Ввиду того, что каждая клетка представляет собой самостоятельную функциональную единицу и что активность действия отдельных клеток, логично начать рассмотрение биоритмов с клеточного уровня.
Содержимым клетки является протоплазма, в которой постоянно идут два противоположных процесса: анаболизма и катаболизма.
Анаболизм – это биологический процесс, при котором простые вещества соединяются между собой, что приводит к построению новой протоплазмы, росту и накоплению энергии.
Катаболизм – это противоположный анаболизму процесс расщепление сложных веществ на более простые, при этом ранее накопленная энергия освобождается и производится внешняя или внутренняя работа.
Таким образом, анаболические процессы ведут к наращиванию протоплазмы, а катаболические, наоборот, – к уменьшению и ее деструктуризации. Но эти два процесса, сочетаясь, взаимно усиливают друг друга. Так, процессы распада клеточных структур стимулируют их последующий синтез, а чем больше сложных структур накапливается в протоплазме, тем активнее может идти последующее расщепление с высвобождением большого количества энергии. В этом случае наблюдается максимальная жизнедеятельность клетки, а, следовательно, всего организма в целом.
Руководят этим ритмом свет и температура. Чем сильнее эти два фактора, тем выражение циклоз (перемешивание протоплазмы) и активнее ферменты. К тому же с 3 до 15 часов происходит сдвиг внутренней среды организма в кислую сторону. Умеренная физическая нагрузка дополнительно способствует сдвигу КЩР (кислотно-щелочного равновесия) в сторону закисления. Таким образом, светлое время суток способствует активизации катаболических процессов в каждой клетке организма.
С уменьшением освещения и понижением температуры уменьшается и физическая активность. Все это вместе вызывает загустение протоплазмы клеток, уменьшение в них циклоза. В итоге клетки переходят в неактивное состояние. Теперь в них реализуется программа восстановления, накопления, чему способствует также сдвиг с 15 до 3 часов КЩР в щелочную сторону.
Таким образом, главным водителем и синхронизатором внутриклеточных биоритмов является смена дня и ночи.
Угнетают биоритм клеток несколько факторов.
1. Элементарное несоблюдение ритма бодрствования и сна. Днем спать, ночью работать. Надо обязательно отказаться от ночных смен и от противоестественного образа жизни.
2. Организм имеет свой собственный электрический заряд. Ввиду того, что поверхность Земли и околоземные слои атмосферы имеют отрицательный заряд, ноги заряжаются отрицательно. Голова за счет дыхания положительно заряженным воздухом и контакта с ним приобретает положительный заряд. Но средний заряд туловища должен быть нейтральным, а с ним и общий заряд тела человека при разности потенциалов между ступнями ног и макушкой головы достигает в среднем 210-230 вольт. Эти показатели являются важнейшими при нормальной жизнедеятельности организма, что влияет на внутреннюю среду и биотоки. Ввиду того, что современный человек изолирован от Земли (обувь на электроизоляционной подошве, синтетическая одежда, искусственные половые покрытия, мебель из пластика и т.д.), подпитка организма отрицательными зарядами через ноги сильно затрудняется. В результате организм приобретает избыточный положительный заряд, который смещает внутреннюю в кислую сторону, и ориентируют макромолекулы организма в пространстве в неблагоприятную для их функционирования сторону.
СУТОЧНЫЕ БИОРИТМЫ
ПОДДЕРЖАНИЕ СИНХРОННОСТИ С ВРАЩЕНИЕМ ЗЕМЛИ
Каждый организм, существующий на Земле, является своеобразными часами. Все организмы – плоды эволюции, на протяжении трех миллиардов лет жизнь на Земле развивалась и приспосабливалась, непрерывно и бесконечно передавая информацию от клетки к клетке, из поколения в поколение. Все живые организмы несут в себе все изменения, накопленные в этом долгом процессе развития, поэтому мы так хорошо приспособлены к неустанному вращению на шей планеты.
