Articolul este dedicat activității ritmurilor circadiene - ritmuri biologice endogene cu o perioadă de aproximativ 24 de ore, caracteristică majorității organismelor, inclusiv a oamenilor. Aceasta este o imagine de ansamblu a ultimelor cercetări științifice, nu o colecție de sfaturi utile, deși articolul vorbește despre o posibilă schimbare a stilului de viață. Această revizuire nu este exhaustivă, vom continua să o actualizăm pe măsură ce apar noi studii de cercetare.
Lucrul principal:
→ Munca consecventă și sănătoasă a ritmurilor circadiene poate ajuta la îmbunătățirea sănătății generale, precum și la prevenirea eficientă a bolilor cronice.
→ Nu uitați de somn: dieta, exercițiile fizice și alți factori afectează modul în care funcționează ritmurile circadiene.
→ Studiați particularitățile activității ritmurilor circadiene, determinați „cronotipul” dvs., apoi aplicați cunoștințele dobândite la recomandările metodologice indicate în cercetarea științifică.
Înainte de a încorpora oricare dintre sfaturile din acest articol în rutina de zi cu zi, consultați-vă cu medicul dumneavoastră.
Înainte de a citi articolul: un scurt glosar:
- Circadian: ciclu recurent natural, cu o perioadă de aproximativ 24 de ore, indiferent de durata orei de zi; din latinescul circa („o”) și diem („zi”).
- Senzor de ritm: un semnal de mediu, cum ar fi o schimbare a luminii sau a temperaturii; din germanul zeit („timp”) și geber („dăruitor”).
- Endogen: proces patologic în organism datorită factorilor interni și nu este cauzat de influențe externe (cauza rădăcinii).
- Reglarea ritmului circadian: apare atunci când sarcinile ritmice, fiziologice sau comportamentale corespund schimbărilor din mediul înconjurător; interacțiunea ritmurilor circadiene cu mediul.
- Zilnic: în fiecare zi; din latină moare (zi) și și diurnus (zilnic).
- Master Clock: O pereche de populații de celule găsite în hipotalamus, cunoscută și sub numele de nucleul suprachiasmatic (SCN); Aceste celule conțin gene care controlează ritmurile circadiene.
- Gena mutantă: schimbare permanentă în secvența ADN; utilizat de cronobiologi pentru a recunoaște mecanismul genelor ceasului prin identificarea unei gene mutante la animale cu sindromul circadian aritmic.
Imaginează-ți o plantă încercând să fotosintezeze noaptea: o scurtă dramă în întuneric. „Plantele se ocupă de viață și de moarte”, spune Sally Yu, profesor asistent de biochimie și biologie celulară la Centrul de Științe pentru Sănătate al Universității din Texas din Houston (UTHealth), sumbr. „Dacă nu urmează ritmurile circadiene, vor muri”. Dar pentru o persoană, prognoza nu va fi atât de sumbră. „Chiar dacă eliminați gena ceasului (o genă importantă care reglează activitatea ritmurilor circadiene), nu veți muri imediat”, spune Yu. „Dar veți avea de suferit.” Probabil probleme? Probleme psihologice persistente și, printre altele, un risc crescut de boli cronice. Viața este grea când totul este în sincronizare.
Video promotional:
Colegul lui Yu, Jake Chen, profesor asistent în cadrul aceluiași departament, spune altfel: „Adesea spunem că totul trebuie făcut în termen. Dar aceasta este o exagerare. Expresia „totul își are timpul” nu este. Și acest lucru este direct legat de corpul uman. În fiecare celulă, țesut sau organ, procesele fiziologice au loc la un moment dat. Ceasul biologic este un fel de cronometru - un mecanism prin care ne putem asigura că totul funcționează corect. Aceasta este o funcție fundamentală.”
Chen și Yu studiază ritmurile circadiene - ritmurile biologice ale corpului cu o perioadă de aproximativ 24 de ore, care sunt urmate zilnic de toate lucrurile vii de pe planeta noastră. Ritmurile circadiene sau ritmele circadiene sunt direct legate de milioanele de ani de dezvoltare a vieții pe planeta noastră. Acesta este un produs al interacțiunii ceasului biologic intern al organismului și a mediului - nu numai lumina solară, ci mulți alți factori determină comportamentul, reglează nivelul hormonilor, somnul, temperatura corpului și metabolismul.
