Циркадные ритмы

Биологические ритмы представляют собой пос­ле­до­ва­тель­ное изменение кон­цен­тра­ции гор­мо­нов в крови, частоты сердечных сокращений, температуры тела, час­то­ты ды­ха­ния, бо­ле­во­го порога и многих других био­ло­ги­чес­ких процессов в за­ви­си­мос­ти от вре­ме­ни суток. Циркадные ритмы по большей части коррелируют со све­то­вым ре­жи­мом, по­это­му различают не только суточные, но и сезонные био­ло­ги­чес­кие рит­мы. На­при­мер, известно, что в плазме крови концентрация тес­тос­те­ро­на дос­ти­га­ет своих максимальных референсных  значений летом и осенью, но кон­цен­тра­ция кор­ти­зо­ла ле­том так же вы­со­ка и дос­ти­га­ет своего минимума только осе­нью, в свя­зи с чем, ин­тен­сив­но тре­ни­ро­вать­ся ле­том тяжелее, а эф­фек­тив­ность тех или иных пре­па­ра­тов ниже.

Кроме того, важно заметить, что хотя большая часть био­ло­ги­чес­ких процессов об­ус­лов­ле­на в пер­вую очередь сменой дня и ночи, но есть и такие процессы, которые боль­ше об­ус­лов­ле­ны дру­ги­ми факторами. Например, функции печени зависят в первую оче­редь от пи­ще­во­го по­ве­де­ния, в связи с чем, необходимо оп­ти­ми­зи­ро­вать не только ре­жим сна и бодр­ство­ва­ния, но так же ко­ор­ди­ни­ро­вать это все с питанием и физической ак­тив­нос­тью. Тем не ме­нее, внешние факторы являются не един­ствен­ны­ми пе­ре­мен­ны­ми, об­ус­лав­ли­ва­ю­щи­ми цир­кад­ные ритмы. Био­ло­ги­чес­кие ритмы так же об­ус­лов­ле­ны ге­не­ти­чес­ки­ми осо­бен­нос­тя­ми и при­об­ре­тен­ны­ми рефлексами, причем, ес­ли толь­ко речь не идет о па­то­ло­гии, реф­лек­сы мо­гут пе­ре­кры­вать осо­бен­нос­ти генома.

Так называемые, типы «сова» и «жаворонок» формируются, в первую оче­редь, по­сред­ством  ча­со­вых генов, которых существует два семейства: пе­ри­о­ди­чес­кие (Per) и крип­то­хром­ные (Kri). Уди­ви­тель­но, но единичная мутация во второй хромосоме пе­ри­о­ди­чес­ко­го ге­на, про­ис­хо­дя­щая в сайте фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния казеин-киназы, об­ус­лав­ли­ва­ет не­воз­мож­ность фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния, что, в свою очередь, является при­чи­ной «син­др­ома преж­де­вре­мен­но­го семейного сна». Люди с такой патологией ло­жат­ся спать че­рез час пос­ле заката и встают в 4 утра. Что же здесь уди­ви­тель­но­го?  А уди­ви­тель­но то, что дан­ная мутация может нас­ле­до­вать­ся и передаваться потомкам, по­это­му син­дром и на­зы­ва­ет­ся «преж­де­вре­мен­ным се­мей­ным сном». Но следует пов­то­рить­ся и ещё раз под­черк­нуть, что при­об­ре­тен­ные рефлексы могут перекрывать ге­не­ти­чес­кие осо­бен­нос­ти, ког­да они не являются патологией. Вот о том, как оп­ти­ми­зи­ро­вать свои био­рит­мы мы се­год­ня и по­го­во­рим!

Биологические ритмы: статистика

Кортизол: это базовый глю­ко­кор­ти­коид­ный гор­мон, который син­те­зи­ру­ет­ся над­по­чеч­ни­ка­ми; его кон­цен­тр­ация, как видно на графике, достигает максимума в 6 ча­сов утра, а ми­ни­му­ма к 8 часам вечера. Кроме того, в течение дня так же наблюдаются крат­ко­вре­мен­ные ко­ле­ба­ния кон­цен­тра­ции кортизола в крови. Важно заметить, что сте­роид­ные гор­мо­ны не де­по­ни­ру­ют­ся, а сразу попадают в кровь, поэтому, если их кон­цен­тра­ция низ­ка, зна­чит, они и не вы­ра­ба­ты­ва­ют­ся. Это касается и тестостерона!

