.00: самый тяжёлый и истощающий период для организма. Для него характерно самое низкое кровяное давление.

6.00 — 7.00: оптимальное время для перехода от сна к бодрствованию.

5. 00 — 7.00: период наибольшей активности толстого кишечника и оптимальное время для очищения организма.

7.00 — 9.00: время наибольшей активности желудка, и, следовательно, это время хорошо использовать для первого приема пищи.

8.00 — 9.00: в кровь поступает наибольшее количество половых гормонов.

9.00 — 10.00: оптимальное время для медицинских процедур, связанных с внешним воздействием, так как в это время кожа мене всего чувствительна к уколам.

10.00 — 12.00: время наиболее активной работы мозга и лучшее время для интеллектуальной работы.

13.00 — 15.00: время активности тонкого кишечника. Это означает, что если вы перед этим пообедали, то за два часа пища наилучшим образом усвоится.

16.00 — 18.00: это время лучше использовать для физической работы и спорта. Именно в этот период быстрее всего отрастают волосы и ногти.

17.00 — 19.00: в это время мы лучше всего улавливаем нюансы вкуса, ароматов и музыки.

18.00 — 20.00: в это время печень легче всего справляется с алкоголем.

18.00 — 20.00: в этот период лучше всего накладывать косметические маски. Это время красоты, так как в эти часы кожа максимально чувствительна к косметическим процедурам.

18.00 — 21.00: время для самых задушевных бесед. В это время человек открыт для общения и острее всего чувствует одиночество.

19.00 — 21.00: в этот период максимально подвижны наши суставы, а значит, он хорошо подходит для занятий йогой и упражнений на растяжку и расслабление.

22.00: начиная с этого времени, особенно интенсивно начинают действовать защитные силы организма. Именно это время наиболее благоприятно для отхода ко сну.

Знание биоритмов человека позволяет изготовить хронологические календари, которые улучшают нормальное протекание жизни и оптимизируют результаты человеческой деятельности. Вот некоторые данные о пиках биологических процессов в организме в течение суток:

макс. чувствительность пальцев — 15-16 ч.
макс. сжатие руки — 9-10 ч.
макс вырабатывание желудочных кислот — 13 ч.
макс. восприимчивость к инъекциям — 9 ч.
макс. работоспоcoбность печени — 18-20 ч.
макс. работоспоcoбность легких — 16-18 ч.
макс. рост волос и ногтей — 16-18 ч.
макс. активность мозга — 10-12 ч.
мин. внимание водителей — 2 ч.
труднее всего оставаться в одиночестве — 20-22 ч.

мин. coсудистое давление — 4-5 ч.
макс. активность для мужчин и женщин — начало осени.

что это такое? Как учитывать существование биологических ритмов в повседневной жизни человека? Влияние на психическую активность и работоспособность. Виды и примеры

Мы регулярно подзаводим свои наручные часы, меняем в них батарейку или перезаряжаем, если это устройство последнего поколения. А как вы относитесь к самому важному хронометру – организму, который отсчитывает биоритмы? Пренебрежение его требованиями может привести к самым печальным последствиям – от ожирения до онкологического заболевания. И вот как это происходит.

Что это такое?

Биологические ритмы человека отсчитывают его «внутренние часы». Каждая клетка нашего организма живет по своему особому графику. В основе его формирования лежит несколько факторов: внешние (погода, время года, условия труда и отдыха) и внутренние (общее состояние здоровья, настроение, привычки и прочее).

Кстати, биоритмы встречаются практически у всего живого в природе. Роза «знает», когда ей пора распускаться, медведь – когда уходить в спячку. Это происходит просто потому, что именно так должно произойти, ни животные, ни тем более растения не пытаются нарушить законы своего организма. А вот человек пытается делать это регулярно. Хотя ему особенно важно учитывать существование биоритмов в повседневной жизни.

Понятие «биологические ритмы» простыми словами можно описать по аналогии со сменой дня и ночи в сутках. Если посмотреть на этот процесс в разрезе физиологии, то стоит обратить внимание на то, как мы дышим – вдох-выдох. Вам же не приходило в голову изменить этот ритм, ну если вы, конечно, не занимаетесь подводным плаванием. Представьте, что было бы, если бы в биологии кто-то начал жить не по законам времен года, а вопреки им. Ведь невозможно собрать урожай картошки в средней полосе России в феврале.

А вот в психофизиологии человека попытки совершаются. Мы пытаемся работать по ночам, спать всего несколько часов, нарушаем режим питания, перекусывая на бегу. Как результат – наши биоритмы сбиваются, что ведет к массе проблем. Как же настроить внутренние часы? Для начала давайте разберемся в устройстве их механизма.

Виды

Как в природе существует различная цикличность, так и типы человеческих биоритмов делятся на разные по длительности виды. Всего выделяется 3 формы.

Самые короткие называют ультрадианными биоритмами. Их длительность варьируется от одной секунды до нескольких часов, но не более 24. К ним относятся такие процессы, как приемы пищи, работа всей пищеварительной системы, дыхание, сердцебиение и так далее.
Далее по длительности выделяются суточные биоритмы. Их еще называют циркадианными. Их создают уровень гормонов и другие показатели крови, процессы сна и бодрствования, колебания температуры тела в зависимости от времени и состояния организма, прочие процессы, которые повторяются с нами изо дня в день.
Самые длинные биоритмы называются инфрадианными. Их продолжительность может составлять от недели до года.

Сюда входят и изменения в связи со сменой погодных условий, и сокращение или увеличение светового дня, и другие сезонные изменения в зависимости от времени года, сюда же относятся женские циклы.

Таким образом, на наши биоритмы ежесекундно влияет множество факторов – как внутренних, так и внешних. Примеры как первых, так и вторых можно перечислять бесконечно долго. Внутри нас биоритмы закладывает практически каждая клеточка, они зависят от работы всех органов, эндокринной системы, психического состояния. Эти показатели могут меняться в течение суток, а могут оставаться постоянными долгое время.

Бывают состояния, которые повторяются с нами изо дня в день или из года в год. Такие природные явления, как дождь или снег у одних вызывают грусть, у других – романтическое настроение. А лунные фазы влияют не только на общее состояние организма, но и на его отдельные части. Известно, что волосы и ногти растут лучше, когда луна идет на увеличение, и наоборот, в момент, когда она превращается в месяц, процесс роста почти останавливается. Поэтому многие уже давно научились подстраиваться под этот лунный календарь.

Особые свойства в определенные периоды проявляют не только люди, но и растения. Неслучайно у заядлых дачников и огородников лунный календарь всегда под рукой, каждый день в нем характеризуется определенными плюсами и минусами для той или иной группы флоры. Следуя в ногу с природой, можно составить график адаптивных мероприятий не только для цветущего, но и для человеческого организма. Кроме того, наши биоритмы, как и цветы, чувствительны к солнечным лучам.

Проще говоря, самая короткая классификация с ультрадианными биоритмами реагирует на каждый наш чих, годовые биоритмы живут скорее по законам природы, чем в зависимости от внутренних потребностей человеческого организма.

Как узнать свои биоритмы?

Определить то, в какой день ваши биоритмы работают на все сто, а когда требуют отдыха, не так сложно. Чтобы составить своеобразное расписание всех показателей, нужно воспользоваться одной из многочисленных программ или приложений для смартфона. Все они предоставят таблицу или схему, на которой будет видно, когда ваш организм готов к умственной работе, когда – к физической, а когда – к творческой. Исходные данные при этом используются одни и те же. Прежде всего это дата вашего рождения. После чего программа применяет определенную формулу.

Если очень хочется, то можно заняться подсчетами самому, но зачем нам это надо, когда на дворе XXI век, и умные машины готовы в любой момент прийти к нам на помощь. Да и определить циклы наших биоритмов им куда проще и быстрее. То, что на самом деле нужно держать в уме, так это продолжительность главных человеческих циклов. Для каждого показателя есть свой период.

Физический цикл, тот что определяет нашу силу и выносливость, равен 23 дням.
Эмоциональный, который «отвечает» за наше настроение и психическое состояние, длится 28 дней.
Интеллектуальный влияет на нашу способность заниматься творческими и умственными занятиями, он самый длинный – 33 дня.

Распечатайте полученный график и следите за своими биологическими ритмами. Они подскажут вам, когда заняться уборкой или пойти на тренировку, когда отправиться на романтическое свидание, а когда приступить к написанию статьи (книги, картины, песни). Рекомендуется также сделать такие же графики своим детям. Так будет проще составить расписание занятий в спортивной секции и в музыкальной школе.

Да и сравнить собственные биоритмы с тем, как они настроены у близких, будет нелишним. Тогда вам будет проще найти общий язык, разделить обязанности по дому и избежать ненужных споров и конфликтов.

Влияние на организм

Наши биоритмы оказывают влияние не только на нашу способность делать что-либо в тот или иной период, но и на здоровье. Например, культура питания обеспечивает порядок в работе желудочно-кишечного тракта. Такие эксперименты, как голодание, влияют на его деятельность негативно. Казалось бы, люди часто прибегают к таким методам для похудения, а результат нередко не радует.

Все дело в том, что подобным образом мы нарушаем функции всех органов пищеварения. Они «не понимают», что им делать в связи с тем, что их оставили «без работы». Потом, когда им снова нужно перерабатывать пищу, они перестают действовать в полном объеме. Поэтому прежде, чем пытаться «обмануть» свой организм, нужно тщательно взвесить все за и против, еще лучше – проконсультироваться со специалистом.

В противном случае можно сильно повредить механизм собственных внутренних часов и как следствие – нарушить процесс обмена веществ, что неизбежно приведет к набору лишних килограммов. Изучив собственные биоритмы, многие вносят корректировки в собственную жизнедеятельность. Так, в спорте тренеры и сами атлеты нередко составляют расписание занятий с учетом особенностей графика биологических ритмов.

На западе же специалисты и вовсе установили связь с выбором профессии. О том, что человечество делится на три типа — жаворонки, совы и голуби, известно если не всем, то почти всем. Для вторых объясним, что первые – это те, кто встает достаточно рано, их работоспособность особенно велика в первой половине дня, а вот ближе к 10 часам вечера они уже должны быть в постели. Вторые же, наоборот, готовы работать до полуночи, а утром больше похожи на сонных мух, чем на жизнеспособных сотрудников.

Ученые подсчитали, что около четверти населения планеты – жаворонки, а более 40% – совы. Все остальные — это смешанный тип, который называют голубями. Так вот, в некоторых компаниях, прежде чем принять на работу, проверяют биологические часы соискателя. Жаворонков никогда не возьмут на работу в ночную смену, а совам не доверят задание, которое необходимо выполнить к обеду. Таким образом увеличивается производительность труда не только конкретного человека, но и предприятия в целом.

В идеале же нужно рассматривать каждый конкретный фактор, на который влияют наши биоритмы.

Физическое состояние

Как уже отмечалось выше, биологические ритмы влияют на работоспособность в целом. Физический цикл определяет, когда лучше тренироваться, а когда нужно прекратить активную деятельность. Кривая ваших биоритмов поможет определить, в какое время дня, недели и месяца ваша трудоспособность на самом высоком уровне, а когда лучше оставить все дела, требующие хоть каких-то физических усилий, ведь достигнуть значимого результата в эти моменты все равно не получится.

Эмоциональное состояние

Нарушение эмоционального цикла приведет к пониженной психической активности, повлияет на настроение и даже способно привести к изменениям принципов поведения. Человек ежедневно будет вставать «не с той ноги», поэтому ждать от него гениальных идей на работе или доброго слова дома просто не придется. Отсюда нервные срывы как у него самого, так и у окружающих его людей.

Интеллект

Наш мозг тоже действует согласно собственному графику биоритмов. Вы не задумывались над тем, почему порой мы никак не можем найти решение, а буквально спустя час-другой выдаем его и понимаем, что оно практически лежало на поверхности? Все дело в том, что в определенное время интеллектуального цикла наши умственные способности находятся даже не на нуле, а в глубоком минусе.

Поэтому, изучив график, вы легко сможете понять, когда стоит приступать к решению сложных задач, а когда от них лучше отказаться, не тратить время зря и посвятить его другим занятиям, которых у вас наверняка немало.

Причины нарушений

Биологические ритмы, как уже отмечалось ранее, зависят как от внешних факторов, так и от внутренних. На них накладывают отпечаток как погодные условия, так и режим питания. Расстройство может вызвать голодание, чрезмерное употребление пищи. И то и другое может серьезно изменить процесс обмена веществ, и восстановить его будет весьма непросто.

Серьезный сбой дает нарушение распорядка дня. Смещение, скорее всего, произойдет, если вам придется сменить часовые пояса. Побывав в стране, где большая разница во времени, вы непременно почувствуете, что ваши внутренние часы сбились. А теперь рассмотрим эти и некоторые другие причины, влияющие на работу внутреннего хронометра индивида, более подробно.

Эндогенные

Время внутри нас – основной элемент всей жизнедеятельности. Переведя стрелки этих часов, вы измените физиологическое состояние организма в целом. Поэтому прежде, чем взяться за ночную работу, хорошо подумайте, к чему приведет это ваш организм впоследствии. Если вам не свойственно проводить ночь напролет активно, то вероятность того, что вскоре у вас появится синдром хронической усталости, весьма велика.

Выбирая страну для путешествия, обращайте внимание на разницу во времени, помните, что, вернувшись домой, вам непременно придется перенастраивать свои биологические ритмы. Поэтому оставьте для этого хотя бы пару дней и не мчитесь на работу сразу после того, как приехали с другого конца света. В поездке же старайтесь не слишком сильно сбивать график приема пищи, сна и бодрствования. И, конечно, всегда придерживайтесь режима дома.

Экзогенные

Экология — одна из причин, которую специалисты называют, когда выявляют нарушение в работе биоритмической системы. Конечно, решить все экологические проблемы разом, да еще и в одиночку не получится. Однако с ними можно бороться:

чаще бывайте на свежем воздухе — в лесу или на даче;
начните помогать природе с себя — попробуйте сортировать мусор, например, организуйте уборку во дворе, Вселенная непременно ответит вам на это благодарностью и пошлет вам положительную энергию, которая усилит вашу внутреннюю силу и не даст сбиться с ритма механизму внутренних часов.

Еще одним внешним фактором является смена времен года. В нашей стране осень, как известно, унылая пора. Если вы подвержены ее влиянию, то лучше всего отправиться на время самых затяжных дождей и промозглой погоды в отпуск в более теплые и солнечные страны. Если это невозможно, сделайте свою жизнь более яркой в домашних условиях.

Примените более мощные лампочки, украсьте квартиру цветами, наполните приятными запахами с помощью ароматических палочек. Если игнорировать все это и пустить внутреннее время на самотек, то можно его потерять.

Последствия

Потеря биологических ритмов может привести к множеству проблем. Это и недомогание, и потеря трудоспособности, и психические нарушения. Если вы почувствовали такие симптомы, как непонятно откуда взявшаяся усталость, сонливость или, наоборот, бессонница, потеря аппетита или излишнее желание есть все, что попадается на глаза, срочно сверьте свое состояние с внутренними часами и приступайте к починке механизма.

Как восстановить?

Прежде всего следует восстановить привычный режим дня. Его нужно составлять с учётом индивидуальных особенностей. Прежде чем настроить организм на правильную работу, произведите подсчет своих биоритмов. Только потом приступайте к тому, чтобы составить личный график труда и отдыха.

Возьмите управление своим организмом в собственные руки. Изменить его состояние можно только в том случае, если верно распределить дела согласно индивидуальным особенностям. Жаворонкам противопоказаны ночные дискотеки, а совам – утренние пробежки. Однако это не значит, что от физических нагрузок нужно отказаться вовсе. Занятия спортом не только помогают в моделировании тела, они способствуют укреплению духа и биологических ритмов тоже.

Регуляция внутренних часов не произойдет до тех пор, пока вы не начнете к ним прислушиваться и жить по законам их времени. Старайтесь ложиться спать и вставайте в одно и то же время. Это же касается приема пищи.

Отправляйтесь в отпуск приблизительно в одни и те же сроки. Не устраивайте лишних потрясений своему организму. Вы же не стучите наручными часами о стену, даже если они противоударные. Так зачем же подвергать опасности собственное тело? Давайте ему больше свежего воздуха. Больше гуляйте и ежедневно проветривайте помещения, в которых живете и работаете.

Хорошо будет, если вы начнете разговаривать со своим внутренним «я» с помощью медитаций. В любом случае чаще прислушивайтесь к желаниям своего организма. Давайте ему отдыхать, дарите подарки в виде массажа и спа-процедур. Радуйте его полезными продуктами. Не отравляйте большим количеством жиров, особенно на ночь. Пищеварительной системе, как и мозгу, тоже необходим сон.

Не сбивайте биоритмы, заливая все клетки своего организма алкоголем, такая влага ему точно противопоказана. А вот чистой воды пейте не менее 1,5-2 литров в сутки.

Займитесь йогой, запишитесь в школу танцев или тренажерный зал. В качестве «удобрения» для своего тела и духа используйте травяные настои. При нарушениях биологических ритмов рекомендуются лимонник, стевия, левзея сафлоровидная, гинкго билоба и, конечно, женьшень.

В случае выполнения всех этих рекомендаций ваш корень жизни будет прочно удерживать вас в любых, даже самых непростых ситуациях.

Биологические ритмы в жизни человека

1. Биологические ритмы в жизни человека

Фабрика здоровья

2. Цель:

• Выяснить, какую роль играют биоритмы в
жизни человека
Задачи:
1. Определить к какому типу относятся
учащиеся 4 «А» класса
2. Изучить влияние биоритмов на
работоспособность учащихся
3. Составить рекомендации по оптимальному
режиму дня и отдыха с учетом биоритмов

3. Актуальность

• Человеческий организм подчиняется
ритмам, заложенным природой, и эти
ритмы оказывают влияние на все процессы,
происходящие в организме, и учет этих
ритмов и правильное отношение к ним —
основа человеческого здоровья.

Гипотеза:
Знание своего типа биоритма – залог
здоровья, успешного будущего.

4. Хронобиология – наука о биоритмах

10. Рекомендации

1. После окончания учебных занятий рекомендуется в течение получаса
побыть на воздухе (суммарная двигательная активность должна
ежедневно составлять не менее 2 ч.)
2. Стремитесь к правильному распределению умственной и физической
нагрузки в течение дня:
• К выполнению домашнего задания старайтесь приступать не позже
19ч.
• Для рационального обучения советуем учитывать трудность предметов.
Стремитесь к соблюдению временных рамок при выполнении
домашних заданий (не более 3 ч.).
Соблюдайте режим продолжения сна (не менее 8-8,5ч.) и правильного
времени отхода ко сну (не позже 23ч.)
3. Типовой режим дня рассчитан на «голубей», они легко настраивают
себя по социальным часам: и встают, когда надо, и вовремя заснут.
4. Распорядок дня «жаворонков» и «сов» нуждается в корректировке,
которая будет грамотно сочетать природные пики работоспособности
с нагрузками социальными.

И, прежде всего, с учебой.

11. Рекомендации (продолжение)

5. Для «жаворонков» рекомендуется: перенести часы учебных занятий на
утро. Стихи, которые многие рекомендуют учить перед сном,
жаворонку просто необходимо повторить, собираясь в школу.
Плотный завтрак. Посильные домашние и собственные дела
рекомендуется сделать с утра (позавтракать, полить цветы, накормить
или погулять с животными). Для «сов» рекомендуется: домашние
задания, сборку портфеля стоит сделать с вечера.
6.Лучший завтрак для «голубя» – хлеб с маслом, мармелад, кофе. Часов в
10 будет полезно добавить мюсли с молоком. Обед обязательно
солидный: суп, мясо или рыба с гарниром, пудинг. А на ужин – хлеб,
творог, чай, желательно не позже 9.30 вечера.
7. «Сове» лучше всего утром обойтись чашечкой кофе. Через пару часов
добавить небольшое количество пищи с углеводами. В обед – снова
углеводы и жиры в небольшом количестве. Главная часть дневного
рациона должна приходиться на вечер – салаты, макаронные
изделия, даже шоколад.

8. «Жаворонку» необходим обильный завтрак: сок, кофе, мюсли, хлеб с
колбасой или сыром. Этого вполне хватит, и на обед достаточно будет
большого салата. А вечером, между 7 и 8 часами, съешьте бутерброд

БиоРитмы: секрет гармонии и здоровья

Опять широко обсуждается перевод часовых стрелок: летнее время лучше или все же зимнее? Однако эти дебаты сделали важное дело: они привлекли самое пристальное внимание к биоритмам человека и хронобиологии.

Хронобиология — одна из самых необычных и удивительных наук, занимающихся здоровьем человека. Она исследует наши биологические ритмы и их роль в сохранении здоровья и продлении жизни.

Ведь свои биоритмы есть у каждой клетки, у каждого органа нашего тела. Если их биоритмы в порядке, они просто работают, никак не напоминая о себе. Если происходит сбой – начинаются болезни.

Но почему вообще происходит рассогласование биоритмов?

В том числе из-за перевода стрелок. Всего один час туда или сюда, а статистика удручает: растет количество депрессивных расстройств, возрастает травматизм, не говоря уже о головной боли, плохом настроении и обострении хронических заболеваний. Ведь мы практически не видим солнца, лишены ярких цветов: идем на работу – ночь, с работы – то же самое, глубокая «полярная» ночь.

Такие же последствия имеют сбои биоритмов из-за перемещения по часовым поясам, стрессов, работы по сменам, без отпусков.

Как же уберечь себя от болезней и депрессии, а свои биоритмы защитить от разбалансирования?

Принимайте витамины и препараты с учетом биоритмов!

Современная хронобиология занимается разработкой методов и средств для восстановления и гармонизации нарушенных биоритмов. И это направление — одно из наиболее перспективных в современной медицине, поскольку позволяет воздействовать на причины заболеваний на самых ранних стадиях развития, сократить сроки выздоровления, снизить риск побочных эффектов.

«Одна из важнейших причин сбоя биоритмов – дефицит микронутриентов, а также неправильное, хаотичное их потребление без учета суточных циклических изменений в организме», — считает профессор А.В. Васильев, руководитель лаборатории обмена веществ и энергии Института питания РАМН.

Да, технический прогресс избавил нас от тяжелого физического труда. Наши предки тратили 5–6 тысяч калорий в день, а нам хватает 1,5–2 тысяч. В результате мы сократили объем пищи. А витаминов¸ минералов, всего полезного нам надо столько же, сколько и раньше! Таким образом, в связи с повышенной нагрузкой возникает дефицит активных веществ.

По мнению профессора Васильева, естественный уровень биоритмов необходимо поддерживать с помощью ритмичного обеспечения организма незаменимыми факторами питания, в первую очередь витаминами и микроэлементами, организуя их доставку в строго определенное время суток.

Взяв за основу достижения хронобиологии и дополнив их собственными исследованиями, российская компания «Эвалар» создала серию из нескольких препаратов, которые действуют в согласии с естественными суточными биоритмами человека. Серия получила «говорящее» название «БиоРитм«. Эта инновация позволила значительно повысить степень усвоения биологически активных веществ в препаратах и увеличить точность и эффективность их действия.

Компания «Эвалар» — крупнейший в России производитель натуральных препаратов для укрепления здоровья, поэтому при создании серии «БиоРитм» были использованы накопленные за 20 лет работы богатейшие знания о применении растительных веществ.

