Биологические часы человека и животных: как работает внутреннее время?

Природа — это симфония ритмов, от ежедневного восхода и заката солнца до смены времен года.

Все живые организмы на Земле живут в соответствии с этими ритмами, благодаря своим внутренним часам. Эти внутренние часы регулируют все аспекты нашей жизни, от режима сна до миграции птиц, и показывают, как организмы приспосабливаются к циклам нашей планеты.

Циркадный ритм человека: внутренние часы, которые регулируют нашу жизнь

Пожалуй, наиболее известные биологические часы — это циркадные ритмы человека. Они представляют собой 24-часовой цикл, который управляет различными физиологическими процессами, такими как циклы сна и бодрствования, секреция гормонов и температура тела. Основные часы, регулирующие эти ритмы, находятся в части мозга, которая называется супрахиазматическое ядро (СХЯ).

На циркадные ритмы влияют факторы окружающей среды, известные как zeitgebers (таймеры). К ним относятся свет и температура. Самым важным из них является свет, который ежедневно сбрасывает циркадные часы, синхронизируя наши биологические ритмы с вращением Земли.

— Не секрет, что в течение суток процессами в нашем организме управляют гормоны, а правильный режим дня — это фундамент здоровья гормональной системы. Работа всех органов и систем человека строится практически по часам, подчиняясь циркадному ритму. Поэтому так важно вовремя ложиться спать. Поздний отход ко сну буквально ломает биологические ритмы, — говорит Ольга Шуппо, основатель и научный руководитель Grand Clinic.

Сезонные ритмы: годовые биологические часы

Помимо суточных ритмов, у многих организмов есть сезонные биологические часы, которые регулируют такие процессы, как размножение, миграция и спячка. Эти ритмы, также известные как циркадные ритмы, обусловлены изменениями продолжительности светового дня и температуры в течение года.

Миграция птиц — убедительный пример суточных ритмов. Биологические часы птиц заставляют их ежегодно преодолевать тысячи километров, идеально синхронизируясь с временами года, чтобы совпасть с доступностью пищи и оптимальными условиями для размножения. У человека все устроено гораздо сложнее.

— Если говорить про возраст, то биологическая зима в рамках года у людей пожилых, старше 80-ти лет начинается в октябре–ноябре. А у молодых лиц до 24 лет она начинается в декабре. Так, с увеличением и уменьшением количества солнечного света в нашем организме серьезно меняется гормональный фон. Весной, соответственно, выработка мелатонина увеличивается, а к осени уменьшается, — объясняет специалист по мелатонину, руководитель направления развития стационарной помощи Поликлиника.ру Александр Лакшин.

Приливные и лунные ритмы: биологические часы морской флоры и фауны

С другой стороны, морские организмы обладают удивительными биологическими часами, которые синхронизируются с приливами и лунным циклом. Например, краб-скрипач строит свои норы в строгом соответствии с приливами. Кораллы также демонстрируют лунные ритмы: их массовое размножение происходит после полнолуния.

От часов к хронобиологии: исследование биологических ритмов

Изучение этих биологических часов относится к области хронобиологии. Хронобиологи изучают, как настраиваются эти внутренние таймеры, как они управляют различными биологическими процессами и как они взаимодействуют с окружающей средой. Понимание этих систем может дать представление о широком спектре тем, от нарушений сна до влияния изменения климата на поведение животных и людей.

— Медицина и биология в настоящее время вплотную подошли к концепции хронопсии (от греч chronos — время, opsis — рассмотрение), т. е. к рассмотрению процессов нормы и патологии в проекции на определенные отрезки времени (в течение суток, месяцев, сезонов и т. д.). Рассогласование биоритмов (десинхроноз) является, как показывают исследования, первым сигналом о биологическом неблагополучии, которое может рассматриваться как предпатология или патология. Это позволяет обеспечить раннюю диагностику заболеваний, более эффективное лечение и профилактику, — говорит Александр Лакшин.

Биологические часы демонстрируют невероятную способность природы к адаптации. Они лежат в основе сложной хореографии жизни, с поразительной точностью регулируя множество процессов. Продолжая изучать эти внутренние часы, мы глубже понимаем собственную биологию и сложную работу окружающей нас жизни.

Международная исследовательская группа проанализировала данные 33 исследований с участием почти 100 тысяч человек и выяснила, что ходьба существенно влияет на психическое здоровье, снижая риск депрессии. Подробности в материале 56orb.