Новое исследование демонстрирует, что циркадные «часы» человека отслеживают изменение продолжительности светового дня в разные сезоны.
Казалось бы, с нашими современными электрическими источниками света и спальнями в помещениях человечество вышло за рамки естественного влияния солнечного света на режим сна. Однако это не так.
«Люди действительно подвержены сезонным изменениям, даже если мы не хотим признавать это в современном контексте», — говорит автор исследования Руби Ким, доцент кафедры математики в Мичиганском университете.
«Продолжительность дня, количество солнечного света, которое мы получаем, действительно влияет на нашу физиологию. Исследование показывает, что биологически заложенное сезонное время влияет на то, как мы приспосабливаемся к изменениям в нашем распорядке дня», — добавляет она.
Открытие может помочь в изучении сезонного аффективного расстройства
Это открытие может открыть новые пути для изучения сезонного аффективного расстройства — типа депрессии, связанного с сезонными изменениями. Оно также может открыть новые направления исследований в ряде других проблем со здоровьем, связанных с согласованием режима сна и циркадных ритмов.
Например, исследователи, в том числе старший автор исследования Дэниел Форджер, ранее показали, что на наше настроение сильно влияет то, насколько хорошо наш режим сна согласуется с циркадными ритмами.
«Эта работа открывает большие перспективы для будущих открытий», — говорит Ким о новом исследовании, опубликованном в журнале npj Digital Medicine.
«Это может иметь более глубокое значение для проблем психического здоровья, таких как настроение и тревожность, а также для метаболических и сердечно-сосудистых заболеваний», — отмечает она.
Генетический компонент сезонности у человека
Исследование также показывает, что у человека есть генетический компонент сезонности, который может помочь объяснить значительные различия в том, насколько сильно люди подвержены влиянию изменений продолжительности дня.
«Для некоторых людей адаптация может проходить лучше, но для других это может быть намного хуже», — говорит Форджер, профессор математики и директор Мичиганского центра прикладной и междисциплинарной математики.
Изучение этого генетического компонента поможет исследователям и врачам понять, где люди находятся в этом спектре, но для этого потребуется больше времени и усилий. Пока что это исследование — важный, хотя и ранний шаг, который меняет наше представление о циркадных ритмах человека.
Исследование циркадных ритмов
Двое бок о бок расположены диаграммы активности и циркадных ритмов двух разных участников исследования здоровья стажёров. Каждая диаграмма разделена на горизонтальные линии, обозначающие разные дни, и слева направо на диаграмме показано, какое время суток это по циркадным часам участника. Чёрные метки над каждой горизонтальной линией указывают на то, когда участник был активен и ходил, и эти кластеры попадают в разные места вдоль циркадного времени из-за сменной работы стажёра.
«Многие люди склонны думать о своих циркадных ритмах как об одних часах, — говорит Форджер. — Мы же показываем, что на самом деле их два. Одни пытаются отслеживать рассвет, а другие — закат, и они взаимодействуют друг с другом».
Ким, Форджер и их коллеги выяснили, что циркадные ритмы людей настроены на сезонность солнечного света, изучив данные о сне тысяч людей с помощью носимых медицинских устройств, таких как Fitbits. Участниками были стажеры-медики, проходившие годичную стажировку и участвовавшие в исследовании здоровья стажёров, финансируемом Национальными институтами здравоохранения.
Стажёры работают посменно, и их графики часто меняются, а значит, меняется и их режим сна. Более того, эти графики часто противоречат естественным циклам дня и ночи.
Тот факт, что циркадные ритмы в этой группе населения демонстрируют сезонную зависимость, является убедительным аргументом в пользу того, насколько сильно эта особенность заложена в человеке, что неудивительно, говорят исследователи.
Существует множество доказательств из исследований плодовых мушек и грызунов, что у животных есть сезонные циркадные часы, говорит Форджер, и другие исследователи полагали, что циркадные часы человека могут вести себя аналогичным образом. Теперь новое исследование предоставляет убедительные доказательства этой идеи, наблюдая, как эта сезонность проявляется в крупном исследовании в реальных условиях.
«Я думаю, что в этом есть большой смысл. Физиология мозга миллионы лет работала, пытаясь отслеживать закат и рассвет, — говорит Форджер. — Затем в мгновение ока эволюции приходит индустриализация, и сейчас мы всё ещё пытаемся догнать».
Участники исследования здоровья стажёров также сдают образец слюны для анализа ДНК, что позволило команде Ким и Форджера включить в исследование генетический компонент. Генетические исследования, проведённые другими учёными, выявили специфический ген, который играет важную роль в том, как циркадные часы других животных отслеживают сезонные изменения.
У человека есть этот ген, что позволило исследователям выявить небольшой процент стажёров со слегка изменённым генетическим составом этого гена. Для этой группы людей посменная работа сильнее нарушала согласование их циркадных ритмов и режима сна в течение разных сезонов.
Это снова поднимает множество вопросов, особенно о последствиях для здоровья и влиянии посменной работы на разных людей. Но это вопросы, которые исследователи планируют изучить в будущем.
Источник: Мичиганский университет