Наука сна: внутренние часы, биологические ритмы и страшные сновидения

Факторы влияния

Циркадный ритм может быть нарушен:

  • реактивная задержка , которая заставляет тело ресинхронизации свой циркадный ритм с новым nycthemeral ритмом;
  • ночное воздействие искусственного света (особенно в контексте ночной работы) или даже сильного «  светового загрязнения  »;
  • диета с высоким содержанием жиров , которая нарушает сон, нарушая циркадный ритм выработки адипонектина  ; гормон , синтезируется в жировой ткани . Этот гормон играет важную роль в хранении липидов , регулируя сжигание жиров за счет повышения чувствительности к инсулину (что способствует разложению жиров). У лабораторных мышей снижение выработки этого гормона вызвано жирной диетой и может вызвать значительный избыточный вес; недостаток сна может стать фактором ожирения по той же причине.

Биологические часы играют роль в бдительности, температуре тела, гормональной регуляции, а также в иммунной системе . Нарушение этих ритмов может вызвать избыточный вес и воспаление кишечника. В этом механизме участвуют врожденные лимфоидные клетки 3-го типа ( ILC3 ). Эти клетки, которые контролируют всасывание липидов во время борьбы с инфекциями, на модели мышей оказываются чувствительными к нарушениям их клеточных часов или циркадного ритма. Таким образом, «недосыпание и / или изменение привычек сна могут иметь последствия (…) для здоровья, приводя к ряду заболеваний, которые часто имеют иммунный компонент» .

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. 

«Починка» циркадных ритмов восстанавливает работу поджелудочной железы при диабете

Светлана Маслова, Хайтек+

Ученые настроили «сломанные» биоритмы клеток поджелудочной железы и восстановили правильную секрецию гормонов. Это означает, что справиться с диабетом можно во многом благодаря соблюдению режима дня и правильных привычек в питании.

Система циркадных часов есть практически во всех клетках организма. Они синхронизируют метаболические функции со сменой дня и ночи. Многие исследования подтверждают, что нарушения 24-часовых биоритмов повышают риски диабета, ожирения и других заболеваний. Теперь ученые из Швейцарии впервые продемонстрировали, что «поломка» циркадных ритмов клеток поджелудочной железы нарушает секрецию гормонов.

Статья Petrenko et al. In pancreatic islets from type 2 diabetes patients, the dampened circadian oscillators lead to reduced insulin and glucagon exocytosis опубликована в журнале PNAS – ВМ.

В новых экспериментах команда сравнила островковые клетки поджелудочной железы у людей с диабетом второго типа и здоровых добровольцев. За клетками наблюдали в течение суток с помощью специальной флуоресцентной микроскопии.

Островок Лангерганса с клетками, продуцирующими инсулин (зеленые) и глюкагон (красные). Ядра клеток окрашены синим. Рисунок из пресс-релиза Женевского университета Could resetting our internal clocks help control diabetes? – ВМ.

Оказалось, что у диабетиков циркадные часы клеток были повреждены. Это нарушало секрецию гормонов.

Ранее схожие результаты были получены на мышиных моделях, у которых в связи с «поломкой» нарушалась секреция инсулина и глюкагона.

Чтобы скорректировать нарушения в работе гормонов, ученые использовали флавоноид нобилетин, выделяемый из кожуры цитрусовых. Положительные свойства нобилетина были недавно обнаружены для синхронизации циркадных ритмов.

Воздействие нобилетина помогло восстановить циркадные часы островковых клеток. «Синхронизировав циркадные ритмы, мы наблюдали улучшения в секреции инсулина», – пояснили авторы.

Полученные выводы стали первым доказательством этой концепции.

Для пациентов с диабетом это означает, что наиболее простой и вместе с тем эффективной профилактической мерой является регулярный режим дня и прием пищи.

В новых этапах исследований ученые будут работать над созданием эффективных молекул-модуляторов для восстановления циркадных ритмов клеток поджелудочной железы у человека.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru

Способы расчета биоритмов

Если человек знает, как работает его организм, он может с большей эффективностью планировать свою трудовую, учебную и другие виды деятельности. Определить биоритмы здоровья достаточно просто. Результат будет верен для всех хронобиологических типов.

