Если вы иногда путешествовали по часовым поясам, вы, вероятно, заметили явное явление реактивного лага: легче путешествовать на запад, чем путешествовать на восток. Реактивная отсталость – со своими симптомами усталости, умственной медлительностью, головными болями, проблемами сна и дезориентацией, среди прочего, – реакция организма на нарушение суточных ритмов, которые регулируют наши циклы сна, а также многие другие важные физиологические процессы.
Примерно 24-часовые циркадные ритмы тела глубоко связаны с солнечной ночью и днем и ежедневным воздействием света (и темноты) во всех его формах. Когда мы пересекаем несколько часовых поясов, наши циркадные «часы» становятся десинхронизированными, причем внутреннее время больше не совпадает с внешним временем. Циркадная система организма очень чувствительна, а также неспособна немедленно приспособиться к изменениям часовых поясов и новой солнечной ночи и дня. Результат? Разные степени истощения, дезориентации, туманного реактивного запаздывания.
С циркадными часами поворот назад проще
Итак, у нас есть понимание того, почему происходит задержка струи, и мы, конечно же, знаем, что такое задержка лайта во всей его усталости. Но почему так часто происходит отставание реактора от путешествия на восток, чем на запад? Почему организму сложнее перемещать свои циркадные часы вперед, чем смещать его назад?
Ученые полагают, что асимметрия реактивного запаздывания – увеличение воздействия, которое возникает в результате путешествия на восток по сравнению с западом, связано с тем, что суточные ритмы человека в среднем незначительно превышают 24 часа. Это означает, что на биологическом уровне мы все склонны к тому, чтобы продлить наши дни в конце, а не в их начале, – по существу, мы считаем, что это несколько легче вести себя, как ночные совы, чем жаворонки. Продолжительность циркадных циклов также незначительно варьируется от индивидуума к индивидууму, причем некоторые люди имеют немного более длинные циркадные ритмы, чем другие. Эти люди могут испытывать восточный реактивный лаг более интенсивно, чем другие.
Модель для «основных часов» тела
Новое исследование подкрепляет эту теорию и показывает некоторые интересные закономерности в реакции организма на перемещение часовых поясов. Ученые из Университета штата Мэриленд исследовали различия в реактивном запаздывании, возникающем с востока на запад. Они применили изобретательский подход к изучению направленного воздействия реактивного запаздывания. Используя то, что известно о циркадных часах организма, расположенных в области мозга, известной как супрахиазматическое ядро или SCN, ученые создали математическую модель, которая воссоздает упрощенную версию активности часов. С помощью этой модели ученые смогли проанализировать динамику перекрест-часовой поездки, на восток и на запад.
Ученые использовали свою математическую модель для проверки перемещения на восток и запад между различными часовыми поясами с разной степенью изменения времени, до 12 часов. Их модель определила количество времени, которое потребовалось бы для того, чтобы циркадные часы тела были приспособлены к новым часовым поясам.
Их результаты показали, что клетки SCN, ответственные за поддержание внутреннего циркадного времени тела, вяло реагировали на восток, требуя значительно большего времени восстановления, чем путешествие на запад. Разница в степени тяжести разрушения была достаточно велика, что более короткие поездки на восток требовали более длительного времени восстановления реактивной лапы, чем более длительные поездки на запад. Например, исследователи обнаружили, что для восстановления после поездки на восток требуется несколько дополнительных дней, что приводит к 9-часовому изменению времени, по сравнению с 9-часовым изменением на запад. Они также обнаружили, что 9-часовое изменение времени на восток требует более значительного восстановления, чем 12-часовое изменение времени, совершаемое путешествием на восток или запад. Было установлено, что корректировка к 9-часовому сдвигу во времени с восточного путешествия является самой тяготеющей к суточной системе организма, согласно модели исследователей, требующей наибольшего времени восстановления от реактивного запаздывания.
Модель допускала индивидуальные различия между факторами, которые влияют на активность главных циркадных часов и ее реакцию на изменения часовых поясов. В дополнение к расстоянию перемещения и степени изменения часовых поясов модель также учитывала:
Математическая модель ученых показала, что эти факторы влияют на то, как люди испытывают реактивное отставание, усиливая наше понимание причин, по которым некоторые люди более глубоко подвержены изменениям часовых поясов в восточном или западном путешествии, чем другие. Модель также показала, что воздействие яркого солнечного света в новом часовом поясе – один из наиболее часто задаваемых советов в борьбе с реактивной задержкой – уменьшает время, необходимое для регулирования суточных часов тела.
Крошечный хронометрист в мозге
Как SCN работает как главный циркадный хронометрист? Эта крошечная область мозга, расположенная внутри гипоталамуса, содержит приблизительно 20 000 клеток, которые функционируют как кардиостимуляторы для суточных ритмов тела, регулируя циркадные сроки в клетках по всему телу. SCN и его клетки кардиостимулятора глубоко вовлечены в цикл сна со следом за телом, который в значительной степени обусловлен циркадианными ритмами. Помимо сна и активности, некоторые другие физиологические и поведенческие функции, включая питание, пищеварение, температуру тела и колебания гормонов, регулируются циркадианными ритмами. Среди его важных вкладов в циклы сна-следа SCN регулирует уровни гормонального мелатонина, который при повышенных уровнях играет критическую роль в приготовлении тела для сна.
Ученые определили специфические «часовые» гены, которые обеспечивают и поддерживают циркадную функцию посредством активности SCN. Клетки кардиостимулятора SCN воспринимают критические сигналы от света в окружающей среде. Фоточувствительные клетки в сетчатке глаза человека передают информацию о свету и темноте в SCN.
Ученые все еще исследуют, как работает синхронизация циркадных ритмов. Имеются многочисленные свидетельства того, что SCN использует информацию, которую он фиксирует о свете, чтобы ежедневно синхронизировать циркадную систему организма с ее примерно 24-часовым временем. Имеются также данные, свидетельствующие о том, что клетки кардиостимулятора SCN не единственные, синхронизирующие свет и темные сигналы, но другие клетки по всему телу могут также иметь возможность синхронизировать независимо от основных часов SCN.
Циркадная система организма сильно зависит от внешнего времени, в соответствии с солнечной ночью и днем. Но циркадные ритмы очень чувствительны ко всем формам света, естественным и искусственным. Световая экспозиция в неподходящее время суток мешает циркадной функции и циклам сна-сна, отбрасывая внутреннюю синхронизацию тела из-за синхронизации с внешним временем. Это обычное явление приводит к тому, что известно как социальное отставание в струе – вид реактивного лага, который вы можете испытать, не покидая дома или переходящие часовые пояса.
Это исследование использовало теоретическую математическую модель, которая экстраполирует, как циркадная система человека может реагировать на воздействие путешествия на восток и запад. Это, конечно, не то же самое, что наблюдать эти реакции у самих людей. Тем не менее, эти результаты дают освещающую перспективу о влиянии направления на реактивную ногу, а также на механику циркадной системы и ее переменных реакций на перемещение. Они также отзываются о том, что знают путешественники благодаря опыту: когда дело доходит до реактивной задержки, важно не только расстояние от поездки, но и направление.
Сладкие Мечты,
Майкл Дж. Брейс, доктор философии
Сон Доктор ™
www.thesleepdoctor.com