«БиоРитм»: забота о здоровье 24 часа — и днем, и ночью

Говорят, дорога ложка к обеду. Если вы примете утром вещества, необходимые для ночного восстановления, организм потратит их впустую. А вечером хуже усвоятся компоненты, важные для активной дневной деятельности. Поэтому действующие вещества во всех препаратах серии “БиоРитм” разделены на 2 таблетки: для приема утром и вечером. «Утренняя таблетка» содержит компоненты, важные для поддержания активной деятельности и защиты организма в течение дня, а «вечерняя таблетка» обеспечивает полноценное восстановление и питание органов ночью.

На сегодняшний день действие препаратов серии “БиоРитм” охватывает 4 наиболее актуальных сферы: борьба со стрессами, здоровье глаз, здоровье суставов и общее укрепление организма. Все они позволяют заботиться о здоровье не только днем, но и ночью.
Стресс, депрессия? БиоРитмы нам помогут!

«БиоРитм Антистресс 24 день/ночь» помогают защитить организм от стрессов и нервных потрясений в течение дня, а ночью — быстро заснуть и эффективно восстановить нервную систему.

По прогнозам ВОЗ, к 2020 году, совсем скоро, депрессии выйдут на второе место среди основных болезней, приводящих к утрате трудоспособности. Зачастую причина экзогенных депрессий — затяжные стрессы.

Поскольку стресс – явление круглосуточное, простых успокоительных и снотворных большинству из нас уже недостаточно. Поэтому профессор Васильев советует обратить внимание на двухфазные препараты, т.е. состоящие из утреннего и вечернего комплексов, как, например, «БиоРитм Антистресс 24 день/ночь«. Такая форма в наибольшей степени позволяет учесть структуру биоритмов человека и полноценно противостоять повреждающему влиянию стрессов днем, а ночью дает возможность расслабиться и спокойно заснуть.

«БиоРитм Антистресс 24 день/ночь» — фитопрепарат, содержащий не только экстракты растений, но и комплекс витаминов. Дневная таблетка помогает контролировать эмоции без сонливости и снижения активности, ночная таблетка успокаивает, расслабляет и помогает заснуть ночью. Раздельный прием обеспечивает последовательность воздействий, способствует нормализации суточных биологических ритмов.

БиоРитмы для зрения

Глаза – один из главных инструментов синхронизации суточных биоритмов, ведь именно с их помощью мы следим за движением солнца, отличаем день от ночи. Проблемы со зрением портят этот синхронизатор!

И хотя глаза ночью спят, по мнению профессора Васильева, недостаточно поддерживать зрение с помощью витаминно-минеральных комплексов только дневного действия. Ведь биоритмы имеют и дневную, и ночную фазы.

Главное отличие биокомплекса «БиоРитм Зрение 24 день/ночь» – в умении доставлять полезные вещества в нужное время и в нужное место, поскольку они разделены на 2 таблетки с учетом их эффективности в течение суток.

Препарат «БиоРитм Зрение 24 день/ночь» включает самые эффективные для здоровья глаз компоненты — таурин, лютеин, экстракт черники и другие полезные для зрения компоненты, разделенные также на утреннюю и вечернюю таблетки. Утренняя таблетка помогает улучшить кровообращение, повысить остроту зрения, защитить глаза от ультрафиолета и предотвратить их покраснение в течение дня. Вечерняя — способствует полноценному питанию и восстановлению тканей глаз ночью, укрепляет стенки сосудов.

Для общего укрепления организма серия «БиоРитм» предлагает «БиоРитм Поливитамины«. Помимо инновационного принципа разделения действующих веществ, этот комплекс отличается еще и тем, что содержит не только все важнейшие витамины и минералы, но и 5 видов фруктов и 4 вида овощей. А это значит, что организм получает все самое полезное в максимально доступной органической форме.

Если же вы хотите защитить здоровье суставов, «БиоРитм Суставы 24 день/ночь» — таблетки и комплекс кремов — помогут вам сделать это в соответствии с вашими «внутренними часами». Живите в согласии собственным организмом, используйте знания о собственных биоритмах и сохраните здоровье на долгие годы. Ведь хронобиология утверждает: если биоритмы в порядке, значит, и организм работает, как часы!

Опубликовано на правах рекламы. БАД. Не является лекарством. Перед применением ознакомьтесь с инструкцией.

Биоритмы и их роль в жизнедеятельности человека контрольная 2010 по биологии

РЕФЕРАТ по дисциплине «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ» на тему: «Биоритмы и их роль в жизнедеятельности человека» План Введение 1. Роль биоритмов в обеспечении жизнедеятельности человека 1.1 Биологические ритмы и старение 1. 2 Гармонизация биоритмов 2. Роль витаминов и микроэлементов в гармонизации биоритмов 2.1 Основные биологические свойства витаминов 2.2 Основные биологические свойства микроэлементов 2.3 Основные биологические свойства витаминоподобных веществ 3. Что такое хронобиотики? 4. Общие советы по режиму дня для «жаворонков» 5. Общие советы по режиму дня для «сов» 6. Биология успеха: строим карьеру по биоритмам 7. Методика расчета биоритмов Выводы Список литературы Суточные ритмы человека интересны прежде всего тем, что максимум и минимум активности разных биологических процессов не совпадают во времени. Существуют экспериментальные данные о наличии суточного ритма в работе органов пищеварения. Образование желчи в печени чередуется с образованием гликогена. В первой половине дня образовывается наибольшее количество желчи, которая обеспечивает оптимальные условия для переваривания, в частности, жиров. Во второй половине дня печень накапливает гликоген и воду. В утренние часы усиливается перистальтика кишечника и моторная функция желудка, происходит очищение кишечника. Вечером наиболее выраженная выделительная функция почек, минимум ее приходится между 2-я часами ночи и 5-ю часами утра. В течение суток фазы работоспособности также чередуются с периодами расслабления и сна. При этом пик активности с утра приходится на период с 8 до12 часов, а дневной пик активности выпадает на период с 15 до 18 часов. Эти периоды активности обязательно чередуются периодами расслабления. Кроме того, оказывается, что свое биологическое расписание есть и у каждого нашего органа. Если мы будем придерживаться этого расписания, то мы надолго сохраним свою красоту и здоровье [3]. 3.00 — 6.00: самый тяжёлый и истощающий период для организма. Для него характерно самое низкое кровяное давление. 6.00 — 7.00: оптимальное время для перехода от сна к бодрствованию. 5.00 — 7.00: период наибольшей активности толстого кишечника и оптимальное время для очищения организма. 7.00 — 9.00: время наибольшей активности желудка, и, следовательно, это время хорошо использовать для первого приема пищи. 8.00 — 9.00: в кровь поступает наибольшее количество половых гормонов. 9.00 — 10.00: оптимальное время для медицинских процедур, связанных с внешним воздействием, так как в это время кожа мене всего чувствительна к уколам. 10.00 — 12.00: время наиболее активной работы мозга и лучшее время для интеллектуальной работы. 13.00 — 15.00: время активности тонкого кишечника. Это означает, что если вы перед этим пообедали, то за два часа пища наилучшим образом усвоится. 16.00 — 18.00: это время лучше использовать для физической работы и спорта. Именно в этот период быстрее всего отрастают волосы и ногти. 17.00 — 19.00: в это время мы лучше всего улавливаем нюансы вкуса, ароматов и музыки. 18.00 — 20.00: в это время печень легче всего справляется с алкоголем. 18.00 — 20.00: в этот период лучше всего накладывать косметические маски. Это время красоты, так как в эти часы кожа максимально чувствительна к косметическим процедурам. 18.00 — 21.00: время для самых задушевных бесед. В это время человек открыт для общения и острее всего чувствует одиночество. 19.00 — 21.00: в этот период максимально подвижны наши суставы, а значит, он хорошо подходит для занятий йогой и упражнений на растяжку и расслабление. 22.00: начиная с этого времени, особенно интенсивно начинают действовать защитные силы организма. Именно это время наиболее благоприятно для отхода ко сну. Знание биоритмов человека позволяет изготовить хронологические календари, которые улучшают нормальное протекание жизни и оптимизируют результаты человеческой деятельности. Вот некоторые данные о пиках биологических процессов в организме в течение суток: • макс. чувствительность пальцев — 15-16 ч. • макс. сжатие руки — 9-10 ч. • макс вырабатывание желудочных кислот — 13 ч. • макс. восприимчивость к инъекциям — 9 ч. • макс. работоспоcoбность печени — 18-20 ч. • макс. работоспоcoбность легких — 16-18 ч. • макс. рост волос и ногтей — 16-18 ч. • макс. активность мозга — 10-12 ч. • мин. внимание водителей — 2 ч. • труднее всего оставаться в одиночестве — 20-22 ч. • мин. coсудистое давление — 4-5 ч. • макс. активность для мужчин и женщин — начало осени. 1.1 Биологические ритмы и старение Согласно одному из научных определений, биологические ритмы обеспечивают способность организма к адаптации и выживанию в изменяющихся условиях среды. Отсюда следует, что при нарушении биологических ритмов устойчивость человека к различным факторам окружающей среды снижается. А поскольку одним из главных признаков старения организма является именно снижение способности противостоять разрушительным внешним влияниям, возникает закономерный вопрос о том, не является ли нарушение биоритмов одной из причин старения [4]. Как показывают современные исследования, биологические ритмы человека претерпевают значительные изменения на протяжении всего возрастного цикла. Так, у новорожденных и младенцев биоритмический цикл является очень коротким. Фазы активности и расслабления сменяются через каждые 3-4 часа. Более того, у детей до 6-8 лет практически невозможно определить хронотип (т.е. «жаворонок» или «сова»). По мере взросления ребенка циклы биологических ритмов постепенно удлиняются и к началу полового созревания приобретают характер суточных биоритмов. В это же время формируются хронотипы, которые определяют характер биоритмов в течение практически всей взрослой жизни. В период с 20 до 50 лет биологически ритмы человека являются наиболее стабильными. (Интересно, биоритмологическую активность, будучи синтезированными или выделенными в чистом виде. Как оказалось, большинство известных хронобиотиков проявляют свою активность только в присутствии определенных витаминов, витаминоподбных веществ и микроэлементов, которые вместе с хронобиотиками содержатся в растении. Более того, удалось установить, что витамины и микроэлементы обладают собственной биоритмологической активностью. Так были разработаны первые витаминно- минеральные комплексы с растительными хронобиотиками. 2. Роль витаминов и микроэлементов в гармонизации биоритмов Всем известно, что дефицит витаминов и микроэлементов может сопровождаться резким снижением работоспособности и жизненного тонуса, не говоря уже о снижении устойчивости ко многим заболеваниям. Это объясняется тем, что витамины и минеральные вещества являются универсальными регуляторами большинства клеточных функций. Cамо слово «витамин» переводится как «вещество, необходимое для жизни». Начиная с самых ранних этапов эволюции, сначала одноклеточные, затем многоклеточные организмы и, наконец, сам человек научились использовать биологически активные вещества пищи для регуляции своей жизнедеятельности. Уже древние врачи знали о том, что в пищевых продуктах содержатся определенные вещества, при дефиците которых могут развиваться разные заболевания. Люди с цингой быстро поправлялись, если им давали лимонный сок, больные с тяжелым малокровием вставали на ноги, ежедневно получая сырую печень, а народы северных стран давно научились лечить рахит с помощью рыбьего жира. Достаточно посмотреть на краткий перечень свойств витаминов и микроэлементов, чтобы понять их важность для организма. 2.1 Основные биологические свойства витаминов Витамин С: мощный антиоксидант; укрепление иммунитета; защита кровеносных сосудов; укрепление костей и зубов; участие в синтезе гормонов; регуляция обмена холестерина. Витамин В1: регуляция углеводного обмена; регуляция жирового обмена; энергообеспечение работы сердца. Витамин В2: регуляция белкового обмена; укрепление волос; улучшение внешнего вида кожи. Витамин В6: участие в кроветворении; повышение физической работоспособности; укрепление иммунитета; регуляция белкового обмена. Витамин В12 и фолиевая кислота (витамин В9): регуляция синтеза гемоглобина; повышение умственной работоспособности; защита сердечно- сосудистой системы. Пантотеновая кислота (витамин В3): укрепление иммунитета, регуляция пищеварения; участие в синтезе гормонов. Витамин РР (ниацинамид): регуляция пищеварения; регуляция нервной деятельности; защита клеток кожи. Биотин (витамин Н): укрепление волос; улучшение внешнего вида кожи. Витамин А: улучшение зрения; поддержание эластичности кожи; регуляция сексуальных функций; укрепление иммунитета. Витамин D3: укрепление костей; участие в усвоении кальция организмом. Витамин Е: защита сердечно-сосудистой системы; поддержание функций мозга; регуляция сексуальных функций; укрепление иммунитета; повышение физической работоспособности. 2.2 Основные биологические свойства микроэлементов Железо: участие в синтезе гемоглобина; улучшение состояния кожи, волос и ногтей. Йод: регуляция активности щитовидной железы; профилактика ожирения и атеросклероза; активизация деятельности мозга. Селен: защита сердца и сосудов; замедление процессов старения; укрепление иммунитета. Марганец: укрепление суставов и костей; укрепление сосудов; регуляция кроветворения. нашего организма зависят не только от поступления белков, жиров и углеводов, представляющих собой основные строительные и энергетические материалы, но и от ежедневного поступления вместе с пищей большого количества регуляторных веществ, к которым относятся витамины, витаминоподобные вещества, микроэлементы и многие другие биологически активные компоненты пищи. Если в организме существует хронический дефицит этих незаменимых веществ, возникает конфликтная ситуация. Биологические ритмы вступают в свою активную фазу, что требует от организма активной работы, а тот просто не может справиться с повышенной нагрузкой из-за дефицита витаминов, регулирующих работу сердечно- сосудистой или, например, мышечной системы. Или, наоборот, в соответствии с релаксационной фазой биоритмов все органы и системы человека должны отдыхать, но настоящего расслабления не получается, т.к. клетки организма постоянно посылают тревожные сигналы о дефиците витаминов или минеральных веществ. Совсем не удивительно, что в этой ситуации происходит быстрое рассогласование биологических ритмов. Днем человек чувствует себя усталым и неработоспособным, а ночью не может полноценно выспаться. Согласитесь, многие из нас чувствовали это поздней зимой и весной, когда более всего проявляется гиповитаминоз. Наоборот, люди, которые постоянно принимают витаминно-минеральные препараты, гораздо легче переносят ситуации, связанные с нарушением биоритмов. В этом случае витамины и микроэлементы повышают устойчивость организма и его способность к быстрому самовосстановлению. В целях профилактики биоритмологических нарушений специалисты рекомендуют комплексные препараты, содержащие все необходимые витамины, микроэлементы, а также большинство витаминоподобных веществ. При этом желательно, чтобы эти препараты были двухфазными, т.е. состояли из утреннего и вечернего комплексов. Такая форма в наибольшей степени позволяет учесть структуру биоритмов человека. 3. Что такое хронобиотики? Определение. Хронобиотики — это новый класс растительных биологически активных веществ, главным свойством которых является способность регулировать различные фазы биологических ритмов человека. На сегодняшний день это единственный класс природных соединений, которые обладают доказанным биоритмологическим действием. Виды хронобиотиков. В соответствии с двухфазным характером биологических ритмов хронобиотики подразделяются на два основных подкласса: D-хронобиотики (от лат. diurnal — дневной) и N-хронобиотики (от лат. nocturnal — ночной). При этом D-хронобиотики регулируют преимущественно активную (дневную) фазу биологических ритмов, а N- хронобиотики — релаксационную (ночную) фазу. Некоторые исследователи дополнительно выделяют еще один очень узкий класс хронобиотиков, занимающий промежуточное положение. Это так называемые C- хронобиотики (от лат. circadian — круглосуточный), которые одновременно регулируют обе фазы биоритмов [4]. Механизмы действия хронобиотиков. Как действуют хронобиотики? В настоящее время изучены два основных механизма биологического действия хронобиотиков. Так называемые нейротропные хронобиотики воздействуют на биологические ритмы, активируя или, наоборот, успокаивая нервную систему. Этот механизм действия характерен как для D-хронобиотиков, так и для N-хронобиотиков. Метаболические хронобиотики воздействуют на биоритмы через энергетическую систему клеток, стимулируя интенсивное образование биологической энергии, поддерживающей активность всего организма. Такой механизм регуляции биоритмов характерен почти исключительно для D- хронобиотиков. Природные источники хронобиотиков. К настоящему времени эффективные концентрации хронобиотиков обнаружены в следующих лекарственных и пищевых растениях: Источники D-хронобиотиков — маралий корень (левзея), дягиль, хвоя пихты, зеленый чай, кофейное дерево, элеутерококк. Источники N-хронобиотиков — валериана, душица, хмель, мята перечная, хохлатка, пион [5]. Сон «Жаворонки» обычно засыпают легко. Однако если по какой-либо причине они не лягут в кровать в то время, когда им «смертельно» хочется спать, они могут поломать себе всю ночь. Если все же есть проблемы с засыпанием, можно существенно облегчить отход ко сну, воспользовавшись следующими простыми правилами: 1) старайтесь ложиться в одно и то же время; 2) примерно за 40 минут до сна прекратите работу на компьютере или просмотр телепередач; 3) перед сном желательно прогуляться или принять расслабляющую ванну; 4) не принимайте плотную пищу менее чем за 2 часа до сна. Вместо этого выпейте полстакана молока с медом — это способствует мягкому засыпанию; 5) перед сном хорошо проветрите комнату. 5. Общие советы по режиму дня для «сов» Пробуждение Для большинства «сов» оптимальное время пробуждения 10-11 часов утра. К сожалению, рабочий день в большинстве стран мира создан для «жаворонков», и поэтому мы приводим ряд рекомендаций по облегчению процесса раннего пробуждения. Облегчить пробуждение можно просто постепенное возвращение к сознанию должно происходить при помощи «мягкого» будильника. Например, он должен звучать не рядом, а в соседней комнате. А японцы вообще придумали будильник, который в нужное время издает аромат какого-нибудь цветка. Постепенно усиливающийся аромат может разбудить вернее, чем резкий сигнал. Для мягкого пробуждения можно использовать магнитофон. Если он полчаса будет негромко наигрывать выбранную Вами мелодию, Вы пробудитесь самым ненасильственным образом. Правда, какой бы способ пробуждения Вы ни выбрали, необходимо соблюдать одно непременное условие: как только проснулись, не давайте себе оставаться под одеялом «еще минуточку» — сразу же примите контрастный или горячий душ, прихватив в ванную комнату «энергетический» напиток (мед и половинка лимона на стакан горячего зеленого чая). После водных процедур можно выпить чашку натурального кофе. К процессу пробуждения можно подключить запахи (вспомните «ароматический» будильник». Эфирное масло сосны хорошо снимает утренний стресс, а масло цитрусовых поднимает настроение. Питание Составляя свою диету, помните о том, что «совиные» желудки просыпаются только через два часа после подъема. Поэтому сразу после пробуждения «совам» рекомендуется выпить стакан минеральной воды, чтобы разбудить желудок и избавить его от накопившихся за ночь шлаков. Хорошо выпить стакан грейпфрутового или яблочного сока. Можно также съесть легкий фруктовый салат, поскольку фрукты в любом виде стимулируют соковыделение. Завтрак «сов» должен быть по возможности безбелковым. Это могут быть кисломолочные продукты типа йогурта, мюсли, тосты с джемом. Лучшим утренним напитком для «сов» является натуральный кофе. Через два-три часа завтрак можно повторить, включив в него фрукты, шоколад или мед, хлебцы и кофе. К обеду пищеварительная система «сов» набирает силу и начинает требовать белки. Это могут быть мясные или рыбные блюда. На полдник (с 17 до 19 часов) рекомендуется зеленый чай и сухофрукты. Лучший ужин для «сов» — это легкоусвояемые белки, такие как рыба, сыр или орехи. Белковая пища поможет долго сохранять чувство сытости и избежать еды на ночь. Однако во время ночных бдений «совам» может потребоваться вновь перекусить. Для этого лучше всего подойдут бананы, нежирный йогурт и долька шоколада. Из всех витаминов «совы» больше всего нуждаются в витаминах С, А и группы В. Следует также особо позаботиться о минеральных веществах, таких как кальций, железо и селен. Оптимизировать свои биоритмы «совы» могут с помощью таких лекарственных растений, как маралий корень (левзея), элеутерококк, мята и душица. Работа В отличие от «жаворонков» у большинства «сов» есть три пика интеллектуальной активности. Первый пик (дневной) наблюдается с 13.00 до 14.00, второй (вечерний) — с 18.00 до 20.00 часов и, наконец, третий (ночной) — с 23.00 до 01.00. При этом наиболее полноценным является вечерний период. В соответствии с этими периодами активности и нужно строить свой рабочий день. Физическая активность «сов» имеет несколько другой характер. Она постепенно нарастает начиная с 14.00, достигает своего пика к 19.00, после чего снижается к 21.00. Спорт «Совам» не следует с утра крутить педали на велотренажере или толкать гири. В это время их организм еще не готов к физическим упражнениям. Около 12-13 часов можно совершить пробежку трусцой. Вечером рекомендуются следующие виды физических упражнений: физическая нагрузка с отягощением, прогулка быстрым шагом или плавание. незаконченное дело так и повиснет, создавая ощущение опоздания и нервозности и, скорее всего, так и перекочует в завтрашний день. «Хвостов» нет? Посвятите утро планированию, разработке стратегий на сегодняшний день или более длительный период. Сейчас вы можете адекватно оценить, сколько времени и сил потребует то или иное дело: уровень самоконтроля достигает пика через два-три часа после пробуждения. Особый ритуал. Чашка горячего кофе и, обязательно, что-нибудь сладкое. Оно сделает вас устойчивой и доброжелательной личностью среди ворчащих спросонок коллег. А если вы привлечете их к утреннему действу, очень скоро у них выработается «условный рефлекс», и ваше появление всегда будет для них маленьким праздником. Это очень облегчит жизнь. Воздержитесь от важных встреч и переговоров. Время для них наступит очень скоро. А сейчас в крови максимально высок уровень гормона стресса, кортизола, и любое необдуманное слово или не та интонация способны испортить настроение и нужные отношения. И не тратьте время на e-mail-ы и телефонные разговоры. Они уместнее к вечеру, а сейчас вы только растратите рабочий заряд впустую. 11:00-13:00 — прилив жизненных сил. Чем заняться. Время действовать! Проводите презентацию, представляйте на суд окружающих свой самый смелый проект, отправляйтесь на переговоры: сложные дела, если вы заранее продумали их, — они сейчас пройдут в полном соответствии с планами. В эти часы наблюдается повышение интереса к окружающим, поэтому уж от равнодушного молчания собеседников вы сейчас застрахованы. Доказано, что больше всего сил теряете, пробиваясь сквозь стену безразличия, а искренний интерес к вашим делам и начинаниям вдвое повышает эффективность и производительность. Кроме того, ваш голос звучит сейчас наиболее мягко и приятно: утренняя хрипотца прошла, а перенапряжение связок ещё не наступило. Используй этот момент! Тембр голоса, как уверяют психологи, даже более важен для ваших слушателей, чем слова, которые вы произносите: он создает общее впечатление. Особый ритуал. Прежде чем отправиться на личную встречу, несколько минут подумайте об этом человеке с симпатией. Вы поможете ему настроиться благосклонно до того, как переступите порог его кабинета. Воздержитесь от чрезмерных обязательств и обещаний. Сейчас вы настроены любить всё человечество, включая начальство и конкурентов, поэтому вас легко уговорить на невыгодный проект, ввернув в разговоре одну-две похвалы вашему уму и талантам. 13:00-15:00 — сохраняется рабочее настроение предшествующих часов, но эйфория постепенно стихает. Чем заняться. Идеальное время для работы с документами. В середине дня острота зрения максимальна: активно работают слёзные железы, предохраняющие роговицу от напряжения. Да и глазные мышцы полностью отходят от ночного расслабления не раньше полудня. Если сегодня не избежать конфликтной ситуации, планируйте неприятный разговор на этот отрезок времени. По крайней мере, обойдётся без нервных срывов и угрозы немедленного увольнения. Особенно если вы аргументируете свою позицию и постараетесь понять противоположную сторону. Не тяните: через час общий настрой сменится, и удержать ситуацию в рамках будет сложнее. Особый ритуал. Несколько дыхательных упражнений. А во время обеда не забудьте посыпать салат чёрным перцем. Помимо всех прочих достоинств, он стимулирует работу сердца, от которого сейчас, как никогда, зависит ваше состояние в целом — и эмоциональное, и физическое. Воздержитесь от ненужного напряжения и беспокойства. В это время особенно легко впасть в панику по поводу отставания от графика. Если сохраните спокойствие, наградой станет удивительная работоспособность во второй половине дня. 15:00-19:00 — время расслабления и общения. Чем заняться. Теперь время проверять почту, обзванивать партнёров и клиентов, составлять приглашения, рекомендательные письма и пресс- релизы. Интуиция сейчас не на высоте, а вот логика приобретает свойства железной, да и интеллект в порядке. Вы чётко знаете ответ на вопрос «почему» («как» лучше оставить на завтрашний день) и без труда выявляете логические сбои, прокравшиеся в проект договора. Особый ритуал. Чувствуете, что устали? Зайдите в соседний отдел, выпейте чаю — лучше всего с солёным печеньем или фисташками. Эти 15 минут помогут эффективно прожить оставшееся до конца рабочего дня время, так что не пожалейте их. Если коллеги (и все на свете) надоели, уединитесь и активно помассируйте уши так, чтобы к ним прилила кровь. Это упражнение помогает стряхнуть оцепенение и усталость и благотворно влияет на почки. Воздержитесь от желания обрубить якоря, сжечь мосты и порвать отношения. Особенно сильно и, как следствие, опасно это желание после 17:00 (второй такой пик приходится на время от пяти до семи утра, но для карьерного роста он не опасен). Это не вы — это ваше тело. Оно требует развлечений. А раз уж вы заставляете его сидеть на работе, оно сообщает вам о своём недовольстве доступными способами — через эмоции и усталость. Общее количество дней составляет 7305+ 169 = 7474 дня. Дальше расчет можно вести на калькуляторе по такому алгоритму: 1) 7474/23 = 324,9565217; (324,9565217 — 324) *23 = 21,999 ~ 22. 2) 7474/28 = 266,9285714, (266,9285714 — 266) *28 = 25,999 ~ 26. 3) 7474/33 = 226,4848484, (226,4848484 — 226) *33 = 15,999 ~ 16. Полученные цифры 22, 26, 16 означают, что 1 сентября 2000 года идет 22-й день физического, 26-й день эмоционального и 16-й день интеллектуального циклов студента (студентки). Анализируем, в какой части периода — положительной или отрицательной — находятся вычисленные дни (рис.2). Рис.2. Графики периодов Строим календарный график биоритмов на сентябрь 2000 года (рис.3). Рис.3. Календарный график биоритмов Выводы Анализируя полученный график, делаем вывод, что наиболее неблагоприятные с точки зрения безопасности жизнедеятельности студента будут 1, 2, 13, 17, 18, 25 сентября. В эти дни следует быть особенно внимательным и по возможности избегать ситуаций, связанных с напряжением внимания (управление автомобилем), изнурительным физическим и умственным трудом, путешествованием. Список литературы 1. Биологические ритмы / Под ред.Ю. Ашоффа: В 2 т. — М.: Мир, 1984. Т.1. С.5-406; Т.2. С.5-260. 2. Бреус Т.К., Чибисов С.М., Баевский Р.М., Шебзухов К.В. Хроноструктура биоритмов сердца и внешней среды. — М.: Издательство Российского университета дружбы народов, 2002. — 232 с. 3. Гласс Л., Мэки М. От часов к хаосу. Ритмы жизни. — М.: Мир, 1991. — 248 с. 4. Оранский И.Е., Царфис П.Г. Биоритмология и хронотерапия (хронобиология и хронобальнеофиэиотерапия). — М., 1989. — 159 с. 5. Хронобиология и хрономедицина / Под ред.Ф.И. Комарова. — М.: Медицина, 1989. — 401 с. 6. Лебедев Н.Н. Биоритмы пищеварительной системы. М: Медицина, 1987. — 320 с. 7. Желібо Є.П. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник для студентів ВЗО України. — Київ: «Каравела», 2001. — 320 с.

