немного хронобиологии

aaannn

чтиво американское научно-популярное; хронобиология вперемешку с...; но довольно много информации имхо, решила запостить целую главу из книжки.
ГЛАВА 1
пробуждение
Я приоткрываю глаза, чтобы взглянуть на часы: 5.28 утра, две минуты до звонка будильника. В мире царит тишина, только где-то вдалеке поет птичка. Звезды уже блекнут, но пройдет еще час, прежде чем первые лучи солнца блеснут из-за горизонта.
Может быть, вы похожи на меня и тоже предвосхищаете будильник, просыпаясь за одну-две минуты до его звонка. Скорее всего, вы проснулись не потому, что выспались. Тогда почему? Некоторые утверждают, что виной всему едва различимые триггеры («пусковые» сигналы звуки раннего утра; нарастающий шум уличного движения за окном или даже то характерное тиканье, который издает механический будильник перед тем, как зазвонить [1]. Действительно, во время сна мозг способен воспринимать звуки; именно поэтому мы покупаем звуковые будильники, а не «пахучие», например. Пусть кое-кто утверждает, что их будит мерзкий запах скунса или густой аромат свежезаваренного кофе, последние открытия говорят об обратном. Ученые из Университета Брауна доказали: ни в одной фазе сна, за исключением дремоты, человек не реагирует даже на такие сильные запахи, как аромат мяты или ядовитый смрад пиридина, компонента каменноугольной смолы [2]. Не доверяйте носу миссию часового, говорят ученые, человеческое обоняние развито не настолько хорошо, чтобы вы проснулись от запаха.
В любом случае, появляется все больше свидетельств того, что «пусковые сигналы» могут исходить не снару­жи, а изнутри вашего тела: замечательный маленький будильник в мозге подготавливает его к пробуждению. Когда Перетц Лави, исследователь сна из Техниона (Израильского технологического университета изу­чал способность людей просыпаться без внешнего сиг­нала в установленное время, он обнаружил поразитель­ную вещь. Многие из обследованных просыпались на 10 минут раньше или позже назначенного времени, да­же если это было в 3.30 утра [3]. Вот поистине замеча­тельное чувство времени, возможно более удивитель­ное, чем присущая большинству людей способность без часов определять точное время в период бодрствова­ния. Еще одно исследование показало: ожидание того, что в определенное время сон прервется, само по себе на 30 % повышает содержание в крови гормона стресса адренокортикотропина (АКТТ) (Адренокортикотропин — гормон, стимулирующий функ­цию надпочечников и выработку ими адреналина. — Ред.) — яркий показатель того, что мозг готовится к пробуждению [4].
У некоторых из нас спящее сознание каким-то обра­зом ведет счет времени, так что мозг «ждет» заданного события, например наступления времени пробужде­ния, точно так же как в период бодрствования, и в определенный момент дает сигнал к выбросу веществ, побуждающих нас проснуться и встать с постели. Спо­собность предугадывать назначенный час, присущая, как полагали раньше, исключительно бодрствующему сознанию, на самом деле не изменяет ему и во сне, заставляя нас просыпаться в одно и то же предсказуемое время.
И вы еще говорите о тайнах!
Впрочем, может, вам и не знакома эта способность. Может быть, вы принадлежите к большинству, которое просыпается от звонка настоящего будильника или зву­ков радио, сработавшего по сигналу таймера и оглу­шившего вас громкой музыкой или болтовней диджея. Для вас утро начинается с нажатия ненавистной кноп­ки, которую так трудно напгупать спросонок, и попыток урвать еще десять минут сна. Скорее всего, эти десять минут вам действительно нужны — а может, и больше. В стране, где спят в среднем менее семи часов при не­обходимых восьми, большинство людей неизменно на­ходится в состоянии легкого недосыпа, усугубляющего­ся к концу рабочей недели [5]. К сожалению, говорят специалисты, этот короткий кусочек сна между двумя сигналами будильника не приносит ни отдыха, ни сил: сон быстрый и прерывистый [6]. Даже если вы доспите до второго звонка будильника, ожидание неизбежного подъема повлияет на качество вашего сна.
Разумеется, есть и такие, кто сладко спит под самые пронзительные сигналы будильников. Для этих не­исправимых сонь в 1855 году была запатентована «кро­вать-катапульта». Если вы не реагируете на встроен­ный будильник, боковая стенка опускается, а кровать наклоняется таким образом, что вы падаете на пол [7]. Немного более человечный аппарат недавно изобрели светлые головы Массачусетского технологического института. «Клоки», мягкий и пушистый будильник-робот, скатывается с прикроватной тумбочки, катит на своих колесиках в какой-нибудь дальний уголок ком­наты и только там начинает звонить [8]. Каждый день он прячется в новом месте. Отчаянные поиски «Клоки», по уверениям изобретателей, помешают даже самым последним соням вновь вернуться в объятия Морфея.
Полежать минутку, пребывая на той грани между сном и бодрствованием, которая называется гипнопом-пическим состоянием (от греч. hypnos — сон и ротрё — прогонять чтобы позволить сознанию вплыть в бодр­ствование и насладиться замечательным медленным на­ступлением дня... Немногим из нас доступна такая рос­кошь. Быстрый подьем воистину требует усилий: пусть ненадолго, но значительно учащается сердечный ритм, подскакивает кровяное давление, а содержание стрессо­вого гормона кортизола в крови достигает пика.
Бодрость наступает далеко не сразу. Человека, толь­ко что вставшего с постели, пошатывает, он несколько дезориентирован — это называют «инерцией сна». Со­стояние, знакомое почти каждому. «Мозг не может взять полный разгон за семь секунд», — шутит Чарльз Чейс-лер, исследователь биоритмов из Гарвардского универ­ситета [9]. Большинство из нас куда хуже справляются с умственными и физическими нагрузками сразу после пробуждения, чем перед отходом ко сну. «Ирония за­ключается в том, — говорит Чейслер, — что в первые полчаса после пробуждения мозг работает куда хуже, чем после 24 часов бодрствования». Это открытие бы­ло сделано летчиками американских ВВС в 1950-е го­ды. Пилоты должны были спать в кабинах самолетов, пребывающих в боевой готовности, чтобы вылететь по первому сигналу. После побудки летчикам приходи­лось немедленно подниматься в воздух. Количество падений существенно возросло, и эту практику быстро отменили.
Исследуя в 2006 году инерцию сна, Кеннет Райт и его коллеги из Университета Колорадо выяснили, что когнитивные (познавательные) способности испыту­емых сразу после пробуждения были не лучше, чем у пьяных [10]. Самые сильные проявления инерции сна рассеиваются в течение десяти минут, однако от­дельные эффекты могут сохраняться на протяжении двух часов.
Степень инерции во многом зависит от той фазы сна, в которой вас разбудили. Группа Лави обнаружи­ла, что люди, разбуженные во время фазы быстрого сна (или быстрых движений глаз — БДГ скорее начинают ориентироваться в пространстве и оказываются более бойкими и разговорчивыми [11]. Фаза БДГ — своего рода врата пробуждения, считает Лави, наилучшим об­разом смягчающие выход из сна. (Она также примеча­тельна насыщенными яркими сновидениями, которые после пробуждения остаются в памяти человека.)
С другой стороны, те, кого безжалостный звонок бу­дильника вырвал из медленного глубокого сна, скорее всего, будут немного не в себе и зададутся вопросом: «Где я?». Чтобы исключить такое грубое пробуждение, исследовательские лаборатории «Эксон слип» разрабо­тали предназначенный для детей вариант «Клоки» — устройство «СлипСмарт», которое следит за вашим сном и будит вас во время фазы БДГ [12]. В наручный браслет, «очень маленький, удобный и гладкий», если верить рекламе, встроены электроды и микропроцессор, которые измеряют волны, излучаемые мозгом в каждой фазе сна, и передают информацию на стоящий у крова­ти будильник, запрограммированный на максимально позднее время звонка. Он-то и будит вас в последней фазе быстрого сна перед часом X.
Вы впархиваете или вползаете в утреннюю суету в зависимости от своего хронотипа — принадлежности к «жаворонкам» или «совам» [13]. «Жаворонки» поют по утрам, «совы» ухают ночью.Однажды я слышала, как писательница Джин Ауэл призналась, что лучше всего ей думается после захода солнца. Джин приступает к работе в 11 или 12 часов ве­чера, заканчивает в 7 часов утра и ложится спать. Спит до 4 часов дня, затем встает и ест вместе мужем (у нее это завтрак, у него — обед выходит в город и около по­луночи снова садится за работу. Она заявляет, что такая «совиная» жизнь никому не вредит.
В таком же ритме живет и великий генетик Сеймур Бензер. Его ночные исследования мутирующих дрозо­фил помогли выявить генетическую основу ежеднев­ных биоритмов нашего тела [14]. Рабочая пора для Бен-зера настает в середине ночи; он говорит, что необходи­мость браться за работу утром, вместе с большинством людей, для него может обернуться катастрофой.
На противоположном конце спектра — истинные «жаворонки», из которых получаются превосходные хлебопеки. Они ложатся спать в 7 или 8 часов вечера, чтобы проснуться в 3-4 часа утра.
Два хронотипа отличаются друг от друга как люди, рожденные в разные столетия или на разных концах планеты: «жаворонки» просыпаются как раз тогда, ко­гда «совы» только засыпают. Они ведут совершенно раз­ную жизнь: у них расходятся не только пики активнос­ти (11 часов утра для жаворонков и 3 часа дня для сов) и пики сердечного ритма (11 часов утра и 6 часов вече­ра соответственно но также излюбленное время при­нятия пищи и физической активности, а кроме того, ежедневная доза кофе (чашечка для «жаворонка» и ко­фейник для «совы») [15].
Тилл Рённеберг, хронобиолог из Мюнхенского уни­верситета, обнаружил, что истинные «совы» встреча­ются в три раза чаще, чем настоящие «жаворонки» [16]. Большинство людей находится где-то посередине, более или менее склоняясь в сторону «сов», а такой образ жизни часто противоречит обычному рабочему графи­ку и приводит к социальному нарушению суточного ритма. Узнать, «жаворонок» вы или «сова», можно с по­мощью простой анкеты, разработанной группой Рённе-берга и содержащей вопросы типа: «Когда вы обычно просыпаетесь в рабочие дни?», «А в выходные?», «Ко­гда вы чувствуете себя полностью проснувшимся?», «В котором часу вы ощущаете упадок сил?» [17].
Несмотря на обилие пословиц, превозносящих «жа­воронков» (достаточно вспомнить «Кто рано встает, тому Бог подает» Бенджамина Франклина и «Ранней пташке и червячок в клюв» ученые утверждают, что «ранние пташки» не обладают никакими преимуще­ствами — ни в плане здоровья, ни в отношении финан­сового благополучия и умственных способностей. Не­которое время назад британские ученые решили под­твердить слова Франклина, установив наблюдение над более чем 1200 пожилыми людьми [18]. Изучив взаимо­связь между временем-пробуждения и отхода ко сну, с одной стороны, и здоровьем, материальным благопо­лучием и когнитивными функциями — с другой, ученые пришли к выводу, что «совы» зачастую богаче «жаво­ронков», а вот в части здоровья и умственных способ­ностей различие между двумя хронотипами незначи­тельно.
В любом случае, не составляет труда определить, что вы за птица. Привычки «жаворонков» и «сов» об­условлены не личностными свойствами (как считалось ранее а природой наших биологических часов. Около десяти лет назад Ханс ван Донген из Университета Пен­сильвании продемонстрировал, что биологические часы людей среднего утреннего типа «опережают по фазе» часы людей вечернего типа. Они убегают по крайней мере на два часа вперед [ 19]. Вы можете подавить свои привычки, говорит ван Донген, но не сможете изменить их совсем [20]. «Сова» вы или «жаворонок», определя­ет ваша биология.
«Время — вот материал, из которого я сделан», — за­метил аргентинский писатель Хорхе Луис Борхес [21]. В этой фразе скрыто глубокое прозрение. Как доказали последние исследования, время буквально пронизы­вает плоть всех живых существ, и по одной веской при­чине: мы живем на вращающейся планете.
