Ученые нашли вторые биологические часы человека
У человека, помимо основных биологических часов, управляющих циклическими процессами в организме, есть "вторые часы", которые в некоторых случаях могут "перехватывать управление".Так установили ученые из гарвардского медицинского центра Beth Israel Deaconess.
Это открытие может помочь путешественникам преодолеть дискомфорт, связанный с необходимостью приспосабливаться к другой временной зоне.
Исследуя биоритмы, ученые и открыли существование еще одного механизма, управляющего циклическими процессами, который зависит от пищи, в отличие от основного "хронометра", зависящего от освещенности, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
В качестве главного хронометра человеческого организма и организмов других высших животных служат так называемые супрахиазматические ядра в одном из отделов мозга - в гипоталамусе. Эти ядра получают от наших глаз сигналы о цикле чередования дня и ночи, а затем "пересылают" эти данные в дорсомедиальные ядра. Они, в свою очередь, организуют чередование сна и бодрствования всех остальных систем организма.
"Когда пища легко доступна, это система работает очень хорошо. Световые сигналы с сетчатки помогают установить суточный ритм в соответствии с обычным циклом чередования дня и ночи", - поясняет один из авторов исследования Клиффорд Сэйпер (Clifford Saper) из медицинской школы гарвардского университета.
Однако если пища недоступна во время нормального периода бодрствования, животным необходимо адаптироваться к ситуации, когда добывать ее приходится во время, когда они обычно спят. Чтобы выжить, животным требуется "запасные часы", зависящие не от освещенности, а от наличия пищи.
"Этот новый хронометр позволяет животным переключать свой режим сна и бодрствования так, чтобы увеличить вероятность найти пищу", - отмечает Сейпер, слова которого приводятся в сообщении центра.
По его словам, в организме, помимо супрахиазматических ядер в мозге, во внутренних органах, таких как желудок и печень, существуют клетки, которые также могут формировать суточные ритмы, зависящие от пищи.
Чтобы обнаружить "запасные часы", исследователи использовали мышей с врожденным отсутствием биологического ритма - у них был "выключен" ген BMAL1, который отвечает за формирование основных часов в супрахиазматических ядрах.
В эксперименте ученые с помощью вирусов на время восстановили функционирование биологических часов. Потом с помощью пошагового анализа, исследователи раскрыли механизм, управляющий биологическими ритмами в соответствии с доступностью пищи.
"Мы обнаружили, что единственный цикл голодания и последующего насыщения включает эти часы, которые перехватывают управление у супрахиазматических ядер и перестраивают суточный цикл в соответствии с временем, когда пища более доступна", - говорит Сейпер.
По его мнению, это открытие в перспективе может помочь всем, кто по роду своей деятельности вынужден много путешествовать на большие расстояния и каждый раз приспосабливаться к новому суточному ритму.
"Современный человек может использовать это открытие как способ адаптации. Если вы, например, совершили путешествие из США в Японию, вы вынуждены перестроиться на новый режим с разницей в 11 часов. Поскольку наши биологические часы могут сдвигаться лишь ненамного, то для обычного человека такая перестройка может занять неделю, когда уже пора возвращаться домой", - говорит Сейпер.
Но используя специальное расписание приема пищи, путешественник сможет использовать свои "вторые часы" и приспособиться к новому ритму гораздо быстрее.
"Достаточно провести без пищи около 16 часов, чтобы включить эти часы", - добавляет Сейпер.