Биологические ритмы жизненного цикла человека и их связь с функциональными изменениями в супрахиазматическом ядре

Биологические ритмы играют важную роль в жизненном цикле человека. Эндогенные ритмы уносятся окружающей средой и имеют астрономический аналог, который очевиден для дневных, месячных и годовых ритмов и, возможно, также может присутствовать в недельных ритмах. Циркадные ритмы присутствуют, например, вуровень тестостерона, самопроизвольные роды, инсульты и смерть от сердечно-сосудистых причин. Цирказептановые ритмы присутствуют, например, в самопроизвольные роды, уровни 17-кетостероидов, инфаркты миокарда и инсульты. Связь этих ритмов с супрахиазматическим ядром (SCN) пока не установлена. Циркатригинтановые ритмы, такие как менструальный цикл, до сих пор не были связаны с SCN. Круговые ритмы присутствуют, например, в настроение, самоубийства, размножение, вес при рождении, сон и время рождения психиатрических больных.SCN человека показывает сильные циркадные и околгодовые колебания количества нейронов, экспрессирующих вазопрессин. Популяция вазопрессина и VIP-клеток SCN развивается поздно, то есть по большей части постнатально. После 50 лет амплитуда суточных и круглогодичных колебаний количества клеток вазопрессина снижается, тогда как количество нейронов, экспрессирующих вазопрессин, уменьшается после 80 лет, и это происходит еще больше и раньше при болезни Альцгеймера. Половые различия присутствуют в форме субъядра вазопрессина в SCN и в количестве клеток вазоактивного кишечного полипептида (VIP).Половые различия в SCN, удвоение количества нейронов вазопрессина в SCN гомосексуальных мужчин и различные экспериментальные наблюдения на животных показывают, что SCN участвует в половом поведении и воспроизводстве. Точная роль SCN в этих процессах является предметом текущих исследований.

биоритмов | Encyclopedia.com

КОНЦЕПЦИЯ

Люди часто говорят о биологических часах — термине, обозначающем модели энергии и истощения, функционирования и отдыха, а также бодрствования и сна, которые характеризуют повседневную жизнь.Фактически, концепция биологических часов или циркадного ритма является частью более широкой картины биологических циклов, таких как менструация у самок млекопитающих. Такие циклы, которые принимают различные формы у широкого круга организмов, известны как биологические ритмы. Эти ритмы можно определить как процессы, которые периодически происходят в организме в сочетании с периодическими изменениями условий окружающей среды, например, с изменением количества доступного света, и часто в ответ на них. Не все аспекты биологических часов являются частью повседневного опыта, и это к счастью, поскольку эти прерывания здорового потока биологических ритмов могут угрожать благополучию человеческого организма.Среди этих проблем упорядоченной работе телесных «часов» — нарушение биоритмов, сезонное аффективное расстройство (САР) и другие расстройства, связанные с рядом причин, включая употребление наркотиков.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Понимание биологических ритмов

Среди множества разновидностей биологических ритмов наиболее известны те, которые связаны со сном и бодрствованием, которые являются частью циркадного ритма, который мы обсудим позже в этом эссе. Циркадные, или суточные, циклы — это только один тип биологического ритма.Некоторые ритмы имеют цикл короче дня, а другие основаны на месячном или даже годовом графике.

Не все циклы связаны со сном и бодрствованием: менструация, например, — это месячный цикл, связанный с отслаиванием слизистой оболочки матки, репродуктивного органа, обнаруженного у большинства самок млекопитающих. Другой биологический ритм — биение сердца, которое, конечно, происходит с очень короткими интервалами. Тем не менее, циркадный ритм является наиболее универсальным из биологических циклов, и он находится в центре нашего внимания в этом эссе.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ.

При обсуждении работы биологических ритмов часто используется термин биологические часы. Биологические часы — это любой внутренний механизм организма, который управляет его биологическими ритмами. Один из таких механизмов, который мы рассмотрим в следующем разделе, — это шишковидная железа. Внутренние часы работают независимо от окружающей среды, но на них также влияют изменения условий окружающей среды.

Примеры таких изменений условий включают уменьшение (или увеличение) часов доступного света из-за смены сезонов или изменение времени из-за быстрого перемещения с запада на восток или с севера на юг.В последнем случае может возникнуть состояние, известное как смена часовых поясов, которое становится все более привычным для людей с момента появления регулярных авиаперелетов в середине двадцатого века.

Шишковидная железа

Управляющий биологическими циклами человека — «компьютер», который управляет нашими биологическими часами, — это шишковидная железа, конусообразная структура размером с горошину, расположенная глубоко внутри мозга. Одно время великий французский философ и математик Рене Декарт (1596–1650) считал, что шишковидная железа на самом деле является вместилищем души.Хотя сейчас это может показаться абсурдным, что уважаемый мыслитель серьезно попытался бы определить местонахождение души в пространстве, как если бы это был физический объект, утверждение Декарта было результатом часов кропотливого вскрытия, проведенного на животных.

В поисках человеческой души Декарт искал то невыразимое качество, описанное примерно пятнадцатью веками ранее римским императором и философом Марком Аврелием (121–180), который писал: «Это мое существо, каким бы оно ни было на самом деле, состоит из немного плоти, немного дыхания и часть, которая управляет.«Как выясняется, шишковидная железа , в некотором смысле« управляет частью »: она может быть не домом души (что, в любом случае, не является вопросом науки), но она действительно управляет циркадными ритмами человека и, таким образом, оказывает мощное влияние на то, как мы воспринимаем мир.

МЕЛАТОНИН

Шишковидная железа секретирует два гормона (молекулы, которые посылают сигналы в организм), мелатонин и серотонин. В 1990-х годах мелатонин стал популярным безрецептурным лекарством для людей, страдающих нарушениями сна, потому что считается, что этот гормон связан с здоровым сном.Ученые не до конца понимают роль, которую мелатонин играет в организме, хотя кажется, что он регулирует ряд дневных или ежедневных событий.

Кроме того, мелатонин, по-видимому, выполняет функцию контроля производства жира, что является одной из причин, почему хороший сон связан не только со здоровым образом жизни, но и со здоровым телосложением. Многие специалисты в области здравоохранения утверждают, что у взрослых существует тесная связь между «запасным колесом» (то есть накоплением жира вокруг талии) и стрессом, недостатком сна и низким уровнем мелатонина.

Среди множества ролей, которые мелатонин играет в организме, — его работа по регулированию уровня глюкозы в крови, который, в свою очередь, регулирует выработку гормона роста или соматотропина. Гормон роста связан с развитием безжировой массы тела, а не с жиром, поэтому спортсмены, участвующие в Олимпийских играх и других крупных спортивных соревнованиях, иногда незаконно «добавляли» его в качестве средства увеличения силы. Поэтому неудивительно, что у детей, которые явно нуждаются в большем количестве гормона роста и употребляют его, а также которым нужно больше часов сна, чем взрослые, также имеют более высокий уровень мелатонина.

СЕРОТОНИН.

Мелатонин — не единственный важный гормон, который секретируется шишковидной железой и имеет решающее значение для регуляции биологических часов. Дополняет мелатонин серотонин, который так же важен для бодрствования, как мелатонин для сонливости. Подобно мелатонину, серотонин выполняет несколько функций, включая регулирование внимания.

Серотонин входит в число веществ, отвечающих за способность человека со здоровым мозгом отфильтровывать фоновый шум и сенсорные данные.Отчасти благодаря серотонину вы можете читать эту книгу, не отвлекая внимание на другие сенсорные данные вокруг вас: голос говорящего поблизости, солнечный свет или пение птицы на улице, гудение света или вентилятор в помещении. комната.

Напротив, человек, находящийся под воздействием наркотика ЛСД (диэтиламида лизергиновой кислоты), не в состоянии произвести те автоматические корректировки фильтрации, которым способствует серотонин. Вместо этого он или она находится во власти, казалось бы, случайных вторжений внешних стимулов, таких как цвет краски на стене или звуки музыки, играющей на заднем плане.Секрет мощного галлюцинаторного эффекта ЛСД можно отчасти объяснить тем фактом, что он, по-видимому, имитирует химию серотонина в мозге, «обманывая» мозг, заставляя его принимать сам ЛСД как серотонин.

Что касается биологических часов и биологических ритмов, серотонин играет даже более важную регулирующую роль, чем мелатонин, поскольку мелатонин, по сути, создается в результате химического превращения серотонина. При регулярных ежедневных циклах организм превращает серотонин в мелатонин, таким образом влияя на организм, заставляя его засыпать.Затем, когда период сна подходит к концу, организм снова превращает мелатонин в серотонин.

РЕАЛЬНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Циркадные ритмы

Термин циркадный происходит от латинского около («около») и dies («день»), и, действительно, это занимает «около» дня чтобы организм прошел весь цикл превращений серотонина в мелатонин. На самом деле цикл занимает почти ровно 25 часов. Почему 25 часов, а не 24? Это увлекательный и непонятный вопрос.

Было бы разумно предположить, что естественный отбор благоприятствует тем организмам, чьи часы тела соответствуют регулярным циклам вращения Земли вокруг своей оси, которая определяет длину тела. день, а точнее солнечный день. Тем не менее, продолжительность дневного цикла человека была подтверждена в бесчисленных экспериментах, например, с испытуемыми в такой среде, как пещера, где уровни освещения поддерживаются постоянными в течение нескольких недель. В каждом таком случае биологические часы субъекта принимают 25-часовой цикл.

ВОЗМОЖНЫЕ ОБЪЯСНЕНИЯ ДЛЯ 25-ЧАСОВОГО ЦИКЛА.

Можно предположить, что длина цикла имеет какое-то отношение к тому факту, что скорость вращения Земли изменилась, как это действительно произошло. Но скорость вращения планеты уменьшилась на , на , потому что, как и все остальное во Вселенной, она постепенно теряет энергию. (Это результат второго закона термодинамики.)

Около 650 миллионов лет назад, задолго до появления людей или даже динозавров, Земля вращалась вокруг своей оси примерно 400 раз за интервал, необходимый для вращения вокруг Солнца.Это означает, что в году было 400 дней. К тому времени, когда Homo sapiens возник как вид около двух миллионов лет назад, дни были значительно длиннее, но все же короче, чем сейчас. Это только означает, что 25-часовые часы человеческого тела были бы еще менее совместимы с продолжительностью дня в далеком прошлом нашего вида.

Одно из возможных объяснений 25-часовых биологических часов — это продолжительность лунного дня или количество времени, которое требуется для того, чтобы Луна снова появилась в данном месте на небе Земли.В отличие от 24-часового солнечного дня, лунный день длится 24 часа 50 минут, что очень близко по длине к естественному человеческому циклу. Тем не менее, точная взаимосвязь между лунными циклами и циклами человеческого тела полностью не установлена: например, идея о том, что лунные циклы влияют на менструацию, кажется скорее слухами, чем фактами.

ПИКЫ И ЯЩИКИ.

С другой стороны, циркадные ритмы действительно отражают модели гравитационного притяжения Луны на Земле, что приводит к приливу и отливу каждый день.Точно так же циркадный ритм человека имеет свои взлеты и падения или пики и спады. В период циркадного спада, который наступает около 4 часов утра, температура тела самая низкая, тогда как на пике, около 16 часов, она достигает максимума. Человек может испытывать отставание в энергии после обеда, но обычно примерно к 4 часам дня энергия восстанавливается — результат того факта, что организм вошел в период пика своего цикла.

Этот факт, между прочим, указывает на большую мудрость практики, распространенной в испаноязычных странах и некоторых других частях мира: сиесты.Сиеста посвящает отдыху одну из наименее продуктивных частей дня, период после обеда, так что человек получает энергию на остаток дня и ранний вечер — именно в то время, когда энергия находится на пике. . Чтобы компенсировать время, «потерянное» на сон, многие такие общества придерживаются более позднего расписания: офисы закрываются рано вечером, а не поздно днем, а ужин подают примерно в 21:00.

Обратите внимание: хотя наши биологические часы работают по 25-часовому дню, они легко приспосабливаются к 24-часовому миру, в котором мы живем.Пока человек подвергается регулярным циклам дня и ночи, шишковидная железа автоматически адаптируется к продолжительности 24-часового солнечного дня. Если человек жил в пещере без солнечного света, не подвергаясь воздействию дневного света в течение длительного времени, шишковидной железе потребуется около трех недель, чтобы восстановить себя, но после этого она будет постоянно отслеживать земное время.

Настройка биологических часов — это не просто отправка сигналов для сна и бодрствования. Фактически, шишковидная железа находится в центре сложной информационной сети, которая контролирует циклы сна, температуру тела и гормоны, борющиеся со стрессом.Отсюда отмеченная нами ранее связь между температурой тела и циркадными ритмами: как только тело достигает самой низкой температуры в циркадном впадине, оно также входит в период чрезвычайно глубокого сна.

РЕГУЛИРОВКА ЧАСОВ КУЗОВА.

С этими режимами сна связано множество других функций организма. Например, бодибилдеры и другие люди, которые тренируются с отягощениями, испытывают наибольшие преимущества не при подъеме (который, по сути, разрывает мышцы, а не наращивает их), а во время отдыха — и особенно во время сна — после тренировки в начале дня. .Точно так же, как мы уже отметили, глубокий сон связан с ростом. Более того, похоже, что сновидения могут иметь важное значение для благополучия психики, давая возможность мозгу «очистить» сигналы и данные, которые он получал в течение предшествующих 16 часов бодрствования.

Учитывая эти и другие важные функции, связанные с глубоким сном, отсюда следует, что поддержание биологических часов имеет большое значение для здоровья человеческого организма. К счастью, Мозг животных запрограммирован на корректировку биологических часов, чтобы приспособиться к дневным циклам света и темноты.Мы обсудили средства, с помощью которых человеческий мозг достигает этого приспособления, но это не единственный мозг животного, оснащенный таким образом. «Птичий мозг» (в буквальном смысле) также может вносить изменения: в то время как у людей естественные 25-часовые часы, птицы работают по 23-часовому циркадному циклу, но их шишковидная железа также помогает им адаптироваться к 24-часовому циклу. солнечный день.

Мозг птиц, людей и других животных реагирует на особенности окружающей среды, известные под общим названием zeitgebers (по-немецки «дающие время»), которые помогают приспособиться к солнечному расписанию.Самый очевидный пример — смена дня на ночь, но есть и другие zeitgebers, о которых мы менее осведомлены в нашем обычном опыте. Например, магнитное поле Земли проходит свой 24-часовой цикл, который тонко влияет на наши биологические ритмы.

Вмешательство в биологические часы

В современной жизни люди часто вмешиваются в свои собственные биологические часы намеренно, прямо или косвенно и случайно. С одной стороны, человек может пить кофе, чтобы не спать по ночам, но он или она также может испытывать нарушение сна в результате какой-либо другой ситуации, которая может быть или не быть результатом целенаправленных действий.Примеры нарушений сна, которые являются побочным продуктом других видов деятельности, включают смену часовых поясов, а также нарушение работы биологических часов, которое часто возникает из-за употребления рекреационных наркотиков.

Причины вмешательства в биологические часы человека могут быть в той или иной степени вне контроля этого человека. Например, работа в ночное время — это состояние, которое почти никогда не подходит человеку, независимо от того, насколько человек может настаивать на том, что он или она «ночной человек». Тем не менее, от человека могут потребоваться такие обстоятельства, как график, экономическая необходимость или наличие работы, чтобы он устроился на ночную работу.Другим примером вмешательства в биологические часы может быть нарколепсия (состояние, характеризующееся кратковременными приступами глубокого сна) или какое-либо другое состояние, которое является либо врожденным (то, с чем человек рождается), либо симптоматическим (симптом какого-то другого состояния, а не условие само по себе).

БЕЛЫЕ НОЧИ.

По крайней мере один пример человеческого опыта, связанный с вмешательством в биологические часы, относится к условиям полностью вне контроля людей.Это ситуация «белых ночей» или «полуночного солнца», когда регионы крайнего севера — Россия, Аляска и Скандинавия — испытывают периоды почти постоянного дневного света с середины мая до конца июля. (Этому соответствует гораздо менее приятное явление: почти постоянная темнота с середины ноября до конца января.)

В это время люди часто облицовывают окна темным материалом, чтобы облегчить засыпание в мире, где Солнце в 3 часа ночи почти такая же яркая, как и в 3 часа ночи.м. Ситуация еще более выражена в Антарктиде, где исследователи и авантюристы могут оказаться намного ближе к Южному полюсу, чем люди в Санкт-Петербурге, Анкоридже или Осло к Северному полюсу.

В Антарктиде численность населения намного выше летом, в период, который совпадает с глубиной зимы в Северном полушарии, и ученые или альпинисты, путешествующие по отдаленным регионам, могут быть вынуждены спать в палатках, которые защищают от холода, но позволяют в свете.Однако обычно суровые условия жизни у Южного полюса связаны с такими нагрузками, что ночью люди готовы спать, при свете или без света.

НЕКОТОРЫЕ НАРУШЕНИЯ СНА.

Немногие люди когда-либо переживали белые ночи, но почти каждый страдал от временного приступа бессонницы — состояния, известного как преходящая бессонница. К сожалению, немногие страдают хронической бессонницей или другим нарушением сна. Бессонница, неспособность заснуть или спать, является одним из двух наиболее распространенных нарушений сна, другим является гиперсомния или чрезмерная дневная сонливость.

Преходящие формы бессонницы обычно лечатся лекарствами, отпускаемыми по рецепту на короткий срок, но более серьезные состояния квалифицируются как настоящие расстройства и могут потребовать длительного лечения. Эти расстройства могут иметь своей причиной употребление наркотиков (отпускаемых по рецепту или незаконных), а также медицинские или психологические проблемы. Среди наиболее распространенных из этих более специализированных расстройств — апноэ, регулярное прекращение дыхания, наиболее заметным симптомом которого является храп.

Апноэ, которым страдает значительная часть населения Соединенных Штатов, является потенциально очень серьезным заболеванием, которое может привести к удушью или даже смерти.Однако чаще его эффекты менее драматичны и проявляются в виде гиперсомнии, которая является результатом потери сна из-за того, что больной на самом деле много раз просыпается в течение ночи.