Для расчета точных биологически циклов организма нужно количество дней в году умножить на возраст, за исключением високосных годов. Затем количество високосных лет умножить на 366 дней. Оба получившихся показателя складываются. После этого нужно разделить получившееся число на 23, 28 или 33, в зависимости от того, какой ритм нужно рассчитать.

Как известно, каждое колебание биологического ритма проходит три стадии: фазу низкой энергии, фазу высокой энергии и критические дни. Если нужно узнать физическое состояние, то оно определяется 23-дневным циклом. Первые 11 дней будут днями хорошего самочувствия, большей устойчивости к стрессам, полового влечения. С 12 по 23 дней проявляется повышенная утомляемость, слабость, плохой сон. В этот период нужно больше отдыхать. Дни под номерами 11, 12 и 23 можно считать критическими.

Цикл в 28 дней определяет эмоциональные показатели. В первые 14 дней энергия будет высокой. Это благоприятное время для дружбы, любви и отношений. Человека будут переполнять эмоции, все творческие способности обострятся. Период с 14 по 28 станет временем упадка эмоциональных сил, пассивности, сниженной работоспособности. Критических дней в цикле всего два: 14 и 28. Они характеризуются возникновением конфликтов и снижением иммунитета.

Интеллектуальный цикл длится 33 дня. В первые 16 дней наблюдается способность мыслить ясно и четко, повышенная концентрация, хорошая память и общая умственная активность. В оставшиеся дни цикла реакции замедленны, наступает творческий спад и снижение интереса ко всему. В три критических дня цикла (16, 17, 33) становится крайне трудно сконцентрироваться, появляются ошибки в работе, рассеянность, возраст риск аварий и других происшествий из-за невнимательности.

Для более быстрого расчета можно воспользоваться калькулятором биоритмов человека. В Интернете можно найти много разных ресурсов, где помимо самих приложений для расчета, можно ознакомиться с отзывами реальных людей о них.

Знание биологических ритмов организма может помочь человеку в достижении его целей, гармонизации межличностных отношений и жизни в целом. Также это благоприятно скажется на физиологии и эмоциональном состоянии.

Прочие факторы

Хотя многие исследователи считают свет сильнейшим сигналом к ​​увлечению, это не единственный фактор, влияющий на циркадные ритмы. Другие факторы могут увеличивать или уменьшать эффективность уноса. Например, упражнения и другая физическая активность в сочетании с воздействием света приводят к несколько более сильной реакции увлечения. Другие факторы, такие как музыка и своевременное введение нейрогормона мелатонина, показали аналогичные эффекты. На унос также влияет множество других факторов. К ним относятся режим кормления, температура, фармакология, двигательные стимулы, социальное взаимодействие , сексуальные стимулы и стресс.

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!

Циркадные ритмы растений

Циркадные ритмы растений связаны со сменой дня и ночи и важны для адаптации растений к суточным колебаниям таких параметров как температура, освещение, влажность. Растения существуют в постоянно меняющемся мире, поэтому циркадные ритмы важны для того, чтобы растение могло дать надлежащий ответ на абиотический стресс. Изменение положения листьев в течение суток — лишь один из многих ритмических процессов у растений. В течение суток колеблются такие параметры, как активность ферментов, интенсивность газообмена и фотосинтетическая активность.

В способности растений распознавать чередование дня и ночи играет роль фитохромная система. Примером работы такой системы является ритм цветения у растения Pharbitis nil. Цветение у этого растения зависит от длины светового дня: если день короче определённого интервала, то растение цветет, если длиннее — вегетирует. В течение суток условия освещения меняются из-за того, что солнце находится под разными углами к горизонту, и соответственно меняется спектральный состав света, что воспринимается различными фитохромами которые возбуждаются светом с разной длиной волны. Так, вечером в спектре много дальних красных лучей, которые активизируют только фитохром А, давая растению сигнал о приближении ночи. Получив этот сигнал, растение принимает соответствующие меры

Важность фитохромов для температурной адаптации была выяснена во время опытов с трансгенными осинами Populus tremula, у которых продукция фитохрома A была повышена. Растениям постоянно «казалось», что они получают свет высокой интенсивности, и таким образом не могли адаптироваться к суточным колебаниям температуры и страдали от ночных заморозков.