Чтобы лучше понять это, нужно вернуться на мил­лиарды лет назад, к зарождению жизни, к одноклеточ­ным организмам, населявшим теплое первобытное мо­ре [22]. Яркий полуденный свет чередовался с темной прохладой ночей — день за днем, с четкой предсказу­емой периодичностью, и так триллионы дней. Свет и тьма, тепло и холод — в этой ежедневной матрице раз­вивалась жизнь. В отсутствие озонового атмосферного слоя губительная для жизни солнечная радиация сжи­гала поверхность Земли в светлое время суток. Чтобы избежать воздействия вредоносных лучей, наиболее тонкие биохимические процессы должны были совер­шаться в безопасной темноте ночи, и в результате выра­батывался определенный ритм обмена веществ. У неко­торых организмов появились сенсоры, реагирующие на свет, — сначала просто светочувствительные клетки, а затем более сложно устроенные глаза, которые позво­ляли различать самые незначительные изменения осве­щенности во время заката и рассвета.
Дальше дело было за эволюцией. У некоторых био­логических видов развились гены, клетки и системы жизнеобеспечения, ответственные за выработку соб­ственных внутренних биоритмов, прекрасно сочета­ющихся с планетарными циклами, — циркадианных (циркадных, околосуточных) ритмов (от лат. circa — около и dies — день). Световые сенсоры соединяют­ся с циркадианными часами, чтобы синхронизировать внутренний биоритм организма с астрономическими сутками. «Таким образом, — говорит биолог Томас Вер, — циркадианный метроном создает для организма день и ночь, отражающие „режим" внешнего мира» [23].
Эти метрономы настолько чувствительны к свету, что даже низкая освещенность приводит к изменению ритма [24]. Солнечный свет — основной экзогенный (внешний) фактор, управляющий биологическими часами; он настраивает их ритм таким образом, чтобы тот согласовывался с изменяющейся продолжительно­стью светового дня и ночи, так что летом биологичес­кий день длинный, а зимой — короткий. Когда вы утром раздергиваете шторы, специальные светочувствитель­ные клетки сетчатки глаз измеряют уровень света и по­сылают в мозг сигнал о наступлении рассвета, тем са­мым синхронизируя циркадианные часы с космичес­кими ритмами [25].
Ритмы внутреннего метронома настолько сильные и надежные, что они вырабатываются постоянно — даже при отсутствии внешних сигналов. Ученые обна­ружили это в ходе наблюдения за организмами, на не­дели изолированными от природных воздействий. При отсутствии сигналов о наступлении дня или ночи ор­ганизм переходил от астрономического цикла к 24-ча­совому циклу сна и бодрствования и ритмов других органов тела. (Эта «устойчивая» модель функциони­рования организма называется автономным ритмом и записана в геноме биологического вида.)
Такая система обладает двумя большими преиму­ществами: в организме в нужное время происходят нужные процессы, но при всем том он готов к ежеднев­ной смене ритма и подстраивается под изменения во внешней среде. Неся в себе эту модель космоса, орга­низм всегда на шаг опережает происходящие вокруг него изменения, подготавливаясь к разным событиям дня и ночи: приему пищи, спариванию, борьбе с хищ­никами и изменению температуры окружающей среды.
Слово «часы» недостаточно полно передает влия­ние циркадианного цикла на организм. Хотя внешние воздействия достаточно сильны, чтобы поддерживать постоянные условия функционирования организма, циркадианные импульсы обуславливают разительные колебания в течение 24-часового цикла. Как писал Эмерсон, «все кажется неизменным, пока вы не рас­крыли его секрет» [26].
Возьмем температуру тела.
Допустим, вы принимаете душ. Чтобы проснуться и обрести бодрость, некоторые рекомендуют сделать душ контрастным, чередуя горячую воду с холодной. (Он может сослужить вам сомнительную службу: не­вольно вскрикнув под ледяными струями, вы перебу­дите домашних.) Тепловые рецепторы, находящиеся прямо под кожей, выдерживают температуру до 45 °С, холодовые рецепторы — до 10 "С. При более низкой или более высокой температуре включаются болевые рецепторы. Однако даже если вы пустите очень горя­чую или очень холодную воду, базовая температура тела изменится весьма незначительно. (Кстати, представление о том, что температура тела в норме составляет 37 °С, ошибочно [27]. Тщательное исследование, основанное на миллионах измерений, показало, что у женщин сред­няя температура тела равна 36,89 °С, а у мужчин — 36,72 °С.) Человеческий организм обладает настолько совершенным механизмом поддержания температуры тела вне зависимости от изменений во внешней среде, что у чемпионки по плаванию в холодной воде Линн Кокс температура тела остается неизменной даже в ле­дяных водах Антарктики, а марафонский бегун может не перегреться и при пятидесятиградусной жаре в До­лине Смерти, межгорной впадине в пустыне Мохаве.
Способность человеческого организма поддержи­вать постоянную температуру и другие внутренние показатели — она называется «гомеостаз» (от греч. ho-moios — подобный и stasis — стояние) — можно прини­мать как должное, но это удивительный феномен [28]. Организм сохраняет свою внутреннюю среду неизмен­ной, постоянно отслеживая все показатели: содержа­ние глюкозы, углекислоты, гормонов в крови, темпера­туру тела и даже рН (кислотность) спинномозговой жидкости. Они колеблются вокруг определенного за­данного значения, или нормы. Сложная система ней-рогуморальной регуляции улавливает любое отклоне­ние от нормы и возвращает показатели на нужный уро­вень, приводя в действие механизмы коррекции [29].
Однако недавно мы узнали, что нормы на самом де­ле заданы не так уж жестко и меняются в течение дня, подчиняясь цикличности циркадианного ритма и об­наруживая существенную зависимость от того, что мы делаем и как себя чувствуем. Температура тела, на­пример, может изменяться от 36,11°С ранним утром (37 °С утром — первый признак начинающейся лихо­радки) до 37,22-37,78 °С ближе к вечеру. Эти колеба­ния затрагивают все стороны жизнедеятельности ор­ганизма. Так, с повышением температуры возрастаетболевой порог, равно как и упругость мышц, скорость реагирования, зрительно-моторная координация.
Частота сердечных сокращений и артериальное дав­ление тоже меняются в течение суток, как и количество лейкоцитов в крови, содержание гормонов и нейроме-диаторов, скорость кровотока в мозге. Частота сердеч­ных сокращений и давление в течение дня медленно по­вышаются, уровень гормона стресса кортизола падает. С наступлением ночи выработка «гормона темноты» мелатонина усиливается, температура тела, пульс и кровяное давление падают, а концентрация кортизола увеличивается, достигая пика к раннему утру.
Эти циркадианные колебания едва ли можно счи­тать несущественными. Если терапевты не будут при­нимать их во внимание, результаты измерения жиз­ненно важных показателей — от артериального давле­ния и пульса до количества сперматозоидов в семенной жидкости и аллергических реакций - окажутся сильно искаженными. (Некоторые ученые даже настаивают на необходимости фиксации времени каждого клини­ческого обследования [30].) Простые смертные вроде нас с вами могут использовать эти знания о своем теле себе во благо [31]. Если вы не хотите, чтобы порезы сильно кровоточили, бриться лучше в 8 часов утра, ког­да в крови больше всего отвечающих за ее свертывае­мость и вязкость тромбоцитов (потому-то сердечные приступы чаще случаются утром). Чтобы не извивать­ся от боли в кресле дантиста, назначьте визит на после­обеденное время, когда болевой порог самый высокий. Свою бутылку пива или бокал вина выпивайте между 5 и 6 часами вечера: в это время печень наиболее ак­тивно выводит из организма токсины, так что ущерб от алкоголя будет минимальным. А для установления спортивных рекордов более всего подходит ранний ве­чер [32].
Хронобиолог Джозефина Арендт утверждает, что влияние циркадианных циклов всеобъемлюще: «Мож­но сказать, что все происходящее в нашем теле под­чиняется ритму — пока не доказано обратное» [33].
Так где же внутри нас находится крохотный хроно­метр, задающий биоритмы? Зайдите на секунду в ван­ную комнату и посмотритесь в зеркало. Если бы вы мог­ли заглянуть внутрь своего черепа, то увидели бы пару крошечных образований в форме крыла, расположен­ных в гипоталамусе, позади глаз, чуть ниже их уровня; одно в правом полушарии, второе — в левом. Эти так называемые супрахиазматические ядра (СХЯ) (Супрахиазматические ядра — ядра серого вещества, распо­ложенные над {лат. super) перекрестом (греч. chiasmos) зритель­ных нервов. — Ред. состо­ящие из 10 тысяч нейронов, и есть главные часы ва­шего мозга [34]. По прошествии каждых 24 часов СХЯ вырабатывают специальные белки, задействованные в циркадианном цикле. Они контролируют и органи­зуют основные ритмы тела таким образом, что функции организма, связанные со сном, приходятся на ночное время, а связанные с бодрствованием - на дневное. (Когда во время опытов над лабораторными животны­ми СХЯ разрушают путем микрохирургического вме­шательства, их жизнедеятельность — движение, потреб­ление воды и пищи, сон — выбивается из нормального 24-часового цикла и беспорядочно распределена в пре­делах суток.)
Большое зеркало и короткий экскурс в генную инже­нерию помогут вам уразуметь, где тикают остальные ча­сы вашего организма. Сегодня мы знаем, что в нашем теле их миллиарды: циркадианные будильники скры­ты буквально в каждой клеточке — в почках, печени, сердце, крови, костях и глазах. В 2004 году ученые по­ставили опыт с использованием гена люциферазы (белка, благодаря которому светятся светлячки что­бы показать в режиме реального времени циркадиан­ные ритмы клеток периферических тканей [35]. И вот клетки всех частей тела «замигали» в тактциркадиан-ному биению.
Хотя циклические ритмы тела определяются глав­ным образом СХЯ, генетические будильнички, спря­танные в клетках других тканей и органов, могут ти­кать в своем ритме, регулируя пики и спады активно­сти разных органов таким образом, чтобы каждый из них получал необходимое ему в нужный момент в со­ответствии со своими предпочтениями [36]. Так, часы в клетках сердечной мышцы задают дневные ритмы колебания кровяного давления, а часы в клетках пече­ни — ритмы переваривания пищи и обезвреживания токсичных веществ, например алкоголя.
Совокупность вторичных часов можно сравнить с оркестром, а СХЯ ими дирижируют, подстраивая под световые сигналы из внешнего мира. Впрочем, перифе­рические часы могут выходить из повиновения и дей­ствовать по собственной программе. Этот феномен мы наблюдаем, когда согласие расстраивается из-за смены часовых поясов или работы ночью.
Ход каждых часов определяется совокупностью ге­нов. Небольшие различия в этих генах делают одних из нас ранними пташками, встающими с петухами, а дру­гих — «совами», с трудом продирающимися сквозь утренние часы и достигающими пика активности к полуночи.
Луис Птачек и его коллеги из Университета Юты первыми доказали генетическую природу хроноти-па «жаворонков» в крайнем его проявлении [37]. Эта группа ученых обнаружила у всех членов одной боль­шой семьи «жаворонков» из Юты, страдающих наслед­ственным синдромом опережающей фазы сна, при ко­тором люди засыпают примерно в 7 часов вечера и про­сыпаются в 2 часа утра, мутацию гена главных часов (СХЯ) Рег2' (Так называемого периодического часового гена. — Ред.). С тех пор Птачек и его сотрудники нашли уже около 60 семей с подобной мутацией. Считалось, что эти люди рано ложатся спать из-за своей подавлен­ности и необщительности. Теперь ясно, что их поведе­ние обусловлено изменениями в «часовых» генах.
Британские ученые также доказали, что истинные «жаворонки» и «совы» являются носителями различ­ных вариантов гена РегЗ [38]. Примечательно, что практически у всех «жаворонков» была обнаружена более длинная вариация гена, чем у «сов».