Другой крайностью апноэ с точки зрения распространенности среди населения является синдром Кляйне-Левина, который обычно поражает мужчин в возрасте от 20 до 20 лет. Синдром может вызывать драматические симптомы, которые варьируются от чрезмерной сонливости, переедания и раздражительности до ненормального поведения, галлюцинаций и даже потери сексуальных запретов.К этому странному сочетанию добавляется тот факт, что синдром Клейне-Левина обычно исчезает после достижения человеком 40-летнего возраста.

JET LAG.

Существует множество классов нарушений сна, в том числе нарушения циркадного ритма, связанные с сменой часовых поясов или графиком работы. Как мы видели, шишковидная железа может легко приспособиться от естественного 25-часового цикла к 24-часовому, но она может делать это только постепенно и не может легко адаптироваться к внезапным изменениям расписания, например, вызванным авиаперелеты.

Смена часовых поясов — это физиологическое и психологическое состояние человека, которое обычно включает утомляемость и раздражительность; обычно он следует за длительным перелетом через несколько часовых поясов и, вероятно, является результатом нарушения циркадных ритмов. Название подходящее, поскольку смена часовых поясов ассоциируется почти исключительно с реактивными самолетами: путешествие на большие расстояния на корабле, даже со скоростью современного корабля, позволяет телу хоть какое-то время приспособиться.

Старые способы передвижения были слишком медленными, чтобы вовлекать смену часовых поясов; по этой причине это явление возникло сравнительно недавно.Единственные люди, которым удается испытать смену часовых поясов без полета на реактивном самолете, — это те, кто путешествует на еще более быстрых кораблях, то есть космонавты. Астронавт, вращающийся вокруг Земли в космическом шаттле, испытывает быстрые смены дня и ночи; если пилотируемые корабли когда-нибудь выйдут в глубокий космос, ученые столкнутся с новой проблемой: помочь приспособить циркадные циклы к этому безсолнечному царству.

На гораздо более обычном уровне наблюдается нарушение биоритмов людей, которые путешествуют с восточного побережья США в Европу или между восточным и западным побережьем Соединенных Штатов.Худшие виды смены часовых поясов возникают, когда человек летит с запада на восток через шесть или более часовых поясов: любой, кто летит в Европу с восточного побережья, скорее всего, проведет большую часть первого дня после прибытия во сне, а не на осмотр достопримечательностей. После этого это может занять до десяти дней (обычно до как или дольше, чем в большинстве европейских каникул), чтобы тело полностью приспособилось.

Напротив, тот, кто прилетел с Восточного побережья на Западное, чувствует неожиданную энергию. Причина в том, что когда 6:00.м. в тихоокеанском часовом поясе это 9:00 утра в восточном часовом поясе, к которому биологические часы человека (в этом конкретном сценарии) все еще адаптированы. Таким образом, в 6:00 утра новоприбывший путешественник будет чувствовать себя так же хорошо, как обычно в 9:00 на востоке. И наоборот, в 21:00. на западе полночь на востоке. Это означает, что путешественник, скорее всего, почувствует усталость задолго до своего обычного отхода ко сну.

Есть шаги, которые можно предпринять, чтобы избежать или, по крайней мере, минимизировать последствия смены часовых поясов.Один из них — обеспечить регулярный режим сна перед поездкой, чтобы свести к минимуму последствия недосыпания, если последнее все же произойдет. Еще лучше, если за несколько дней до отъезда можно будет принять расписание, адаптированное к новому часовому поясу. Например, если бы кто-то путешествовал с Восточного побережья в Калифорнию, он начал бы ложиться спать на три часа раньше и вставать на три часа раньше. Также может помочь изменение привычек питания за несколько дней до отъезда. Некоторые эксперты в этой области рекомендуют четырехдневный период, в течение которого можно чередовать тяжелое питание (первый и третий дни) и очень легкое (второй и четвертый дни).Считается, что завтраки с высоким содержанием белка стимулируют активный цикл бодрствования, в то время как ужин с высоким содержанием углеводов стимулирует цикл отдыха; и наоборот, лишение печени углеводов может подготовить биологические часы к самовосстановлению.

НА НОЧНОЙ СМЕЩЕНИИ.

По крайней мере, тело приспосабливается к смене часовых поясов; с другой стороны, он может никогда не привыкнуть к работе в ночную смену. Если вы не спите всю ночь, готовясь к тесту, вы обнаружите, что около 4:00 утра наступает «затишье», когда вы чувствуете сонливость, а из-за пониженной температуры на суточном дне вам также становится холодно.Вы можете предположить, что эта ситуация улучшилась бы, если бы вы регулярно работали по ночам, но данные свидетельствуют о том, что это не так.

Пока человек живет в залитом солнцем мире 24-часовых солнечных дней, биологические часы остаются адаптированными к этому графику, и это будет верно независимо от того, находится ли человек дома и в постели или на работе за столом или стойкой. в ночное время. Другими словами, человек всегда достигает суточного минимума около 4:00 утра. Это одна из причин, почему большинство людей находят идею работы в ночное время такой непривлекательной, хотя очевидно, что в нашем современном обществе есть ночная смена. позиции важны.

Людям, у которых дома есть офисы, может быть полезно работать в поздние часы, когда телефон не звонит и в мире царит тишина, но «дополнительное время», получаемое за счет работы в ночное время, в конечном итоге уравновешивается реакцией организма на изменения его биологических ритмов. То же самое и с работниками, работающими в ночную смену, которые никогда не приспосабливаются к своему графику даже после многих лет работы.

Есть — это такое понятие, как «ночной человек» или кто-то с хроническим заболеванием, известным как синдром задержки фазы сна . Человек с этим синдромом склонен чувствовать себя наиболее бодрым поздно вечером и ночью, с соответствующим отставанием в энергии поздним утром и днем. Даже в этом случае, учитывая роль солнечного света в управлении биением часов, это состояние на самом деле не поддается регулярной ночной работе, а просто вызывает у человека проблемы с адаптацией к расписанию, поддерживаемому большей частью общества. Один из возможных способов решения этой проблемы — лечь спать на три часа позже, чем обычно при обычном графике с 9 до 5, а также проснуться на три часа позже; к сожалению, для большинства людей это непрактично.Еще одно успешное лечение — это воздействие на человека искусственного света высокой интенсивности с полным спектром, который усиливает эффект солнечного света, с 7:00 до 9:00

КОЛОНИЗАЦИЯ НОЧИ?

В этом ключе интересно отметить, что некоторые из оптимистических прогнозов, сделанных в 1987 году Мюрреем Мелбином в его увлекательной книге « Ночь как рубеж: колонизация мира после наступления темноты », не сбылись. Мелбин, объясняющий циркадные ритмы и биологические часы в легко читаемой и понятной форме, проводит блестящий анализ средств, с помощью которых промышленно развитые общества перенесли свои дневные графики на ночные часы.Таким образом, используя его аналогию, такие общества «колонизировали» ночь.

До изобретения в 1879 году первой успешной лампы накаливания американским изобретателем Томасом Эдисоном (1847-1931) активность в ночное время была ограничена. Факелы, грубые лампы и свечи в древние времена; металлические светильники в средние века; и различные масляные лампы, которые использовались в стеклянном дымоходе фонаря, изобретенном в 1490 году итальянским ученым и художником Леонардо. да Винчи (1452-1519) — все это позволяло человеку читать по ночам и выполнять другие ограниченные функции.После их появления в XIX веке уличные фонари в Лондоне, первые в своем роде, сделали улицы безопасными для прогулок в поздние часы, но путешествия, большие собрания и работа на открытом воздухе после наступления темноты оставались трудными до появления электрического света.

С 1879 года западный мир действительно «колонизировал» ночь ночными закусочными, дорогами, которые никогда не свободны от движения, и круглосуточными развлечениями по радио, телевидению, а теперь и в Интернете. В некоторых крупных городах есть даже хозяйственные магазины, открытые всю ночь.Несомненно, сегодня существует больше заправочных станций, ресторанов, телевизионных программ и телефонных линий обслуживания клиентов, которые работают круглосуточно, чем было в 1987 году, когда Мелбин написал свою книгу, но маловероятно, что американцы когда-либо полностью «колонизируют» ночную жизнь. основательная мода, которую их предки колонизировали в Новом Свете. Примером ограничений ночной колонизации являются авиаперелеты.

До событий 11 сентября 2001 года, когда террористы разбили угнанные самолеты на территорию Всемирного торгового центра в Нью-Йорке и Пентагона в Вашингтоне, округ Колумбия.C., нагрузка на аэропорты Америки стала почти невыносимой. Залы Хартсфилд Интернэшнл в Атланте, штат Джорджия, самом загруженном аэропорту в мире, были непрерывной стычкой людей, багажа и шума, поскольку путешественники боролись, чтобы изменить рейс или забрать свои сумки. Одним из очевидных решений проблемы было бы принятие круглосуточного расписания аэропортов с вылетом рейсов регулярно в 3 или 4 часа утра.

Однако ни один аэропорт не спешил с принятием такой меры, а после 11 сентября возросшие опасения по поводу безопасности сделали маловероятным, что какое-либо учреждение будет принимать 24-часовой график, с дополнительными угрозами безопасности, которые это влечет за собой.По крайней мере, на какое-то время объем воздушного движения резко снизился, но даже несмотря на то, что через несколько месяцев после террористических атак он снова увеличился, аэропорты продолжали работать по своему обычному расписанию. Причина, по-видимому, в том, что трудно убедить людей приспособиться к ночному расписанию, то есть найти достаточно людей, желающих летать посреди ночи, и достаточное количество обработчиков багажа и билетных касс, желающих их обслужить. Похоже, что существуют пределы возможной колонизации ночного времени.

Другие примеры биологических ритмов

Хотя циркадные ритмы сна и бодрствования являются особенно важными примерами биологических циклов, они далеко не единственные. На самом деле не все ритмы суточные. Некоторые из них являются ультрадианскими, что означает, что они происходят чаще, чем один раз в день. Примеры включают циклы приема жидкости и образования мочи, а также циклы клеточного деления и циклы, связанные с гормонами и эндокринными железами, которые их выделяют. Например, гипофиз в головном мозге нормального млекопитающего-самца выделяет гормоны примерно каждые 1-2 часа в течение дня.

Общий цикл сна и бодрствования является циркадным, но во сне существует ультрадианный цикл, когда мозг переходит от сонливости к REM (быстрое движение глаз, или сон, сон) к дремоте, затем к легкому и глубокому сну и, наконец, к медленноволновому сну. В течение ночи этот цикл, который длится около 90 минут, повторяется несколько раз. Среди функций, на которые влияют этот цикл — частота сердечных сокращений и дыхание, которые замедляются в глубоком сне. Вдобавок сердцебиение и дыхание сами по себе представляют собой сверхдальние циклы очень короткой продолжительности.

МЕНСТРУАЦИЯ И ДРУГИЕ ИНФРАДИАНСКИЕ ЦИКЛЫ.

В отличие от сверхбыстрых ультрадианных циклов бьющегося сердца и поступления и оттока кислорода легкими, существуют гораздо более длинные инфрадианные, или месячные, циклы. Безусловно, наиболее распространенной является менструация, которая начинается, когда самка млекопитающего достигает состояния физической зрелости, и продолжается ежемесячно до тех пор, пока она не теряет способность зачать потомство.

Когда она беременеет, менструальный цикл прекращается и, в некоторых случаях, возобновляется только через несколько месяцев после рождения ребенка.Если предположить, что у нее хорошее здоровье, у женщины будут довольно регулярные менструальные периоды с интервалом в 28 дней. Среди женщин давно известно, что менструальные циклы женщин, которые живут или работают в непосредственной близости друг от друга, имеют тенденцию согласовываться. Например, у студенток колледжа, живущих на одном этаже в общежитии, часто бывают общие менструальные циклы.

Причины такого выравнивания менструальных циклов до конца не изучены. Причина 28-дневного цикла также не очевидна.Если бы это было результатом лунных циклов, у всех женщин на Земле были бы менструальные циклы продолжительностью 29,5 дней, то есть столько времени требуется Луне, чтобы путешествовать вокруг Земли. Кроме того, если бы между Луной и менструацией существовала четкая связь, периоды всех менструирующих женщин на Земле были бы выровнены с фазами Луны. Ни то, ни другое, конечно, не так.

ЦИКЛЫ ОБРАБОТКИ.

Более продолжительные, чем инфрадианные циклы, окологодные циклы, как следует из их названия, занимают год.Среди них цикл покоя и активности, отмеченный зимней спячкой некоторых видов. Также есть определенные периоды года, когда животные сбрасывают вещи — мех, кожу, рога или просто фунты. Точно так же в некоторые моменты года животные набирают вес.

На людей сильно влияют сезонные изменения, связанные с годовым циклом. Практически нет человека, живущего в зоне с умеренным климатом (то есть с четырьмя сезонами года), который не был бы способен вызвать в уме сильные эмоции, представляя ощущения, связанные с зимой, весной, летом или осенью.Какие-то ощущения, тем не менее, они лучше, чем другие, и, хотя могут быть отрицательные ассоциации с весной или летом, безусловно, сезон, наиболее вероятно вызывающий неблагоприятные последствия для людей, — это зима.

Тринадцать недель между зимним солнцестоянием в конце декабря и весенним равноденствием в конце марта оказывают такое сильное влияние на человеческую психику, что ученые определили связанное с этим психическое состояние. Это САР, или сезонное аффективное расстройство, которое, по-видимому, связано с сокращением дня (и, таким образом, в конечном итоге, с измененным циркадным ритмом) в зимнее время.

Как мы уже отмечали, организм реагирует на наступление ночи и сна высвобождением мелатонина, но когда темнота длится дольше, чем обычно, секреция мелатонина становится намного более выраженной, чем в обычных условиях. Результатом этого гормонального дисбаланса может быть депрессия, которая может усугубляться другими условиями, связанными с зимой. К числу этих состояний относится «домашняя лихорадка» или беспокойство, вызванное длительным заключением. в помещении. Эффективное лечение SAD — это воздействие интенсивного яркого света.

Изучение биологических ритмов

Лечение САР — лишь один из примеров проблем, с которыми сталкиваются ученые, работающие в области хронобиологии, субдисциплины, посвященной изучению биологических ритмов. Естественно, что изучению сна посвящено особенно важное направление хронобиологических исследований. Последнее — относительно новая область медицины, стимулированная открытием быстрого сна в 1953 году. Помимо изучения таких расстройств, как апноэ во сне, исследователи сна озабочены такими проблемами, как последствия недосыпания и влияние на циркадные ритмы, вызванные этим. изоляцией от солнечного света.

Обратите внимание, что научное изучение биологических ритмов не имеет ничего общего с «биоритмами», причудой, которая достигла пика в 1970-х годах, но все еще имеет своих приверженцев сегодня. Биоритмы сродни астрологии в том, что они акцентируют внимание на моменте рождения человека, и хотя биоритмы имеют более научную основу, чем астрология, это само по себе мало что говорит. Как мы уже видели, биологические ритмы действительно управляют большей частью человеческой жизни, но изучение этих ритмов не предлагает особого понимания судьбы или будущего человека — одно из основных заявлений приверженцев биоритмов.Как и во всех псевдонауках, вера в биоритмы поддерживается за счет подчеркивания тех примеров, которые кажутся коррелирующими с теорией, и игнорирования или объяснения многих фактов, которые ей противоречат.

Примером научных исследований в области хронобиологии и смежных областях является работа психолога Стефани Бьелло из Университета Глазго в Шотландии, которая в июне 2000 года объявила о результатах, связывающих наркотик, экстази, с долгосрочным повреждением биологических часов. Как и ЛСД и многие другие наркотики, экстази разрушает серотонин и может оказывать такое негативное влияние на пути высвобождения серотонина в шишковидной железе, что навсегда изменяет способность мозга вырабатывать этот жизненно важный гормон.Таким образом, препарат, вызывающий у потребителей чувство эйфории, может вызывать серьезные расстройства сна и настроения, а также тяжелую депрессию.

ГДЕ ПОДРОБНЕЕ

Biological Rhythms (веб-сайт). .

Центр биологического времени (веб-сайт). .

Circadian Rhythms (веб-сайт). .

«Экстази рушит часы тела.» Британская радиовещательная корпорация (веб-сайт). .

Хьюз, Мартин. Bodyclock: Влияние времени на здоровье человека. New York: Facts on File, 1989.

Melbin, Murray. Ночь как рубеж: Колонизация мира после наступления темноты. Нью-Йорк: Free Press, 1987.

Орлок, Кэрол. Внутреннее время: наука о биологических часах и о том, что заставляет нас тикать. Secaucus, NJ: Carol Publishing Group, 1993.

Rose, Kenneth Jon. Тело во времени. New York: John Wiley and Sons, 1988.

Информация о нарушениях сна (веб-сайт). .

Уотерхаус, Дж. М., Д. С. Уотерс и М. Э. Уотерхаус. Часы вашего тела. Нью-Йорк: Oxford University Press, 1990.

Winfree, Arthur T. Время биологических часов. Нью-Йорк: Научная американская библиотека, 1987.

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ:

Механизм внутри организма (например, шишковидная железа в головном мозге человека), который управляет биологическими ритмами.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ:

Процессы, которые периодически происходят в организме в связи с периодическими изменениями условий окружающей среды и часто в ответ на них.

ХРОНОБИОЛОГИЯ:

Раздел биологии, посвященный изучению биологических ритмов.

CIRCADIAN RHYTHM:

Биологический цикл, который длится примерно день.У человека циркадные ритмы имеют цикл примерно 25 часов и определяют состояния сна и бодрствования, а также температуру тела и другие биологические функции.

ГОРМОН:

Молекулы, продуцируемые живыми клетками, которые посылают сигналы в точки, удаленные от места их происхождения, и которые оказывают специфическое влияние на деятельность других клеток.

INFRADIAN RHYTHM:

Биологический цикл, который имеет место в течение месяца.

JET LAG:

Физиологическое и психологическое состояние человека, которое обычно включает утомляемость и раздражительность; Обычно это следует из длительного перелета через несколько часовых поясов и, вероятно, является следствием нарушения циркадных ритмов.

MENOPAUSE:

Момент прекращения менструального цикла, время, которое обычно соответствует прекращению репродуктивных способностей женщины.

MENSTRUATION:

Отслаивание слизистой оболочки матки, которое происходит ежемесячно у небеременных женщин, которые еще не достигли менопаузы (момент, когда менструальный цикл прекращается) и которое проявляется в виде кровянистых выделений.

ШИШОВАЯ ЖЕЛЕЗА:

Небольшая, обычно конусообразная часть мозга, часто расположенная между двумя долями, которая играет главную роль в регулировании высвобождения определенных гормонов, в том числе тех, которые связаны с циркадными ритмами человека.

ULTRADIAN RHYTHM:

Биологический цикл, который длится менее суток. Сравните с циркадным ритмом.

Биологические ритмы — обзор

II Характеристика биологических ритмов

Согласно подходу, впервые предложенному Хальбергом, детерминированные биологические ритмы (т. Е. Хронобиологические ритмы) имеют четыре измеряемых параметра: среднее значение, амплитуда, акрофаза и период ( Поли, 1980). Они показаны графически на рис.1.

Рис. 1. Косинорная кривая, показывающая различные параметры отклика.

Среднее значение ритма — это среднее значение непрерывной переменной за один цикл. Когда ритм описывается подгонкой косинусоидальной кривой, средняя точка между пиками и впадинами называется MESOR. Только когда данные измеряются на равном расстоянии в течение целого числа циклов, MESOR будет равняться среднему арифметическому.

Амплитуда относится к величине переменной отклика между ее средним значением и (оценочным) минимумом или пиком.Однако такое математическое использование ограничено ритмами, которые колеблются симметрично относительно среднего значения.

Фаза относится к значению биологической переменной в фиксированный момент времени. Слово «фазировка» часто используется для описания формы кривой, которая изображает отношение биологической функции ко времени. Акрофаза — это более ограниченный термин, который относится к указанному эталонному стандарту или нулевому времени и указывает запаздывание на гребне функции, используемой для описания ритма.

Период — это продолжительность одного полного цикла ритмической функции, равная 1 / частота.

Хаус и Хальберг (1980) дополнительно классифицировали ритмы (по временным рамкам) на инфрадианные, циркадные и ультрадианные. Циркадные ритмы — это ритмы, которые изучены наиболее широко и имеют периоды в диапазоне 20–28 часов (следовательно, частота составляет около 0,04 цикла в час). Можно привести множество примеров, включая ритмы митотической активности, метаболические процессы и восприимчивость к лекарствам.

Инфрадианные ритмы имеют периоды более 28 часов, и поэтому их частота соответственно ниже, чем циркадные.Некоторые из хорошо известных инфрадианных ритмов — это менструальный цикл человека и годовой репродуктивный цикл лосося. Инфрадианные ритмы были идентифицированы в потреблении питательных веществ и метаболизме пищевых продуктов (Reinberg, 1983). Более специфическим типом инфрадианного ритма является циркасемисептан (период примерно 3,5 дня), обнаруженный Schweiger et al. (1986).

Ультрадиановые ритмы имеют периоды короче 20 часов. Примеры этих ритмов — электрокардиограмма, дыхание, перистальтика кишечника и т. Д.

Ритмы также можно разделить на экзогенные и эндогенные (Pauly, 1980). Экзогенный ритм может быть вызван, управляться и / или координироваться силой в окружающей среде, но исчезает, когда движущая сила прекращается. Эндогенный ритм имеет внутренний механизм, и его координация лежит на клеточном уровне, например, транскрипции ДНК. Ритмичность фосфолипидов, РНК, ДНК, содержания гликогена и митоза была продемонстрирована Halberg et al. (1959). Эндогенные ритмы имеют периоды, аналогичные периодам в окружающей среде, но статистически отличные от них.Те внешние воздействия (факторы окружающей среды), которые способны вовлекать ритм, называются синхронизаторами (Minors and Waterhouse, 1981), и их манипуляции могут сбрасывать фазу ритмов. Некоторые факторы окружающей среды, такие как циклы свет / темнота, сон / бодрствование, время потребления энергии и, предположительно, качественные диетические факторы, могут действовать одновременно или по отдельности на данную физиологическую переменную. Один или другой из этих внешних синхронизаторов может быть доминирующим для определения времени ритма данной функции, но не для других.После изменения расписания синхронизатора адаптация ритма к измененному распорядку окружающей среды будет происходить с разной скоростью для разных переменных (Haus and Halberg, 1980). Однако, если внешний синхронизатор исчезнет, эндогенный ритм не исчезнет и примет характеристику, называемую «свободным ходом». Наша цель в этой рукописи — продемонстрировать протоколы, необходимые для временного анализа прибавки в весе у крыс. Затем эти методы можно применить к другим ответам.

Ритм (Биология) — обзор

2 Белок

N -ацетилирование

Этот процесс играет важную роль в различных аспектах биологического действия. Первая часть этого раздела посвящена участию N-ацетилирования в циркадном процессе, за которым следует рассмотрение фундаментального, молекулярного аспекта процесса.

Белковые часы, центральный компонент циркадного водителя ритма, обладают активностью гистонацетилтрансферазы (HAT) [1], которая необходима для восстановления циркадной ритмичности и активации часовых генов в мутантных клетках.Результаты показывают, что ремоделирование хроматина имеет решающее значение для основного часового механизма и выявляет непредвиденные связи между ацетилированием гистонов и клеточной физиологией.