При исследовании суточных ритмов у арабидопсис была также показана фотопериодичность работы трёх генов для белков CO, FKF1 и G1. Ген constans участвует в определении времени цветения. Синтез продукта гена — белка CO запускается комплексом из белков FKF1 и G1. В этом комплексе продукт гена FKF1 играет роль фоторецептора. Синтез белка CO запускается через 4 часа после начала освещения и останавливается в темноте. Синтезированный белок за ночь разрушается, и таким образом необходимая для цветения растения концентрация белка достигается только в условиях долгого летнего дня.

Циркадные ритмы заболеваний

Сердечные приступы чаще возникают по утрам. Эпилептические припадки показывают пик в конце дня. Приступы астмы и риск смерти от этих приступов находятся в максимальных значениях между 23.00 и 03.00.

Утром наша иммунная система может показать гиперактивность, проявляя «воспламенение» дыхательных путей у больных бронхиальной астмой и рост отеков суставов.

Артериальное давление и пульс начинают увеличиваться утром из-за роста кортизола. Поэтому сердечные приступы и инсульты достигают своего пика около 9 часов утра отчасти из-за высокого кровяного давления.

Такое заболевание, как гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГРЭБ) проявляет активность в ночное время, а пик кислотности в желудке диагностируется в промежутке между 22.00 и 02.00.

Литература

  • Purves D. et al (2004). ‘’Neuroscience’’. Sinauer Associates, Inc. Publishers Sunderland, Massachusetts U.S.A
  • Алехина Н. Д. и др (2005) ‘’Физиология растений’’. М.: Издательский центр «Академия»
  • McClung C. (2006). ‘’Plant Circadian rhythms’’
  • Zehring W. A., Wheeler D. A., Reddy P., Konopka R. J., Kyriacou C. P., Rosbash M., and Hall J. C. (1984). P-element transformation with period locus DNA restores rhythmicity to mutant, arrhythmic Drosophila melanogaster. Cell 39, 369—376.
  • Bargiello T. A., Jackson F. R., and Young M. W. (1984). Restoration of circadian behavioural rhythms by gene transfer in Drosophila. Nature 312, 752—754.
  • Siwicki K. K., Eastman C., Petersen G., Rosbash M., Hall J. C. (1988). Antibodies to the period gene product of Drosophila reveal diverse tissue distribution and rhythmic changes in the visual system. Neuron 1, 141—150.
  • Hardin P. E., Hall J. C., and Rosbash M. (1990). Feedback of the Drosophila period gene product on circadian cycling of its messenger RNA levels. Nature 343, 536—540.
  • Liu X., Zwiebel L. J., Hinton D., Benzer S., Hall J. C., and Rosbash M. (1992). The period gene encodes a predominantly nuclear protein in adult Drosophila. J Neurosci 12, 2735—2744.
  • Vosshall L. B., Price J. L., Sehgal A., Saez L., and Young M. W. (1994). Block in nuclear localization of period protein by a second clock mutation, timeless. Science 263, 1606—1609.
  • Price J. L., Blau J., Rothenfluh A., Abodeely M., Kloss B., and Young M. W. (1998). double-time is a novel Drosophila clock gene that regulates PERIOD protein accumulation. Cell 94, 83-95.

Как предотвратить сбои биоритмов

Один из способов не сбивать биологические ритмы — это здоровый образ жизни, правильное питание в одно и то же время.

Всем известно, что важно вести здоровый образ жизни, правильно питаться. Несбалансированное, нерегулярное питание может привести к болезни, ухудшению настроения, снижению работоспособности

Питание должно быть четко в определенные часы, сбалансированным, разнообразным

Несбалансированное, нерегулярное питание может привести к болезни, ухудшению настроения, снижению работоспособности. Питание должно быть четко в определенные часы, сбалансированным, разнообразным.