Более умеренные проявления утреннего или вечер­него хронотипа тоже связаны с генетическими вари­ациями. В 1998 году группа ученых провела среди 410 человек тест на самоидентификацию «сова — жа­воронок», чтобы выявить, в какое время испытуемые предпочитают совершать те или иные действия (вста­вать с постели, заниматься спортом, выполнять ум­ственную работу установить уровень их активности после пробуждения и определить их место в спектре хронотипов [39]. У испытуемых взяли кровь на анализ и сравнили структуру одного из «часовых» генов. Лю­ди с одной вариацией гена предпочитали вечернее вре­мя, отставая от «жаворонков» в различных видах актив­ности как минимум на 45 минут.
Два известных исследователя биоритмов заметили как-то, что «наши родители — через свою ДНК — про­должают диктовать нам, когда ложиться спать» [40].
Конечно, дело тут не только в генах. Возраст тоже имеет значение. В период полового созревания могут происходить серьезные сдвиги в хронотипе. Тилл Рён-неберг изучил образ жизни 25 тысяч людей в возрасте от 8 до 90 лет и обнаружил, что среди детей преоблада­ют «жаворонки», но с началом полового созревания они все больше склоняются к тому, чтобы стать «сова­ми» [41]. Малыш, просыпающийся в 6 часов утра, пре­вращается в подростка, который не вставал бы и до по­лудня, — любой знает, как трудно вытащить тинейдже­ра из постели к началу уроков в школе. В выходные дни и праздники подростки ложатся и просыпаются на 3 часа позже обычного. Это продолжается примерно до 19 лет у девушек и до 21 года у юношей. Фактически, говорит Рённеберг, пик «совиных» предпочтений при­ходится на конец подросткового возраста. После этого часто происходит обратный сдвиг и мы снова стано­вимся скорее «жаворонками».
Важен и свет. Проведенное Рённебергом исследова­ние предполагает, что многие из нас ведут «совиный» образ жизни, потому что не получают того количества дневного света, которое необходимо для нормальной работы биологических часов [42]. Люди, которые про­водят на улице 30 и более часов в неделю, встают и ло­жатся спать на 2 часа раньше тех, кто бывает на улице только 10 часов в неделю. Однако стоит вам провести на улице всего 1-2 часа ранним утром, как ваши внут­ренние часы убегут вперед на 45 минут. Так что если хотите стать ближе к «жаворонкам», ходите на работу пешком.
Пробуждение трудно дается всем: молодым и пожи­лым, «жаворонкам» и «совам». Недавно я приняла уча­стие в психологическом исследовании, в ходе которого должна была следить за своей активностью в течение дня. При мне всегда был карманный компыотер-нала-донник, по его сигналу я отвечала на несколько вопро­сов, а затем с помощью небольшого теста определяла скорость своей реакции.
Ранним утром она была ниже всего.
Пусть я и настоящий «жаворонок», мне все равно нужно какое-то время, чтобы стряхнуть с себя паути­ну сна и встретить день во всеоружии. Время и тони­зирующее средство, которое содержится в чашке креп­кого кофе.
Я безнадежно подсела на кофе. Однажды, оказав­шись в отдаленном уголке Северо-Восточного Китая, я должна была провести ночь в старом армейском бараке: выбитые окна, вместо унитаза — дырка в полу, матрасы прожжены сигаретными окурками. Я понимала, что до­стать кофе здесь вряд ли удастся, и взяла с собой зерна и кофеварку (французский пресс чтобы приготовить напиток самой. Но оказалось, что там не достать и ки­пятка. Признаюсь, что утром мне пришлось жевать зер­на, чтобы прийти в себя.
Густой аромат, ползущая вверх желтоватая пенка — уже сам ритуал приготовления кофе обещает вам яс­ность ума.
Кофе любил Бах. Любили его Бальзак, Кант, Руссо и Вольтер. Последний, говорят, выпивал по дюжине чашек в день [43]. Моя мама ограничивалась шестью. Двести лет назад Самуэль Ганеманн писал, что у пью­щих кофе «сонливость исчезает, сменяясь искусствен­ным оживлением, наступает бодрствование, вырванное у Природы» [44]. Сегодня на мировом рынке кофейные зерна занимают второе место после нефти, а кофеин стал самым популярным психостимулятором. Более 80 % людей потребляют его в том или ином виде, когда пьют кофе, чай, матэ, какао или колу [45]. Индейцы племени ачуар-хиваро из амазонских районов Эквадо­ра и Перу начинают день с чашки травяного чая из ли­стьев южноамериканского падуба {Ilexguayusa в кото­ром содержится столько же кофеина, столько в пяти чашках кофе [46]. Этот напиток настолько крепок, что индейцы обычно стараются извергнуть из желудка поч­ти всё выпитое, чтобы избежать последствий передози­ровки — головной боли, испарины и нервной дрожи.
Мне, чтобы преодолеть утренний ступор, нужно 300-400 миллиграммов кофеина, то есть две чашки крепкого кофе, которые я глотаю в один присест. По­следние исследования говорят, что, принимая кофеин таким образом — одной большой дозой, по примеру ачуар-хиваро, — вы не извлекаете из него максимума пользы. Чарльз Чейслер и его гарвардские коллеги установили, что одна доза кофеина порождает быс­трый пик активности, которая так же быстро спадает [47]. Наиболее эффективный способ побороть слабость и стимулировать умственные способности, избежав нервного перевозбуждения, — пить кофе маленькими дозами, выпивая по 60 граммов каждый час.
О том, почему кофеин оказывает такое сильное воз­действие на организм человека, заговорили только в по­следние годы [48]. Он выводится за 4-6 часов, влияя практически на все системы организма. С кровью кофе­ин поступает в ткани и жидкости тела, нигде не накап­ливаясь, но равномерно циркулируя в крови — а также в околоплодных водах и в тканях плода. При этом не­много повышается кровяное давление, расширяются бронхи, улучшается кровоснабжение (а значит, и до­гтуп клеток к «топливу» — кислороду, содержащемуся к крови). Через почки протекает больше мочи, на тол­стую кишку кофеин действует как слабительное. Он даже 11есколько усиливает метаболизм, что немного уско­ряет сжигание калорий. Через 15-20 минут 90 % кофе­ина попадает из желудка и кишечника в мозг [49].
Секрет стимулирующего воздействия кофеина со­стоит в следующем: это вещество по своей химической структуре похоже на аденозин и соответственно имеет сродство с аденозиновыми рецепторами. Аденозин — .шдогениое (то есть образующееся в самом организме) соединение, побочный продукт энергетического обме­на, накапливающийся в организме по мере того, как клетки расходуют энергию. Чем больше тратится энер-|ии, тем больше образуется аденозина. Он присоединя­ется к «своим» рецепторам, расположенным в основ­ном в клетках мозга, и снижает их активность. Так, он уменьшает частоту сердечных сокращений и артери­альное давление, выброс стимулирующих нейромеди-агоров и вызывает сонливость. Кофеин подстегивает нашу активность, воздействуя на аденозиновые рецеп­торы «вместо» аденозина и мешая ему выполнять тор­мозящую функцию [50]. Это влияние кофеина на аде­нозиновые рецепторы настолько велико, что проявля­ется даже при малых дозах.
Таким образом, кофеин не возбуждает нервные клет­ки, но мешает им избавиться от возбуждения. Вопрос и том, стимулирует ли он работу мозга, пока остается открытым [51]. В 2005 году австрийские ученые изуча­ли воздействие кофеина на мозг с помощью магнитно-резонансной томографии [52]. Перед началом экспери­мента волонтеры должны были воздерживаться от ко­фе в течение 12 часов. Затем половина из них выпила чшмку крепкого кофе, содержащую 100 миллиграммов кофеина, а вторая половина — плацебо (То есть испытуемым сказали, что это кофе, тогда как па са­мом леле предложенный им напиток не обладал стимулирую­щим аффектом. — Ред.). Через 20 ми­нут участники эксперимента должны были выполнить ряд заданий на память и концентрацию, в то время как их мозг сканировали магнитно-резонансным томогра­фом. Сканирование выявило у всех участников опы­та всплеск активности отделов мозга, отвечающих за моторную и рабочую память. Однако у тех, кто принял кофеин, возросла (по крайней мере на 45 минут) ак­тивность и других отделов мозга, отвечающих за внима­ние и концентрацию. Исследователи полагают, что эти отдельные всплески нервной деятельности также мо­гут объясняться воздействием кофеина на рецепторы аденозина.
Впрочем, есть и скептики [53]. Нейробиолог Роланд Гриффите из Университета Джонса Хопкинса предпо­ложил, что положительное воздействие на работу моз­га, которое люди приписывают утренней чашке кофе, иллюзия. Кофе просто снимает симптомы абстиненции после ночного воздержания от него. Без кофе, полагает Гриффите, ваша активность, скорее всего, повысится сама собой через час или два после пробуждения.
Возможно, он и прав. Но я не могу ждать. Иллюзия это или нет, я не могу жить без допинга, который избав­ляет меня от утренней бестолковости и помогает прий­ти в себя перед началом нового дня.

aaannn

Запощу еще немного выдержек.
Эта часть посвящена вниманию:
Ученые Фрэнсис Крик и Кристоф Кох предполагают, что наша способность осознанно замечать событие зависит от того, как внимание распоряжается совокупностью ответов нейронов на различные сенсорные раздражители: оленя около шоссе, отдаленный вой сире­ны, голого купальщика [4]. Эти совокупности разли­чаются как по силе, так и по свойствам, считают Крик и Кох. Они формируются, растут, конкурируют друг с другом, исчезают или продолжают оперативно отра­жать изменение ситуации. Только те из них, которые выдерживают борьбу, поступают в сознание как за­фиксированное восприятие. Внимание, гласит теория Крика и Коха, служит для определения того, какая со­вокупность откликов победила в борьбе. Возможно, внимание активизирует деятельность одной группы нейронов, определенным образом делая раздражитель, который активировал эту группу, больше и ярче «кон­курирующих» раздражителей. В таком случае внима­ние не только указывает на определенный сенсорный опыт — оно его создает.
Даже когда нам кажется, что мы предельно сконцен­трированы, мы можем выпустить из виду важные дета­ли. Вообразите такую задачу: вам нужно вычленить взглядом две буквы из ряда цифр, вспыхивающих пе­ред глазами на десятую долю секунды [5]. Как вы это сделаете? Скорее всего, первую букву вы увидите, но пропустите вторую, если она появится меньше чем че­рез полсекунды после первой. Это случится из-за свое­образного провала в восприятии, который не дает вам адекватно реагировать на визуальные образы, настоль­ко близкие во времени.
Это порождает вопрос: что происходит, когда мы пытаемся делать два дела одновременно?
Насколько это эффективно? Одинаково ли хорошо мы делаем сразу два дела? Действительно ли эконо­мим время?
«Делать два дела сразу — значит не делать ни одно­го», — писал в 100 году до нашей эры Публий Сир. Опыт показывает, что он прав. Несмотря на то что 100 милли­ардов нейронов способны к массированной параллель­ной обработке информации, наш мозг не создан для этого. При выполнении двух заданий сразу он может не справиться с простейшей задачей.
Допустим, вы видите желтый сигнал светофора и прикидываете, скоро ли загорится красный. Тормозить вам или вы успеете проскочить? Частично ответ зави­сит от вашего внутреннего таймера, еще одних располо­женных в мозге часов [6]. Они отвечают за подсчет про­ходящего времени — от секунд до минут и часов. Если наше внимание предельно сосредоточено, чувство ин­тервала подводит нас достаточно редко — погрешность оценки не выше 15 % — и помогает принять верное ре­шение в самых разных повседневных ситуациях: успеть на автобус, поймать бейсбольный мяч, подпеть радио, набрать номер на мобильнике, периодически погляды­вая на дорогу. Однако наука доказала, что этот таймер дает сбой при отвлечении внимания.
Вопрос, как именно наш мозг измеряет временные интервалы, был одним из самых сложных в нейробио­логии. В отличие от зрения, слуха или обоняния, для счета времени используются не сенсоры, полагает Ри­чард Иври, когнитивный нейробиолог из Калифорний­ского университета в Беркли. Тем не менее «восприя­тие времени так же ярко, как восприятие цвета ябло­ка или звука тубы», говорит ученый, и оно необходимо нам при вождении автомобиля, ходьбе, поддержании разговора, игре на музыкальных инструментах, заняти­ях спортом и выполнении миллиона других повседнев­ных дел [7].