Глюкокортикоиды влияют на функции органов через свой рецептор, белок, ацилированный и децетилированный несколькими гистоновыми ацетилтрансферазами и деацетилазами [2]. Связанный с циркадным ритмом фактор транскрипции «часы», ключевой компонент биологических часов с присущей ему гистонацетилтрансферазной активностью, и лизины рецептора ацетилглюкокортикоидов в его шарнирной области подавляют его транскрипционную активность.Это вызванное часами подавление активности рецепторов глюкокортикоидов обратно пропорционально фазам диуранально циркулирующих глюкокортикоидов и может действовать как местный механизм противодействия действию этих гормонов. Таким образом, опосредованная ацетилированием эпигенетическая регуляция рецептора глюкокортикоидов может иметь важное значение для поддержания должного интегрированного во времени действия глюкокортикоидов, значительно влияя на благополучие и продолжительность жизни человека.

Глюкокортикоиды влияют на функции практически всех органов и тканей через их рецепторы (ГР) [3].Уровни циркулирующих глюкокортикоидов естественным образом колеблются в циркадном режиме и регулируют транскрипционную активность GR в тканях-мишенях. Основные белковые часы спираль-петля-спираль, гистонацетилтрансфераза (HAT) и ее гетеродимерный партнер BMAL1 являются автоколебательными факторами транскрипции, которые генерируют циркадные ритмы как в центральной нервной системе, так и на периферии. Часы подавляли связывание GR с его последовательностями распознавания ДНК путем ацетилирования нескольких остатков лизина, расположенных в его шарнирной области.Эти данные указывают на то, что часы / BMAL1 функционируют как отрицательный регулятор с обратной фазой действия глюкокортикоидов в тканях-мишенях.

Регуляция циркадной физиологии основана на взаимодействии взаимосвязанных петель транскрипционно-трансляционной обратной связи. Комплекс clock-MBAL1 активирует гены, контролируемые часами [4]. Clock обладает внутренней активностью гистонацетилтрансферазы, и эта ферментативная функция способствует событиям ремоделирования хроматина, участвующим в циркадном контроле экспрессии генов.Clock также ацетилирует негистоновый субстрат; его собственный партнер, BMAL1, специфически ацетилирует уникальный, чрезвычайно консервативный остаток Lys 537. BMAL1 подвергается ритмическому ацетилированию в печени мыши с синхронизацией, которая параллельна подавлению циркадной транскрипции генов, контролируемых часами. Ацетилирование BMAL1 облегчает рекрутирование критохрома 1 на часы-BMAL1, тем самым способствуя репрессии транскрипции.

В циркадных часах мыши петля транскрипционной обратной связи находится в центре часового механизма [5].Clock и BMAL1 являются важными факторами транскрипции, которые управляют экспрессией трех периодических генов (Perl-3) и двух генов криптохрома (Cry1 и Cry 2). Обратная связь белков Cry ингибирует транскрипцию, опосредованную часами / BMAL1, с помощью механизма, который не изменяет связывание часов / BMAL1 с ДНК. Транскрипционная регуляция основного часового механизма в печени мышей сопровождается ритмами ацетилирования гистона h4, и ацетилирование h4 является потенциальной мишенью ингибирующего действия Cry. Промоторные области генов Per1, Per2 и Cryl демонстрируют циркадные ритмы ацетилирования h4, синхронные с соответствующими ритмами установившейся информационной РНК.

Отчет посвящен функциональному участию фактора транскрипции в циркадном контроле ацетилирования гистонов [6].

Гены циркадных часов регулируются посредством транскрипционно-трансляционной петли обратной связи [7]. Изменения структуры хроматина гистоновыми ацетилтрансферазами и гистондеацетилазами обычно участвуют в регуляции транскрипции генов. Состояние ацетилированных гистонов колебалось параллельно с ритмом Per1 мыши. Эти данные указывают на то, что ритмичная транскрипция и световая индукция часовых генов регулируются ацетилированием и деацетилированием гистонов.

Ацетилирование лизина играет ключевую роль в регуляции экспрессии генов [8]. Масс-спектрометрия определила, что ацетилирование лизина 3600 преимущественно нацелено на крупные макромолекулярные комплексы, участвующие в различных клеточных процессах. Результаты демонстрируют, что регуляторный объем ацетилирования лизина широк и сравним с другими основными посттрансляционными модификациями.

Ацетилирование лизина белка стало ключевой посттрансляционной модификацией клеточной регуляции, в частности, с помощью регуляторов транскрипции [9].Ацетилирование лизина — это преобладающая модификация множества ферментов, которые катализируют промежуточный метаболизм, который, как полагают, играет важную роль в регуляции метаболизма.

Лизин регулирует многие эукариотические процессы, но его функция у прокариот в значительной степени неизвестна [10]. Относительные активности ключевых ферментов регулировались ацетилированием. Механизм регуляции метаболизма, включающий ацетилирование, сохраняется от бактерий до млекопитающих.

N-ацетилирование гистона привлекло заметное внимание (e.г., исх. [9]). Литература по гистонам довольно обширна. В статье показано, что ацетилирование гистонов по лизину контролирует структуру хроматина и белковые взаимодействия [11]. Облегчение ацетилирования лизина гистона трихостатином А, ингибитором гистондеацетилазы, может играть важную регуляторную роль в ремоделировании хроматина и экспрессии генов [12].

В других аспектах, N-ацетилирование в китайской популяции было изучено в связи с канцерогенезом [13]. Медленные ацетилиры в значительной степени связаны с раком мочевого пузыря.N-ацетилирование, по-видимому, является важным регуляторным процессом для модуляции поведенческой активности пептидов [14].

В недавней статье представлен новый механизм роли ацетилирования белка N [15]. Исследование процесса началось более века назад [16]. Сравнение с фосфорилированием проводилось на протяжении многих лет. Настоящий обзор представляет собой еще один пример комплексного междисциплинарного подхода.

В статье 2009 г. подчеркивается важность ацетилирования в биологии, называя его «чрезвычайно распространенным» [17].Более ранние исследования были сосредоточены на модификации гистонов и транскрипции генов. Более свежие сообщения касаются негистоновых белков и ферментов. Идентификация ацетилома выявила события ацетилирования на уровне всего протеома. Сложность не уступает фосфопротеому. Эти данные подчеркивают регулирующую силу ацетилирования.

Было высказано предположение, что электростатический механизм играет важную роль в протеине ET [15]. Изучая электрохимическую литературу по белкам, можно найти сообщения о заряженных областях в пептидной матрице, многие из которых возникают от ионов, происходящих от кислотных и основных заместителей, в дополнение к диполям от вездесущей пептидной связи и других заместителей [18].Следовательно, N-ацетилирование обеспечивает еще одно сравнительно сильное электростатическое поле (EF), способное взаимодействовать с другими полями и обеспечивать мостик для различных видов, таких как радикалы и электроны, участвующие в передаче сигналов в клетке [19,20]. Образование амида, возникающее в результате N-ацетилирования. лизина приводит к замене относительно слабого дипольного элемента (DM) первичного амина лизина (1,22 D для модельного этиламина) на значительно более сильный диполь 3,76 D для аминогруппы. Кроме того, диполь амида заметно больше, чем у родственного кетона ацетона (2.88 D), этилацетата сложного эфира (2,08 D) и уксусной кислоты (1,70 D) [21].

Важно понимать природу амидной связи по отношению к EF. Функциональность представляет собой резонансный гибрид, как показано на рис. 1. Кроме того, водородная связь может играть роль с участием гидроксильных и аминогрупп белковых заместителей или преобладающей воды, связанной с белком [18]. Водородная связь с амидным карбонилом усиливает катионный характер азота, что должно увеличивать электростатическое силовое поле.При протонировании образуется ион иминиевого типа (рис. 2), который обсуждался применительно к белку ЕТ [18]. Следовательно, по аналогии амид от N-ацетилирования может играть роль в ЕТ.

Рис. 1. Гибридная структура с амидным резонансом.

Рис. 2. Иминий из протонированного амида.

Были сделаны предложения относительно роли инопланетян, включая энергетику и функцию проводника [20]. Важно отметить, что термин «богатый энергией» был применен к ацетилированию [16].

Поскольку клеточная передача сигналов широко участвует в биологических процессах, неудивительно, что значительный объем литературы по теме связан с N-ацетилированием.Приведены характерные примеры [15]. Механизм клеточной передачи сигналов был рассмотрен в недавнем обзоре с акцентом на ROS [19].

Циркадные ритмы: что это такое и почему они имеют значение

Вы когда-нибудь испытывали смену часовых поясов? Вам хочется спать днем? Твоя работа или учеба начинаются для тебя слишком рано? Вы заметили, что некоторые лекарства нужно принимать в определенное время дня? Все эти переживания являются результатом ваших циркадных ритмов.

Вы, наверное, слышали термины «циркадные ритмы», «биологические ритмы», «хронобиология» или «биологические часы», но обычно они не объясняются.В этой статье мы расскажем, что такое циркадные ритмы и почему они так важны.

Что такое циркадные ритмы?
Область циркадных ритмов изучает, как организмы контролируют время различных внутренних биологических событий и как они воспринимают сигналы окружающей среды (например, свет и пищу). Эти сигналы окружающей среды используются для координации внутренних биологических ритмов организма с окружающей средой. Это большая область, в которой проводятся исследования на всех уровнях, включая поведение, физиологию, клеточную и молекулярную биологию и генетику; все исследованы на большом количестве организмов, включая человека.

Циркадский означает около дня на латыни ( около = около, dian = день). Циркадные ритмы относятся к примерно 24-часовым ритмам во многих аспектах биологии. Почти все живые организмы имеют биологические часы, включая бактерии, грибы, растения и животных (людей, мышей, летучих мышей, мух и т. Д.). У людей биологические часы координируют время поведения (циклы сна и бодрствования, прием пищи, активность, настроение, познание и т. Д.), Физиологии (метаболизм, выброс гормонов, артериальное давление, температура тела и т. Д.)) и функции отдельных клеток (восстановление ДНК, клеточный цикл и т. д.), чтобы тело могло работать должным образом [1]. Проще говоря, биологические часы гарантируют, что все происходит в нужном месте в нужное время суток.

У млекопитающих почти каждая клетка тела имеет свои собственные молекулярные часы. Циркадные ритмы организма создаются сетью этих одноклеточных часов. Область мозга, известная как супрахиазматическое ядро (сложное звучащее название места, где оно находится в мозгу) координирует все часы в вашем теле и считается главными часами.

Основные часы способны создавать и поддерживать циркадные ритмы в отсутствие каких-либо сигналов окружающей среды. Итак, если вас поместили в пещеру с пищей и ресурсами (да, ученые действительно так поступили сами [2]), и вы не получили подсказки о времени суток из вашего окружения, ваше тело все равно будет следовать примерно 24-часовому ритму. . Поскольку ваши внутренние часы работают в свое собственное время (немного больше или меньше 24 часов), со временем вы полностью десинхронизируетесь с окружающей средой.Но поскольку у нас обычно есть доступ к сигналам окружающей среды, таким как свет, еда и напитки, а также физическая / социальная активность, наша циркадная система включает эти сигналы для координации биологических ритмов с окружающей средой.

Мастер-часы также получают сигналы обратной связи от часов по всему телу. Таким образом, он находится в центре интеграции как для внутреннего, так и для внешнего времени.

Почему важны циркадные ритмы?
Циркадные ритмы — это основная часть физиологии.Нарушение циркадной системы либо поведенческим (биоритм или сменная работа, фактическая или смоделированная в лаборатории), либо генетически (нарушение или изменение молекулярных часов) ставит под угрозу здоровье и продолжительность жизни множества организмов [3].

У людей, когда циркадные ритмы нарушаются из-за сменной работы или хронической смены часовых поясов, несовместимые поведенческие и физиологические события могут совпадать. Неоднократное нарушение биологических ритмов из-за сменной работы и нарушения сна может привести к повышенному риску широкого спектра заболеваний, включая болезни сердца, диабет, рак, ожирение, депрессию, биполярное расстройство и нарушения сна [4].

Циркадная система является ключевым аспектом физиологии и имеет решающее значение для нашего здоровья. Многие исследования показали, что нарушение циркадной системы увеличивает риск заболеваний, тогда как поддержка циркадных ритмов с постоянным воздействием окружающей среды может поддерживать здоровье.

Терминология
Циркадные ритмы: (Circa = приблизительно; Dian = Day). Биологические ритмы часто также называют циркадными ритмами, потому что многие биологические ритмы имеют примерно 24-часовой период (~ один день).Однако существуют также биологические ритмы, которые короче или длиннее 24 часов, такие как ультрадианные ритмы (короче дня), окололунные ритмы (~ месяц) и циркулярные ритмы (около 1 года).

Биологические ритмы: ритмов поведения или физиологии, таких как циклы сна и бодрствования, обмен веществ и температура тела.

Список литературы

Басс, Дж. И Лазар, М.А., 2016. Циркадные часы фитнеса и болезней. Science , 354 (6315), стр.994-999.
Азволинский, А. (1 марта 2016 г.). Пещерные жители, 1938 год . Получено с https://www.the-scientist.com/foundations/cave-dwellers-1938-33966
Поттер Г.Д.М. и др., 2016. Циркадный ритм и нарушение сна: причины, метаболические последствия и меры противодействия. Endocrine Reviews 37 (6) pp.584–608.
Арендт, Дж., 2010. Сменная работа: совладание с биологическими часами. Медицина труда , 60, (1), стр.10–20.

Биологические ритмы и фертильность: гипоталамус-гипофиз & nda

¹ Департамент здравоохранения, Национальный институт здравоохранения и социального обеспечения (THL), ² Департамент акушерства и гинекологии, Университет Хельсинки, Хельсинки, ³ Госпиталь Kopisto , Университетская больница Хельсинки, Хельсинки, Финляндия

Резюме: Помимо нормальных физиологических процессов, ряд патологических состояний проявляет суточные и сезонные колебания в частоте возникновения.Эти биологические ритмы генерируются циркадными часами, которые регулируют свои функции и адаптируются к среде обитания. Несовпадение биологических ритмов и нарушение функций циркадных часов могут в конечном итоге оказать негативное влияние на репродуктивную функцию, что и является предметом настоящего обзора. Большой объем литературы, посвященной исследованиям на животных, продемонстрировал роль генов основных часов и генов, управляемых часами, в регуляции репродуктивных процессов. Напротив, только несколько исследований, в основном эпидемиологические, предполагают, что нарушения функции циркадных часов, например, из-за сменной работы или смены часовых поясов, ставят под угрозу репродуктивную функцию человека.

Введение

Жизнь многих видов, включая человека, изначально регулировалась биологическими ритмами. Действительно, фертильность и размножение у животных подчиняются определенным циркадным и сезонным ритмам, которые призваны гарантировать, что возможности для спаривания и рождения потомства происходят в наиболее благоприятное время года с точки зрения климата и наличия пищи, чтобы гарантировать максимальную выживаемость потомства. Этот процесс тонко регулируется сложным и элегантным взаимодействием между восприятием и обработкой стимулов окружающей среды и активацией эндогенных функций в соответствии с ритмическим паттерном.Все это стало возможным благодаря точной синхронизации, обеспечиваемой внутренними часами. Центральным водителем ритма циркадных и сезонных ритмов у млекопитающих является супрахиазматическое ядро (SCN), расположенное в переднем гипоталамусе. Он имеет эндогенный ритм с периодом около 24 часов, ¹, называемый циркадным ритмом, который является восприимчивым и адаптивным к подсказкам, дающим время из среды обитания.

Сезонные и циркадные ритмы фертильности и репродукции, по-видимому, менее очевидны у людей, особенно в современных обществах и культурах, где работа и социальные ситуации навязывают свои собственные ритмы жизни и где наличие противозачаточных средств и других средств контроля рождаемости позволяет контролировать и планирование сроков воспроизведения.Поддержание этой биологической регуляции становится все более и более сложным из-за многочисленных социальных стимулов, наложенных на исходные биологические ритмы. Даже в таком контексте, когда увлечение между экологическими и социальными сигналами и эндогенными физиологическими функциями становится все более и более сложным, биологические ритмы продолжают работать и регулировать воспроизводство и многие другие функции нашего тела. Несогласованность и нарушение биологических ритмов может в конечном итоге негативно повлиять на некоторые физиологические функции, включая репродуктивную функцию.Таким образом, интуитивно понятно, как следует понимать и должным образом устранять последствия нарушения биологических ритмов. ²

Целью данной статьи является обзор современных знаний о биологических ритмах воспроизводства и фертильности и обсуждение возможных последствий их нарушения.

Биологические ритмы: определение и примеры

Многие физиологические функции следуют ритму ~ 24 часов, т. Е. Суточному ритму. Кроме того, существуют биологические ритмы, которые имеют более короткий (т. Е. Ультрадианный) или более длительный (т. Е. Инфрадианный) период, чем 24 часа.По определению, циркадные ритмы сохраняются в постоянных условиях окружающей среды, таких как свет-темнота и температурные переходы, демонстрируя, что они генерируются эндогенными осцилляторами, а не в ответ на внешние сигналы. Однако эндогенным осцилляторам необходимы свойства, которые позволят им не только предвидеть сезонные изменения температуры окружающей среды и фотопериода, но также адаптироваться к внезапным изменениям этих условий, а также сбрасываться из-за социально обусловленных изменений расписания.³

Примеры физиологических циркадных ритмов включают не только цикл сна и бодрствования и цикл основной температуры тела, но также производство и секрецию гормонов, таких как кортизол и мелатонин. Кроме того, оказывается, что многие репродуктивные процессы следуют циркадному ритму, ⁴, так что спонтанные роды чаще происходят утром, а начало родов в ночное время приводит к более короткой продолжительности родов при анализе> 1800 роды, для которых были включены только одноплодные беременности со спонтанным началом схваток и предполагаемыми вагинальными родами.⁵

Существуют также круглогодичные колебания многих физиологических ритмов, которые проявляются как сезонный характер. Похоже, что фотопериод может влиять на количество нейронов, высвобождающих аргинин вазопрессин (AVP) в SCN, осенью это количество выше, чем летом. ^6,7 Другие нейротрансмиттеры (например, серотонин), по-видимому, следуют сезонному паттерну в их гипоталамических уровнях, а циркадный ритм секреции мелатонина варьируется в зависимости от фотопериода, то есть следует сезонному паттерну.⁴ Эти колебания способствуют возникновению ряда патологических состояний, таких как расстройства сна и настроения, которые проявляют сезонные колебания в их частоте и ухудшении симптомов. ⁸ Сезонные колебания, непосредственно сами по себе или опосредованные изменениями массы тела или патологическими состояниями, могут оказывать влияние на репродуктивную функцию человека. ^8,9 Однако неизвестно, имеют ли дисфункции циркадных часов или определенных вариантов генов часов или их мутации de novo какую-либо причинную роль в этих условиях.¹⁰

Молекулярные механизмы биологических ритмов

Стимулы среды обитания, такие как длины волн светового воздействия и их интенсивность, воспринимаются сетчаткой, передаются через ретиногипоталамический тракт в SCN и обрабатываются как функция времени . SCN посылает гуморальные и нейронные сигналы к ряду целевых эффекторов, расположенных в головном мозге, а также в периферических участках, таких как шишковидная железа, гипофиз, щитовидная железа, сердце, печень, матка и яичники.^11,12 Несколько различных нейротрансмиттеров участвуют в передаче данных от клеток SCN, таких как AVP и вазоактивный кишечный пептид (VIP). Здесь следует отметить, что высвобождающие вазопрессин нейроны в SCN следуют циркадной и сезонной ритмичности в своей синтезирующей активности. ^6,7

Ядро или так называемые канонические молекулярные механизмы, лежащие в основе циркадной ритмичности, автономно генерируются определенным набором так называемых часовых генов и их белковых продуктов.¹³ Они образуют взаимосвязанные петли обратной связи транскрипции-трансляции внутри клетки, полный цикл которых длится ~ 24 часа.

SCN — это главные, главные или центральные циркадные часы в организме. ¹⁴ Часы-гены и их белковые продукты в каждой ткани играют роль в управлении генами, регулируемыми часами, до сих пор неизвестными для некоторых тканей. Природа этих генетических мишеней в значительной степени неизвестна на сегодняшний день, а некоторым неизвестно, как они действуют, регулируя ритмы в ткани.То, как циркадная ритмика синхронизируется от уровня тканей к уровню организма, до конца не ясно, но SCN и ее нейроны, расположенные в «оболочке», активно участвуют в этом процессе по всему организму. ¹⁴ Эти действия используют, например, связи SCN с другими областями мозга для регулирования внутренней температуры тела, и они включают, посредством симпатической регуляции, контроль синтеза и последующее выведение мелатонина из шишковидной железы в кровообращение. .Однако кажется, что организация SCN более сложна, чем простая структура «ядра» и «оболочки». ¹¹

Помимо SCN, ритмическая экспрессия часовых генов была обнаружена также в ряде периферических тканей, таких как печень, почки, сердце, легкие, селезенка, скелетные мышцы, ¹⁵, а также матка, ^16, яичники, ^17,18 и яйцевод, ¹⁹, что указывает на кодирование белка, но не обязательно говорит о функциональной значимости.Более того, в головном мозге и периферических тканях, таких как репродуктивные ткани, многие гены, кроме вышеупомянутых генов основных часов, ритмично экспрессируются, потому что либо они имеют в своем промоторе последовательности E-box для связывания ритмически экспрессируемых комплексов CLOCK / BMAL1, либо они ритмически регулируются. другими специфическими факторами транскрипции, контролируемыми часами. ^20,21 В совокупности эти наблюдения подтверждают идею о том, что периферические клетки млекопитающих являются автономными осцилляторами, которые активно способствуют генерации и поддержанию биологических ритмов.Однако необходима жесткая синхронизация между центральным и периферийным осцилляторами, и считается, что этот процесс в основном, но не исключительно, управляется SCN. ²²

Биологические ритмы и фертильность: ось гипоталамус – гипофиз – яичник

Как упоминалось ранее во «Введении», процессы фертильности и воспроизводства у многих видов характеризуются сезонными и циркадными ритмами. Сезонная ритмичность обычно определяется фотопериодом (т. Е. Продолжительностью дня), который действует как главный источник времени, регулирующий эндогенное циркадное производство мелатонина, в свою очередь регулируя фертильность и воспроизводство.Например, начало полового созревания тормозится короткой продолжительностью светового дня у крыс с практическим значением, благоприятствующим плодовитости и воспроизводству в течение сезона года, когда доступность пищи максимальна. Кроме того, у крыс эстральный цикл следует четкой циркадной ритмичности, так что выброс лютеинизирующего гормона (ЛГ) начинается во второй половине проэстрального периода, а овуляция и спаривание происходят через 6 часов после наступления темноты. Другими словами, время выброса ЛГ и, следовательно, время овуляции, в значительной степени определяется.^23,24 Что касается других сезонных и циркадных ритмов, время репродуктивной функции у млекопитающих, включая человека, также регулируется главным образом SCN как частью оси гипоталамус – гипофиз – яичник (HPO). Функционирование оси HPO является хорошим примером тесных взаимосвязей и циркадной синхронизации между нервными, эндокринными и нейроэндокринными сигналами, которые приводят к яичниковому циклу, т. Е. Главному компоненту воспроизводства у самок млекопитающих.