Așa-numitul „ceas maestru” sau nucleu suprachiasmatic (SCN) este ceasul principal care guvernează ritmurile circadiene. Sunt o pereche de populații de celule pline cu gene (inclusiv Clock, Npas2, Bmal, Per1, Per2, Per3, Cry1 și Cry2) localizate în hipotalamus. La nivel molecular se găsesc urme ale genelor ceasului în rinichi, ficat, pancreas și alte organe. SCN acționează ca CEO care instruiește organismul să se lipească de programare și procesare a semnalelor de mediu. (Pentru o privire rapidă asupra funcționării SCN, consultați animația interactivă a Institutului Medical Howard Hughes.)
După cum vom vedea mai târziu, acordarea atenției ritmurilor circadiene îmbunătățește funcționarea zilnică (fiziologică și psihologică) a organismului și, în final, afectează starea de sănătate, atât pe termen lung, cât și pe termen scurt. Grija pentru ritmurile circadiene îi menține să funcționeze în timp ce menține ceea ce Sally Yu numește un „ceas de încredere”.
Despre experți:
om de știință: Zheng "Jake" Chen
Educație: doctorat, Universitatea Columbia, New York
Poziție: profesor asistent, Departamentul de Biochimie și Biologie Celulară, Centrul de Științe ale Sănătății din Texas, Universitatea din Texas
Ultimul articol publicat: Molecula mică Nobiletin vizează oscilatorul molecular pentru a spori ritmurile circadiene și pentru a proteja împotriva sindromului metabolic.
Zona de cercetare: sonde cu molecule mici pentru cronobiologie și medicină.
Om de știință: Seung Hee "Sally" Yoo
Educație: doctorat, Institutul Coreean de Știință și Tehnologie
Poziție: profesor asociat, Departamentul de biochimie și biologie celulară, Universitatea din Texas Health Sciences Center de la Houston
Ultimul articol publicat: Period2 3'-UTR și microRNA-24 reglementează ritmurile circadiene prin reprimarea acumulării de proteine PERIOD2. De asemenea, dezvoltarea și potențialul terapeutic al modulatorilor cu molecule mici ale sistemelor circadiene.
Zona de cercetare: mecanisme celulare fundamentale în ritmurile circadiene și descifrarea rolurilor fiziologice și patologice ale ceasului.
ISTORIE: ETAPE PRINCIPALE ALE DEZVOLTĂRII BIOLOGICE A RITIMELOR CIRCADIUMULUI
Primul lucru de știut despre studiul ritmurilor circadiene (cronobiologii fac acest lucru) este că, cu excepții rare, toate organismele își urmează ritmurile circadiene. De la narcise la vrăbii, de la zebre la om, practic toate organismele vii de pe planetă urmează ciclul solar. În 1729, savantul francez Jean-Jacques de Meran a înregistrat prima observație a mișcărilor diurne endogene sau încorporate ale plantei Mimosa pudica. Chiar și în întuneric complet, planta a continuat să-și urmeze ritmul zilnic. Savantul a concluzionat că planta se bazează nu numai pe semnale externe sau pe un senzor de ritm, ci și pe propriul ceas biologic intern.
Cronobiologia a înflorit două sute de ani mai târziu, la mijlocul secolului XX. Contribuția mai multor oameni de știință, în special, Colin Pittendry, „părintele ceasului biologic”, a făcut diferența. Pittendry a studiat muștele de fructe sau Drosophila și aruncă o lumină asupra modului în care ritmurile circadiene interacționează sau se sincronizează cu ciclul zilei și noaptea. Jurgen Aschoff, un prieten al lui Pittendry, a studiat și interacțiunea cu ciclul zilei și noaptea, dar oamenii de știință au ajuns la concluzii diferite despre cum se produce interacțiunea (parametric și nonparametric, puteți citi mai multe despre ea aici și aici). John Woodland Hastings și colegii săi au făcut descoperiri fundamentale despre rolul luminii în activitatea ritmurilor circadiene studiind dinoflagelate bioluminescente (alge, o specie de plancton). Botanistul Erwin Bannig a contribuit, de asemenea, la cercetarea de bază privind modelarea interacțiunilor.care descrie relația dintre organisme și ciclurile de întrerupere.