Физиологическое время, так же как и местное время на вращающейся планете, имеет циклический характер. Для любых часов, внешних или внутренних, подстройка (сдвиг) на один или нескольких полных циклов не дает заметного эффекта. Однако сдвиг биологических часов на часть цикла приводит к ощутимым физиологическим последствиям, как показывает феномен перепада времени при трансмеридианных перелетах. Такое смещение внутри цикла называется сдвигом фазы, то есть положения повторяющегося процесса в его собственном цикле (например, фазы Луны).
Помимо эффекта перепада времени, открытого лишь недавно в связи с трнсмередианными перелетами, существует постоянная необходимость подстраивать фазу биологических часов из-за небольшого расхождения между собственным периодом этих часов и периодом вращения Земли. Несоответствие этих периодов на час или около того обычно для многих биологических видов, имеющих достаточно точные внутренние часы. У человека, например, период часов близок к 24 часам. Отклонение на час составляет всего 4% суток, – очевидно, это вполне допустим о. Из-за близости периода к земным суткам биологические часы этого класса были названы циркадианными (от лат. Circa – около, приблизительно и dies – день, сутки).
Час по сравнению с сутками кажется незначительным, но эффект разности периодов быстро накапливается. Но для живых организмов важна синхронность и, чтобы ее поддерживать, нужно постоянно вносить поправку. Если фазу убегающих или отстающих часов нельзя было сдвигать, то, они должны были все время двигаться (для компенсации одного часа на экваторе нужна скорость 40 миль в час). Если бы часы были абсолютно точными и фаза неуправляемой, то их владелец был бы навсегда прикован к временной зоне своего рождения. Более того, эти идеальные биологические часы должны быть невосприимчивы к любому фактору, сдвигающему фазу, например, охлаждению.
Не имея возможности подстраивать фазу своих 25-часовых внутренних часов, – а эту способность утратили отдельные, в том числе многие слепые, - их владельцы, оставаясь на месте, будут смещаться во времени и утрачивать согласованность с окружающим 24-часовым миром. Если расхождение составляет ровно час в сутки, то согласованность будет восстанавливаться периодически, каждые 24 дня. Если улучшить соответствие собственного периода часов внешнему периоду, это не снимет проблемы, а лишь удлинит процесс утраты и приобретения синхронности. Следовательно, для того чтобы поддерживать синхронность наших внутренних часов с вращением Земли требуется нечто большее, чем просто близкое соответствие двух периодов: требуется сигнал, внешний такт, который бы ежедневно подстраивал фазу наших часов к местному времени.
Сигнал времени должен быть строго связан с вращением планеты и ежедневно достаточно точно повторяться. Таким сигналом времени для большинства биологических видов является свет. Постоянное освещение с интенсивностью лунного света оказывается достаточным, чтобы остановить ход циркадианных часов у плодовой мушки и у грибов в лаборатории. У млекопитающих часы менее чувствительны, а у человека еще меньше, но и для нас лучший способ узнать время – посмотреть на свет.
ВРОЖДЕННЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫЧЕЛОВЕКА
(25 – ЧАСОВОЙ ПЕРИОД)
Что может быть привычнее смены дня и бодрствования, однообразные череды наших дней и ночей? Одновременно с вращением Земли «ткань» нашего сознания совершает обороты, от безотчетных фантазий сонного уединения до коллективных фантазий общественной жизни. Каждый, кто пытался вырваться из этого круговорота, знает, что такой порядок вовсе не навязан жестоко чередованием света и темноты, хотя и уклоняться от него долго не удается. Мерный ход геофизического маятника имеет свое подобие внутри каждого из нас и непросто в виде привычки подчиняться ритмам планеты – внутри нас идут подлинные физиологические часы, составляющие часть нашего наследственного багажа. В обычных условиях ход этих врожденных биологических часов полностью подчиняется грандиозным геофизическим часам, чей моделью они являются. Но все же внутренние часы «тикают» и оказывают свою важную роль в нашей повседневной жизни. Давайте же рассмотрим те редкие ситуации, когда удается расслышать независимое, самостоятельное биение биологических часов.
В Баварии был произведен эксперимент в условиях изоляции от времени. В самом начале месячного эксперимента, поведение испытуемого изучается при обычном 24-часовом режиме освещения: каждый раз вечер в 23 часа свет выключался, а утром в 7 включался в соответствие с распорядком, принятым «снаружи». Испытуемый не имеет возможности контролировать освещение, за исключением ночника, но настолько тусклого, что он в счет не идет. Регистрируемые показатели обнаружили ритмическое колебание с периодом 24 часа; цикл сон-бодрствование – один из многих, лишь наиболее бросающийся в глаза.