Яичниковый цикл регулируется секрецией гонадотропин-рилизинг-гормона (ГнРГ) гипоталамусом, который, в свою очередь, регулирует секрецию гонадотропинов, то есть фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и ЛГ из гипофиза.Поскольку чувствительность яичников к выбросу ЛГ, необходимому для возникновения овуляции, ограничена узким временным окном, время секреции ГнРГ должно быть точно согласовано. Комбинация положительных гормонов, т. Е. Уровней циркулирующих гонадных стероидов, сигналов обратной связи от доминирующего фолликула яичника и циркадных временных сигналов от SCN контролирует эту регуляцию, что в конечном итоге приводит к высвобождению уровней GnRH, необходимых для начала выброса ЛГ. У людей нейроны GnRH простираются от преоптической области до инфундибулярного ядра (гомолога дугообразному ядру у других видов млекопитающих) гипоталамуса, а связь между SCN и нейронами GnRH опосредуется нейротрансмиттерами, такими как AVP и VIP.²⁵ Секреция GnRH зависит от времени, а кисспептин (KISS) влияет на ультрадианный ритм транскрипции гена GnRH и секрецию белка. ²⁶

Интересно, что экспрессия Avp в SCN регулируется CLOCK и BMAL1, и она ритмично колеблется в течение дня как у мышей дикого типа, так и у мышей с мутантами Clock . ²⁷ Однако у мышей дикого типа экспрессия SCN Avp выше, чем у мутантных мышей. Точно так же экспрессия рецептора AVP 1a в гипоталамусе снижена у мутантных мышей Clock .Кроме того, у мутанта Clock , но не у мышей дикого типа, лечение инъекциями AVP в преоптическую область во второй половине дня проэструса приводит к значительному увеличению уровней LH (то есть выбросу LH), возможно, опосредованному AVP 1a. рецептор. ²⁷ Эти данные свидетельствуют о том, что AVP участвует в циркадных временных сигналах выброса ЛГ у мышей. В частности, Миллер и др. Предполагают, что у мышей AVP высвобождается из нейронов SCN, проецируясь на нейроны гипоталамуса GnRH с суточным циркадным паттерном.²⁷

Точнее, VIP-опосредованные проекции из вентролатерального SCN достигают нейронов GnRH в медиальной преоптической области. Кроме того, AVP-опосредованные проекции из дорсомедиального SCN сообщаются с антеровентральным перивентрикулярным (AVPV) ядром, которое, в свою очередь, индуцирует высвобождение GnRH через KISS-опосредованные проекции в медиальную преоптическую область. ²⁸ Однако только в присутствии высоких уровней эстрадиола, как во время проэструса, возможная гиперрегуляция рецепторов AVP 1a в гипоталамусе вызывает состояние повышенной чувствительности к AVP, что в конечном итоге приводит к выбросу ЛГ.В этой модели низкая экспрессия SCN Avp у мутантных мышей Clock не дает синхронизирующего сигнала нейронам GnRH, которые, в свою очередь, менее чувствительны к AVP из-за низкой экспрессии рецепторов AVP 1a. ²⁷ Клетки GnRH также действуют как эндогенные автономные осцилляторы, которые, вероятно, регулируют время чувствительности к коммуникации SCN. Ритмическая экспрессия генов циркадных часов ( Bmal1 , Clock , Cry1 , Cry2 , Per1 , Per2 , Per3 ) и их белковых продуктов в нейронах, секретирующих GnRH, хорошо известна, ^29–34, поскольку это изменение ритмической секреции GnRH, вызванное нарушением работы часовых генов, например, снижение средней частоты пульса у мутантов Clock-Δ19 .²⁹

Другие механизмы, которые, возможно, участвуют в генерации и передаче сигналов синхронизации для овуляции, включают в себя сигналы окружающей среды темноты и света, соответственно, передаваемые от сетчатки к SCN и передаваемые в шишковидную железу, что приводит к секреции или ингибированию мелатонина. . У людей фотопериод и, следовательно, воздействие света через глаза имеют эндокринные эффекты и в некоторой степени также участвуют в регуляции репродуктивных циклов. ^35,36 Известно, что мелатонин влияет на репродукцию, связывая рецепторы мелатонина, которые ритмично экспрессируются в GnRH-секретирующих клетках, и подавляя экспрессию гипоталамического гена GnRH, ^30,37 и взаимодействуя с рецепторами, экспрессируемыми в яичниках.³⁸ Следует отметить, что мелатонин также продуцируется в периферических участках, включая репродуктивные органы, такие как яичники (например, в клетках гранулезы и ооциты) и плацента, и как таковой активно влияет на развитие SCN плода. ³⁹

Стероиды из надпочечников также, вероятно, вносят вклад в регуляцию экспрессии генов часов гипофиза и яичников. Точно так же стероиды яичников регулируют экспрессию гена часов в яичниках, а также в матке и гипофизе.⁴⁰ Фактически, гены часов широко экспрессируются по оси HPO, т. Е. Гипофиз, яичники, яйцеводы и матка, и белки часов, вероятно, будут играть активную роль в определении времени репродуктивных функций, таких как развитие фолликулов. , овуляция, синтез стероидных гормонов, имплантация и развитие плода. ⁴¹ Все эти механизмы участвуют в регуляции времени воспроизводства посредством стимулов от внешних свето-темных переходов и от автономных центральных и периферических циркадных часов.

Биологические ритмы фертильности по оси HPO: роль VIP и KISS

Как упоминалось ранее, SCN взаимодействует с нейронами GnRH посредством комбинации моносинаптических (VIP-нейроны) и мультисинаптических (AVP-KISS) путей, то есть возможно, участвует в инициировании выброса ЛГ следующим образом.

VIP-секретирующие нейроны из проекта SCN в гипоталамические GnRH-секретирующие нейроны. Было показано, что мыши с нулевым мутантом VIP имеют пониженную плодовитость, т. Е. Меньшее количество детенышей, меньшее время беременности или кормления грудью, а также аномальную репродуктивную функцию, т. Е. Нерегулярные и более длительные эстральные циклы, характеризующиеся большей продолжительностью диэструса / метэструса, но более коротким проэструсом. всегда следует фаза течки и пониженное количество ооцитов, высвобождаемых после проэструса.⁴² Кроме того, у VIP-нулевых мышей был нормальный период и нормальная амплитуда ритма Per2 в матке и яичниках, но амплитуда была притуплена в SCN и гипофизе. Кроме того, фаза ритма Per2 была нормальной в SCN и яичниках, но продвинулась в матке и гипофизе. Эти результаты предполагают, что изменения VIP в первую очередь влияют на SCN, а не на яичники. Однако у VIP-нулевых мышей были такие же концентрации эстрадиола и максимальных концентраций ЛГ в проэструсе, что и у мышей дикого типа, и неизвестно, имеют ли эти мыши постоянный ритм ЛГ.⁴² Эти данные, наряду с наблюдением поддерживаемой за счет снижения плодовитости у VIP нулевых мышей, предполагают, что альтернативные механизмы участвуют в циркадном инициировании репродуктивного цикла. Эта гипотеза дополнительно подтверждается тем фактом, что нейроны, высвобождающие GnRH, не экспрессируют рецептор эстрогена, необходимый для положительной обратной связи по эстрогену, и тем фактом, что нейроны, достигаемые проекциями VIP из SCN, составляют лишь небольшую часть ГнРГ-секретирующие нейроны.

Недавние открытия убедительно указывают на участие AVPV и связанных с ним KISS-опосредованных коммуникаций в циркадной регуляции репродуктивного цикла. На сегодняшний день ряд исследований показал важную роль KISS в наступлении полового созревания и поддержании фертильности. Поражение клеток AVPV у крыс вызывает нарушение KISS-опосредованной коммуникации и устраняет эстральный цикл. ⁴³ Более того, мыши с нокаутом KISS или мыши, лишенные родственного KISS рецептора GPR54, не имеют выброса ЛГ или активации нейронов ГнРГ.^44,45

SCN связывается через проекции AVP с нейронами AVPV, которые, в свою очередь, проецируются на нейроны, продуцирующие GnRH, посредством KISS. Нейроны AVPV экспрессируют рецептор эстрогена α, тем самым обеспечивая тонкую интеграцию между циркадной регуляцией SCN и эстроген-опосредованной положительной обратной связью от развивающегося фолликула. Секреция AVP нейронами SCN следует циркадному ритму в моделях грызунов: она начинает увеличиваться в течение первой половины светового периода и достигает пика в середине дня, в течение чувствительного временного окна перед выбросом ЛГ.После пика секреция AVP снижается и достигает минимума в связи с темным периодом. ⁴⁶ Введение AVP в SCN интактных крыс с удаленными яичниками во второй половине светового периода не влияет на время выброса ЛГ, но стимулирует его амплитуду; Напротив, при введении в первой половине светового периода он не влияет на выброс ЛГ. ⁴⁶ Совсем недавно, в своем исследовании хомячков, подвергшихся овариэктомии, Williams et al. Наблюдали, что нейрональная активность клеток KISS следует ежедневному паттерну, который координируется с выбросом ЛГ и усиливается введением эстрадиола.³⁴ В деталях, похоже, что способность KISS активировать нейроны GnRH ограничена определенным временным окном (днем), что означает, что чувствительность нейронов GnRH к KISS варьируется в течение дня и максимальна в то время, когда Всплеск ЛГ может быть вызван. Интересно, что эти изменения чувствительности к KISS являются эстрадиол-зависимой частью системы положительной обратной связи эстрогена.

Таким образом, циркадная информация от SCN частично передается в нейроны GnRH через AVP-чувствительные клетки KISS, расположенные в AVPV.Временное окно для регуляции выброса ЛГ в определенное время дня формируется за счет ежедневных изменений чувствительности нейронов ГнРГ к KISS, которая, в свою очередь, регулируется эстрадиолом. ³⁴ Более подробно, циркадный ритм экспрессии рецептора KISS GPR54 требует адекватной стимуляции эстрадиолом, то есть повышенного уровня эстрадиола, продуцируемого доминантным фолликулом в течение адекватного периода времени, как показано на гипоталамических GnRH-секретирующих клетках in vitro. ³³ В том же исследовании стимуляция KISS после воздействия эстрадиола вызвала значительное увеличение секреции GnRH с пиками, соответствующими вышеупомянутому пику экспрессии GPR54, в то время как нарушение активности эндогенных циркадных часов привело к неспособности эстрадиола регулировать экспрессию GPR54. уровни.Другими словами, оказывается, что высокие, то есть надпороговые, уровни эстрадиола необходимы для того, чтобы вызвать выброс ЛГ через стимуляцию высвобождения ГнРГ во временной синхронизации, опосредованной сигналами SCN к высвобождающим KISS нейронам в AVPV.

В дополнение к AVPV, эстроген-чувствительные нейроны KISS также присутствуют в дугообразном ядре, что, по-видимому, одинаково важно для поддержания регулярного всплеска ЛГ и эстрального цикла. ⁴⁷ У крыс с нокдауном KISS внутри AVPV наблюдалось отсроченное начало полового созревания, снижение эстральной цикличности с удлиненными эстральными циклами (более длительная эстральная и более короткая фазы диэструса), а также снижение частоты всплеска ЛГ, который, однако, имел место. регулярная амплитуда, когда это произошло.Напротив, нокдаун KISS в дугообразном ядре не повлиял на начало полового созревания, но изменил эстральный цикл таким же образом, как и внутри AVPV, и вызвал уменьшение амплитуды выброса ЛГ. ⁴⁷

В заключение, как было предложено Williams et al, ³⁴, вероятно, что комбинация стимулирующих и тормозных сигналов проецируется от SCN к нейронам GnRH в гипоталамусе через промежуточную сеть. Эти сигналы включают в себя AVP-опосредованные проекции от SCN к нейронам KISS в AVPV (стимулятор на нейроны GnRH), проекции на нейроны, ингибирующие гонадотропин, в дорсомедиальном гипоталамусе, а также возможные проекции на ГАМКергические и глутаматергические нейроны в AVPV.Эта комбинация стимулирующих и тормозных сигналов, вместе с прямыми VIP-опосредованными эфферентными проекциями из SCN, достигает нейронов GnRH, которые отвечают в соответствии с сопутствующей средой эстрадиола.

Биологические ритмы фертильности по оси HPO: исследования экспрессии генов часов на животных

В последние годы были проведены исследования на животных для выявления молекулярных механизмов, лежащих в основе биологических ритмов фертильности по оси HPO. Наиболее последовательный результат этих исследований — ритмическая экспрессия генов основных часов и генов, контролируемых часами, по оси HPO, то есть в гипофизе, яичнике, яйцеводах и матке, в дополнение к гипоталамической экспрессии, описанной ранее.

Недавние исследования показали, что клетки гипофиза, высвобождающие гонадотропин, также являются циркадными осцилляторами с автономной экспрессией часовых генов. ⁴¹ GnRH, высвобождаемый из гипоталамуса в ответ на циркадные сигналы SCN, индуцирует экспрессию Per1 в клетках, высвобождающих гонадотропин; этот процесс происходит через активацию рецептора GnRH, опосредованную BMAL1 и CLOCK. ⁴⁸ Следует отметить, что пролиферация гонадотропных клеток в гипофизе следует суточному ритму и синхронизируется с эстральным циклом у нормальных взрослых крыс.⁴⁹ Недавно, используя набор данных вскрытия человека, Вундерер и др. Исследовали вскрытие гипофиза 52 человек, умерших по разным причинам в разное время дня (сумерки, ночь, рассвет или день). ⁵⁰ Экспрессия гена Clock ( Per1 , Cry1 , Clock и Bmal1 ) была обнаружена в ткани гипофиза; однако, в то время как экспрессия мРНК Cry , Clock и Bmal1 не изменялась в зависимости от времени смерти, экспрессия мРНК Per1 была значительно выше в случае смерти, наступающей в течение дня, чем в сумерки, независимо от посмертного периода, возраста или пола.Точно так же экспрессия белковых продуктов PER1, CRY1 и CLOCK не различалась в группах по времени смерти. Экспрессия PER1 и CRY1 демонстрировала различное субклеточное распределение в зависимости от времени дня: хотя экспрессия PER1 и CRY1 в цитоплазме была стабильной во всех четырех временных группах, ядерная экспрессия PER1 присутствовала в течение дня и в сумерках, но ни ночью, ни на рассвете. Экспрессия CLOCK, по-видимому, не зависит от времени суток и является преимущественно ядерной, а не цитоплазматической.Авторы предположили, что эти паттерны экспрессии регулируются мелатонином.

Исследования на животных последовательно выявили, что мРНК часовых генов, такие как Bmal1 , Per1 и Per2 , ритмично экспрессируются в яичниках, особенно в зрелых фолликулярных клетках, и их экспрессия, вероятно, регулируется сигналами, опосредованными гонадотропинами. ⁴⁰ Внутренние часы яичников вносят значительный вклад в ритмическое окно чувствительности яичников к ЛГ и ФСГ, которое, в свою очередь, регулирует время овуляции.⁴¹ Другими словами, чтобы быть эффективным, выброс ЛГ синхронизируется с определенным временным окном чувствительности яичников, которое находится под влиянием эстрадиола. ⁵¹ Эта синхронизация, как полагают, является результатом комбинации между регуляцией SCN посредством нейральной и гуморальной передачи и эндогенной регуляцией яичников посредством автономных осцилляторов. ⁴⁰ Доказательства циркадной ритмичности часовых генов в яичниках были предоставлены Karman и Tischkau, ¹⁸, которые исследовали экспрессию Bmal1 , Clock , Per1 , Per2 и Cry1 в яичники крысы с помощью 4-часовых образцов, собранных в течение 24-часового цикла.В клетках гранулезы, то есть в растущих и антральных фолликулах яичников, экспрессия мРНК Bmal1 задерживается на 4 часа по сравнению с экспрессией Bmal1 в SCN, с пиком в начале света (т.е. в конце ночи) и желоб при небольшом смещении (т.е. через 12 часов). С другой стороны, экспрессия Per2 находилась в противофазе с Bmal1 (пик при смещении света) и задержка на 4-6 часов относительно экспрессии в SCN. Однако авторам не удалось найти какой-либо ритмической экспрессии Bmal1 и Per2 в желтых телах яичников крыс.

Совсем недавно He et al исследовали клетки гранулезы незрелых яичников крыс и обнаружили постоянную экспрессию Per1 в течение дня; напротив, в лютеиновых клетках пубертатных самок крыс экспрессия Per1 была циклической с пиком при смещении света. ⁵² В том же исследовании представлены доказательства опосредованной гонадотропином регуляции экспрессии часовых генов в яичниках, поскольку ФСГ резко индуцировал экспрессию Per1 в клетках гранулезы in vitro с пиком в пределах 1 часа.Подобная индукция была обнаружена после введения ЛГ в зрелые клетки гранулезы, и как ФСГ, так и ЛГ, по-видимому, были способны синхронизировать циркадный ритм в клетках гранулезы. Кроме того, Карман и Тишкау продемонстрировали, что, хотя экспрессия Per2 не изменялась в течение эстрального цикла, экспрессия продукта гена BMAL1 была выше в день проэструса на ZT18 (то есть через 8-10 часов после выброса ЛГ), чем на день 1 диэструса. ¹⁸ При полном отсутствии воздействия выброса ЛГ мРНК Bmal1 и Per2 не экспрессировались ритмично у молодых крыс, но их ритмическая экспрессия восстанавливалась после введения экзогенного хорионического гонадотропина.

Взятые вместе, эти и другие данные, касающиеся яичников крыс после денервации, наводят на мысль о том, что и ФСГ, и ЛГ синхронизируют часы яичников. ⁵³ Среди нескольких вероятных механизмов, таких как влияние стероидных сигналов или сигналов ЛГ / ФСГ на основные или вспомогательные гены часов, ⁵⁴ одна гипотеза заключается в том, что сами часы яичников (т. Е. Ритмическая экспрессия часовых генов в яичниках) модулирует экспрессию рецепторов ЛГ / ФСГ или время секреции гормона.⁴¹ Фактически, в дополнение к генам основных часов, в клетках гранулезы экспрессия генов, контролируемых часами (например, рецептора LH, циклооксигеназы-2 и гомолога рецептора печени 1), колеблется с циркадной ритмичностью, регулируемой BMAL1. / ЧАСЫ сложны и вызваны выбросом ЛГ. ^40,55 Например, нокдаун Bmal1 в клетках гранулезы крыс вызывает, помимо подавления экспрессии генов основных часов ( Per1 , Per2 , Rev-erbα ), нарушение циркадной экспрессии нескольких генов яичников, включая ген рецептора LH Lhcgr .⁵⁶ Точно так же правдоподобно, но на сегодняшний день не полностью доказано, что система циркадных часов также контролирует ритмическую экспрессию часовых генов в клетках теки яичника. ⁴⁰

Подобно яичникам, в матке очевидна ритмическая экспрессия генов циркадных часов, которая, возможно, поддерживается посредством сигналов яичников, ²⁸. Роль генов часов матки, вероятно, важна для репродуктивных функций, таких как имплантация, развитие плода и роды.⁵⁷ В частности, в условиях света / темноты экспрессия Per2 , Cry1 и Bmal1 в матке мышей дикого типа следует циркадному ритму с противофазным профилем между Bmal1 (пик на ZT4, т.е. через 4 часа после включения света) и Cry1 / Per2 . ¹⁷ Точно так же экспрессия Per1 в матке следует циркадному ритму с 3-часовой задержкой относительно ритма SCN у небеременных крыс, независимо от условий освещения, т. Е. Перехода от света к темноте или постоянной темноты.⁵⁸ Экспрессия генов основных часов ( Per1–3 , Cry1–2 , Bmal1 и Clock ) также была обнаружена в тканях матки беременных мышей и крыс. ^58,59 Интересно, что циркадная экспрессия Per1 сохраняется на разных стадиях беременности. Напротив, циркадная экспрессия Per1 только временно обнаруживается в децидуальной ткани, только в условиях света / темноты. ⁵⁸

Первое свидетельство экспрессии генов часов в яйцеводе было также предоставлено Johnson et al, ⁵⁹ и дополнительно подтверждено Kennaway et al, ¹⁹, которые исследовали ритмическую экспрессию часов и контролируемых часов. гены в яйцеводе крысы через 4-часовые образцы, собранные в течение 24-часового периода.В дополнение к ритмической экспрессии часовых генов они обнаружили значительную ритмичность в экспрессии контролируемых часами генов, таких как D-сайт связывающего белка промотора альбумина (D-бокса альбумина), Rev-erbα и ингибитора активатора плазминогена-1, предполагая, что эмбрион подвергается циркадной ритмичности, которая может иметь решающее значение на ранних стадиях имплантации и развития. Однако в трофобластических клетках не было обнаружено циркадных колебаний, что подтверждает предыдущие доказательства ограниченных циркадных колебаний у эмбриона и плода.Фактически, гены часов экспрессируются в эмбрионе вскоре после оплодотворения, но их уровни падают на стадии двух клеток и снова повышаются, вероятно, после транскрипции эмбрионального генома, за исключением транскриптов часов, которые остаются низкими до стадии бластоциста. Наконец, экспрессия гена часов в эмбрионе, по-видимому, не ритмична. ^28,59

Нарушение биологических ритмов по оси HPO: исследования на животных

Несколько первых исследований показали, что абляция или повреждения SCN у крыс приводят к нерегулярным эстральным циклам и ингибированию выброса ЛГ и овуляции.^23,60,61 Эти результаты были подтверждены недавними исследованиями мутантов основных тактовых генов и мутантных клеточных линий.