Următoarea etapă a descoperirilor în cronobiologie a conectat mecanismele moleculare și genetice specifice ale activității ritmurilor circadiene. Acest lucru rezultă din munca lui Ron Konopka și Seymour Benzer, care la începutul anilor '70 au căutat să identifice gene specifice care controlează ritmurile circadiene ale muștelor fructelor. Konopka și Benzer sunt creditați cu descoperirea unei gene mutante, pe care au numit-o o perioadă care perturbă ceasul circadian al muștelor de fructe. Așa a fost descoperit pentru prima dată determinantul genetic al ritmurilor comportamentale. Jeffrey S. Hall, Michael Rosbash și Michael W. Young au completat cu succes lucrările Konopka și Benzer, arătând lucrul genei perioadei la nivel molecular. Hall, Rosbash și Young au primit premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină în 2017. Au izolat gena perioadei și apoi au arătat cum funcționează sistemul de ceas zilnic la nivel molecular.
În timp ce efectuau cercetări asupra muștelor și șoarecilor din fructe în 1994, Joseph Takahashi și echipa sa au descoperit genele de ceas la mamifere și le-au numit ceasuri, descriindu-le drept „o caracteristică conservată în mod evolutiv a mecanismului ceasului circadian.” Descoperirea genei ceasului, împreună cu munca lui Hall, Rosbash, Young și savantul Michael Greenberg, a fost un moment curat în cronobiologie. În câțiva ani, au fost descoperite gene care asigură activitatea ritmurilor circadiene în organismele inferioare.
Știința avansează constant, iar multe studii asupra muștelor și șoarecilor de fructe au demonstrat persistența remarcabilă a genelor de ceas în cadrul speciilor, ceea ce înseamnă că există gene similare care controlează ritmurile circadiene în organisme mai complexe, inclusiv la oameni.
ULTIMA CERCETARE: DETERMINAREA ROLULUI RITIMELOR CIRCADIULUI ÎN SĂNĂTATEA ȘI BOLILE UMANE
Este important de menționat că biologia ritmurilor circadiene este incredibil de complexă - există multe reviste științifice dedicate acestui domeniu de cercetare. Drept urmare, înțelegerea noastră despre rolul ceasului biologic în sănătatea umană este rezultatul studiilor epidemiologice, precum și al studiilor la animale. Studiile efectuate pe organisme inferioare ajută la dezvăluirea activității mecanismelor moleculare și genetice în acțiune, după care se poate observa cum, de exemplu, tulburările de somn duc la un risc crescut de diabet de tip 2, obezitate și o serie de boli cardiovasculare.
Într-adevăr, una dintre cele mai promițătoare domenii de cercetare este somnul. Oamenii de știință asociază astăzi lipsa somnului și perturbarea ulterioară a ritmurilor circadiene cu dezvoltarea obezității și depresiei, precum și a majorității bolilor cronice. Cercetările au arătat că lipsa somnului poate duce la efecte secundare neașteptate, cum ar fi incapacitatea de a recunoaște fețele.
Înțelegerea modului de funcționare a ritmurilor circadiene a depășit de asemenea interacțiunea cu ciclul zilei și noaptea. „Există indicii sociale, semnale pentru a mânca și a face exerciții fizice - sunt foarte diverse”, spune Y. Sunrise și apusul soarelui au încă un impact major asupra ritmurilor circadiene, dar sunt cercetați alți factori. Un corp important de muncă a arătat că dieta este un semnal esențial extern care interacționează cu ceasul intern, inclusiv activitatea Dr. Satchidananda Panda privind restricțiile dietetice bazate pe timp (modul în care timpul de consum afectează sănătatea).