Доверим теперь контроль освещения в изолированном помещение самому испытываемому. Обычно его (или ее) ритм температуры тела и чередование сна – бодрствование в таких условиях сохраняется, но начинается запаздовать ежедневно примерно на час. Сдвиг будет 24 часа каждые 25 внешних дней, то есть каждые 24 внутренних дня. Если газета продолжает поступать к испытуемому «раз в день» - когда он спит, то примерно через 25 внешних дней настанет время, когда сегодняшняя газета придет в лабораторию раньше, чем живущему в изоляции от времени будет передана вчерашняя.
Некоторые люди в ходе экспериментов, переключаются на 25 часовой цикл, показывают удивительные результаты: человек в условиях изоляции от времени обычно уже через неделю переключаются с 25-часового периода (примерно 8часов сна и 17 часов бодрствования) на периоды вдвое корче, либо, вдвое длиннее. Водном из первых экспериментов средняя продолжительность ночного сна без пробуждения составляла 19 часов. Подобная картина встревожила исследователей: столь долгий сон у здорового человека представлялся ненормальным. Но испытуемые сочли такие марафонские дистанции сна и бодрствования вполне удобными и даже не замечали, что сон порой длится всего 4 часа, а иной рас и 18 часов, а рабочий день мог продолжаться 30 часов без перерыва. Вовремя замысловатых сочетаний, интервалов активности-покоя ритм температуры тела строго выдерживает 25-часовой период. Юрген Ашофф директор Института физеалогие поведения имени Макса Планка в Андексе первым описал этот внутренний температурный ритм, тем самым доказав строгую регулярность циркадианных биологических часов у человека даже в условиях, когда иные проявления жизнедеятельности этим часам не подчиняются. Ашофф обнаружил, что на протяжении особенно длинных циклов активности-покоя температура тела может подниматься и спадать дважды. При таких примерно 50-часовых «сутков» испытуемый по – прежнему к каждому завтраку получает очередную газету, сохраняет трех разовый режим питания (правда, за каждый раз съедает немного больше обычного, но все же постепенно несколько теряет в весе) и не замечает ничего особенного. Трудно описать удивление и недоверие испытуемого, когда после двух или трех недель изоляции, к нему входит исследователь и возвещает окончание условно месячного эксперимента. Убедить испытуемого может лишь пачка уже полученных (будущих) газет.
Более продолжительные записи спонтанного чередования активности-покоя были получены в эксперименте с сусликами и хомячками, которых годами содержали в одиночном заключении, в изоляции от всех сигналов времени. У этих животных внутренние часы, по-видимому, более надежно синхронизируют сон и бодрствование, чем у нас с вами. Тем не менее и у них обнаружилось неуклонное изменение циркадианного периода, за несколько лет достигшее всего несколько ми нут. Некоторые намеки на такую закономерность получены и для человека. Рекорд пребывания в условиях временной и социальной изоляции составляет на сегодня около шести месяцев. Впрочем, возможно, нам просто не известны более длительные и, скажем, более эффективные, но не зарегистрированные эксперименты, проводившиеся в мрачных подземельях средневековых замков.
СВОБОДНЫЙ ХОД И ЗАХВАТЫВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЧАСОВ
Биологические часы с периодом 25 часов, присущи нам, равно как и другим приматам, был по-настоящему открыт лишь 20 лет назад, но не у человека, а у слепой беличьей обезьяны, жившей в лаборатории Курта Рихтера в Медицинской школе при Университете им. Джона Хопкинса. Обезьянка свободно бродила по лаборатории и подвергалась действию всех ежедневных периодических факторов, за исключением света. Она чередовала сон и бодрствование, как и сам Рихтер, но с иным периодом. Слепая обезьянка доказала, что обладает собственными внутренними часами, которым она следовала столь же неуклонно, как люди следуют суточному циклу вращающейся планеты. Каждый месяц в течение нескольких дней время активности обезьянки совпадало с рабочим днем экспериментаторов, но всякий раз постепенно появлялось накопление сдвига: обезьянка становилась «совой», с точки зрения человека, - впрочем, с ее «точки зрения», люди становились бы «жаворонками». Через две недели распорядок дня обезьянки запаздывал настолько, что ее завтрак приходился на поздний вечер и ночь: наша «сова» превращалась в «жаворонка». Еще через неделю ее режим дня снова становился как у людей. Этот цикл повторялся примерно каждый месяц на протяжении нескольких лет. Обезьянка придерживалась своего внутреннего течения времени, независимого от периодики Солнца, Луны и людей в лаборатории.