Вдохновленные открытием главных циркадианных часов СХЯ в гипоталамусе, ученые годами придержи­вались убеждения, что счетчик временных интервалов расположен в какой-то централизованной «зоне пе­сочных часов» внутри мозга. Однако новые исследова­ния показали, что мозг может определять интервалы с помощью сети нейронов, широко разбросанных по разным структурам мозга, и что разные временные интервалы могут оцениваться разными нейронными сетями [8].
Исследование Иври доказывает, что мозжечок — часть мозга, отвечающая за координацию движений, — играет определенную роль при отсчете времени в пре­делах миллисекунд. Для более длинных интервалов — вроде того, что разделяет сигналы светофора, — мозг, скорее всего, использует более разветвленную систему, говорит Иври, включая участки, отвечающие за опера­тивную память (такие как предфронтальная зона коры головного мозга и базальные ганглии).
Лихорадка может сыграть с этим таймером плохую шутку, нарушая нашу способность оценить временной интервал, длящийся больше секунды [9]. Один аме­риканский врач обнаружил это, когда его жена слегла с высокой температурой. Он выскочил в аптеку, чтобы купить ей лекарства, а когда через 20 минут вернулся, жена попеняла ему за то, что он оставил ее на несколь­ко часов. Заинтригованный этой странной неспособно­стью определить время, врач попросил жену сосчитать от 0 до 60. Ее минута оказалась в полтора раза длиннее обычной. Когда температура спала, правильное вос­приятие времени вернулось.
Однако ничто не мешает правильной оценке вре­менных интервалов так, как отвлечение внимания. Ко­гда в ходе одного исследования испытуемым предложи­ли определить интервалы в 15-60 секунд, одновремен­но занимаясь повседневными делами, точность оценки временных промежутков оказалась низкой [10]. Когда вы заняты чем-то одним, время растягивается. Когда вы делаете сразу два дела, оно укорачивается; мозг пропу­скает некоторые «колебания маятника», так что вре­менной интервал кажется короче. Это очень просто: точное определение времени требует внимания к тому, как оно проходит, — критически важный момент при вождении автомобиля. Вот только один довод в пользу того, чтобы не болтать по мобильнику за рулем. Есть и другие.
У меня плохо получается делать много дел сразу. Разговаривая по телефону, я не могу слушать реплики мужа или читать его записки. Я не способна, управляя машиной, менять CD, не говоря уже о заучивании сти­хов. Не так давно в психологической лаборатории Уни­верситета Вирджинии эту мою неспособность под­твердили документально. Впрочем, я узнала, что не одна такая: большинство людей переоценивает свою способность делать два дела одновременно, особенно во время вождения, и последствия этого заблуждения колеблются от досадных до катастрофических.
Тест на скорость был первым из десятка когнитив­ных заданий, которые я выполняла в течение несколь­ких последующих часов в рамках эксперимента Тима Солтхауза, директора лаборатории. Хотя установки были искусственными, а задания придуманными, я понимаю, что тесты должны были показать, как наш мозг работает в обычном режиме. Это окно, позволяю­щее заглянуть в наше мышление, в особенности просле­дить, как наш мозг организует свою деятельность, справ­ляясь с так называемыми исполнительными функция­ми: фокусирует внимание, концентрируясь на важном и игнорируя незначительное; принимает мгновенные решения, зачастую основываясь на противоречивой информации; меняет цели и правила игры перед лицом новых задач; решает две задачи одновременно.
Среди заданий были и классические двойные — управлять симулятором вождения и одновременно счи­тать тройками в обратном порядке от 862, — и тест Струпа — читать список названий цветов, написан­ных разными цветами, причем названия цветов ино­гда совпадают, а иногда не совпадают с цветом надпи­си (например, слово «синий» написано красным); ис­пытуемый должен быстро называть цвета надписей, а не читать слова.
Мои результаты в обоих тестах были плачевными, хотя и не намного хуже средних. Подростки, которые привычны к видеоиграм, часто получают высокие оцен­ки за симуляторный тест, но тест Струпа заводит в ту­пик даже их. Поскольку чтение — процесс в большей степени автоматический, чем распознавание и называ­ние цветов, скорость прохождения этого теста зависит от способности испытуемого сконцентрироваться толь­ко на надписи, одновременно подавив стремление про­читать ее вербальный контент. Попробуйте сами: вы­говорить «красный» при взгляде на слово «синий», на­печатанное красным, гораздо сложнее, чем произнести слово «красный», напечатанное красным цветом, по­тому что в первом случае два мыслительных процесса находятся в противофазе. (Ходят слухи, что в 1950-х го­дах тест Струпа использовали для выявления русских шпионов. Названия цветов были написаны по-русски. Если испытуемые медлили перед произнесением слов, это означало, что они понимают язык, на котором напи­саны слова, и могут быть вражескими агентами.)
Способность людей выполнять два дела одновре­менно ограничена также нашей оперативной памятью. Если, дойдя до конца этого предложения, вы сможете вспомнить его начало, скажите спасибо своей опера­тивной памяти. Известная также как кратковременная, или оперативная, память, она помогает вам удерживать в голове несколько фактов или мыслей (большинство людей способно удержать от пяти до девяти) и опери­ровать ими в течение короткого времени — не более не­скольких минут — при решении проблемы или выпол­нении задания, например вспомнить номер телефона, пока вы ищете карандаш.
Когда вы беседуете по мобильному телефону и одно­временно пытаетесь следить за движением на дороге, вы напрягаете свою оперативную память, как и другие исполнительные функции, такие как способность ме­нять цели в сознании, перестраиваться на новые пра­вила и перефокусировать внимание.
Чтобы определить, насколько эффективно мозг пе­реключается с одного умственного задания на другое, Дэвид И. Мейер и его коллеги из Мичиганского уни­верситета попросили группу волонтеров выполнить два теста на двойные задания [11 ]. В ходе первого теста ис­пытуемые должны были выполнять сразу два задания на геометрические фигуры, причем одно задание вы­нуждало сосредоточиться, например, на форме, а дру­гое — на цвете, размере или количестве фигур. Второй тест требовал переключения с одного арифметического действия на другое, например с умножения на деление.В обоих случаях на выполнение двух заданий одновре­менно ушло больше времени, чем на их последователь­ное выполнение. «Иногда разница превышала 50 %», — говорит Мейер. Это происходит потому, что мозг дол­жен поменять цели и правила, чтобы перейти от одной процедуры к другой. На это уходят десятые доли се­кунды, но общее время увеличивается, если переклю­чений много.
Когда вы разговариваете по телефону, а ваша маши­на идет на приличной скорости, эти секунды промедле­ния могут стоить вам жизни. Исследование, проведен­ное в 2006 году Национальным управлением по безо­пасности движения на автострадах, показало: около 80 % аварий и 65 % аварийных ситуаций были вызваны невнимательностью водителя за три секунды до роко­вого события [12]. Разговор по телефону усиливает риск аварии или аварийной ситуации в 1,3 раза, набор номера утраивает опасность.
Десять утра. Вы благополучно добрались до рабо­ты и проглотили вторую чашку кофе, отвечая на звон­ки и электронную почту. Через час или около того вам предстоит выступать на совещании. А сейчас вы погру­зились в чтение бумаг, воплощенное внимание и кон­центрация. Если бы вы могли видеть, что происходит внутри вашей черепной коробки, пока вы просматри­ваете набранный мелким шрифтом текст, что бы вы увидели? Что происходит под надежной оболочкой ва­шего черепа, пока вы поглощены этим чтением по диа­гонали (или до смерти волнуетесь)? Буквально до по­следнего времени мозг и все его способности — мыс­лить, чувствовать, вырабатывать решения, воображать, рассуждать, помнить — были одной большой загадкой.
Однако за последние десять лет ученые сделали ряд потрясающих открытий, которые позволили заглянуть внутрь мозга и проследить за его работой в реальном времени.
Позднее утро. В своей лаборатории на медицинском факультете Йельского университета два нейробиолога, Салли и Беннет Шейвиц, наблюдают за мозговой дея­тельностью одиннадцатилетнего мальчика по имени Кит. Через большое окно я вижу его: он лежит на спи­не, голова обмотана проводами от магнитно-резонанс­ного сканера. С помощью перископа он читает серию парных сигналов — на экране одновременно вспыхива­ют слово и картинка («лиса» и изображение коровы, «корова» и лук — а затем быстро нажимает на кнопки «да» или «нет», показывая, сооответствуют ли два сиг­нала друг другу.
Шейвицы изучают участки мозга, отвечающие за чтение. Как раз сейчас они склонились над двумя мони­торами. Один показывает те же картинки, которые ви­дит Кит; другой — монохромное изображение его мозга в поперечном сечении. Результатом сканирования ста­ли структурные изображения, фиксирующие мельчай­шие детали анатомии мозга, и функциональные изобра­жения задействованных в работе участков мозга.
Магнитно-резонансный сканер безопасен и безвре­ден, он не требует.ни уколов, ни облучения. Массив­ный и мощный круглый магнит, он похож, по словам Кита, на космический корабль или пончик. Этот ска­нер может нарисовать детальную анатомическую кар­тину мозга с разрешением меньше полумиллиметра, объясняет Салли Шейвиц. Он настолько мощный, что может увидеть кровеносный сосуд толщиной с волосок глубоко внутри мозга.
Пока Кит читает свои сигналы, компьютеры заодно следят, какие нейроны активированы в мозге. Функциональные изображения, полученные в результате скани­рования, выявляют участки мозга, задействованные при выполнении специальных заданий, отмечая изме­нения в поступлении кислорода и притоке крови, кото­рый сопровождает активность нейронов. Чем усерднее работает тот или иной участок мозга, тем больше в него поступает крови, богатой оксигемоглобином.
Этот «прилив» фиксируется магнитно-резонанс­ным сканером как небольшое усиление сигнала. Таким образом, сканер дает изображение тех клеточных цепо­чек, которые возбуждаются при выполнении опреде­ленного умственного задания. После завершения сбо­ра информации печатается серия цветных снимков, на которых разные участки мозга выделены разными цве­тами, — некое подобие моментальной карты нервной деятельности.
У нейроимиджинга есть и свои критики, в основном из-за временной шкалы этого метода. Функциональ­ные МРС делают картинки за секунды, вспышки нерв­ной деятельности происходят в миллисекунды. Более того, активность, которую фиксирует МРС, не всегда каузальна: картинки показывают какие участки мозга задействованы при выполнении когнитивных заданий, но не обязательно те, которые необходимы для выпол­нения этих заданий.
И все-таки, говорит Салли Шейвиц, «функциональ­ный нейроимиджинг произвел революцию в исследова­нии мозга. Он может найти скрытую функцию — или дисфункцию — и сделать ее видимой». Такие исследо­вания полностью развеяли миф о том, что мы использу­ем только малую толику своего серого вещества — пре­словутые 10 %. На самом деле в течение дня — пусть и не одновременно — активируются практически все уголки и закоулки нашего «компьютера». Разные груп­пы нейронов включаются в работу в разное время при выполнении различных заданий. Сканеры проследили за тем, как мозг управляет движением, производит под­счеты, воспринимает речь, узнает лица и места, опреде­ляет время, интерпретирует печатный текст.
Имиджинговые исследования Шейвицев и других ученых ограничиваются теми участками мозга, которые активируются во время чтения [13]. Среди них фоноло­гический участок заднего мозга, расположенный сразу за ухом и над ним, который используется начинающи­ми учиться читать, такими как мой ученик Брайан, для произнесения слов по слогам, и так называемый слово­образовательный участок в затылочно-височиой части заднего мозга, который позволяет умеющему читать увидеть все слово целиком менее чем за 150 милли­секунд. По мере обретения опыта читающие начинают использовать словообразовательный участок мозга вме­сто фонологического.