Регулярные спортивные нагрузки. Спорт крайне полезен для здоровья. Он нормализует внутренние процессы организма, нормализует биологические ритмы. Люди, ведущие малоподвижный образ жизни, больше склонны к возникновению различного рода болезней. Даже если у вас уже есть болезнь, спорт не стоит полностью исключать. Пример, при болезни суставов необходимо делать специальные упражнения, чтобы улучшить состояние организма. С помощью спорта можно добиться больших успехов, хорошего самочувствия, отличного настроения. Кардионагрузки, силовые нагрузки, бег, плаванье, йога помогут быть в тонусе, хорошо выглядеть, хорошо себя чувствовать и будут положительно влиять на биологические ритмы.

Избежание стрессов. Современная жизнь имеет динамичный темп. Каждый день мы сталкиваемся с новыми задачами, ищем пути их разрешения. Возникают стрессовые ситуации. Они могут быть как на работе, так и в семейной жизни. Реакцией организма на стресс может быть повышенная раздражительность, агрессия, нарушение режима сна. Может возникнуть бессонница. Это крайне негативно сказывается на работу всех внутренних систем. Силы организма истощаются. В данном случае необходимо обратиться к специалисту. Чтобы не было проблем со здоровьем, чтобы было хорошее самочувствие, необходимо избегать стрессов. Можно грамотно оптимизировать свою жизнь, правильно её улучшить, убрать стрессовые факторы. Перестать ходить на нелюбимую работу, сменить вид деятельности. Необходимо избавиться от источника стресса, тогда удастся наладить собственные биологические ритмы. Если избавится от проблемы не удается, можно изменить свою реакцию, отношение. Попробуйте найти внутренний баланс, думайте позитивно. Ведь вы не в силах изменить то, что вам неподвластно. Ищите во всем плюсы.

Правильный режим сна, бодрствования. Подбор работы с учетом личных биоритмов. После бурного дня, полного яркими впечатлениями, необходимо восстанавливать силы, спать. Лучше следовать внутренним биоритмам, ложиться в нужное время, во время вставать. Лучше ложиться спать и вставать в конкретное время. Организм привыкнет к распорядку, станет лучше функционировать и будет хороший сон. Работа в ночные часы может быть опасна для здоровья

Ночью ухудшаются память, внимание, организм нацелен на сон, функции внутренних органов замедляются. Стоит избегать нарушений режима, работы в ночные часы, работать нужно в наиболее продуктивное время, днем.

Работа в наиболее активные часы

Такой подход поможет увеличить работоспособность.

Что это такое

У всех, независимо от того, совы они или жаворонки, есть привычка ложиться спать в определенное время, что регулируется суточными ритмами. Однако они контролируют не только цикл сна и бодрствования, но и чувство голода, желание заниматься сексом, особенности работы сердечно-сосудистой и пищеварительной систем и другие процессы, протекающие в организме.

Их открытие имеет огромное значение: в 2017 году ученым, которые занимались их исследованием, была присуждена Нобелевская премия.

Представление о внутренних регуляторах времени имеется уже давно. В кардиологии широко применяется такое понятие, как циркадный индекс. Что это такое? Это соотношение средней дневной к средней ночной частоте сердечных сокращений.

Известно, что при заболеваниях сердца этот показатель сильно изменяется, что позволяет определить наличие патологии в процессе холтеровского мониторирования.

Биологический ритм обладает несколькими базовыми свойствами.

При неизменных условиях он не меняется. Это значит, что продолжительность одного цикла сохраняется постоянной у каждого биологического вида. Например, один цикл занимает чуть больше 24 ч. Они не связаны с температурой окружающей среды. То есть если температура быстро изменится, такт не будет ускоряться или замедляться. Главный регулятор циркадных ритмов — продолжительность светового дня

Это очень важно, так как они помогают подстроиться под условия окружающей среды, например, уснуть с наступлением темноты, проснуться утром. При отсутствии данных точек отсчета организм всякий раз должен был бы приспосабливаться к новым условиям

Важность для животных[править | править код]

Циркадный rhythmicity присутствует во сне и опреднления образцов животных, включая людей. Есть также ясные величины основной температуры тела, деятельности мозговой волны, гормонального функционирования, регенерации клетки и других биологических процессов. Кроме того, photoperiodism, физиологическая реакция организмов к длине дня или ночи, является жизненно важным и для заводов и для животных, и циркадная система играет роль в измерении и интерпретации длины дня.

