Краткая история тела. 24 часа из жизни тела: секс, еда, сон, работа

Так где же внутри нас находится крохотный хронометр, задающий биоритмы? Зайдите на секунду в ванную комнату и посмотритесь в зеркало. Если бы вы могли заглянуть внутрь своего черепа, то увидели бы пару крошечных образований в форме крыла, расположенных в гипоталамусе, позади глаз, чуть ниже их уровня; одно в правом полушарии, второе – в левом. Эти так называемые супрахиазматические ядра (СХЯ)[44], состоящие из 10 тысяч нейронов, и есть главные часы вашего мозга[45]. По прошествии каждых 24 часов СХЯ вырабатывают специальные белки, задействованные в циркадианном цикле. Они контролируют и организуют основные ритмы тела таким образом, что функции организма, связанные со сном, приходятся на ночное время, а связанные с бодрствованием – на дневное. (Когда во время опытов над лабораторными животными СХЯ разрушают путем микрохирургического вмешательства, их жизнедеятельность – движение, потребление воды и пищи, сон – выбивается из нормального 24-часового цикла и беспорядочно распределена в пределах суток.)

Большое зеркало и короткий экскурс в генную инженерию помогут вам уразуметь, где тикают остальные часы вашего организма. Сегодня мы знаем, что в нашем теле их миллиарды: циркадианные будильники скрыты буквально в каждой клеточке – в почках, печени, сердце, крови, костях и глазах. В 2004 году ученые поставили опыт с использованием гена люциферазы (белка, благодаря которому светятся светлячки), чтобы показать в режиме реального времени циркадианные ритмы клеток периферических тканей[46]. И вот клетки всех частей тела «замигали» в такт циркадианному биению.

Хотя циклические ритмы тела определяются главным образом СХЯ, генетические будильнички, спрятанные в клетках других тканей и органов, могут тикать в своем ритме, регулируя пики и спады активности разных органов таким образом, чтобы каждый из них получал необходимое ему в нужный момент в соответствии со своими предпочтениями[47]. Так, часы в клетках сердечной мышцы задают дневные ритмы колебания кровяного давления, а часы в клетках печени – ритмы переваривания пищи и обезвреживания токсичных веществ, например алкоголя.

Совокупность вторичных часов можно сравнить с оркестром, а СХЯ ими дирижируют, подстраивая под световые сигналы из внешнего мира. Впрочем, периферические часы могут выходить из повиновения и действовать по собственной программе. Этот феномен мы наблюдаем, когда согласие расстраивается из-за смены часовых поясов или работы ночью.

Ход каждых часов определяется совокупностью генов. Небольшие различия в этих генах делают одних из нас ранними пташками, встающими с петухами, а других – «совами», с трудом продирающимися сквозь утренние часы и достигающими пика активности к полуночи.

Луис Птачек и его коллеги из Университета Юты первыми доказали генетическую природу хронотипа «жаворонков» в крайнем его проявлении[48]. Эта группа ученых обнаружила у всех членов одной большой семьи «жаворонков» из Юты, страдающих наследственным синдромом опережающей фазы сна, при котором люди засыпают примерно в 7 часов вечера и просыпаются в 2 часа утра, мутацию гена главных часов (СХЯ) Per2[49]. С тех пор Птачек и его сотрудники нашли уже около 60 семей с подобной мутацией. Считалось, что эти люди рано ложатся спать из-за своей подавленности и необщительности. Теперь ясно, что их поведение обусловлено изменениями в «часовых» генах.

Британские ученые также доказали, что истинные «жаворонки» и «совы» являются носителями различных вариантов гена Per3[50]. Примечательно, что практически у всех «жаворонков» была обнаружена более длинная вариация гена, чем у «сов».

Более умеренные проявления утреннего или вечернего хронотипа тоже связаны с генетическими вариациями. В 1998 году группа ученых провела среди 410 человек тест на самоидентификацию «сова – жаворонок», чтобы выявить, в какое время испытуемые предпочитают совершать те или иные действия (вставать с постели, заниматься спортом, выполнять умственную работу), установить уровень их активности после пробуждения и определить их место в спектре хронотипов[51]. У испытуемых взяли кровь на анализ и сравнили структуру одного из «часовых» генов. Люди с одной вариацией гена предпочитали вечернее время, отставая от «жаворонков» в различных видах активности как минимум на 45 минут.

Два известных исследователя биоритмов заметили как-то, что «наши родители – через свою ДНК – продолжают диктовать нам, когда ложиться спать»[52].