Почему отдых помогает: о биоритмах и уборке
Каким образом сон, к которому все мы привыкли относиться как к должному, оказывает столь значительное влияние на наше тело и ум? Чтобы понять секрет сна, нам придется познакомиться с молекулярной механикой мозга. Для начала поговорим о двух важнейших открытиях в нейробиологии, сделанных недавно: о хронобиологии и глимфатической системе. Если перевести на более понятный язык, то речь пойдет о внутренних часах, которые есть в нашем мозге, и о ночной уборке.
Почему так важна настройка на природные ритмы
Вы можете не знать этого, но в вашем мозге есть часы. Точнее, свои часы есть в большинстве клеток вашего организма, а управляет ими главный хранитель времени в мозге — супрахиазмальное ядро (СХЯ).
В клетках тела имеется колебательный механизм, который служит в качестве таймера и контролирует все процессы — от клеточного метаболизма до нашей способности реагировать на различные внешние запросы. Этот таймер привязан к 24-часовому циркадному ритму. Даже химические вещества в мозге вроде серотонина и дофамина тесно связаны с этим биологическим ритмом. Всей системой управляет СХЯ, которое находится в гипоталамусе, в глубине мозга. Да, СХЯ — своего рода дирижер, который следит за тем, чтобы все клетки двигались слаженно в сложном танце бытия.
Само СХЯ ориентируется на свет, главным образом — на смену дня и ночи, то есть построено на суточном (циркадном) цикле. Некоторые люди генетически склонны выпадать из природных ритмов (например, так называемые совы), но в сегодняшнем мире мы все подвержены циркадным нарушениям. Тонкая настройка СХЯ легко сбивается под воздействием различных аспектов современной жизни, таких как электрический свет, стресс и социальные нормы (проведите ночь в университетском городке, чтобы испытать на себе последнее из перечисленного).
Наиболее важный фактор, на который ориентируются наши биологические часы, — освещенность — на протяжении жизни всего лишь нескольких поколений претерпел кардинальные перемены. Каких-то 100 лет назад большинство людей проводили время вне стен дома, под ярким светом солнца. Вечерами свет был очень тусклым — если был вообще! Как результат, уже через пару часов после заката наших предков естественным образом одолевала сонливость. Если вам доводилось бывать в походах и ночевать в неосвещенной местности, то, вероятно, вы и сами испытали это. Но поскольку сейчас мы проводим больше всего времени под крышей, то рискуем недополучить свет днем, зато получить его избыток вечером и ночью.
Сбой биологических ритмов быстро приводит к изменениям в физиологии, которые влекут за собой множество недомоганий, описанных выше. Всего одна ночь недосыпа может отрицательно сказаться на обучаемости и памяти, ослабить иммунную систему или спровоцировать психическое расстройство. До 90% людей с тяжелой депрессией страдают также циркадными нарушениями сна, и даже есть данные о том, что с нарушением биоритмов связаны наркомания и алкоголизм79.
Недавно ученые открыли вероятную причину того, почему нарушения циркадных ритмов так сильно влияют на здоровье. Оказывается, наши биологические часы управляют множеством генов, в том числе генами, влияющими на настроение80. Это вполне может объяснить сильную корреляцию между временем отхода ко сну и нашим общим и эмоциональным состоянием. Среди генов, зависимых от недостатка сна, есть и такие, которые ответственны за метаболизм, воспалительные процессы, работу иммунной системы и стрессовые реакции. На примере здоровых добровольцев было доказано, что гены меняются всего за одну неделю плохого или недостаточного сна81.
Связь между освещением и настроением становится столь очевидной, что нам приходится менять наши представления о депрессии. К примеру, исследователи опросили большое количество пожилых людей (516 человек, средний возраст которых составлял 72,8 года) на предмет того, как освещены их спальни и когда они гасят свет. Оказалось, что между депрессией и ярким светом в спальне существует прямая зависимость. Ученые пришли к выводу, что предупреждать депрессию можно, приглушая освещение перед отходом ко сну82.
Аналогичным образом появляется все больше подтверждений тому, что яркий свет по утрам — действенный способ предупреждения депрессии, даже в случаях, когда она не имеет отношения к времени года (как в сезонных психических расстройствах). Эксперимент; проведенный с пожилыми пациентами, страдающими несезонной депрессией, выявил, что один час нахождения на ярком свету с утра в течение всего трех недель поднимает настроение и понижает уровень гормонов стресса. Улучшение было стабильным — оно сохранялось и после прекращения световой терапии83. Хотим отметить, что световая терапия при правильном применении поможет быстрее и надежнее, чем антидепрессанты. Она бывает действенна и в случаях хронической депрессии (которая длится более двух лет), не поддающейся медикаментозному лечению84.