Своевременное предсказание сезонных периодов погодных условий, пригодности пищи или деятельности хищника является критическим для выживания многих разновидностей. Хотя изменяющаяся длина фотопериода (‘daylength’) не единственный параметр, — однако, самая прогнозирующая экологическая реплика для сезонного выбора времени физиологии и поведения, особенно наиболее для того, чтобы рассчитать из перемещения, бездействия и воспроизводства.

Воздействие цикла день-ночьправить | править код

Один из ритмов связан с циклом день-ночь. Животные, включая людей, находящиеся в полной темноте в течение продолжительных периодов в конечном счете функционируют с этим ритмом нестабильно. Каждый день, их цикл сна сдвинут вперед или назад в зависимости от того, короче ли их эндогенный период или более продолжителен, по отношению к 24 часам. Экологические реплики, которые перезагружают ритмы каждый день, называют zeitgebers (с немецкого, «дающие времени»). Интересно отметить, что полностью-слепые подземные млекопитающие (например, слепая крыса мола Spalax Испания) в состоянии поддержать свои эндогенные часы при очевидном отсутствии внешних стимулов. Хотя они испытывают недостаток в освещении, фоторецепторы их сетчатки глаза, продолжают нормально функционировать, когда, они периодически попадают на поверхность.

Организмы свободного доступа, которые обычно имеют один или два объединенных эпизода сна, будут все еще иметь их, когда в окружающей среде, огражденной от внешних реплик, но ритм, конечно, не определен к 24-часовому легко-темному циклу в природе. Ритм следа сна, при этих обстоятельствах, может стать несовпадающим по фазе с другими циркадными или ultradian ритмами, типа метаболического, гормонального, электрический CNS, или ритмы медиатора.

Недавнее исследование влияло на проект относящихся к космическому кораблю окружающих сред, поскольку системы, которые подражают легко-темному циклу, как находили, были очень выгоден для астронавтов

Арктические животныеправить | править код

Норвежские исследователи в Университете Tromsш показали что некоторые арктические животные (куропатка, северный олень), показывают циркадные ритмы только в частях года, которые имеют ежедневные восходы солнца и закаты. В одном исследовании северного оленя, животные на 70 Севере степеней показали циркадные ритмы осенью, зиму, и весну, но не летом. Северный олень на 78 Севере степеней показал таким ритмам только осень и весну. Исследователи подозревают, что другие арктические животные также, возможно, не показывают циркадные ритмы в постоянном свете лета и постоянной темноты зимы.,

Однако, другое исследование в северной Аляске нашло, что белки основания и дикобразы строго поддержали их циркадные ритмы в течение 82 дней и ночей света. Исследователи размышляют, что эти два маленьких млекопитающих видят, что очевидное расстояние между солнцем и горизонтом является самым коротким один раз в день, и, таким образом, достаточный сигнал приспособиться.

Перемещение бабочкиправить | править код

Навигация перемещения падения Восточной североамериканской бабочки монарха (Danaus plexippus) к их сверхзимующим основаниям в центральной Мексике использует данный компенсацию временем компас солнца, который зависит от циркадных часов в их антеннах.

В качестве вывода

Современные технологии, позволяющие нам всегда оставаться на связи и работать в любое время и в любом месте, не всегда способствуют повышению продуктивности. Возможность игнорировать свои биологические часы делает из нас не супергероев, а уставших и дезориентированных людей с нарушениями сна.

Помните, что клетки, обладающие биологическими часами, находятся не в какой-то одной зоне мозга, но во всех органах нашего тела? Вот почему длительное нарушение циркадных ритмов отражается на состоянии всех систем организма, в особенности нервной и сердечно-сосудистой. Есть и хорошая новость: в обратную сторону эта взаимосвязь тоже работает. Чем более чутко вы прислушаетесь к своему «внутреннему будильнику», тем более гармоничной и здоровой станет ваша жизнь. И практика показывает, что это не так сложно, как кажется на первый взгляд.

Фото: @kristin_rodin