Эта область мозга просто «сверкает», когда вы рабо­таете. Затылочно-височный отдел мозга активируется у знатоков автомобилей, когда они определяют марку и модель классических машин, у орнитологов, реша­ющих, к какому отряду и виду относится щебечущая перед ними птаха. Получается, что этот участок мозга используется для оценки различных объектов, гово­рит Беннет Шейвиц. «Представляется, что без него не обойтись при экспертной оценке и совершенствовании м чем-либо».
Вы надеетесь, что участки заднего мозга, ответствен­ные за экспертную оценку, уже активированы утренней работой и вы сейчас в прекрасной форме для выступле­ния. Совещание уже началось, вы полны решимости И уверенности. Некоторые хронобиологи полагают, что на позднее утро приходится пик некоторых видов умственной деятельности. Исследования показывают, что бодрость, способность ясно мыслить и заучивать в течение дня меняются на 15-30 % [14]. У большин­ства из нас пик наступает через 2,5-4 часа после про­буждения [15]. Так что для «жаворонков» он при­ходится примерно на 10-12 часов утра. Вместе с ним приходит логичность мышления и способность решать сложные задачи [16].
Однако многое зависит от возраста. Для подростков и молодых людей утро может быть весьма далеким от описанной Рильке «совершенно новой страницы». Мэри Карскадон, хронобиолог из Университета Брау­на, в ходе многолетних наблюдений за одними и теми же людьми выявила физиологические изменения в ра­боте биологических часов в период полового созрева­ния [17]. Подростки постарше начинают все более склоняться к «совиному», «запаздывающему по фазе» образу жизни, при этом гормон мелатонин у них выра­батывается позднее и они позднее ложатся спать. Тем не менее вставать им приходится рано, чтобы успеть к началу уроков в школе.
«Заставлять старших подростков посещать школу и участвовать в выполнении заданий, требующих ум­ственного напряжения, рано утром может быть не­правильно с биологической точки зрения», — говорит Карскадон. Они не только не высыпаются; «от них требуют бодрствования, когда их циркадианная сис­тема еще функционирует в ночном режиме. Ученики могут сидеть за партами, но их головы остаются дома на подушке».
Взаимосвязь между циркадианными ритмами и ум­ственной деятельностью едва уловима и все еще оста­ется предметом споров. Ваши успехи при выполнении умственного задания зависят от множества перемен­ных: интереса, сосредоточенности, уверенности в себе; от того, сколько вы спали прошлой ночью, что ели на завтрак, потребляли ли кофеин; от вашей позы, темпе­ратуры в помещении, чистоты воздуха, шума, освещен­ности и других «маскирующих» факторов, которые не имеют ничего общего с циркадианными ритмами [18]. «Факторы истинного времени достойны внимания, но неоднозначны», — считает Тим Солтхауз, потому что их сложно выделить и воспроизвести в лаборатор­ных условиях [19].
Тем не менее существуют подтверждения того, что суточные колебания температуры тела влияют на ум­ственную деятельность, создавая предсказуемые пики и спады. Ряд исследований показал, что работа ней­ронов зависит от температуры мозга: более высокая температура способствует более быстрому обмену им­пульсами между нейронами. Ученые из Питтсбургско-го университета на протяжении 36 часов проводили эксперимент над молодыми людьми, каждую минуту измеряя их температуру и каждый час — показатели умственной деятельности с помощью разных заданий на скорость, аккуратность, логическое мышление и фи­зическую сноровку [20]. Группа обнаружила сущест­венное изменение показателей в течение суток, при этом ночной спад в качестве выполнения заданий сов­пал с наиболее низкой температурой тела. В то же вре­мя ученые из Гарварда сообщили о наличии связи меж­ду пиками активности, зрительного внимания, способ­ности к запоминанию, скорости реакции и температуры тела [21].
По мнению Линн Эшер из Университета Торонто и ее коллеги Синтии Мэй из Чарльстонского колледжа, дне функции мозга — принятие решений и «торможе­ние» (отметание отвлекающей, ненужной или не отно­сящейся к делу информации, например вербального контента цветных слов в тесте Струпа) — могут частич­но зависеть от малейших циркадианных вариаций [22]. В периоды спада людям сложнее отметать отвлека­ющую их информацию. Они принимают решения, сле­дуя по «накатанной колее», не прибегая к анализу или оценке. Исследование Мэй и Эшер предполагает, что это едва уловимое циркадианное воздействие меняется в зависимости от возраста. Молодые люди явно страда­ют от рассеянности по утрам, говорят ученые, а позд­нее, после обеда, она пропадает, как будто ее и не было. У людей среднего возраста всё наоборот.
«Торможение» чрезвычайно затруднительно в пери­оды спада, поэтому Мэй рекомендует заниматься реше­нием задач, требующих пристального внимания (на­пример, чтением сложных инструкций поиска инфор­мации (например, выяснением дозировки лекарства) или внимательного контроля за ответной реакцией (на­пример, вождением в условиях оживленного движе­ния в пиковые часы или, по крайней мере, в те перио­ды, когда рассеянность минимальна [23]. Впрочем, ука­зывает Мэй, слабое «торможение» имеет свои «плюсы», когда решение задачи требует творческого подхода, по­тому что помогает найти более образное решение.
Работа памяти тоже зависит от времени суток [24]. Исследование Эшер показало, что люди старшего воз­раста на протяжении дня испытывают то, что она на­зывает «существенным усилением забывчивости». По утрам они забывают в среднем 5 фактов, к вечеру — уже 14 [25]. Для молодых людей справедливо обратное утверждение.

aaannn

Про улиточек - специально для Боны:
В последние несколько лет ученые многое прояс­нили для себя в том, какую роль циркадианные ритмы играют в обучении и запоминании на молекулярном уровне, с помощью «морского зайца» — аплизии ка­лифорнийской, моллюска подкласса заднежаберных. Если вы готовились к выступлению ночь напролет, сделали блестящий доклад, а затем обнаружили, что не помните ничего из того, что выучили, вы оказались в компании этих брюхоногих.
Почему аплизия? «Внешне она, может быть, и не очень привлекательна, — признает Эрик Кэндел, — но это чрезвычайно смышленое и совершенное создание с самыми большими нервными клетками в животном мире» [26]. Нейробиолог из Колумбийского универ­ситета, нобелевский лауреат, Кэндел первым увидел, сколько эта простая жительница моря может поведать о работе нашего мозга, когда мы усваиваем новые зна­ния из книг или получаем их от коллеги либо препо­давателя.
«Мы, люди, такие, какие есть, благодаря тому, что знаем и помним, — полагает Кэндел, — и в каком-то смысле невероятно, что благодаря изучению улиток мы узнаем об изменениях, происходящих в нашем мозгу, когда он получает новую информацию, например о том, как он выглядит в начале и в конце процесса познания».
Кэндел разгадывает загадку усвоения и запомина­ния информации *уже более полувека. Он родился в 1929 году в Вене, и его детство пришлось на варвар­ский период истории. Над ним издевались из-за того, что он еврей. Он видел, как его отца схватила полиция. А когда ему было девять лет, случилась Хрустальная ночь, которую он помнит, по его собственным словам, абсолютно ясно, «как будто это было вчера». В 1939 го­ду его семья бежала из Вены. Кэндел всю жизнь зада­вался вопросами о природе мышления: почему люди ведут себя так, а не иначе, как сохраняют воспоминания о том, что оказало на них особенно сильное воздей­ствие, и, прежде всего, как они обучаются. Он верил, что пролить свет на тайны человеческого тела можно с по­мощью изучения низших организмов.
В самом деле, с помощью языка нервов аплизии Кэн­дел раскрыл одну из величайших тайн человеческого мозга: человек учится благодаря изменениям численно­сти, функции и «внешнего вида» синапсов — контактов между двумя нервными клетками мозга. Создавая крат­косрочное воспоминание, мозг усиливает уже установ­ленный синаптический контакт, при долгосрочном вос­поминании он выстраивает новые синапсы.
Хотя в человеческом организме этот процесс проте­кает сложнее, чем в организме морской улитки, говорит Кэндел, в нем задействованы одинаковые механизмы. На более примитивном уровне данный процесс может протекать следующим образом: в любой момент време­ни в мозге происходит возбуждение. Нейрон, реагируя на раздражитель, возбуждается, активируя другие ней­роны. В большинстве случаев это ни к чему не приво­дит. Химический сигнал, переданный нейроном своему соседу, может быть слишком слабым или спорадиче­ским, чтобы активировать соседнюю нервную клетку и сформировать цепь. Однако когда человек сконцент­рирован и внимателен, как это бывает во время обуче­ния, нейрон способен посылать соседу более частые и сильные сигналы. Синапс с соседним нейроном в этом случае химически изменится. Если первая клетка опять возбудится, пусть даже слабее, это может породить син­хронный ответ теперь уже более восприимчивой второй клетки. Результатом всего этого иногда становится Просто мимолетное представление о чем-то, вспыхнув­шее в мозгу и отпечатавшееся в памяти на несколько секунд, а затем забытое. Но если раздражение повторя-нся и нейроны продолжают синхронно возбуждать­ся, синапс между ними делается «крепче». Постепенно возникает такая связь, что при возбуждении одного ней­рона возбуждается и второй. Эта связь между нейрона­ми — синаптическая пластичность — и может лежать в основе обучения и запоминания. По мере развития процесса, полагает Кэндел, сигналы становятся силь­нее, причем сигналы одинаковой силы способны вы­зывать разную по силе реакцию. Если действие повто­ряется — как при запоминании слова или идеи либо закреплении навыка, — контакты и ритмическое воз­буждение возникают вновь и вовлекают в процесс дру­гие нейроны, формируя сеть крепко связанных между собой нервных клеток, синхронно возбуждающихся по одному и тому же сценарию при каждой активации. Этот процесс объединяет нейроны, участвующие в вос­приятии конкретного события или идеи. С каждым по­следующим повторением действия, с каждой новой вспышкой возбуждения в мозге синапсы становятся бо­лее эффективными, а запоминание — более прочным.
«Практика делает совершенными даже улиток», — смеется Кэндел.
На сцене снова аплизия, только на этот раз улитка рассказывает нам о воздействии циркадианного ритма на обучение и память. В 2005 году ученые Хьюстонско­го университета обнаружили, что память моллюска даст сбой после бессонной ночи [27]. Как и мы, апли­зия предпочитает дневную активность ночной. Чтобыдоказать влияние циркадианных ритмов на способ­ность аплизии к обучению, ученые исследовали ее спо­собность воспринимать и запоминать уроки о ядовитых веществах и несъедобной пище. Исследование показа­ло, что при запоминании уроков кратковременная па­мять улиток работает одинаково хорошо как днем, так и ночью, но в долговременной памяти откладывается только информация, воспринятая днем. Ночью, говорят ученые, биологические часы выключают белки, участ­вующие в создании долговременных воспоминаний. Урок, который нам стоило бы принять к сведению.

aaannn

Болезни и ритмы
«Это не особенно приятная работа», — говорит Гволтни. Тем не менее исследования использованных платков уже принесли много ценной информации, в том числе данные о циркадианной природе симптомов простуды.
Получается, что нос живет по собственным часам. В циклах чихания, заложенности носа, насморка и но­сового зуда, вызванных как простудой, так и аллергией, пик неизменно приходится на утренние часы [29]. Во­лонтеры, зараженные вирусами ОРВИ и гриппа, ис­пользуют больше всего платков утром, между 8 и 11 ча­сами утра (при этом пик чихания приходится на 8 ут­ра а меньше всего — с 5 до 8 часов вечера. В частоте кашля тоже прослеживается циркадианный ритм: она достигает пика между 12 и б часами дня [30]. Большин­ство из нас, возможно, прослеживает иную закономер­ность. Мне кажется, что я больше кашляю по ночам. Однако опросы показали, что люди не слишком хорошо справляются с оценкой частоты своего кашля. Досто­верные сведения можно получить только с помощью магнитофонов.
