Циркадный код. Как настроить свои биологические часы на здоровую жизнь
Шрифт:
Возможно, вы уже слышали о циркадных ритмах: в 2017 году американские ученые, занимающиеся их исследованием, получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины. Но, даже если вы сталкиваетесь с этим термином впервые, не переживайте: концепция чрезвычайно проста. Название циркадный (или циркадианный) происходит от латинских слов circa (около, примерно) и diem (день). Циркадные ритмы – это реальные биологические процессы, которые протекают в организме каждого человека, животного и растения в течение суток. Эти ритмы взаимосвязаны и управляются внутренними циркадными, или биологическими, часами, которые существенно отличаются от «тикающих биологических часов», о которых мы ведем речь, когда говорим о необходимости завести детей до наступления определенного возраста. Вам предстоит узнать, что почти каждая из наших клеток содержит в себе такие часы,
Эти гены влияют на каждый аспект здоровья. Например, когда мы здоровы, у нас хороший ночной сон. Утром мы просыпаемся, чувствуя себя свежими, энергичными и готовыми приступить к работе. Наш кишечник функционирует исправно. Мы ощущаем здоровый голод и ясно мыслим. Днем у нас хватает энергии для занятий физическими упражнениями. К наступлению ночи мы достаточно устаем, чтобы без особых усилий погрузиться в сон. Однако, если суточные ритмы нарушаются в течение всего одного-двух дней, наши часы теряют способность посылать генам правильные сигналы, а в результате тело и разум перестают функционировать так, как нам требуется. Если подобные нарушения продолжаются в течение нескольких дней, недель или месяцев, мы можем стать уязвимыми для всевозможных инфекций и болезней – от бессонницы до синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), депрессии, тревоги, мигрени, диабета, ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний, деменции и даже рака.
К счастью, восстановить синхронизацию ритмов совсем нетрудно. Наши часы можно оптимизировать всего за несколько недель. Восстанавливая циркадные ритмы, мы можем даже обратить вспять некоторые из болезней или ускорить процессы выздоровления и вернуть хорошее здоровье.
Мой путь: раскрытие секретов биологии времени
Мне посчастливилось родиться (в 1971 году) и вырасти в Индии в один из уникальных исторических периодов. Я на собственном опыте ощутил, как стремительное развитие современного общества нарушает взаимосвязи между всеми аспектами жизни, включая наши биологические ритмы. В раннем детстве я жил в маленьком городке под присмотром родителей моей матери. Мой дедушка служил диспетчером товарных перевозок на местной железнодорожной станции и часто работал в ночную смену. У входа в их с бабушкой дом рос огромный куст жасмина. Мне он казался волшебным: вечером покрытый пышным одеялом белых цветков, перед рассветом куст сбрасывал свои лепестки, словно расстилал прекрасный ковер, чтобы поприветствовать дедушку, который утром возвращался домой.
На летние и зимние каникулы меня отвозили к родителям отца, которые жили на ферме. Контраст между посменной работой одного дедушки на железнодорожной станции и жизнью другого дедушки на ферме, в согласии с природой, был таким, словно они жили в разных веках, хотя от одного места до другого было всего 2 часа езды. Во времена моего детства в деревне не было электричества, поэтому жизнь на ферме была совсем не такой, как у меня дома. Почти все продукты, которыми питались мои родственники, они выращивали сами. Хотя я не помню, чтобы дедушка когда-нибудь носил часы, распорядок дня в его семье был с точностью часового механизма синхронизирован с солнцем и звездами. Кукареканье петухов на рассвете пробуждало всех не хуже будильника. Весь день посвящался уходу за растениями и животными и приготовлению пищи. Мы собирали фрукты и овощи или помогали моему дяде ловить рыбу. Основными приемами пищи были завтрак и обед; эти трапезы всегда готовились из свежих овощей и рыбы. Ужинали перед заходом солнца, в основном оставшимся с обеда, потому что сохранить приготовленную пищу до утра не было никакой возможности. Вечера в деревне тоже отличались от городских. Единственными доступными источниками света были керосиновые лампы. В те дни керосин стоил дорого и продавался в строго определенных количествах. У моих дедушки и бабушки был относительно большой дом с шестью спальнями. Лампы разрешалось жечь лишь пару часов в сутки по вечерам, за исключением двух ламп на противоположных концах веранды, которые мерцали всю ночь. После ужина все дети собирались вокруг одной из ламп и моя мама – она была школьной учительницей – устраивала для нас тесты и викторины. Иногда к ней присоединялись наши тетушки, чтобы рассказать пару старинных легенд, или мой дядя уводил нас на задний двор, где проводил наглядные уроки по астрономии.
