Циркадний ритм: внутрішній годинник людини

Людина спить не тоді, коли втомилася, а тоді, коли їй дозволяє внутрішній годинник. Це найнеочевидніша річ у всій темі сну: сонливість керується не лише накопиченою втомою, а й окремою системою, яка веде власний добовий відлік — навіть у людини, ізольованої від годинників і денного світла.

Годинник має конкретну адресу. Головний водій ритму — супрахіазматичне ядро, невелика структура в гіпоталамусі. Полишене само на себе, воно тримає цикл, близький до двадцяти чотирьох годин, але не рівно двадцятичотиригодинний, тому щодня його треба підводити. Основний сигнал для підведення — світло, яке потрапляє на сітківку й передається до ядра через спеціалізовані клітини, що працюють саме як датчики освітленості, а не як частина зору. Тому яскравий ранок зрушує годинник уперед, а яскравий пізній вечір — назад, і саме тому людина, яка не бачить денного світла, поступово «пливе» у графіку.

За внутрішній механізм цього годинника у 2017 році вручили Нобелівську премію з фізіології та медицини — Голлу, Росбашу і Янгу, які описали молекулярну петлю зворотного зв’язку, що змушує клітину коливатися з добовим періодом. Це один із небагатьох випадків, коли побутове поняття «біологічний годинник» має точний молекулярний відповідник, а не лише метафоричний.

Жайворонки й сови — не характер, а фізіологія. Хронотип, тобто природна схильність до раннього чи пізнього графіка, частково успадковується. Це не питання дисципліни: у сови справді пізніше настає вечірня сонливість і пізніше починається ранкова готовність. Крім того, хронотип змінюється впродовж життя — найпізнішим він стає в підлітковому віці, а потім поступово зсувається до ранішого. Звідси й хронічний конфлікт підлітків із першим уроком: це не лінь, а розбіжність між фізіологією та розкладом.

Для цієї розбіжності є окреме поняття — соціальний джетлаг, пов’язане з роботами Тілля Роеннеберга. Ідеться про розрив між тим, коли організм готовий спати й прокидатися, і тим, коли це дозволяє робочий чи навчальний графік. Виміряти його просто: якщо у вихідні ви лягаєте й встаєте на дві-три години пізніше, ніж у будні, ви щотижня перелітаєте кілька часових поясів, не виїжджаючи з дому. Наслідки схожі на справжній джетлаг — важке ранкове пробудження, розбитість, сонливість у першій половині дня.

Що з цим робити практично. Найсильніший важіль — світло, і він майже безкоштовний. Яскраве світло вранці, особливо денне, підтягує годинник до раннішого часу. Приглушене освітлення ввечері не заважає йому переходити в нічний режим. Другий важіль — регулярність: стабільний час підйому стабілізує ритм сильніше, ніж стабільний час відбою, бо саме ранкове світло є головним сигналом синхронізації. Третій — сталість решти добових якорів: прийомів їжі, фізичного навантаження, соціальної активності.

Важливо не переоцінити керованість цієї системи. Повністю переробити сову на жайворонка не вдається; можна зсунути графік на певний проміжок і утримувати його, доки тримається режим. Так само не варто читати хронотип як діагноз: він описує схильність, а не обмеження.

Циркадна тема пояснює й дві поширені загадки. Чому людина буває сонною о третій дня, хоча спала нормально: у добовому ритмі є природний денний спад. І чому важко заснути раніше, коли треба рано встати: якщо годинник ще не перевів вас у нічний режим, лежання в ліжку саме по собі його не переведе — а от кілька днів раннього яскравого ранку зазвичай переводять.

Наостанок — про те, чому циркадна тема стосується не лише сну. Внутрішній годинник задає добовий ритм не тільки сонливості: за ним змінюються температура тіла, рівень уваги, апетит і працездатність. Тому людина, у якої збився ритм, скаржиться зазвичай не на сон, а на все підряд — важкий ранок, провал у другій половині дня, вечірню бадьорість не до місця. І тому налагодження режиму дає ефект, який виходить далеко за межі ночі: змінюється не кількість годин у ліжку, а те, наскільки добові процеси збігаються між собою.

Часті запитання

На чому це ґрунтується

• Дані про супрахіазматичне ядро та світлову синхронізацію добового ритму
• Роботи Тілля Роеннеберга щодо хронотипів і соціального джетлагу
• Нобелівська премія з фізіології та медицини 2017 року (Голл, Росбаш, Янг)