Clock мутантные мыши, по-видимому, имеют ряд изменений в их репродуктивной функции и фертильности. ^3,19,62 Подробно, были обнаружены мутантные мыши Clock / Clock с продолжительными нерегулярными эстральными циклами, которые характеризуются более коротким проэструсом, но более длительным течением по сравнению с самками дикого типа или Clock ^{/ +}.⁶² Авторы не обнаружили никаких аномалий яичников, например нормального уровня эстрогена или прогестерона при диэструсе и проэструсе, а также развитии нормальных клеток яичника. Однако у мутантов Clock не было всплеска ЛГ в день проэструса, а было лишь незначительное повышение уровней ЛГ, чего на удивление оказалось достаточно, чтобы вызвать овуляцию. Это открытие подтверждает идею о том, что функция периферийных часов в яичнике, где NPAS2 может заменять ЧАСЫ, имеет решающее значение для овуляции. Однако с точки зрения фертильности, мыши-мутанты Clock имели более высокий уровень реабсорбции плода и прерывания беременности (например, неспособность начать роды) по сравнению с дикими типами, вероятно, как следствие снижения уровней эстрогена и прогестерона во время беременности.Авторы предположили, что у мутантов Clock ежедневный сигнал от SCN к нейронам GnRH нарушается, возможно, через измененную VIP-опосредованную или опосредованную AVP передачу, тем самым приводя к репродуктивным аномалиям, описанным ранее. ⁶² Эти результаты были подтверждены исследованием мышей Clock ^Δ19 , ¹⁷, где димер CLOCK ^Δ19 / BMAL1 не способен индуцировать транскрипцию, что приводит к нарушению ритмичности в центральных и периферических тканях.У мышей Clock ^Δ19 ритмическая экспрессия часовых генов в матке утрачена, и эстральный цикл удлиняется с продолжительной эстральной фазой, особенно в условиях постоянной темноты. Мутантные мыши Clock также имеют больше проблем с доставкой (например, длительные роды) и больше перинатальных потерь, чем мыши дикого типа, особенно в постоянной темноте. ¹⁷ Нокдаун Clock в яичниках влияет на фертильность мышей, о чем свидетельствует уменьшение количества ооцитов, спонтанно высвобождаемых утром в фазу эстрации, и размер помета меньшего, чем обычно, размера.⁶³ Представляющие клинический интерес ткани плода после искусственного аборта или самопроизвольного выкидыша на сроке гестации 5–9 недель были проанализированы, и было обнаружено, что белок CLOCK был снижен в ворсинах хориона плодов с самопроизвольным выкидышем по сравнению с плодами с искусственным абортом. . ⁶³

Ряд исследований неизменно демонстрирует важные нарушения репродуктивной функции и фертильности у нулевых мутантных мышей Bmal1 , такие как позднее начало полового созревания, нерегулярные эстральные циклы, отсутствие всплеска ЛГ в проэструсе, неудачная имплантация, задержка развития эмбриона или эмбриона. потеря и потеря ритмической экспрессии генов в яичниках.^20,57,64 Подробно, Ратайчак и др. Подтвердили предыдущие наблюдения, что Bmal1 нулевых самок крыс бесплодны, поскольку их спаривание с Bmal1 ^{+ / +} самцов не привело к получению помета. ⁵⁷ Интересно, что Bmal1 нулевых крыс, по-видимому, имели эстральный цикл, который, однако, был длиннее, чем у диких типов; у них также было нормальное развитие фолликулов яичников, овуляция, оплодотворение и раннее развитие эмбриона. Однако у нулевых крыс Bmal1 и были более низкие уровни прогестерона в сыворотке (но аналогичные уровни эстрадиола) на ранних стадиях беременности (то есть во время имплантации).Хотя овуляция произошла у мышей с дефектом Bmal1 , у них было меньше ооцитов и эмбрионов в репродуктивном тракте по сравнению с интактными мышами. Поскольку фермент, катализирующий лимитирующую стадию стероидогенеза, стероидогенный острый регуляторный белок, почти не обнаруживался в желтых телах мышей Bmal1 нулевых, авторы предположили, что нарушение стероидогенеза, приводящее к низким уровням прогестерона, когда матка является восприимчивой. для имплантации, а не изменение овуляции, вызывает неудачу имплантации у мышей с дефектом Bmal1 и .

Сходные результаты были получены Boden et al, ²⁰, которые заметили, что гетерозиготные мыши Bmal1 обладают нормальной циркадной ритмичностью и фертильностью, хотя и с высокой перинатальной смертностью. Напротив, у нулевых мышей Bmal1 и было обнаружено отсроченное начало полового созревания на 4 дня, нерегулярные эстральные циклы с меньшим временем, проведенным в эстральной фазе по сравнению с мышами дикого типа, измененное развитие молочных желез, меньшие яичники, более низкие уровни прогестерона и меньшее количество фолликулов яичников и желтого тела.Кроме того, хотя они сохранили способность к овуляции, они не смогли родить щенков. ²⁰ Следует отметить, что условные Bmal1 -нокаутные самки мышей, т. Е. Bmal1 нулевые мутанты только в определенных периферических тканях, например, в гипофизе, ⁶⁴ или в миометрии, ⁶⁵, по-прежнему фертильны. , хотя и с некоторыми репродуктивными аномалиями, такими как нерегулярная продолжительность полового цикла и неправильное время родов. Чу и др. Изучали мышей с условным нокаутом, у которых отсутствует Bmal1 в секретирующих ФСГ-ЛГ клетках гипофиза, ⁶⁴, и они отметили повышение уровней ЛГ на всех стадиях эстрального цикла и увеличение вариабельности продолжительности эстрального цикла, но в норме. репродуктивная способность.Напротив, условные Bmal1 -нокаутные самки мышей, лишенные экспрессии Bmal1 в стероидогенных клетках яичников, надпочечников и гипофиза (но обычно экспрессируются в печени, мышцах, матке и яйцеводах), имеют нормальное начало полового созревания, нормальную эструс. цикл и овуляция, но репродуктивная недостаточность произошла из-за потери беременности на ранних сроках вследствие неудачной имплантации. Поскольку эти мутанты имели более низкие уровни прогестерона, введение дополнительного прогестерона помогло спасти имплантацию.Взятые вместе, эти результаты предполагают, что снижение фертильности Bmal1 нулевых мышей связано со стероидогенными компонентами яичников. ⁶⁶

С одной стороны, исследования мутантных мышей Per1 или Per2 показали нарушение циркадных ритмов с незначительными изменениями фертильности, такими как уменьшение размера помета, повышение перинатальной смертности и нарушение цикла течки с возраст. ^67,68 В частности, эти мутанты обладают нормальной репродуктивной функцией, но фертильность быстро ухудшается с возрастом.У мышей Per1 / Per2 нулевые, Pilorz и Steinlechner обнаружили такую же плодовитость, как и у мышей дикого типа у молодых взрослых, но репродуктивный успех был ниже из-за низкого числа успешно родившихся потомков у мышей среднего возраста. ⁶⁸ С другой стороны, мыши, дефицитные по Cry1 или Cry2, ускорили связанное с возрастом снижение фертильности, судя по частоте наступления беременности, по сравнению с мышами дикого типа того же возраста, но это было спасено регулировкой света. — темные циклы, соответствующие эндогенным циркадным ритмам.⁶⁹

Также было проверено влияние возмущений окружающей среды и, как следствие, нарушения циркадных часов на репродуктивную функцию. Беременных самок мышей подвергали воздействию цикла свет / темнота на 6 часов вперед или назад каждые 5 или 6 дней. ⁷⁰ Как продвижение фазы, так и ее отсрочка были связаны с сокращением числа беременностей, перенесенных до срока, даже несмотря на то, что это сокращение было более заметным по отношению к продвижению по фазе (78%), чем по задержкам (50%).

Биологические ритмы фертильности: исследования на людях

В последнее время в большинстве исследований биологических ритмов фертильности на людях изучались последствия нарушения ритма из-за социальных сигналов, таких как посменная работа или нарушение биоритмов.Ранее, до эры гормональной контрацепции и технологий вспомогательной репродукции, данные людей предполагали, что на фертильность имелось сезонное влияние. ⁷¹ Кроме того, ограниченное количество исследований было сосредоточено на взаимосвязи между полиморфизмом или хронотипом часовых генов и репродуктивной функцией у женщин, а также на циркулирующих уровнях KISS по отношению к репродукции.

Ряд исследований, проведенных с участием сменных рабочих, таких как бортпроводники и медсестры, выявили связь нерегулярного графика работы или ночных смен с измененными менструальными и репродуктивными функциями.Сообщалось о повышенном риске нарушения менструального цикла, самопроизвольных абортов, преждевременных родов и низкой массы тела при рождении. ^72–78 В исследовании, проведенном в США в 1978 г., посменная работа была связана с более длительными менструальными циклами и нарушениями менструального цикла у медсестер. ⁷⁹ Несколько лет спустя крупное японское исследование показало, что у женщин, работающих в ночную смену, больше нарушений менструального цикла и боли, а также у женщин, работающих в дневную смену, меньше беременностей. ⁷⁶ Кроме того, среди 726 женщин, занятых на производстве, нерегулярность менструального цикла и более длинные циклы были связаны с переменным графиком работы в течение дня, но не с работой в дневную смену, которая, вероятно, гарантировала более регулярный ритм рабочего времени.⁸⁰ В многоцентровом исследовании ⁸¹ Bisanti et al. Сообщили о связи сменной работы с неполноценностью, то есть с незащищенными половыми актами в течение> 9,5 месяцев, но не с продолжительностью или нерегулярностью менструального цикла. Шведское исследование с участием 807 медицинских работников показало, что у женщин, которые работали в вечернюю смену, был повышенный риск рождения детей с низкой массой тела по сравнению с теми, кто работал только днем, тогда как у женщин, работающих только в ночную смену, повышенный риск не наблюдался. риск выкидыша.⁷⁵ Лабяк и др. Обнаружили, что посменная работа связана с нарушениями менструального цикла и, в меньшей степени, с бесплодием. ⁸² Детально было опрошено 68 медсестер в возрасте 22–39 лет, работающих посменно в среднем 3,3 года; 36 (53%) из них сообщили о менструальных изменениях, т. Е. Изменениях продолжительности менструального цикла и кровотечений, изменениях количества менструальных выделений и усилении менструальной боли во время сменной работы. Кроме того, трое (4%) из них сообщили о бесплодии при сменной работе, а из девяти зарегистрированных выкидышей пять произошли во время сменной работы.Недавно Лоусон и др. Проанализировали менструальные характеристики 71 077 медсестер, участвовавших в национальном когортном исследовании. ⁸³ Они не изучали влияние постоянной работы в ночное время, но обнаружили связь работы смены в ночную смену с нерегулярными менструальными циклами и показали, что риск нарушения менструального цикла увеличивается с увеличением количества месяцев при сменной работе (увеличение на 13% за каждую смену). каждые 12 месяцев). Работа вахтовым методом была связана с чрезмерной продолжительностью цикла (коротким или длинным), и риск чрезвычайно длинных циклов увеличивался с увеличением количества месяцев, проработанных при вахтовом режиме (на 25% каждые 12 месяцев).

Однако существует ряд исследований, в которых не удалось найти четкой связи между сменной работой и изменением фертильности у женщин. ^83–86 Например, результаты Датской национальной когорты рождаемости, в которую вошли 21 438 беременных женщин, работающих в дневное время (82%) или посменно, предполагают, что вахтовая посменная работа, с ночной сменой или без нее, не связана со снижением плодовитости. . Здесь следует отметить, что работницы, работающие в фиксированные вечерние или фиксированные ночные смены, имели более продолжительное время до наступления беременности и более низкие шансы на плодовитость, чем рабочие, работающие в дневное время.Авторы предлагают предвзятость планирования беременности, а не биологические (например, циркадные) эффекты в качестве возможного объяснения этих различий. ⁸⁶

Был проведен ряд исследований среди бортпроводников, которые неоднократно подвергались смене часовых поясов и, как следствие, нарушению циркадного ритма. Среди 418 бортпроводников, у которых была одна или несколько беременностей в течение периода исследования, Cone et al. Обнаружили самопроизвольный аборт в 15%, что сопоставимо с частотой выкидышей на уровне населения.⁸⁵ Однако самопроизвольные аборты чаще случались среди бортпроводников, отработавших больше летных часов во время беременности. Точно так же зарегистрированное исследование финских бортпроводников показало, что уровень самопроизвольных абортов схож с показателем среди населения в целом, хотя женщины, которые активно работали бортпроводниками на ранних сроках беременности, имели немного более высокий риск самопроизвольного аборта по сравнению с теми, кто этого не делал. ⁸⁴ Более того, исследование итальянских бортпроводников в 1995 году не обнаружило существенных различий в частоте самопроизвольных абортов или продолжительности менструальных кровотечений между женщинами, которые активно работали, и женщинами, которые этого не делали; однако находящиеся на службе женщины чаще сообщали о нарушениях менструального цикла, чем те, которые не находились на службе.Кроме того, 62% женщин сообщили о нарушениях менструального цикла, например, о менструальных болях, обильных кровотечениях и периодах аменореи, работая бортпроводниками, а 21% сообщили о проблемах с бесплодием на протяжении всей жизни. ⁸⁷ К вышеуказанным отчетам следует относиться с осторожностью. Ряд физических и химических факторов, помимо нарушения циркадного ритма, например, воздействие космического ионизирующего излучения, качество воздуха в салоне и психологический стресс, могут способствовать изменению репродуктивной функции у бортпроводниц.

Финское популяционное генетическое исследование подтверждает роль полиморфизма генов часов в фертильности человека. ⁸⁸ Авторы подробно исследовали различные полиморфизмы генов часов CLOCK , BMAL1 , BMAL2 и NPAS2 у 99 женщин, участвовавших в репрезентативном общенациональном исследовании состояния здоровья населения. Генетические варианты в этих часовых генах были проанализированы в отношении характеристик репродуктивного здоровья, таких как регулярность менструального цикла, количество беременностей и выкидышей, а также бесплодие.Они обнаружили связь между генетическим вариантом в гене BMAL1 (генотип TT по rs2278749) и большим количеством беременностей и выкидышей. С другой стороны, генетический вариант гена NPAS2 (статус T ⁺ по rs11673746) был связан с меньшим количеством выкидышей.

Поведенческие фенотипы, обусловленные индивидуальными различиями во времени циркадных физиологических функций (например, цикл сна и бодрствования, секреция гормонов), называются хронотипами.На основе этих фенотипов можно выделить три хронотипа, то есть утренний (субъекты, которые ложатся спать и рано просыпаются и демонстрируют наилучшие результаты в течение утра), вечер (субъекты, которые ложатся спать и поздно просыпаются и работают в лучше всего вечером) или среднего уровня (ни утром, ни вечером). Относительно небольшое количество исследований предполагают связь между вечерностью и более частыми менструальными болями и более короткой продолжительностью менструаций. ^89,90 Ранее мы проанализировали связи между хронотипом и репродуктивными особенностями у 2672 женщин, участвовавших в Национальном опросе FINRISK 2007 года.Мы обнаружили большую продолжительность менструального цикла среди вечерних хронотипов, чем среди утренних и промежуточных хронотипов. Кроме того, промежуточные хронотипы имели значительно более длительную продолжительность менструального кровотечения, а также более высокие шансы на трудности при наступлении беременности, что предполагает связь между хронотипом и репродуктивными функциями у женщин. ⁹¹

Плацента человека производит KISS. ⁹² Уровни KISS в плазме значительно повышаются во время беременности, в то время как акушерские осложнения, такие как преэклампсия, по-видимому, связаны с более низкими концентрациями KISS в плазме.⁹³ Jayasena et al. Обнаружили значительно более высокие уровни KISS в плазме и моче (но не слюне) у 49 беременных (гестационный возраст 34 ± 0,6 недели) по сравнению с 50 здоровыми небеременными женщинами. ⁹⁴ С другой стороны, анализируя уровни KISS в плазме у 993 беременных женщин, авторы обнаружили связь между более низким уровнем KISS и более высоким риском выкидыша. ⁹⁵ Кроме того, было продемонстрировано, что KISS может вызывать выброс ЛГ и созревание яйцеклеток у женщин.⁹⁶

Всплеск ЛГ, который длится день или два, у женщин обычно начинается с полуночи до 8 часов утра. Чтобы определить время начала всплеска ЛГ, Кэхилл и др. Собрали повторные измерения уровня ЛГ с 4-часовыми интервалами, начиная с 9-го дня яичникового цикла у 35 женщин моложе 40 лет и с нормальными овуляторными циклами в общей сложности. 155 циклов. ⁹⁷ Они обнаружили, что начало всплеска ЛГ произошло в основном (85%) в ночное время между 12 и 8 часами утра. Точно так же Kerdelhué и др. Исследовали образцы крови 19 женщин, которые брали с 4-часовыми интервалами в течение дня. 7–10 менструального цикла.⁹⁸ В большинстве случаев всплеск ЛГ произошел рано утром, т. Е. В 4 часа утра в 20% случаев или в 8 часов утра в 80% случаев.

Интересно, что воздействие видимого света через глаза влияет на репродуктивные процессы у людей, и поэтому правильно рассчитанные световые воздействия могут поддерживать репродукцию, если эффект света передается от сетчатки к SCN и другим ключевым областям мозга. Бесплодие чаще встречается у слепых женщин. ³⁵ Более того, длительные и нерегулярные менструальные циклы можно нормализовать путем воздействия естественного света в ночное время в течение 13-17 дней менструального цикла.³⁶ Этот первоначальный отчет был подкреплен и расширен данными о том, что менструальный цикл был сокращен у 38 пациенток с зимней депрессией после ежедневного воздействия света в течение 1 недели, которое началось между 1 и 14 днями менструального цикла ⁹⁹ и что пребывание на солнце за 2 или 3 дня до овуляции сокращает менструальный цикл. ¹⁰⁰ Кроме того, у женщин с удлиненными менструальными циклами овуляция была увеличена, размер фолликулов увеличился, а уровни циркулирующих пролактина, ЛГ и ФСГ увеличились за счет ежедневного воздействия яркого света в течение 1 недели между 7 днями. и 14 менструального цикла.¹⁰¹ Влияние света на секрецию ФСГ оказывается прямым, слегка стимулирующим и временным. ¹⁰²

Циркадные часы человека кажутся похожими на часы других видов по своей реакции на воздействие света. Электрический стимул сбрасывает фазу спонтанно ритмичного нейрона, и отдельные нейроны с часами в SCN, чьи функции управляются генами часов и их белковыми продуктами, синхронизируют свою фазу, чтобы произвести скоординированный сигнал, дающий время для циркадной ритмичности.¹⁰³ Стимул видимого света критической силы, который прикладывается к глазам в критическую циркадную фазу, действительно сбрасывал циркадные часы человека, измеренные с помощью внутренней температуры тела, близко к ее сингулярности, то есть к положению без фазы при у которого амплитуда циркадных колебаний равна нулю. ¹⁰⁴ Механическое объяснение этого универсального свойства циркадных часов было наконец предоставлено с помощью экспериментов, в которых было показано, что критически синхронизированные световые импульсы приводят клеточные часы к их сингулярности и что десинхронизация отдельных клеточных часов лежит в основе сингулярности.¹⁰⁵

Однако в настоящее время нет данных о генах часов и их белковых продуктах из нормальной репродуктивной ткани человека, за исключением исследований рака. Вместо этого есть некоторые человеческие данные о генах часов, поскольку они экспрессировались в периферических тканях в ответ на возмущения, которые могли снизить фертильность. Несвоевременный сон, например, при сменной работе или из-за смены часовых поясов, действительно повлиял на молекулярные регуляторы циркадной ритмичности и, среди прочего, на гены часов CLOCK и BMAL1 .¹⁰⁶ Кроме того, посменная работа в значительной степени изменила уровни экспрессии генов часов и повысила уровень циркулирующего 17-β-эстрадиола, который измерялся утром во время ранней фолликулярной фазы менструального цикла медсестрами, работающими по ротации. ¹⁰⁷ Однако эти результаты противоречивы, поскольку есть и отрицательные исследования, ^108,109, возможно, из-за различий в деталях дизайна исследования. ¹¹⁰

Заключение

Сезонные и циркадные ритмы продолжают регулировать многие биологические функции животных, включая человека.Что касается других процессов, ритмичность воспроизводства и фертильность регулируется посредством сложного взаимодействия между стимулами окружающей среды и эндогенными центральными, а также периферическими осцилляторами. Исследования на животных ясно продемонстрировали роль генов основных часов и генов, контролируемых часами, в регулировании времени цикла яичников. Было проведено всего несколько исследований, чтобы сделать вывод о роли циркадных ритмов в воспроизводстве человека. Необходимы дальнейшие исследования, которые будут сосредоточены на роли оси HPO, циркадных механизмах действия и последствиях циркадного нарушения репродуктивной функции и фертильности.

Раскрытие информации

Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов в этой работе.