În general, acum este clar că ritmurile circadiene joacă un rol sistemic pentru organizarea activității tuturor aspectelor fiziologice ale corpului uman, inclusiv munca organelor vitale, a metabolismului, a imunității, a proceselor de gândire etc. Lucrarea Dr. Yu extinde domeniul de cercetare - ea colaborează cu un specialist studiu de durere cronică pentru a studia ritmurile durerii la pacienți. De asemenea, se lucrează pentru a studia rolul ciclului de întrerupere în tulburările în activitatea ritmurilor circadiene (efectul schimbării zonelor orare asupra creșterii celulelor canceroase). Cercetări de acest fel ne oferă noi idei importante care pot fi utilizate pentru a schimba stilul de viață - știind ce oră să mănânci și să te culci în general este important pentru sănătate; iar cu boala, cunoștințele obținute pot fi aplicate căutării medicamentelor care reglează activitatea ritmurilor circadiene. Oamenii de știință au încă multe cercetări de făcut în aproape toate domeniile legate de sănătate și boli.
GÂNDUL CHEIE: DE CE ESTE IMPORTANT SA STII DESPRE RHYTHMS CIRCADE?
Conștientizarea modului de funcționare a ritmurilor circadiene poate avea efecte atât asupra sănătății pe termen scurt, cât și pe termen lung. „Schimbările de stil de viață sunt cel mai bun cadou pe care ți-l poți oferi”, spune Chen. „Dacă îți administrezi stilul de viață, tehnologia și medicina pot deveni factori secundari de-a lungul vieții.” Pe termen scurt, studiile la animale și la oameni arată că stilurile de viață care susțin ritmuri circadiene sănătoase pot susține vigilență, coordonarea motorie, sănătatea cardiovasculară, funcția imunitară, sănătatea intestinului, gândirea și somnul. Există dovezi care susțin o reducere pe termen lung a riscului de boli cronice.
Deci, ce fel de stil de viață trebuie să conduci pentru a te sincroniza cu ritmurile tale circadiene? Primul lucru de făcut este să fii atent la bioritmele tale. Ritmurile circadiene, deși sunt construite pe aceeași bază, variază de la o persoană la alta datorită diferențelor de vârstă, genetice și de mediu. Larks-urile le place mai bine dimineața. Bufniile preferă noaptea. Trebuie să acordați atenție tendințelor naturale ale corpului dvs. („cronotip”) pentru a aplica cu succes cunoștințele ultimelor cercetări științifice. De asemenea, nu uitați că nu există o abordare unică.
Al doilea este să respectăm un program de rutină consistent, în fiecare zi, șapte zile pe săptămână. Dr. Yu discută despre „jet lag” (social jet lag) - atunci când oamenii își rup programul cu obiceiuri atipice, cum ar fi să mănânce și să se culce mai târziu, să se trezească mai târziu și să facă exerciții fizice în diferite zile ale săptămânii la ore diferite. Toate aceste acțiuni pot duce la aceleași consecințe negative ca schimbarea zonelor orare. Cu cât urmezi din ce în ce mai mult regimul, cu atât mai bine corpul tău te va ajuta în acest sens.
În al treilea rând - aplicarea cunoștințelor obținute în urma cercetărilor științifice - datele despre nutriție, somn și exerciții fizice sunt detaliate mai jos. Multe dintre schimbările de stil de viață pe care le-a demonstrat cercetarea implică schimbări în obiceiurile alimentare - cum ar fi să mănânci o idee proastă înainte de culcare. Este plin de consecințe negative asupra sănătății. Mănâncă mese mici devreme și târziu în timpul zilei, ceea ce este destul de ușor de încercat. Același lucru este valabil și pentru somn - trebuie să urmați regimul și să dormiți cel puțin 7-8 ore. În cel mai rău caz, te vei simți odihnit și, în cel mai bun caz, îți vei îmbunătăți perspectivele pentru o viață sănătoasă.
Principalul lucru: somnul, mâncarea și sportul stau la baza unui stil de viață sănătos.
DORMI
Cel mai important lucru pe care îl puteți face este să mențineți un program de somn și de trezire consecvent și să dormi suficient - 7-9 ore de somn sunt considerate normale pentru un adult. Studiile de cercetare privind privarea de somn și tulburările de somn indică faptul că privarea de somn și tulburările de somn afectează negativ starea de spirit, concentrarea și sunt asociate cu boli cronice. Mai mult, unii oameni de știință au sugerat că nepotrivirea circadiană cauzată de jetlagul social poate fi răspândită în societatea occidentală și poate contribui la problemele de sănătate.