Эта независимость от внешнего времени была обнаружена также в поведение некоторых слепых людей. Молодой человек в детстве лишился зрения. В студенческие годы он мучался, безуспешно пытаясь преодолеть хроническую бессонницу и дневную сонливость. Примечательно, что этот недуг преследовал его по 2 – 3 недели кряду каждый месяц. Молодой человек вел дневник, оказавшийся очень кстати, когда он, в конце концов, обратился за помощью к врачу. Реймонд Майлз с коллегами заметили, что время дневной сонливости студента ежедневно запаздывает на час, пока не сливается с ночным сном. Спустя неделю сонливость вновь появляется, но уже утром, а ночной сон одновременно нарушается бессонницей. Этот цикл повторяется приблизительно каждые 25 дней.
Врачи предложили ему отказаться от бесплодной борьбы за соблюдением 24-часового режима. Они посоветовали ему спать тогда, когда он действительно хочет спать, и оберегать его сон от всяких беспокойств в условиях больничного стационара. Впервые за многие годы его ежедневный уклад жизни стал регулярным: весь день – бодрость, ночь – непрерывный сон. Однако его «день» и «ночь» более не совпадали с астрономическими – студент перешел на 25-часовой ритм.
Когда же он вернулся на месяц к обычной жизни, его сон вновь оказался, разбит на куски, несмотря на его героические усилия, применения кофеина и снотворных. Но теперь уже было ясно, что его дневная сонливость оказалась замаскированной продолжением внутреннего 25-часового ритма. Подобным недугом страдает около полвины слепых людей.
Биологическим ритмом с периодом 25 часов обладают не только слепые, но и совершенно здоровые, зрячие люди. Хотя естественный ход их внутренних часов ежедневно отстает на час, в норме они согласованны с 24-часовым циклом чередования дня и ночи и им удается «идти в ногу с ним». Тем не менее, многие слепые, да и некоторые зрячие люди лишены этой способности
ежедневно на час подстраивать свои внутренние часы, не могут поддерживать синхронность с вращением Земли и ритмом жизни их окружения.
У людей с нормальным зрением, живущих в условиях ежедневного чередования света и темноты, такие случаи исключение. Но, когда человек умышленно покидает белый свет, скажем, спускаясь в вечную тишину подземной пещеры или просто затворяясь в комнате без окон, его ритм сна-бодрствования практически всегда возвращается к своему естественному периоду около 25часов. Очевидно, и природа, и общество постоянно торопят нас: чтобы не отстать от 24-часового мира, мы вынуждены спешить, каждый день, опережая себя на час.
У человека переход к внутренней системе отсчета времени менее очевиден, чем у других млекопитающих, быть может, потому, что наша сознательная жизнь слабее связанна с физиологическими процессами. Порой достаточно небольшого толчка, чтобы вывести ритм сна или какого-либо другого отдельного показателя из-под влияния мощной волны биологических приливов и отливов. Тем не мение наши внутренние часы надежно определяют общую картину распределения сна и гарантируют, что примерно раз за один оборот планеты вокруг оси мы будем спать (или отчаянно хотеть спать). Более того, если бы человек уснул, внутренние часы обеспечивают спонтанное пробуждение в определенной фазе цикадного цикла, которая зависит от фазы засыпания.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ВНУТРЕННЕГО БУДИЛЬНИКА
В начале января 1969 года 23-летний Жак Шабер решился провести полгода «вне времени», в условиях, предельно изолированных от всех мыслимых сигналов времени: в пещере при температуре 6ос и 100% влажности, на глубине 65 метров, в районе Ниццы и Канн, на юге Франции. При взгляде на растр его сна создается впечатление аритмии: в отсутствие 24-часового периодического стимула видимая регулярность сна-бодрствования нарушается. Без внешних часов, задающих время ложится, и вставать, длительность сна и бодрствования как будто меняется случайно. Так ли это на самом деле или у нас просто нет ключа для расшифровки возможной закономерности?