Биологические ритмы тела влияют на самые раз­ные заболевания [31]. Как предполагает хронобиолог из Университета Техаса Майкл Смоленски, суточные колебания в проявлении таких заболеваний, как ал­лергия, гипертония, подагра и астма, бывают настоль­ко значительными, что обследование, проведенное «не в то» время суток, может принести абсолютно невер­ные результаты. Например, при диагностике аллергии врачи полагаются в основном на кожные тесты. Но, как отмечает Смоленски, реакция кожи и на гистами-ны, и на аллергены, содержащиеся в домашней пыли, достигает своего максимума вечером, перед сном, а лишь немногие врачи назначают прием на такое вре­мя [32]. Кровяное давление повышается после обеда, так что утренняя диагностика способна привести к не­верной оценке стадии гипертонии. Получается, что один врач, осмотревший вас утром, может признать вас здо­ровым, а другой, принявший вас после обеда, — гипер­тоником [33].
Если для больного организма биоритмы столь же важны, как и для здорового, врачам следовало бы уде­лять особое внимание не только времени диагностики, но и времени приема лекарств. К сожалению, множе­ство опросов показывает, что доктора пока еще не склон­ны рассматривать циркадианные ритмы как серьезный аспект лечения [34]. Это настоящая проблема, говорят хронобиологи, потому что в разное время суток орга­низм способен по-разному реагировать на одну и ту же дозу лекарства.
Хотя прямых свидетельств влияния циркадианных ритмов на действие лекарств практически нет, прове­денное в 2006 году масштабное исследование показало, что, по крайней мере у мышей, циркадианные часы за­дают в генах ритмы, в соответствии с которыми орга­низм определенным образом откликается на лекарства и другие инородные вещества [35]. У мышей с нормаль­ным биоритмом лекарственный препарат пентобарби-тал по ночам выводился из организма гораздо быстрее, чем в дневное время. Мыши с мутировавшими биоло­гическими часами испытывали большие сложности с выведением препарата из организма в любое время су­ток. У них также гораздо сильнее проявлялись токси­ческие побочные эффекты препарата.
Исследования позволяют предположить наличие таких же циркадианных эффектов у людей. Одно из них доказывает, что действие анестетиков при лечении зубов после обеда длится дольше, чем утром: лидокаин, введенный между 13 и 15 часами, сохранял свое дей­ствие в три раза дольше, чем рано утром [36]. В то же время в 2006 году стало известно, что пациенты, кото­рым дают предоперационный наркоз после обеда, чаще страдают от послеоперационных болей, тошноты и рво­ты, чем те, кого оперируют утром [37]. Это может быть результатом неправильного подбора анестезии врачом из-за физической усталости, а может предопределяться и реакцией организма на конкретный препарат в кон­кретное время суток.
Скорость воздействия лекарств на организм — их всасывания, усвоения и выведения — зависит от цир-кадйанного ритма ряда функций тела. На всасывание влияют суточные колебания содержания в крови раз­ных гормонов. Ритмический характер работы желудка (более быстрое его опорожнение днем и более медлен­ное — ночью) означает, что принятые внутрь на ночь лекарства поступят в кровь не так быстро. Препараты, принятые в конце дня, в целом быстрее усваиваются организмом из-за того, что при повышенной темпера­туре тела ускоряются биохимические реакции, с помо­щью которых организм обезвреживает незнакомое ве­щество. Такая зависимость от времени суток уже уста­новлена для более чем сотни препаратов [38].
Определяя оптимальное время приема лекарства, говорит хронобиолог Рассел Фостер, мы должны уста­новить баланс между тем, что организм делает с лекар­ством, и тем, что лекарство делает в организме [39]. Это особенно важно для противоопухолевых препаратов: иногда время приема — вопрос жизни и смерти.
Лечение рака направлено на то, чтобы уничтожить раковые клетки, не убивая здоровых. Множество ле­карств от рака призваны уничтожать только быстро де­лящиеся клетки [40]. Поскольку раковые клетки раз­множаются быстрее, чем большинство обычных (каж­дые 6-12 часов против 24 часов погибают в основном они. Но химиотерапия не слишком точное оружие. Оно поражает не только цель, но и то, что находится вокруг нее, — нормальные, здоровые клетки организма, осо­бенно те, которые тоже быстро размножаются, напри­мер клетки костного мозга, юлосяных фолликулов и эпителия пищеварительного тракта. Этим и объясня­ются побочные эффекты химиотерапии: анемия, выпа­дение волос и нарушение пищеварения. Токсичность химиотерапевтических лекарств ограничивает дозу и частоту их применения.
Франсис Леви считает, что успех лечения зависит не только от того, какие лекарства получают пациенты, но и от того, когда они принимают эти лекарства [41]. Леви — врач, который изучает взаимосвязь циркадианных ритмов и рака в Больнице Поля Бруссо под Па­рижем. Он убежден, что ключевым фактором в лече­нии рака является время приема лекарств. И ученых, придерживающихся такого же мнения, становится все больше.
Большинство больных раком проходит химиотера­пию в то время, которое удобно медперсоналу. Но всё новые и новые исследования Леви и других ученых по­казывают, что правильно выбранное время приема ле­карства может максимизировать его терапевтическое воздействие и снизить побочные токсические эффекты.
Самое главное — определить точное время деления раковых клеток и здоровых клеток. Возьмем лимфому.
8 некоторых случаях клетки лимфомы делятся между
9 и 10 часами вечера, клетки эпителия кишечника — около 7 утра, клетки костного мозга — примерно в пол­день. Уильям Хрушески, ученый с медицинского фа­культета Университета Южной Каролины и один из первых хронотерапевтов, обнаружил, что клетки ки­шечного эпителия в дневное время размножаются в 23 раза быстрее, чем ночью [42]. Так что химиотерапия, которая наносит вред кишечнику и костному мозгу, окажется менее токсичной — и более эффективной, — если принимать лекарство в ночные часы.
Более 20 лет назад Хрушески опубликовал исследо­вание, посвященное выбору времени проведения хи­миотерапии для 41 женщины с раком яичников [43]. У женщин, которых лечили по одному расписанию, на­блюдалось в два раза меньше побочных эффектов, чем у женщин, которых лечили по другому графику. По сло­вам Хрушески, каждый показатель токсичности снижал­ся в несколько раз в зависимости от того, в какое время суток было принято лекарство. «У тех женщин, кото­рые получали лекарства в самое безопасное время су­ток, шансы на пятилетнюю выживаемость1 увеличи­лись в четыре раза, — говорит Хрушески. — Это дока­зывает, что восприимчивость к химиотерапии зависит от времени суток, в которое пациент принимает ле­карство».
Не так давно Франсис Леви достиг такого же успе­ха в лечении рака прямой кишки на поздних стадиях оксалиплатином [44]. В ходе исследования Леви обна­ружил, что при традиционном приеме лекарств коли­чество раковых клеток снижается на 30 %, а при хроно-терапевтическом лечении (в тех же дозах) — на 51 %. «Кроме того, — прибавляет Леви, — высокая эффек­тивность лечения сочеталась с наименьшей токсично­стью», то есть с менее выраженными побочными эф­фектами.
Насколько часто онкологи задумываются над выбо­ром времени приема лекарств? «Десять или пятнадцать лет назад большинство людей смотрело на нас как на инопланетян, — говорит Леви. — Сейчас они начинают прислушиваться, но прогресс происходит очень мед­ленно».
Как же возникает связь между посменной работой и развитием злокачественных опухолей?
Некоторые ученые предполагают, что ответ на этот вопрос таится глубоко в наших генах. вызванное посменной работой нарушение биоритмов может серьезно изменить работу часовых генов, что, в свою очередь, повлияет на "запирающие" гены, которые контролируют рост клеток. В проведенном в 2006 году исследовании Уильям Хрушевски и его коллега Патриссия Вуд доказали, что часовые гены организма «шлюзуют» (или регулируют) ферменты, которые отвечают за синтез ДНК, деление клеток и образование кровеносных со­судов в здоровых тканях кишечника и костного мозга и, уже в другое время, в тканях опухоли [24].
Искусственное освещение — еще один элемент в связке между циркадианным расстройством и раком. Наука уже давно знает, что пребывание ночью на свету мешает организму вырабатывать нормальное количе­ство мелатонина. А исследования на животных показа­ли, что сокращение секреции мелатонина провоцирует рост раковых клеток. Однако первое серьезное доказа­тельство наличия этой связи было получено в результа­те эксперимента, проведенного в 2005 году [25].
Группа исследователей взяла у 12 женщин кровь на анализ три раза в течение суток: днем, ночью, а потом еще раз ночью, после пребывания на ярком свету. Затем ученые вкололи разные пробы крови в имплантирован­ные крысам раковые клетки из молочной железы чело­века. Оказалось, что введение крови дневного забора и забора, сделанного ночью после пребывания на свету, ускорило рост раковых клеток. В обоих образцах было мало мелатонина. Результаты этого исследования, гово­рят ученые, позволяют с большой долей вероятности предположить, что пребывание на искусственном свету ночью подавляет выработку мелатонина и тем самым подстегивает рост опухоли. Отсюда, возможно, и повы­шенный риск развития рака молочной железы у жен­щин, работающих в ночную смену.
Необходимость работать ночью и по скользящему графику представляет большую опасность для здо­ровья не только каждого конкретного работника, но и общества в целом. Когда человек плохо соображает из-за циркадианной дисфункции и испытывает уста­лость вследствие недостатка сна, происходят несча­стные случаи. Унесший тысячи жизней взрыв на хи­мическом заводе «Юнион карбайд» в Бхопале, Индия, в 1984 году случился сразу после полуночи. Кризис 1979 года на атомной электростанции Три-Майл-Айленд в Пенсильвании начался в 4 часа утра из-за це­лого ряда ошибок персонала [26]. А самая страшная на планете ядерная катастрофа на Чернобыльской атом­ной электростанции на Украине в 1986 году началась ночью, в 1.23, в результате серии ошибок, допущенных операторами ночной смены [27].
Осознание времени
Со времен Плавта наша одержимость временем, стремление дробить его на мелкие части стала еще сильнее. За последние полвека мы существенно уве­личили точность его измерения. Погрешность квар­цевых часов составляет 1 секунду в месяц, лучших це-зиевых атомных часов — 1 секунду в 30 миллионов лет. В 2005 году ученые придумали часы с «оптиче­ской решеткой», которые в тысячи раз точнее цезиевых; они работают на стронции, который «тикает» 429 228 004 229 952 раза в секунду [40].
Если бы только это точное измерение заставило время идти по нашему произволу — быстрее, когда на­катывает приступ боли, или медленнее, когда мы начи­наем стареть.
Владимир Набоков однажды сказал, что первые су­щества на земле, которые начали осознавать время, бы­ли и первыми, кто улыбнулся. Я не знаю. Когда в моду только вошли электронные часы, я скучала по привыч­ному круглому циферблату со стрелками, которые на­поминали циклическое движение тени по солнечным часам. Возможно, это была просто тоска по детству.
С какого-то возраста время, пожалуй, становится цикличным. От рассвета к рассвету, один день перехо­дит в другой, конец одного становится началом друго­го, и так до тех пор, пока вам не стукнет сорок или пять­десят и вы не попытаетесь, как писала Вирджиния Вулф, «ухватить время крепче и крепче, потому что оно ускользает так быстро и становится таким бесконечно желанным» [41]. Внезапно 28 тысяч дней человеческой жизни покажутся безжалостно коротким и недостаточ­ным сроком. Вы вдруг оказываетесь на полпути к ста­рости — к вставной челюсти, отвисшему подбородку, больным ногам и дряхлости.
В наши дни время пролетает как стрела. Тем более важна поразительная тайна тех часов, которые управля­ют нашим телом. В каком-то смысле они бросают вызов линейному времени.
В основе всех часов тела лежит гениальный самоза­водящийся механизм, который позволяет клеткам рас­познавать время [42]. Цепочки генов взаимодействуют между собой в крепко спаянных системах, вырабатыва­ющих колебания по собственному разумению. Какие-то из этих генов производят дневные белки, которые накапливаются в течение суток. Когда к вечеру их со­держание достигает пика, они останавливают биохи­мические процессы, которые ведут к их собственной выработке. Результатом становится устойчивая само­поддерживающаяся цепь, которая бесперебойно функ­ционирует в течение 24 часов.