Освещенность воздействует на организм через нейрогормон под названием мелатонин. Это мелатонин говорит вам, сколько времени на часах вашего организма, независимо от реального времени. Допустим, когда вы перед сном оказываетесь на ярком свету, ваше тело может воспринять этот сигнал неверно и решит, что еще слишком рано ложиться спать. Освещенность влияет на время и объем выработки мелатонина и таким образом имеет глубокие последствия для сна.
В 2011 г. состоялся такой эксперимент: 116 здоровых добровольцев помещали перед сном в комнату с типичной освещенностью (200 Люкс) или в комнату с тусклым светом (3 Люкс). Почти у каждого участника (у 99%) яркое освещение подавило секрецию мелатонина, отодвинуло по времени наступление сна и сократило воздействие мелатонина в среднем на 90 минут. Также ученые заметили, что если ночью хотя бы на короткое время включить в комнате свет, то секреция мелатонина уменьшается на 50%, отчего организм впадает в растерянность и ведет себя так, словно ночь гораздо короче, чем на самом деле85. Это может объяснить, почему многие из нас не могут заснуть достаточно рано даже в долгие зимние ночи — в то время, когда наше тело особенно нуждается в отдыхе. И по той же самой причине бывает трудно снова заснуть, когда, проснувшись среди ночи, мы включаем свет.
Нам всем стоит помнить, что наш организм развивался в гармоничных взаимоотношениях с природой. Одним из важнейших аспектов этих взаимоотношений стала наша привязка к природным ритмам, в том числе к смене времен года, месяцев и более коротких циклов активности и отдыха. А самым мощным из этих циклов является смена дня и ночи — 24-часовой суточный цикл. Если немного подумать, то становится очевидным, что самое разумное — это вставать с рассветом, ложиться с наступлением темноты, быть активным, когда активна почти вся живая природа, и спать, когда приходит время сна. Мы созданы, чтобы спать глубоко и долго, и на то есть серьезная причина.
Сон и самоочистка мозга
Вы наверняка слышали о лимфатической системе — с ее помощью наш организм выводит отходы. Лимфатические каналы бегут параллельно кровеносным сосудам. Они собирают отходы метаболических процессов по всему телу и несут их к сердцу для последующего удаления. В число функций системы входит очистка тела от потенциально опасных побочных продуктов метаболизма. Также она участвует в воспалительных процессах и отвечает за иммунитет. Но лимфа не очищает от токсинов мозг, поскольку туда ее не пускает гемато-энцефалический барьер.
Совсем недавно в журнале Science были опубликованы результаты исследования, ставшего одним из величайших научных прорывов. В ходе этого исследования ученые обнаружили, как проводит внутреннюю «уборку» мозг. У него есть собственная система сосудов, получившая название глимфатической. Эти сосуды точно так же тянутся вдоль сосудов кровоснабжения мозга и точно так же собирают и выводят отходы деятельности мозга для дальнейшего удаления через печень. Но свою работу глимфатическая система делает по ночам, пока мы спим.
Трудно представить себе такое, но во время сна клетки мозга, судя по всему, сжимаются на 60%, чтобы освободить пространство для тока глимфатических сосудов. Когда мы спим, система действует в десять раз быстрее, чем когда мы бодрствуем. Кстати, эта активная уборка может объяснить, почему мозг потребляет по ночам почти столько же энергии, сколько и днем86.
Получается, что одной из ключевых задач сна является прекращение обычной работы мозга, чтобы можно было приступить к уборке. Это очень похоже на большой офисный центр, где в течение дня бурлит деловая жизнь. Однако к ночи она стихает, служащие расходятся по домам, а на смену им приходят другие, чтобы подготовить помещения к следующему рабочему дню.
Нашему мозгу приходится выбирать одно из двух: выполнять свои функции (обычно это происходит днем) или заняться уборкой (это бывает ночью). Один из авторов исследования, доктор Майкен Недергаард, приводит в качестве примера вечеринку у вас дома: «Вы можете или принимать гостей, или убирать дом, но делать и то и другое одновременно вряд ли возможно»87. Это открытие может очень помочь в изучении заболеваний мозга вроде болезни Альцгеймера, которую связывают с избыточным отложением белка бета-амилоида — побочного продукта, который теоретически должен бы выводиться глимфатической системой. Конечно, пока еще множество вопросов остается без ответов, но упомянутое исследование недвусмысленно напоминает нам, что если мы заботимся о здоровье мозга, то не должны лишать себя драгоценного дара природы — сна.