Будем исходить из того, что у человека есть цикадные часы. Каково бы ни был их неизвестный период, часы продолжают тикать, неустанно отсчитывая время, несмотря на то, что их владелец подвергаемый охлаждению или перегреву, переходит из темноты к свету, от возбуждения к унынию, получает хорошие или плохие известия, когда ему вздумается. Если эти циркадианные часы в какой-то мере определяют время его непроизвольного пробуждения, то длительность сна должна закономерно зависеть от той точки внутреннего цикла (фазы), в которой он уснул.
Прежде всего, нам надо приписать значение фазы каждому часу, когда сон начинался или кончался на протяжении всех 127 суток «изоляции от времени». К сожалению, сама фаза – величена ненаблюдаемая, за исключением того, что ее косвенным показателем можно считать температуру тела. Но одно свойство этих внутренних «главных часов» дополнительно известно: они идут на удивление точно.
Если мы правильно выведем периодичность часов, то можно предсказать время засыпания и время пробуждения. Эта предсказуемость обнаруживает ритмическую организацию, скрытую в узоре несинхронезированных циклов сна-бодрствования
Можно было бы ожидать зависимость продолжительности засыпания, если бы мы, например, чаще всего просыпались в определенной фазе циркадианного цикла или, уснув позже обычного, просыпались соответственно позже и, наоборот, уснув раньше – просыпались раньше. На самом деле, однако, ни одна из этих зависимостей не следует из данных эксперимента. Общепринятое представление о том, что восстановительная функция сна пропорциональна его деятельность, не подтверждается результатами исследования сна, по крайне мере столь продолжительного, каким мы имеем обыкновение наслаждаться по ночам.
Первые, еще не вполне ясные сведения об этой закономерности сна собраны при исследовании отдыха железнодорожных машинистов: оказалось, что продолжительность дремоты и эффектные попытки уснуть всегда зависят от времени суток. Спустя несколько лет Чарльз Сайслер и Эллиот Вайцман стали анализировать «пещерные» записи Шабера, просто предполагая существования внутренних часов, и попытались угадать период путем сведения к минимуму вариаций длительности сна в каждой фазе. Полученный таким образом «магический» период оказался в области от 24 до 25 часов и совпал с периодом ритма температуры тела.
Время засыпания и пробуждения находится в определенной зависимости и напоминает перископ подводной лодки. Неизвестно когда ион впервые покажется над водой? Если всплытие почти вертикально или если волны очень пологие, прорыв на поверхность может, случится в любой точке волны. Но если траектория всплытия имеет большой наклон или если волны достаточно крутые, то прорыв никогда не произойдет на восходящем склоне волны.
Но если волны будут круче – настолько, что вода будет вздыматься быстрее, чем подлодка – то, в этом случае восходящая часть волны оказывается совершенно не доступной для появления из-под нее. На сто пробных всплытиях все случаи протыкания поверхности воды соберутся в кучки, разделенный совершенно пустыми интервалами, где волна поднималась круче, чем путь подлодки.
Полная длинна волны, от одного пика до другого, соответствует длительности одного цикла циркаднианных часов. Волна соответствует какому-то ритму в человеческом мозге (никто пока не знает, какому именно), что, подобно температуре тела и десятку других физиологических показателей, плавно поднимается и опускается в такт с циркадианным циклом. Это «нечто» задает тот порог, переступая через который, спящий (в данном случае всплывающая подлодка) просыпается. Разные участки волны соответствуют изменения уровня порога пробуждения в разных фазах циркадианного цикла. Эта модель показывает существование «запретных» фаз – фаз, при которых перископ никогда не сможет совершить прорыв.