aaannn

и еще пара выдержек, слабо касающихся хронобиологии, но имхо интересная информация:
Стресс
Через несколько недель после террористических атак 11 сентября я читала студентам медицинского фа­культета Университета Вирджинии вечернюю лекцию о последних открытиях в области генетики. Это был трудный месяц. Мой племянник, изучающий финансы молодой человек, впервые в жизни поехал в Нью-Йорк и оказался в Южной башне в момент атаки. Каким-то чудом ему удалось выбраться. А скольким это не уда­лось! Последовавшие за терактами дни были полны тревоги и горя. Как и другие, в эти дни я жила как в ту­мане и спала урывками; сосредоточиться никак не по­лучалось, и работа совершенно не шла. Я нервничала из-за лекции: времени на подготовку не было, а тема очень обширная и сложная. Чтобы довести ее до ума, я пожертвовала зарядкой, нормальным питанием, време­нем, которое можно было провести в кругу семьи, и от­дыхом.
В начале лекции я чувствовала себя уверенно, ну разве что мне было жарковато, щеки покраснели, но я приписала это волнению и воздействию адреналина. В нормальных условиях немного повышенная темпера­тура — это даже неплохо, она помогает добиться успеха (ученые связывают это с тем, что при повышенной тем­пературе тела возрастают нейробихевиоральные пока­затели). Но все зависит от степени. Когда температура выше 38,3 °С, умственные и физические способности снижаются. Отвечая на вопросы студентов, я почув­ствовала головокружение, не могла собраться и говори­ла невпопад, расплывчато и многословно.
«Я ответила на ваш вопрос?»
Конечно нет.
Когда я вернулась домой, оказалось, что у меня 39,5 °С. Это было начало пневмонии, которая уложи­ла меня в постель на целый месяц.
Еще в 1900-х годах знаменитый канадский врач сэр Уильям Ослер заметил, что волнения слишком бурной жизни нередко приводят к болезни, но только недавние исследования предложили конкретное объяснение того, как психологический стресс влияет на здоровье. Клю­чевое слово здесь гормоны. Избыточный стресс наруша­ет нормальный циркадианный подъем и снижает выра­ботку гормонов, сокращая амплитуду колебаний их вы­бросов. Маленькая доза гормонов стресса, получаемая время от времени, идет только на пользу организму, говорит Мак-Ивен, большие дозы, получаемые посто­янно, — во вред. При неизменно высоком содержании адреналина в крови повышается артериальное давле­ние, что может привести к повреждению кровеносных сосудов сердца и мозга и образованию в них тромбов, которые способны закупорить сосуды.
Слишком высокий уровень кортизола тоже смер­тельно опасен: он приводит к потере костной массы и увеличению жировых отложений на животе (абдоми­нального жира). Кортизол, содержание которого в кро­ви повышается при хроническом стрессе, увеличивает скорость, с которой съеденная нами пища превраща­ется в жир, и определяет, куда пойдет этот жир. Мак-Ивен и его коллега из Калифорнийского университета в Сан-Франциско Элисса С. Эпель обнаружили, что повышенное содержание кортизола в организме жен­щин, испытывающих постоянный стресс, приводит к от­ложению большого количества жира на животе, даже если в других местах он не откладывается [7]. Гормон воздействует на жировые рецепторы таким образом, что жир откладывается именно на животе, а не на бед­рах или ягодицах, а это увеличивает риск возникнове­ния сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диа­бета, инфарктов и инсультов. Кроме того, при избытке кортизола из печени (из содержащегося в ней гликоге­на) высвобождается больше глюкозы — энергетическо­го топлива для клеток, объясняет Мак-Ивен. В обыч­ном режиме определенное количество глюкозы высво­бождается ночью. Когда это количество увеличивается под влиянием кортизола, в организме всю ночь имеется некий избыток энергии, которую мы не можем исполь­зовать (потому что отдыхаем что вызывает образова­ние лишних килограммов, резистентность к инсулину и опасность заболевания сахарным диабетом.
Что еще хуже, мы иногда «лечимся» от долговремен­ного стресса с помощью высококалорийной, жирной пищи. После 11 сентября я забросила здоровое питание и налегла на банановый хлеб, пасту, шоколадное пе­ченье и другую жирную и сладкую пищу. Как я вскоре узнала, то же самое произошло и с моими друзьями. Это обычная реакция на нервный стресс, попытка обре­сти спокойствие с помощью еды. «Стресс пробуждает в нас голод», — говорит Мак-Ивен.
До недавнего времени существовало много частных свидетельств того, что съеденное пирожное или плитка шоколада на какое-то время успокаивает нервы, но на­учных подтверждений этому не было. Все изменилось после исследования ученых Калифорнийского универ­ситета, результаты которого показали, что после погло­щения высококалорийной пищи в мозг поступают сиг­налы, в ответ на которые выработка гормонов стресса на время приостанавливается [8]. Однако при долго­временном стрессе лишние калории могут означать только прибавку лишнего жира — и невозможность отвлечься от психотравмирующего события. Посадив подопытных крыс на высококалорийную десятинедель-ную диету, ученые Мэрилендского университета обна­ружили, что зверьки оправляются от стресса гораздо медленнее, чем те, которых держали на обычном ра­ционе [9).
Страдает и наша иммунная система. Иммунные клет­ки изначально запрограммированы на то, чтобы быстро реагировать на ранение или инфекцию, поэтому в них имеются рецепторы кортизола и других гормонов стрес­са. Однократный стресс только подстегивает иммун­ную систему, улучшая ее работу, — но не постоянный. Около 150 исследований подтверждают, что непре­рывный стресс ослабляет работу иммунной системы и делает людей более восприимчивыми к инфекциям [ 10]. Люди, которые испытывают стресс дольше месяца (например, после смерти близких, развода или потери работы гораздо более подвержены простуде, чем те, кто меньше страдал [11]. Кроме того, стресс ослабляет реакцию иммунной системы на вакцину [12].
Накапливающийся стресс замедляет заживление ран. Исследования показали, что у женщин, которые ухаживают за родственником, страдающим болезнью Альцгеймера (а уход за таким больным — изматыва­ющая работа, требующая неусыпного внимания ма­ленькие бытовые ранки заживают на девять дней доль­ше, чем у людей из контрольной группы [13]. Как выяс­нилось, психологический стресс подавляет секрецию цитокинов — специфических противовоспалительных белков, играющих ключевую роль на ранней стадии за­живления ран [14].
Еще более опасный эффект оказывают неизбыв­ный стресс и бессонница на обучаемость, память и са­му структуру мозга. В гиппокампе — части мозга, отве­чающей за память, — находится множество рецепторов кортизола, так что гиппокамп особенно сильно реаги­рует на переизбыток этого гормона. Мак-Ивен доказал, что даже кратковременный стресс, если он достаточно силен, заставляет «сморщиваться» дендриты нейронов гиппокампа — длинные отростки, по которым нервные клетки получают сигналы [15]. «Возможно, это меха­низм защиты от долговременного повреждения, — говорит ученый. - Прекращая контактировать с дру­гими клетками, нейроны гиппокампа выключают сами себя, чтобы избежать разрушения». Однако в обычное время гиппокамп играет важную роль в смягчении ре­акции на стресс: он подает гипоталамусу сигнал о пре­кращении выработки гормонов стресса. Так что в ответ на продолжительный стресс организм может выраба­тывать еще больше гормонов, превращая это в норму и разрушая самое себя.
В мозжечковой миндалине происходит обратный процесс, но эффект тот же — нарастание тревоги и стресса [16]. Ученые открыли, что в результате повто­ряющегося стресса у нейронов миндалины вырастают всё новые и новые дендриты. Таким образом, возни­кает больше быстрых связей с сенсорными нейронами и соответственно больше путей для восприятия под­сознательных эмоций. В результате малейший сен­сорный компонент потенциально опасной ситуации — обычная деталь, подмеченная случайно, — может акти­вировать миндалину, а значит, вызвать приступ страха. Как полагает Жозеф Леду, этот механизм объясняет природу некоторых бессознательных страхов.
А вот еще более тревожная новость: стресс разру­шает нашу ДНК.
Осмотритесь вокруг себя дома или на работе. Кто вы­глядит измученным и истощенным? Чье лицо как буд­то бы вытянулось и обвисло? «Люди, страдающие от долговременного стресса, выглядят изнуренными», — утверждает Элисса Эпель [17]. Все мы интуитивно это понимаем. В поисках причины Эпель и ее коллеги об­следовали 58 матерей в возрасте от 20 до 50 лет. Более половины из них (39 женщин как и моя мать, ухажи­вали за детьми, страдающими тяжелыми хронически­ми заболеваниями, такими как детский церебральный паралич или аутизм. Эти женщины отвечали на вопро­сы анкеты, чтобы определить предполагаемый уровень испытываемого ими стресса. Затем ученые обследовалиДНК женщин, уделяя особое внимание крошечным структурам — теломерам, которые служат хронометра­ми клетки, сообщая ей ее возраст. Теломеры сидят на кончиках хромосом, как маленькие пластиковые нако­нечники на шнурках, защищая содержащуюся внутри хромосом ДНК от внешнего воздействия. Каждый раз, когда клетка делится, некоторое количество теломеров пропадает. После многих делений их остается так мало, что клетка перестает делиться и умирает.
В 2004 году группа Элиссы Эпель опубликовала по­разительные результаты своего исследования: у тех ма­терей, которые, по их собственной оценке, переживали самый сильный стресс, теломеры были значительно короче. У них отмечалась также сильно сниженная ак­тивность теломеразы — фермента, помогающего сохра­нять теломеры. По сравнению с клетками не подвер­гавшихся стрессу женщин того же возраста клетки ма­терей, переживающих стресс, были «старше» на 9-17 лет. Ученые предполагают, что причина преждевременно­го старения, вероятно, кроется в вызванном гормонами стресса избытке свободных радикалов, которые подав­ляют активность теломеразы.
За реакцию организма на стресс частично отвечают гены. Посмотрите на своих коллег и друзей. Кто пере­живает по любому поводу? Кто поддается стадному чувству? Если один из ваших друзей одинаково волну­ется из-за ерунды и действительно важных вещей, то другому, кажется, вообще на все наплевать. Почти каж­дый из нас знаком с людьми, которые никогда не нерв­ничают и не волнуются, не реагируют на стрессовые си­туации и плюют на опасность.
Моя подруга Мириам как раз такая бесстрашная ду­ша. Невысокая и хрупкая, но смелая и полная оптимиз­ма, она легко преодолевает жизненные невзгоды или подстраивается под них. В колледже друзья прозвали се Митомим — от митохондрии, крошечной энергетиче­ской станции клетки. Счастливее всего Мириам бывает в те моменты, когда задействованы все ее физические или умственные силы, например когда она взбегает на гору Вашингтон1 или пытается одновременно решить несколько проблем на работе. Однажды, незадолго до своего сорокапятилетия, она забралась на отвесную вершину горы Маттерхорн ночью во время снежной бури — просто ради удовольствия. На следующий год Мириам попала в автокатастрофу. Столкновение было лобовым, и она чуть не умерла, а когда пришла в себя, не захотела тревожить мужа сообщением о несчастье.
А есть Мэри, которую самое легкое потрясение — физическое или психическое — ввергает в пучину отча­яния. Мэри относится к той категории людей, которые пасуют даже перед такими испытаниями, как выступле­ние на публике или конфликт с начальником. Самые заурядные бытовые неприятности вызывают в ее орга­низме мощный выброс гормонов стресса.
Чем же объясняется разница между жизнестойкой Мириам и беспомощной Мэри?
Еще совсем недавно этот вопрос посчитали бы бес­смысленным, списав всё на темперамент, человеческую природу. Однако теперь нам стало известно возможноебиологическое объяснение этого различия. Наша спо­собность противостоять стрессу зависит от опреде­ленных генов, а точнее, от длины так называемых се-ротонин-транспортирующих генов [18]. Они бывают длинными и короткими и отвечают за выработку серо-тонина — «медиатора хорошего настроения». Несколь­ко лет назад эти гены произвели настоящую сенсацию, когда ученые Национального института психиатрии США обнаружили, что короткий ген имеет некоторое отношение к невротизму — склонности к волнению, са­мокопанию, смене настроений и низкой самооценке. Поэтому его стали называть «геном Вуди Аллена» [19]. Люди, которым посчастливилось иметь два длинных гена (около 30 % всего населения планеты гораздо спокойнее относятся к превратностям жизни. Те, у ко­го два коротких гена (около 20 % населения планеты в 2,5 раза чаще серьезно страдают от стресса. Осталь­ные — обладатели одного длинного и одного короткого гена — находятся где-то посередине.