Ссылки

1.	Валлийский округ Колумбия, Logothetis DE, Meister M, Reppert SM. Отдельные нейроны, диссоциированные от супрахиазматического ядра крысы, экспрессируют независимо фазированные циркадные ритмы возбуждения. Нейрон . 1995; 14: 697–706.
2.	Kennaway DJ, Boden MJ, Varcoe TJ.Циркадные ритмы и фертильность. Молекулярный эндокринол . 2012; 349: 56–61.
3.	Kennaway DJ. Роль циркадной ритмичности в воспроизводстве. Обновление Hum Reprod . 2005; 11: 91–101.
4.	Swaab DF, Van Someren EJ, Zhou JN, Hofman MA. Биологические ритмы жизненного цикла человека и их связь с функциональными изменениями супрахиазматического ядра. Проигрыватель Мозгов . 1996. 111: 349–368.
5.	Backe B. Циркадные колебания наблюдаемой продолжительности родов: возможные причины и последствия. Acta Obstet Gynecol Scand . 1991. 70 (6): 465–468.
6.	Hofman MA, Swaab DF. Сезонные изменения супрахиазматического ядра человека. Neurosci Lett . 1992; 139: 257–260.
7.	Hofman MA, Swaab DF. Суточные и сезонные ритмы нейрональной активности супрахиазматического ядра человека. Дж Биол Ритмы . 1993. 8: 283–295.
8.	Cizza G, Requena M, Galli G, de Jonge L. Хроническое недосыпание и сезонность: последствия для эпидемии ожирения. Дж Эндокринол Инвест . 2011. 34 (10): 793–800.
9.	Завод TM.Гипоталамо-гипофизарно-гонадная ось. Дж Эндокринол . 2015; 226 (2): T41 – T54.
10.	Партонен Т. Варианты гена часов при расстройствах настроения и тревожных расстройствах. Дж. Нейронная передача . 2012. 119 (10): 1133–1145.
11.	Leak RK, Moore RY. Топографическая организация проекционных нейронов супрахиазматического ядра. Дж. Комп Нейрол . 2001. 433 (3): 312–334.
12.	Цанг А.Х., Барклай Дж. Л., Остер Х. Взаимодействие между эндокринной и циркадной системами. Дж Мол Эндокринол . 2013; 52 (1): R1 – R16.
13.	Hastings MH, Reddy AB, Garabette M, et al. Экспрессия продуктов часовых генов в супрахиазматическом ядре в связи с циркадным поведением. Компания Novartis Found Symp . 2003. 253: 203–217.
14.	Evans JA, Suen TC, Callif BL, et al.Оболочечные нейроны главных циркадных часов координируют фазу тканевых часов в мозгу и теле. БМС Биол . 2015; 13:43.
15.	Ямамото Т., Накахата Й, Сома Х, Акаси М., Мамин Т., Такуми Т. Транскрипционные колебания генов канонических часов в периферических тканях мыши. БМС Мол Биол . 2004; 5: 18.
16.	Долатшад Х., Кэмпбелл Э.А., О’Хара Л., Мэйвуд Э.С., Гастингс М. Х., Джонсон М. Х.Развитие и репродуктивная способность циркадных мутантных мышей. Репродукция Человека . 2006. 21 (1): 68–79.
17.	Фаренкруг Дж., Георг Б., Ганнибал Дж., Хиндерссон П., Грас С. Суточная ритмичность часовых генов Per1 и Per2 в яичнике крысы. Эндокринология . 2006. 147 (8): 3769–3776.
18.	Карман Б.Н., Тищкау С.А. Экспрессия гена циркадных часов в яичнике: эффекты лютеинизирующего гормона. Биол Репрод . 2006. 75 (4): 624–632.
19.	Kennaway DJ, Varcoe TJ, Mau VJ. Ритмичная экспрессия часов и генов, контролируемых часами, в яйцеводе крысы. Мол Хум Репрод . 2003; 9: 503–507.
20.	Боден MJ, Varcoe TJ, Voultsios A, Kennaway DJ. Репродуктивная биология самок Bmal1 нулевых мышей. Репродукция . 2010. 139 (6): 1077–1090.
21.	Оиси К., Фукуи Х., Исида Н. Ритмическая экспрессия мРНК BMAL1 изменена у мутантных мышей Clock: дифференциальная регуляция в супрахиазматическом ядре и периферических тканях. Biochem Biophys Res Commun . 2000. 268 (1): 164–171.
22.	Гербер А., Сайни С., Кюри Т. и др. Системный контроль экспрессии циркадных генов. Диабет, ожирение, метаболизм . 2015; 17 (приложение 1): 23–32.
23.	Wiegand SJ, Terasawa E, Bridson WE, Goy RW. Эффекты дискретных поражений преоптических и супрахиазматических структур у самок крыс: изменения в регуляции секреции гонадотропинов с помощью обратной связи. Нейроэндокринология . 1980. 31 (2): 147–157.
24.	Боден MJ, Kennaway DJ. Циркадные ритмы и воспроизведение. Репродукция . 2006. 132: 379–392.
25.	Скорупскайте К., Джордж Дж. Т., Андерсон Р.А. Путь кисспептин – гонадолиберин в репродуктивном здоровье и болезнях человека. Обновление Hum Reprod . 2014. 20 (4): 485–500.
26.	Choe HK, Chun SK, Kim J, Kim D, Kim HD, Kim K. Транскрипция гена GnRH в реальном времени у управляемых промотором GnRH трансгенных мышей, экспрессирующих люциферазу: эффект кисспептина . Нейроэндокринология . 2015; 102 (3): 194–199.
27.	Miller BH, Olson SL, Levine JE, Turek FW, Horton TH, Takahashi JS. Вазопрессин, регулирующий выброс лютеинизирующего гормона проэстра у мышей дикого типа и мутантных мышей Clock. Биол Репрод . 2006; 75: 778–784.
28.	Боден MJ, Varcoe TJ, Kennaway DJ. Циркадная регуляция воспроизводства: от гамет к потомству. Прог Биофиз Мол Биол . 2013; 113: 387–397.
29.	Chappell PE, Белый RS, Mellon PL. Экспрессия циркадных генов регулирует пульсирующий паттерн секреции гонадотропин-рилизинг-гормона (GnRH) в клеточной линии GT1-7, секретирующей GnRH. Дж. Neurosci . 2003. 23 (35): 11202–11213.
30.	Гиллеспи Дж.М., Чан Б.П., Рой Д., Кай Ф., Белшем Д.Д. Экспрессия генов циркадного ритма в нейронах GT1-7, секретирующих гонадотропин-рилизинг-гормон. Эндокринология .2003. 144 (12): 5285–5292.
31.	Resuehr D, Wildemann U, Sikes H, Olcese J. Регуляция E-box экспрессии рецептора гонадотропин-рилизинг-гормона (GnRH) в иммортализованных гонадотропных клетках. Молекулярный эндокринол . 2007. 278 (1–2): 36–43.
32.	Zhao S, Kriegsfeld LJ. Ежедневные изменения чувствительности клеток GT1-7 к стимуляторам секреции гонадолиберина, вызывающим овуляцию. Нейроэндокринология .2009. 89 (4): 448–457.
33.	Tonsfeldt KJ, Goodall CP, Latham KL, Chappell PE. Эстроген индуцирует ритмическую экспрессию рецептора кисспептина-1 GPR54 в клетках GT1-7, секретирующих гонадотропин-рилизинг-гормон гипоталамуса. Дж. Нейроэндокринол . 2011. 23 (9): 823–830.
34.	Уильямс В.П. 3-й, Джарджисиан С.Г., Миккельсен Д.Д., Кригсфельд Л.Дж. Циркадный контроль кисспептина и стробируемый ответ ГнРГ опосредуют преовуляторный выброс лютеинизирующего гормона. Эндокринология . 2011. 152 (2): 595–606.
35.	Тимонен С., Франзас Б., Вичманн К. Фоточувствительность гипофиза человека. Энн Чир Гинекол Фенн . 1964; 53: 165–172.
36.	Lin MC, Kripke DF, Parry BL, Berga SL. Ночник изменяет менструальный цикл. Психиатрия Res . 1990. 33 (2): 135–138.
37.	Рой Д., Анджелини Н.Л., Фуджиеда Х., Браун Г.М., Белшем Д.Д.Циклическая регуляция экспрессии гена GnRH в нейронах, секретирующих GnRH GT1-7, с помощью мелатонина. Эндокринология . 2001. 142 (11): 4711–4720.
38.	Slominski RM, Reiter RJ, Schlabritz-Loutsevitch N, Ostrom RS, SlominskiAT. Мембранные рецепторы мелатонина в периферических тканях: распределение и функции. Молекулярный эндокринол . 2012. 351 (2): 152–166.
39.	Reiter RJ, Tamura H, Tan DX, Xu XY.Мелатонин и циркадная система: вклад в успешное женское воспроизводство. Фертил Стерил . 2014. 102 (2): 321–328.
40.	Sellix MT. Циркадные часы функционируют в яичниках млекопитающих. Дж Биол Ритмы . 2015; 30 (1): 7–19.
41.	Sellix MT. Часы внизу: роль периферийных часов в определении времени женской репродуктивной физиологии. Фронт эндокринол (Лозанна) .2013; 4: 91.
42.	Loh DH, Kuljis DA, Azuma L, et al. Нарушение репродукции, эстрального цикла и циркадных ритмов у самок мышей с дефицитом вазоактивного кишечного пептида. Дж Биол Ритмы . 2014. 29 (5): 355–369.
43.	Kriegsfeld LJ. Циркадная регуляция кисспептина в репродуктивной функции женщин. АдвЭр Эксп Мед Биол . 2013; 784: 385–410.
44.	Clarkson J, d’Anglemont de Tassigny X, Moreno AS, Colledge WH, Herbison AE. Передача сигналов Kisspeptin-GPR54 важна для преовуляторной активации нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона и выброса лютеинизирующего гормона. Дж. Neurosci . 2008. 28 (35): 8691–8697.
45.	Dungan HM, Gottsch ML, Zeng H, et al. Роль передачи сигналов кисспептин-GPR54 в тонической регуляции и выбросе гонадотропин-рилизинг-гормона / лютеинизирующего гормона. Дж. Neurosci . 2007. 27 (44): 12088–12095.
46.	Palm IF, van der Beek EM, Wiegant VM, Buijs RM, Kalsbeek A. Стимулирующий эффект вазопрессина на выброс лютеинизирующего гормона у крыс, подвергшихся овариэктомии и получавших эстрадиол, зависит от времени . Мозг Рес . 2001. 901 (1-2): 109–116.
47.	Hu MH, Li XF, McCausland B, et al. Относительная роль дугообразных и антеровентральных перивентрикулярных нейронов кисспептина в контроле полового созревания и репродуктивной функции у самок крыс. Эндокринология . 2015; 156 (7): 2619–2631.
48.	Olcese J, Sikes HE, Resuehr D. Индукция экспрессии мРНК PER1 в иммортализованных гонадотропах с помощью гонадотропин-рилизинг-гормона (GnRH): участие в передаче сигнала протеинкиназы C и MAP-киназы. Хронобиол Инт . 2006. 23 (1–2): 143–150.
49.	Oishi Y, Okuda M, Takahashi H, Fujii T., Morii S. Клеточная пролиферация в передней доле гипофиза у нормальных взрослых крыс: влияние пола, эстрального цикла и циркадных изменений. Анат Рек. . 1993. 235 (1): 111–120.
50.	Wunderer F, Kühne S, Jilg A, et al. Часы экспрессии генов в гипофизе человека. Эндокринология . 2013. 154 (6): 2046–2057.
51.	Sellix MT, Menaker M. Циркадные часы в яичнике. Trends Endocrinol Metab . 2010. 21 (10): 628–636.
52.	He PJ, Hirata M, Yamauchi N, Hashimoto S, Hattori MA.Гонадотропная регуляция циркадного часового механизма в клетках гранулезы крыс. Мол Cell Biochem . 2007. 302: 111–118.
53.	Йошикава Т., Селликс М., Пезук П., Менакер М. Время циркадных часов яичников регулируется гонадотропинами. Эндокринология . 2009; 150: 4338–4347.
54.	Ямада К., Кавата Х., Мизутани Т. и др. Экспрессия гена основного фактора транскрипции спираль-петля-спираль, SHARP-2, регулируется гонадотропинами в яичниках крыс и в клетках МА-10. Биол Репрод . 2004. 70: 76–82.
55.	Sirois J, Sayasith K, Brown KA, Stock AE, Bouchard N, Doré M. Циклооксигеназа-2 и ее роль в овуляции: отчет за 2004 год. Обновление Hum Reprod . 2004. 10: 373–385.
56.	Chen H, Zhao L, Kumazawa M, et al. Подавление гена основных часов Bmal1 ослабляет экспрессию генов, связанных с биосинтезом прогестерона и простагландина, в лютеинизирующих гранулезных клетках крыс. Am J Physiol Cell Physiol . 2013; 304: C1131 – C1140.
57.	Ratajczak CK, Boehle KL, Muglia LJ. Нарушение стероидогенеза и неудачная имплантация у мышей Bmal1 ^{— / —}. Эндокринология . 2009; 150: 1879–1885.
58.	Akiyama S, Ohta H, Watanabe S и др. Матка поддерживает стабильные биологические часы во время беременности. Тохоку Дж. Экспер. Мед. .2010. 221 (4): 287–298.
59.	Johnson MH, Lim A, Fernando D, Day ML. Гены циркадного часового механизма экспрессируются в репродуктивном тракте и концепте ранней беременной мыши. Репродукция Биомед Интернет . 2002. 4 (2): 140–145.
60.	Mosko SS, Moore RY. Неонатальная абляция супрахиазматического ядра: влияние на развитие гипофизарно-гонадной оси у самок крыс. Нейроэндокринология . 1979; 29: 350–361.
61.	Браун-Грант К., Райсман Г. Нарушения репродуктивной функции, связанные с разрушением супрахиазматических ядер у самок крыс. Proc R Soc Lond B Biol Sci . 1977; 198 (1132): 279–296.
62.	Miller BH, Olson SL, Turek FW, Levine JE, Horton TH, Takahashi JS. Мутация циркадных часов нарушает цикличность течки и сохранение беременности. Курр Биол . 2004. 14 (15): 1367–1373.
63.	Li R, Cheng S, Wang Z. Ген циркадных часов играет ключевую роль в овариальном цикле и самопроизвольном аборте. Клеточная физиология и биохимия . 2015; 37 (3): 911–920.
64.	Chu A, Zhu L, Blum ID, et al. Глобальное, но не специфическое для гонадотропов нарушение Bmal1 устраняет выброс лютеинизирующего гормона, не влияя на овуляцию. Эндокринология . 2013. 154 (8): 2924–2935.
65.	Ratajczak CK, Asada M, Allen GC, et al. Создание мышей с нокаутом Bmal1, специфичных для миометрия, для анализа родов. Reprod Fertil Dev . 2012. 24 (5): 759–767.
66.	Лю Ю., Джонсон Б.П., Шен А.Л. и др. Потеря BMAL1 в стероидогенных клетках яичников приводит к неудаче имплантации у самок мышей. Proc Natl Acad Sci U S A .2014. 111 (39): 14295–14300.
67.	Чжэн Б., Альбрехт У., Каасик К. и др. Неизбыточная роль генов mPer1 и mPer2 в циркадных часах млекопитающих. Ячейка . 2001. 105 (5): 683–694.
68.	Pilorz V, Steinlechner S. Низкий репродуктивный успех у самок мутантных мышей Per1 и Per2 из-за ускоренного старения? Репродукция . 2008. 135 (4): 559–568.
69.	Такасу Н.Н., Накамура Т.Дж., Токуда И.Т., Тодо Т., Блок Г.Д., Накамура В. Восстановление от возрастного бесплодия в условиях экологических циклов света и темноты, адаптированных к внутреннему циркадному периоду. Сотовый представитель . 2015; 12 (9): 1407–1413.
70.	Summa KC, Vitaterna MH, Turek FW. Нарушение циркадных часов в окружающей среде нарушает беременность у мышей. PLoS Один . 2012; 7 (5): e37668.
71.	Эрикссон А.В., Феллман Дж. Сезонные колебания живорождений, мертворождений, внебрачных родов и родов близнецов в Швейцарии. Твин Рес . 2000. 3 (4): 189–201.
72.	Макдональд А.Д., Макдональд Дж. К., Армстронг Б., Черри Н. М., Нолин А. Д., Роберт Д. Недоношенность и работа во время беременности. Бр. Дж. Инд Мед . 1988. 45 (1): 56–62.
73.	Armstrong BG, Nolin AD, McDonald AD.Работа по беременности и весу при рождении для гестационного возраста. Бр. Дж. Инд Мед . 1989. 46 (3): 196–199.
74.	Xu X, Ding M, Li B, Christiani DC. Связь сменной работы с преждевременными родами и низкой массой тела при рождении среди никогда не курящих женщин-текстильщиц в Китае. Оккуп Энвирон Мед . 1994. 51 (7): 470–474.
75.	Axelsson G, Rylander R, Molin I. Исход беременности в связи с ненормированным и неудобным графиком работы. Бр. Дж. Инд Мед . 1989; 46: 393–398.
76.	Уэхата Т., Сасакава Н. Усталость и беременность у женщин, работающих в ночное время. Дж Хум Эргол (Токио) . 1982; 11 (доп.): 465–474.
77.	Мамель Н., Лаумон Б., Лазар П. Недоношенность и профессиональная деятельность во время беременности. Am J Epidemiol . 1984. 119 (3): 309–322.
78.	Кнутссон А. Нарушения здоровья вахтовых рабочих. Оккуп Мед (Лондон) . 2003. 53 (2): 103–108.
79.	Tasto DL, Colligan MJ, Skjei EW, Polly SJ. Последствия сменной работы для здоровья . Цинциннати: Министерство здравоохранения, образования и социального обеспечения США; 1978.
80.	Мессинг К., Заурел-Кубизоллес М.Дж., Бургине М., Камински М. Характеристики менструального цикла и условия труда рабочих на птицефабриках и консервных заводах. Scand J Work Environ Health . 1992; 18: 302–309.
81.	Bisanti L, Olsen J, Basso O, Thonneau P, Karmaus W. Посменная работа и субференция: европейское многоцентровое исследование; Европейская исследовательская группа по бесплодию и неполноценности. Дж. Оккуп Энвирон Мед . 1996. 38 (4): 352–358.
82.	Лабяк С., Лава С., Турек Ф, Зи П. Влияние сменной работы на сон и менструальную функцию медсестер. Женщины здравоохранения, Int . 2002; 23: 703–714.
83.	Lawson CC, Whelan EA, Lividoti Hibert EN, et al. Характеристики сменной работы и менструального цикла. Эпидемиология . 2011; 22: 305–312.
84.	Асфолм Р., Линдбом М.Л., Пааккулайнен Х., Таскинен Х., Нурминен Т., Тийтинен А. Самопроизвольные аборты среди финских бортпроводников. Дж. Оккуп Энвирон Мед .1999. 41 (6): 486–491.
85.	Cone JE, Vaughan LM, Huete A, Samuels SJ. Результаты репродуктивного здоровья среди бортпроводников-женщин: предварительное исследование. Дж. Оккуп Энвирон Мед . 1998. 40: 210–216.
86.	Zhu JL, Hjollund NH, Boggild H, Olsen J. Посменная работа и неполноценность: причинная связь или артефакт? Оккуп Энвирон Мед . 2003; 60 (9): e12.
87.	Лаурия Л., Баллард Т.Дж., Кальдора М., Маццанти С., Вердеккья А. Репродуктивные расстройства и исходы беременности среди бортпроводниц. Aviat Space Environ Med . 2006. 77 (5): 533–539.
88.	Кованен Л., Саарикоски С.Т., Аромаа А, Лённквист Дж., Партонен Т. Варианты генов ARNTL (BMAL1) и NPAS2 способствуют плодовитости и сезонности. PLoS Один . 2010; 5 (4): e10007.
89.	Негриф С, Дорн ЛД. Утро / вечерние симптомы и менструальные симптомы у девочек-подростков. Дж. Психосом Рез. . 2009. 67: 169–172.
90.	Такеучи Х., Оиси Т., Харада Т. Связь между предпочтением по утрам и вечерам и психическими / физическими предменструальными симптомами у японских женщин от 12 до 31 года. Хронобиол Инт . 2005. 22: 1055–1068.
91.	Тоффол Э., Мериканто И., Лахти Т., Луото Р., Хейкинхеймо О., Партонен Т. Доказательства связи между хронотипом и репродуктивной функцией у женщин. Хронобиол Инт . 2013. 30 (6): 756–765.
92.	Хорикоши Й., Мацумото Х., Такацу Й. и др. Резкое повышение концентрации метастинов в плазме при беременности человека: метастин как новый гормон плацентарного происхождения у людей. Дж Клин Эндокринол Метаб .2003. 88 (2): 914–919.
93.	Армстронг Р.А., Рейнольдс Р.М., Лиск Р., Ширинг СН, Колдер А.А., Райли СК. Снижение уровня кисспептина в сыворотке крови на ранних сроках беременности связано с задержкой внутриутробного роста и преэклампсией. Пренат Диагностика . 2009. 29 (10): 982–985.
94.	Jayasena CN, Comninos AN, Narayanaswamy S, et al. Выявление повышенной иммунореактивности кисспептина в моче при беременности. Энн Клин Биохим . 2015; 52 (pt 3): 395–398.
95.	Jayasena CN, Abbara A, Izzi-Engbeaya C, et al. Снижение уровня кисспептина в плазме крови во время дородового визита связано с повышенным риском выкидыша. Дж Клин Эндокринол Метаб . 2014; 99 (12): E2652 – E2660.
96.	Jayasena CN, Abbara A, Comninos AN, et al. Кисспептин-54 вызывает созревание яйцеклеток у женщин, подвергшихся экстракорпоральному оплодотворению. Дж Клин Инвест . 2014. 124 (8): 3667–3677.
97.	Кэхилл Д.Д., Уордл П.Г., Харлоу С.Р., Халл М.Г. Начало преовуляторного выброса лютеинизирующего гормона: суточное время и критические фолликулярные предпосылки. Фертил Стерил . 1998. 70 (1): 56–59.
98.	Kerdelhué B, Brown S, Lenoir V, et al. Время начала преовуляторного выброса лютеинизирующего гормона и его связь с циркадным ритмом кортизола у человека. Нейроэндокринология . 2002. 75 (3): 158–163.
99.	Даниленко К.В., Сергеева О.Ю. Немедленное воздействие синего света на репродуктивные гормоны у женщин. Neuro Endocrinol Lett . 2015; 36 (1): 84–90.
100.	Даниленко К.В., Самойлова Е.А. Стимулирующий эффект утреннего яркого света на репродуктивные гормоны и овуляцию: результаты контролируемого перекрестного исследования. Клинические испытания PLoS . 2007; 2 (2): e7.
101.	Даниленко К.В. Укорочение менструального цикла после световой терапии при сезонном аффективном расстройстве. Психиатрия Res . 2007. 153 (1): 93–95.
102.	Даниленко К.В., Сергеева О.Ю., Веревкин Э.Г. Менструальный цикл зависит от солнечного света. Гинекол Эндокринол . 2011. 27 (9): 711–716.
103.	Kawato M, Fujita K, Suzuki R, Winfree AT. Модель с тремя осцилляторами циркадной системы человека, контролирующая ритм внутренней температуры и цикл бодрствования и сна. Дж. Теор Биол . 1982. 98 (3): 369–392.
104.	Jewett ME, Kronauer RE, Cheisler CA. Подавление эндогенной циркадной амплитуды у людей под действием света. Природа . 1991; 350: 59–62.
105.	Укай Х., Кобаяши Т.Дж., Нагано М. и др. Меланопсин-зависимое фотопертурбация обнаруживает десинхронизацию, лежащую в основе сингулярности циркадных часов млекопитающих. Нат Клетки Биол . 2007. 9 (11): 1327–1334.
106.	Archer SN, Laing EE, Möller-Levet CS и др. Несвоевременный сон нарушает суточную регуляцию человеческого транскриптома. Proc Natl Acad Sci U S A . 2014; 111 (6): E682 – E691.
107.	Bracci M, Manzella N, Copertaro A, et al. Медсестры по очереди после выходного: экспрессия генов периферических часов, уровень мелатонина в моче и сывороточного 17-β-эстрадиола. Scand J Work Environ Health . 2014. 40 (3): 295–304.
108.	Bracci M, Copertaro A, Manzella N, et al. Влияние ночной смены и дневного сна на работе на мелатонин в моче, 17-β-эстрадиол и экспрессию генов часов у медсестер в пременопаузе. Дж. Биол Регул Хомеост Агенты . 2013. 27 (1): 267–274.
109.	Reszka E, Peplonska B, Wieczorek E, et al. Экспрессия циркадных генов в лейкоцитах периферической крови медсестер, работающих в ночную смену. Scand J Work Environ Health . 2013. 39 (2): 187–194.
110.	Джеймс Ф.О., Чермакиан Н., Бойвин Д.Б. Циркадные ритмы экспрессии мелатонина, кортизола и часовых генов во время имитации работы в ночную смену. Сон . 2007. 30 (11): 1427–1436.

Нобелевская премия по медицине 2017 года присуждена 3 американцам за работу над циркадным ритмом: двусторонний: NPR

YouTube

Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл У. Янг — совместные лауреаты Нобелевской премии 2017 года по физиологии и медицине за свои открытия о том, как внутренние часы и биологические ритмы управляют человеческой жизнью.

Три американца выиграли «за открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм», — сообщает Нобелевский фонд.

От Нобелевской ассамблеи при Каролинском институте, объявившей премию рано утром в понедельник:

«Используя плодовых мушек в качестве модельного организма, лауреаты Нобелевской премии этого года выделили ген, который контролирует нормальный суточный биологический ритм. Они показали, что этот ген кодирует белок, который накапливается в клетке в течение ночи и затем разрушается в течение дня.Впоследствии они идентифицировали дополнительные белковые компоненты этого механизма, открыв механизм, управляющий самоподдерживающимся часовым механизмом внутри клетки. Теперь мы осознаем, что биологические часы работают по тем же принципам в клетках других многоклеточных организмов, включая человека.
«Наши внутренние часы с исключительной точностью адаптируют нашу физиологию к резко различающимся фазам дня. Часы регулируют такие важные функции, как поведение, уровень гормонов, сон, температуру тела и обмен веществ.»

Холл, 72 года, родился в Нью-Йорке и работал в различных учреждениях от Вашингтонского университета до Калифорнийского технологического института. Десятилетиями он работал на факультете Брандейского университета в Уолтеме, к западу от Бостона; совсем недавно он был связан с Университетом штата Мэн.

Росбаш, 73 года, родился в Канзас-Сити, Миссури, учился в Массачусетском технологическом институте и в Эдинбургском университете в Шотландии. С 1974 г. он работает на факультете Университета Брандейс в Уолтеме, штат Массачусетс.

Янг, 68 лет, родился в Майами, штат Флорида, получил докторскую степень в Техасском университете в Остине. Затем он работал докторантом в Стэнфордском университете в Пало-Альто, а в 1978 году поступил на факультет Рокфеллерского университета.

В прошлом году победителем стал японский биолог Йошинори Осуми из Токийского технологического института, получивший признание «за открытия об« аутофагии — фундаментальном процессе, который клетки используют для разложения и переработки своих частей », как сообщил Роб Штайн из NPR.