Сотня подводных лодок, всплывающих одна за другой, будут показываться на поверхности не в виде непрерывной последовательности, а компактными группами, повторяющимися с периодом волны, словно волны, открывают и закрывают ворота, – разумеется, если эти волны достаточно круты по сравнению с траекторией всплытия подводной лодке. Слабые ритмические воздействия, то есть более пологие волны, только модулируют последовательные прорывы перископов, не собирая их в дискретные кучи. Есть такая критическая крутизна волн, сверх которой часть цикла становится строго запретной, как будто временно закрываются непроницаемые ворота.
Подобному принципу, видимо подчиняется время спонтанного пробуждения у мужчин и женщин. На протяжение суточного цикла нашего сознание переживает приливы и отливы. Пробуждение от сна, видимо наступает, когда что-то в мозге, постепенно изменяется на протяжение сна, достигает порогового уровня, который в свою очередь, как и все внутри нас, колеблется с циркадианным периодом. Если это что-то начинает плавно меняется в определенной фазе (в момент засыпания), оно достигает порога в более поздней, заранее предсказуемой фазе, – и вы проснетесь. Продолжительность вашего сна может меняется в довольно широких пределах в зависимости от времени засыпания. Она составляет в среднем 8 часов только потому, что люди обычно ложатся спать примерно в одной и той же определенной фазе своего циркадианного цикла. Если ваш циркадианный ритм имеет большую амплитуду, ваш сон может оказаться коротким (всего 4 часа) или длинным (целых 18 часов), смотря по тому, в какой части вы стартуете. можно переключится с самого короткого на самый длинный сон, отсрочив момент засыпания настолько, чтобы опоздать к минуемому ритма изменения порога пробуждения. Следовательно, внутри циркадианного цикла есть отрезок шириной в несколько часов, в котором вы практически наверняка не проснетесь сами по себе. Если по какой-либо причине ваш организм не зависит так от фазы (ритм порога пробуждения у вас более пологий), то длительность сна может определятся не столько временем суток, сколько иными факторами – скажем, усталостью. В этом случае по мере запаздывания
засыпание продолжительность сна несколько сокращается, а далее, при еще большем запаздывание, понемногу возрастать: никаких разрывов плавной кривой, никаких запретных для пробуждения зон. Такое состояние возможно в результате длительного пребывания в условиях полярного дня (у эскимосов, живущих летом под открытым небом, ритмы сильно сглаживаются) или после трансмеридианного перелета (который временно сбивает и ослабляет циркадианные колебания).
Время окончание сна и начала бодрствования – это всего лишь полдела. А вот как насчет времени окончания бодрствования и начала сна? Возможно, циркадианные закономерности имеют отношение и к этой, второй стороне вопрос, но несколько иначе: время сна и время бодрствования существенно различаются. В циркадианном цикле существует одна широкая зона, где спонтанное пробуждение практически запрещено, лишь узкий диапазон – на самом деле два диапазона, относящихся друг от друга примерно на 12 часов, - где засыпание хотя и не запрещено по-настоящему, но происходит сравнительно редко. К тому же график, связывающий фазу пробуждения с длительностью последующего бодрствования, выглядит как снежная метель. Разброс точек огромен, но положение еще хуже: через облако точек невозможно провести какую-либо определенную кривую, потому что в запретной для пробуждения зоне их крайне мало, а то и вовсе нет.
Обнаружена только обратная зависимость: длительность бодрствования, предшествовавшего данному засыпанию, удлиняется примерно на час для каждого часа отсрочки начала сна. После некоторой определенной фазы засыпания длительность предшествовавшего бодрствования совершает резкие скачок, так как при этом фаза предыдущего пробуждения избегает запретную зону. Таким образом, обнаружена обратная зависимость, но не для последующего пробуждения. Однако при этом точки разбросаны вдвое шире, чем для предсказуемой фазы рассмотренной ранее закономерности последующего пробуждения. Сон имеет тенденцию начинаться вблизи минимума температуры тела, – но только эта одна слабая статическая закономерность связывает его с циркадианным циклом. Вероятно, у человека волевой контроль в большей степени распространяется на окончание бодрствования, чем на окончание сна, поэтому время засыпания зависит от многих факторов, а не только от циркадианнных часов.