Помню, что когда я просил угостить меня фруктами или овощами, которые привык есть дома, то всегда натыкался на странные взгляды своих двоюродных братьев и сестер. Для них я был тупым городским мальчишкой, который понятия не имеет, в какие сезоны созревают те или иные фрукты и овощи. Но они не знали, что мой отец, у которого был диплом сельскохозяйственного колледжа, вывел множество высокоурожайных сортов фруктов, овощей и риса, которые дедушка выращивал на своей ферме. Некоторые из новых сортов риса можно было выращивать как летом, так и зимой, что позволяло почти вдвое увеличивать урожаи, собранные с одного и того же участка земли. В этом конкретном случае нарушение природного порядка вещей не казалось такой уж плохой идеей.
Когда я перешел в
После окончания школы я по примеру отца поступил в сельскохозяйственный колледж, что по тем временам было самым быстрым способом получить престижную работу в государственном или банковском секторе. Всякий раз, когда я навещал своих родственников в деревне, дедушка шутливо спрашивал, удалось ли мне взломать код природы, чтобы дать ему возможность выращивать фрукты и овощи в любое время года. Сейчас мне кажется, что именно эти вопросы пробудили во мне желание понять, как все живое связано с суточными и сезонными изменениями, происходящими в окружающей среде.
Иногда я навещал дедушку по линии матери, который к тому времени вышел на пенсию. Всего через пару лет после этого у него стали проявляться признаки деменции. Бабушка заботилась о нем, как о младенце. На последнем курсе колледжа мне пришлось приезжать к нему почти каждые выходные: я остался одним из трех или четырех людей, которых он еще узнавал. У дедушки пропало ощущение дня и ночи; желания есть, спать и бодрствовать возникали у него независимо от времени суток. Через несколько дней после того, как я окончил колледж, он покинул этот мир в возрасте 72 лет.
В колледже я получил диплом по специальности «растениеводство и генетика». Естественным следующим шагом для меня было получение степени магистра по той же специальности, но мне повезло получить грант на обучение в магистратуре по специальности «молекулярная биология», которая в Индии именуется биотехнологией. В то время молекулярная биология была одним из новейших направлений в науке, и благодаря ей я впервые познакомился с генетическим кодом.
Впоследствии мне предложили интересную исследовательскую работу в городе Ченнай (бывший Мадрас) в компании Bush Boake Allen (теперь она называется International Flavors and Fragrances), поставляющей вкусовые добавки и ароматизаторы почти всем крупным продовольственным компаниям в мире. Моим первым заданием стало исследование химического процесса, в ходе которого ванильные бобы получают свой вкус. Я посетил ванильные фермы на холмах Нилгири в южной части Индии, где сопровождающий сотрудник поднимал меня в 2 часа ночи, чтобы отвозить в поля. Там работники вручную опыляли каждый цветок ванили сразу после раскрытия бутонов перед рассветом. Несмотря на хорошую оплату этой работы, людям категорически не нравилось подниматься посреди ночи в течение нескольких месяцев, потому что к концу сезона практически все они чувствовали себя очень больными. Мне захотелось выяснить, с чем была связана эта болезнь: с аллергией на какие-то вещества на ванильных фермах или с лишением нормального сна на протяжении двух месяцев. Кстати, в то время о циркадных ритмах почти ничего не было известно, так как статьи на эту тему стали печататься на первых страницах ведущих научных журналов лишь после того, как Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг (лауреаты Нобелевской премии 2017 года по физиологии или медицине) начали публиковать материалы своих революционных исследований.
Вскоре я покинул Индию, чтобы поступить в аспирантуру в Виннипеге, в канадской провинции Манитоба. На новом месте я испытал множество потрясений, наименьшим из которых стал переход от круглогодичных +35 oC в Индии до обычных для канадской зимы морозов под -20 °C. Зимние ночи в Виннипеге были такими долгими, что у меня полностью сбилась настройка внутренних часов: воздействие температурного шока усугублялось нехваткой света и культурным шоком. Почти половина моих сокурсников на факультете иммунологии чувствовали себя подавленными и называли это состояние зимней хандрой. Влияние долгих канадских ночей на мой циркадный ритм и настроение еще сильнее разожгло мой интерес к этой области науки. После всего одной такой зимы мне удалось перебраться в Сан-Диего. Именно там я сумел формально объединить все свои вопросы и жизненный опыт в одно целое и занялся целенаправленным изучением циркадных ритмов.
Последующие двадцать с лишним лет я полностью посвятил этой теме. В аспирантуре Научно-исследовательского института Скриппса я занимался изучением механизма измерения времени у растений. Самой увлекательной частью проекта являлась работа в лаборатории, где проводились передовые исследования в данной области. Именно тогда мы впервые обнаружили в растениях и животных так называемые «часовые гены» и попытались понять, как работают эти механизмы. Каждый день приносил потрясающие впечатления, подобные тем, какие получает зритель в первом ряду на представлении своего любимого бродвейского шоу. Я был частью команды, которая выяснила, как часовые гены совместными усилиями сообщают растениям, когда те должны заниматься фотосинтезом и поглощать углекислый газ, используя его как топливо, и когда им нужно спать или устранять повреждения. Один из открытых мною растительных генов позволил нам лучше понять, как могут быть связаны циркадные часы, метаболизм и репарация ДНК.