Тестостерон: наиболее рас­прост­ра­нен­ный андрогенный стероид в плазме крови че­ло­ве­ка, зна­че­ние ко­то­ро­го хо­ро­шо известно каждому качонку; у тес­тос­те­ро­на есть нес­коль­ко су­точ­ных пи­ков, ко­то­рые наступают утром часов в 6-7, затем днем, часам к 12, пос­ле че­го уро­вень тес­то­сте­ро­на постепенно падает, а в 6 вечера происходит новый пик выб­ро­са тес­то­cте­рона, который за­кан­чи­ва­ет­ся часов в 9, когда фиксируется су­точ­ный ми­ни­мум кон­цен­тра­ции тес­то­сте­ро­на в плаз­ме.

Гормон роста: является антагонистом инсулина, поэтому пики его сек­ре­ции наб­лю­да­ют­ся в пе­ри­о­ды между приемами пищи, а суточный максимум приходится при­мер­но на пол­ночь-2 часа ночи. В отличие от стероидных гормонов пептидные и бел­ко­вые гор­мо­ны мо­гут де­по­ни­ро­вать­ся, поэтому нарушения сна приводят не столько к на­ру­ше­ни­ям их сек­ре­ции, сколь­ко к нарушениям их поступления в кровь. Но поскольку ак­тив­нее все­го со­ма­то­тро­пин вы­ра­ба­ты­ва­ет­ся в 3 и 4 фазе сна, то соблюдение гигиены сна поз­во­лит уси­лить его сек­ре­цию и кон­цен­тра­цию в крови.

Мелатонин: гормон имеющий наибольшую корреляцию с циркадными ритмами, сек­ре­ция ко­то­ро­го обусловлена отсутствием света, поэтому спать ре­ко­мен­ду­ет­ся в пол­ной тем­но­те, а днем находится на свету. В случае нарушений смены дня и ночи ор­га­низм под­стра­и­ва­ет био­ло­ги­чес­кие ритмы выработки мелатонина под эндогенные фак­то­ры, по­это­му на­ру­ше­ния режима сна и бодр­ство­ва­ния могут привести к снижению ак­тив­нос­ти, ре­ак­ции, ско­рос­ти мыш­ле­ния, стать причиной депрессии и пре­пят­стви­ем к ве­де­нию нор­маль­ной со­ци­аль­ной жиз­ни.

ЧСС: частота сердечных сокращений так же обусловлена циркадными ритмами, по­это­му её зна­че­ние ко­леб­лет­ся от минимума в 3 часа ночи до максимума в 3 часа дня. В свою оче­редь, ЧСС об­ус­лав­ли­ва­ет температуру тела и объем крови, который об­ус­лав­ли­ва­ет кро­вя­ное дав­ле­ние. Но если сис­то­ли­чес­кое дав­ле­ние на­пря­мую коррелирует с объемом крови, то систолическое давление достигает максимума не в 3 часа дня, а в 6 часов ве­че­ра.

Плотность крови: достигает своего максимума в 12-15 часов дня, при этом, на это же вре­мя при­хо­дит­ся пик кон­цен­тра­ции гематокрита, гемоглобина и эритроцитов, а вот пик кон­цен­тра­ции лей­ко­ци­тов, наоборот, приходится на 3 часа ночи. Поэтому не сложно сде­лать вы­вод, что плот­ность крови коррелирует с частотой сер­деч­ных сок­ра­ще­ний.

Частота дыхания: наибольшего значения достигает в 3 часа дня, а наименьшего в 3 ча­са но­чи, чем, по всей видимости, и обусловлен факт повышения вы­нос­ли­вос­ти с утра. Как бы это ни было странно, но наиболее вынослив человек именно в 3 часа ночи, хотя в этот пе­ри­од дос­ти­га­ют­ся минимумы болевого порога, реакции, вни­ма­тель­нос­ти, силы и про­чих ха­рак­те­рис­тик. В об­щем-то, если Вы живете в лесу, днем охотитесь, а ночью спи­те, тог­да та­кое рас­пре­де­ле­ние функ­ци­о­наль­ных осо­бен­нос­тей впол­не ло­гич­но.