Вся наша повседневная жизнь строго укладывается в 24-часовые рамки, в том числе и интенсивность физиологических функций, колеблется в соответствие с наиболее заметным циклом чередования сна-бодрствования. Этот факт имеет совершенно очевидные практические следствия, но для их внедрения в клинику десятилетия. Пример, лежащий на поверхности: ежедневное повышение и снижение порога чувствительности наших зубов. Расположение их колебания во времени таков, что идти на прием к дантисту лучше после обеда, а в случае, если вы, скажем, только что прилетели из Японии в Чикаго, в дневные часы лучше вообще отказаться от его услуг. Эффективность обезболивания максимальна тоже после полудня: доза наркоза, необходимая утром, днем может оказаться избыточной. Аллергические реакции возникают быстрее и проявляются тяжелее в начале ночи, чем в полдень. Печень удерживает низкий уровень алкоголя в крови вечером гораздо лучше, чем утром.
Поставим диагноз значительно проще, если рассматривать клиническую норму с учетом ее ритмичности. Скажем, нормальная температура тела ночью ниже 36,6 ос, поэтому «нормальное» показание термометра в 3 часа ночи – симптом лихорадки. Аддисова болезнь (бронзовая болезнь) и болезнь Иценко – Кушинга обусловлена нарушением функции надпочечников (соответственно недостаточности и избыточностью), поэтому для их диагностики требуется измерять уровень гормона кортизола (гидрокортизола) в крови. Теперь уже общепризнанно, что проба на кортизол без учета времени забора крови обессмыслена.
Не только диагноз, но и терапевтические меры могут быть более эффективными, если их строить на основе циркадианного цикла. Поскольку многие типы делящихся клеток предпочитают
определенное время суток для репликации ДНК, циркадианные вариации особенно ярко проявляются в токсичности различных лекарственных препаратов и эффектах облучения, применяемого с целью поразить делящиеся опухолевые клетки. Нет ничего особенного в том, что доза, при которой 80% популяции подопытных организмов выживет в одно и тоже время суток, в другое окажется смертельным для тех же 80% осыбей. Эта мрачная статистика, однако, весьма перспективная, если стоит задача избирательно убить опухолевые клетки, не повредить здоровые. Эрхад Хаус с коллегами добился значительного повышения процента вживания среди мышей, больных раком, не увеличивая дозы лекарства, но сконцентрировал ее в то время суток, когда опухолевые клетки предположительно более чувствительны, чем нормальные.
Врачи и ветеринары, применяющие гормональную терапию, давно знают, насколько важно правильно выбрать время для введения препарата. Например, при недостаточной функции надпочечников больным обычно делают инъекцию кортизона по утрам, когда в норме активность коры надпочечников максимальна. Если ежедневно требуема только однократная доза препарата, утренние инъекции годится и для собак, но для кошек, у которых циркадианные ритмы организованны по-другому, кортизон следует вводить по вечерам. Введение кортизона в иное время суток будет подавлять деятельность и без того ослабленных надпочечников, и пациент, в конце концов, станет жертвой хронического недуга – Аддисоновой болезни.
Ритмические закономерности связывают секрецию гормонов мозга, нарушение сна и более серьезные психические заболевания, включая клиническую депрессию. Томас Веер, Фредерик Гудвин и Норман Розенталь из Национального института здоровья в Бетесде и Даниел Крипке из Госпиталя управления ветеринаров в Сан-Диего предположили, что эти прежде неизлечимые болезни часто являются вторичным следствием расстройства циркадианных ритмов. Уже показано, что некоторые виды депрессии поддаются лечению солнечным светом или его искусственным заменителем, поддаваемым в нужное время суток.
Считается, что действие света опосредовано его влиянием на секрецию мелатонина – гормона, выделяемого в головном мозге и тесно связанного с циркадианными ритмами. Для нормального ежедневного контроля секреции мелатонина нужен свет, существенно более яркий, чем тот, который обычно бывает в помещениях. Однако современный человек редко должным образом «засвечивает» себя, причем время пребывания на свету у разных людей весьма различается. Остается только гадать, насколько могут быть распространены расстройства циркадианных ритмов.