Deci, la ce oră ar trebui să te duci la culcare? De obicei, organismul începe să producă melatonină la 21:00. Acesta este un semnal - trebuie să termini totul și să te odihnești. Secreția de melatonină se încheie în jurul orei 7:30, iar în timpul zilei, melatonina practic nu este prezentă în organism. Ajustarea preferințelor personale pe baza înclinațiilor tale naturale este esențială pentru a evita tulburările de somn (cum ar fi trezirea în timpul somnului) și menținerea unei sănătăți optime.
Și în sfârșit, lumină. Ciclul zilei și al nopții nu este singurul factor care afectează corpul uman, întrucât ne aflăm în permanență cu iluminare artificială și totuși joacă un rol primordial. Obținerea suficientă lumină naturală la începutul zilei și evitarea iluminării nefirești (cum ar fi lumina albastră de pe ecranul unui smartphone) seara vă ajută să vă păstrați sănătos ritmurile circadiene.
Puncte cheie: dormiți suficient și mențineți somnul și orele de veghe constante șapte zile pe săptămână. Dacă sunteți lipsit de somn, începeți imediat să vă restabiliți regimul, altfel riscați să vă puneți în pericol sănătatea pe termen lung.
NUTRIȚIE
În general, cercetările arată că consumul de alimente bogate în calorii este cel mai bine dimineața. Încercați să vă faceți masa de seară cu mult înainte de culcare și cu mai puține calorii. Dacă puteți termina totul în jurul orei 18:00 sau 19:00 și oferiți corpului dumneavoastră 12-14 ore de odihnă, veți vedea beneficii pentru sănătate pe termen scurt și pe termen lung.
În parte, faptul este că ceasul intern al ficatului nu funcționează noaptea. Ficatul nu mai produce enzime pentru a transforma caloriile în energie; în schimb, produce enzime pentru stocarea energiei. Dacă mănânci mult înainte de culcare, ficatul tău este forțat să lucreze ore suplimentare și sfârșești să conserve mai multă energie decât cheltuiești.
O altă decizie importantă pe care o puteți lua (în afară de a mânca sănătos) este calendarul mesei dvs. zilnice. Deși datele sunt încă limitate, studiile la animale și lucrările Dr. Panda sugerează că „alimentația limitată de timp” este o schimbare ușoară și potențial de viață a stilului de viață. Soluția optimă depinde de obiectivul tău. Dar dacă obiectivul este să vă îmbunătățiți sănătatea generală, atunci este mai bine să începeți la 8-9 ore. În ceea ce privește conformitatea pe termen lung, poate fi indicat să începeți la 10-12 ore.
Punctul cheie: mănâncă mai mult în timpul zilei, nu înainte de culcare. Pentru a vă îmbunătăți sănătatea, începeți să mâncați la 10-12 ore.
SPORT
În timp ce unele studii arată că performanțele anaerobe se ridică după-amiaza, nu există un consens între experții cu privire la legătura dintre ritmurile circadiene și exercițiile fizice - cu excepția prezenței unui ceas molecular în mușchiul scheletului.
Și la fel ca efectele timpului de iluminat și de masă, timpul de exercitare joacă un rol important și în menținerea ritmurilor circadiene sănătoase.
Principalul lucru: exersați regulat și lăsați activitatea anaerobă pentru după-amiaza.
CONCLUZIE
Cercetarea modului în care funcționează ritmurile circadiene este destul de simplă. „Ceasul tău intern este conceput pentru a arde energie în timpul zilei și pentru a restabili energia în timpul nopții”, spune Y. Cu cât este mai bună timpul, cu atât mai puțină uzură a ceasului circadian. Deși ceasul intern este stabil, întreruperea constantă a regimului poate duce la probleme de sănătate pe termen lung.
Nu îți vei scurta viața cu cinci ani mâncând cu întârziere, dar există ore dedicate organismului pentru a proteja sănătatea și a minimiza perturbarea fiziologiei. Fii amabil și atent cu tine și vei vedea rezultatul.