Мышечная сила: является антагонистом такого качества, как выносливость, по­это­му не­у­ди­ви­тель­но, что пик си­ло­вой ра­бо­то­спо­соб­нос­ти де­мон­стри­ру­ет инверсию пика вы­нос­ли­вос­ти. Наи­более си­лен человек в 3 часа дня, хотя объем суставов больше всего в 9 ча­сов ут­ра. Ре­зуль­та­ты средней скорости роста мышечной силы в зависимости от вре­ме­ни тре­нин­га, Вы мо­же­те наб­лю­дать ниже.

Оптимизация графика под циркадные ритмы

Гигиена сна: из приведенных выше данных очевидно следует тот факт, что для боль­шин­ства лю­дей оптимальным временем отхода ко сну является 10 часов вечера, вре­ме­нем про­буж­де­ния 6 ча­сов утра. Такой график так же со­от­вет­ству­ет всем со­ци­аль­ным нор­мам, поскольку рабочий день обычно длится с 8-9 утра до 5-6 часов ве­че­ра. Встре­ча­ют­ся «со­вы», у ко­то­рых данный режим нарушен, что может быть об­ус­лов­ле­но ге­не­ти­чес­ки­ми фак­то­ра­ми, но чаще всего это обусловлено выработанным реф­лек­сом вслед­ствие на­ру­шения р­ежима сна. В любом случае, даже ге­не­ти­чес­кие осо­бен­нос­ти мож­но «пе­ре­крыть» рефлексом, но для этого нужно ложиться спать и вста­вать ут­ром еже­днев­но в одно и то же время. Никаких «отсыпаний» на выходные! Ста­рай­тесь каж­дый день ло­жить­ся и вставать в одно и то же время, соблюдая ряд ги­ги­е­ни­чес­ких пра­вил, ко­то­рые мы уже описывали в этой статье.

Режим питания: тесно связан с режим сна и бодрствования, поскольку чис­то фи­зи­чес­ки не­воз­мож­но есть и спать одновременно. И природа об этом позаботилась! Пик вы­ра­бот­ки кор­ти­зо­ла при­хо­дит­ся на 6 часов утра, а минимум на 8 часов вечера. Имен­но по­это­му первый прием пищи должен приходиться на 6-7 утра, а последний на 6 ча­сов ве­че­ра. Кро­ме того, с утра необходимо есть углеводы, а вечером белки, поскольку к ве­че­ру уси­ли­ва­ет­ся секреция гормона роста, а для расщепления углеводов не­об­хо­ди­мо боль­ше ин­су­ли­на, чем для расщепления белка, в связи с чем, потребление ве­че­ром имен­но бел­ко­вой пищи способствует секреции со­ма­то­тро­пи­на. Именно это, а так же от­сут­ствие фи­зи­чес­кой ак­тив­нос­ти ночью пред­оп­ре­де­ля­ет % жировых отложений в за­ви­си­мос­ти от вре­ме­ни пот­реб­ле­ния пи­щи. Подробно об организации рациона пи­та­ния в со­от­вет­ствии с цир­кад­ны­ми ритмами Вы можете прочитать в другой нашей ста­тье под наз­ва­нием «мужская диета».

Тренировки: поскольку спортивную деятельность по способу энер­го­обес­пе­че­ния можно раз­де­лить на ана­э­роб­ную и аэробную, очевидно, что и той и другой наиболее оп­ти­маль­но за­ни­мать­ся в то время, когда организм способен показать наивысший ре­зуль­тат в кон­крет­ной мы­шеч­ной де­я­тель­нос­ти. Таким образом, из приведенных выше дан­ных, сле­ду­ет, что тре­ни­ров­ки аэробного характера наиболее це­ле­со­об­раз­но про­во­дить ут­ром, а тренировки анаэробного характера днем. Поскольку днем тре­ни­ро­вать­ся име­ют воз­мож­ность не все, а точ­нее сказать очень немногие, тем не ме­нее, в свя­зи с пи­ком вы­ра­бот­ки тес­то­сте­ро­на в 6 часов вечера и его спадом в 9 часов, ид­ти на тре­ни­ров­ку сле­ду­ет сра­зу пос­ле ра­бо­ты, пос­коль­ку, чем дольше Вы будете от­кла­ды­вать этот «по­ход», тем ни­же бу­дет Ва­ша ра­бо­то­спо­соб­ность.

Полезные материалы

Источники:

У.Дж. Кремер "Эндокриная система, спорт и двигательная активность"

Г.И. Косицкий "Физиология человека"

Р.А. Евсегнеев "Циркадные ритмы и депрессия"

Ю. Ашофф "Биологические ритмы"