Я не хочу свести жизнерадостность Мириам к одно­му фрагменту ДНК. И не хочу утверждать, что облада­ние двумя длинными генами автоматически делает вас невосприимчивыми к хроническому стрессу. Один ген не может нести полную ответственность за способ­ность противостоять тревогам и страхам или склон­ность к ним; в деле участвуют сотни генов. Но вот что говорят новые исследования: набор генов (два корот­ких) и обстоятельства (серьезные травмы, проблемы в интимных отношениях, долгая безработица) способ­ны сделать Мэри более уязвимой и в 2,5 раза более под­верженной психогенным заболеваниям. А два длинных гена гарантируют, что Мириам будет страдать не слиш­ком сильно, какие бы невзгоды на нее ни свалились.
Так что же делать тем, кто постоянно тревожится?
Старайтесь контролировать ситуацию, советует Эс­тер Стернберг, эксперт по нейроэндокринной имму­нологии и директор Программы первичной нейроим-мунологии Национального института здоровья США [20]. Ощущение, что вы командуете парадом, остаетесь хозяином своей судьбы, рассеивает чувство беспомощ­ности и панику и смягчает последствия хронического стресса.

aaannn

Работа кишечника
Несмотря на сложное устройство, желудок не са­мый важный орган. Он хорош для хранения пищи, подготовки ее к перевариванию, размалывания на ма­ленькие частички, измельчения и стерилизация, одна­ко в самом переваривании пищи желудок играет весь­ма скромную роль, а во всасывании питательных ве­ществ — вообще никакой (за исключением разве что алкоголя и некоторых лекарств, например аспирина). Всасывание производится через ворсины (пальцеоб­разные выросты) кишечника.
Сегодня для изучения пищеварительных процессов дырка в животе больше не нужна; с помощью специаль­ных инструментов и химических реактивов мы в состо­янии наблюдать за происходящим в желудке, в самых укромных уголках двенадцатиперстной кишки, даже в крошечных ворсинках на клеточном и молекулярном уровне. Мы можем следить за их работой в течение дол­гого времени, слушать сигналы, которые посылает и по­лучает наша пищеварительная система и поражаться неожиданному совершенству ее организации.
По мнению Майкла Гершона из Колумбийского университета, .тем, что пищеварение практически не­подконтрольно головному мозгу, мы обязаны суще­ствованию независимого и вполне самостоятельного «брюшного мозга» [14]. Головной мозг отвечает за то, что происходит на «входе» и «выходе» пищеваритель­ного тракта, а все промежуточные операции контроли­рует «брюшной мозг».
Внутри туннеля вашего кишечника длиной около 9,75 метра находится сложная нервная сеть, состоящая из миллионов нервных клеток. Они и командуют пара­дом, контролируя и физический, и химический аспект переваривания. Ученые начали открывать тайны этой нервной сети — энтерической нервной системы — бук­вально в последние годы. Гершон одним из первых предположил, что в этой системе действуют те же ве­щества, которые передают сигналы в мозг. Он и другие ученые открыли как минимум 30 веществ, работающих «курьерами кишечника». Эти химические посланники позволяют энтерической нервной системе выполнять множество задач без помощи мозга — от определения содержания питательных веществ и кислотности до «включения» перистальтики (волнообразных сокраще­ний стенок кишечника, за счет которых пища переме­щается по пищеварительному тракту) и координации с иммунной системой, чтобы защитить кишечник.
По предположению Гершона, два «мозга» поддержи­вают постоянное сообщение с помощью сигналов. Все мы порой попадаем в ситуации, когда мозг изматывает кишки, говорит Гершон. Но все-таки движение на «се­вер», от желудка к мозгу, куда более оживленное: про­порция составляет примерно девять к одному. «Чувство сытости, тошнота, позывы к рвоте, боль в животе — всё это инструменты, позволяющие желудку предупредить мозг об опасности, которую заключает в себе съеденная пища или болезнетворные микроорганизмы», — объяс­няет Гершон.
Живущие в организме бактерии играют в пищева­рительном процессе куда большую роль, чем можно себе представить [15].
Когда-то, во чреве матери, вы, возможно, и были сте­рильным существом, но, с тех пор как попали в родо­вые пути, а затем и во внешний мир, где соприкосну­лись с сосками, чужими руками и пеленками, подце­пили множество бактерий. За какие-то секунды нахва­тались их больше, чем букв на этой странице. Они ока­зались повсюду; в складках кожи, в полостях рта и носа и особенно в теплых уютных коридорах вашего пище­варительного тракта, от ротовой полости до ануса. «К двум годам человеческое тело уже сильно заражено микробами, - замечает Дэвид Релман, микробиолог из Стэнфордского университета. — В самом деле, 99 % клеток, из которых состоит здоровое тело, — это мик­роорганизмы, проживающие на коже, в кишечнике и других местах». В тонкой кишке на каждый милли­метр приходится порядка 100 миллионов бактериаль­ных клеток, в толстой — 100 миллиардов. Совокупная масса этих микробов превышает 910 граммов.
В 2005 году ученые сделали первую попытку под­считать, сколько разных микробов населяет наш ки­шечник [16]. Путем генетического анализа была прове­дена «перепись» микрофлоры кишечника трех взрослых людей и найдено почти 400 видов бактерий, половина из которых до того 5ь1ла неизвестна науке. Ученые по­дозревают, что это только верхушка айсберга и что в ки­шечнике человека может обнаружиться до 6-7 тысяч видов микробов. Сотни видов несут в себе гены, кото­рые наделяют микроорганизмы функциями и характе­ристиками, полезными и для нас, так что нашему орга­низму не нужно самому создавать эти гены. Таким об­разом, бактерии расширяют наши геномы, выступая в роли главных химикофизиологов нашего тела. Дейст­вительно, говорят ученые, правильнее всего восприни­мать свое тело как некий генетический суперорганизм, сплав человеческих и микробных генов.Скорее всего, мои микробы отличаются от ваших. Исследования, проведенные на близнецах и их супру­гах, позволили предположить, что набор бактерий, ко­торые попадают в пищеварительный тракт и остаются там жить, определяется генами. Однако важную роль играют и факторы окружающей среды: где мы живем, что едим и пьем, как соблюдаем гигиену. Бактерии, ко­торые мы приобретаем в детстве, помогают сформиро­вать популяции, с которыми мы затем живем всю свою жизнь. Дети, появившиеся на свет с помощью кесарева сечения, могут быть носителями иных бактерий, чем те, кто родился естественным путем. (По крайней мере, мышата по мере прохождения родовых путей глота-ют присутствующие там бактерии.) Младенцы, кото­рых кормят грудью, получают больше бифидобактерий и в среднем имеют меньше проблем с кишечником, чем «искусственники», у которых обычно бывает больше клостридий, бактероидов и стрептококков. Лечение ан­тибиотиками в раннем возрасте может также сущест­венно повлиять на формирование популяций бактерий.
Пока наши микробные сообщества находятся в по­кое, мы мирно сосуществуем с ними. Конечно, такое количество их потенциально опасно, но сильная кон­куренция между видами обычно мешает какой-то од­ной группе занять доминирующую позицию. Кроме то­го, потенциально болезнетворные бактерии обычно блокируются иммунными клетками тела, которые при­выкают к микробам, постоянно присутствующим в ор­ганизме, учатся нейтрализовывать вырабатываемые ими токсины и давать отпор захватчикам, пытающим­ся проникнуть сквозь стенки кишечника в кровоток. Однако если баланс сил в кишечном сообществе вне­запно нарушается, например из-за кишащего незнако­мыми бактериями кусочка свежего фрукта или овоща, последствия могут быть не очень приятными.
Однажды, путешествуя по Гватемале, я поддалась желанию съесть немного салата из редиски и помидо­ров, который подавали в отеле. Вскоре после этого я уже лежала в номере, вся в поту, и каждые несколько минут бегала в ванную. (После двадцати четырех часов неописуемых мук я оправилась — как раз когда рожде­ственская процессия со свечами проходила мимо мое­го окна. Мой муж, как истинный католик, принял это за чудо, а я отнесла на счет хорошей работы иммунной системы.)
Большинство из нас когда-то через это проходило. Мы страдаем от расстройства кишечника до тех пор, пока иммунная система каким-то загадочным способом не выяснит, чего можно ожидать от новой бактерии.
К куда более серьезным нарушениям иногда при­водит употребление антибиотиков или злоупотребле­ние ими. Такое внешнее вмешательство способно раз­рушить естественное бактериологическое равновесие, уничтожив какие-то виды и позволив одному штамму, часто патогенному, такому как Clostridium difficile, бес­препятственно размножаться. Что еще хуже, оно неред­ко провоцирует развитие в генетически нестабильном микробном сообществе кишечника патогенных микро­организмов, устойчивых к антибиотикам.
Однако многие из микроскопических обитателей нашего кишечника — отнюдь не потенциальные нару­шители спокойствия и не пассивные наблюдатели, го­ворит Джеффри Гордон из Вашингтонского универси­тета: «Они гаранты нормальной работы нашей пищева­рительной системы, симбионты, которые развивались вместе с нами и выиграли от этого сосуществования, точно так же как мы выиграли от союза с ними». Мы давно знали, что дружественные микробы — комменса­лы — помогают нам синтезировать витамины и образу­ют спаянные сообщества, отпугивающие патогенную микрофлору. Кроме того, они перерабатывают пита­тельные вещества, чтобы те лучше всасывались (это особенно важно для не перевариваемых иным путем клеточных стенок растений — клетчатки). Однако о том, как именно они творят свои добрые дела, пока еще очень мало известно. Большинство этих микроорга­низмов крайне трудно изучать. Трудно сохранить их вне привычной среды обитания. И даже если ученым удается поддерживать их существование в чашках Пе­три, в этой искусственной среде бактерии могут вести себя по-другому, чем в нормальной экосистеме кишеч­ника.
Гордон понял, что изучать работу полезных бакте­рий можно только в естественной для них среде, и вме­сте с коллегами придумал оригинальный подход. В сте­рильных пластмассовых камерах они выращивают сте­рильных мышей, которые не заражены ни одной из триллионов бактерий, неизбежно встречающихся в ес­тественной среде обитания. Потом ученые внедряют в организм мышей по одной типичной кишечной бакте­рии и изучают эффекты их воздействия.
Их открытия заставляют нас по-новому взглянуть на самих себя и на то, что мы знаем о пищеварении. Гордон доказал, что без наших спутников-бактерий кишечник не смог бы нормально работать. Единствен­ный способ, которым кишечнику удается защитить се­бя от природных токсинов и собственных кислых сек­ретов, — смена эпителия через каждые одну-две неде­ли. Когда новые клетки созревают, они передвигаются на самые кончики ворсин эпителия. Гордон обнару­жил, что старт этому процессу задает сигнал бактерий. Без этих сигналов наш кишечник и его ворсины не смогли бы нормально развиваться.
Бактерии кишечника также защищают эпителий. Ученые из Йеля убедились, что именно бактерии при­водят в действие механизм, который восстанавливает поврежденные клетки [17]. Уничтожая полезные бак­терии, антибиотики могут нарушить те процессы, кото­рые обеспечивают защиту и восстановление слизистой оболочки кишечника. Более того, некоторые бактерии помогают нам справляться с безвредными пищевыми белками и другими безобидными «чужаками», попада­ющими в пищеварительный тракт. Если же на них ре­агируют иммунные клетки, вызывая воспаление, это плохой знак. За то, чтобы наша иммунная система не трогала безвредных «чужаков», отвечает микроорга­низм с длинным названием Bacteroides thetaiotaomicron.
И вот тут вас ждет настоящая сенсация: В. theta и другие бактерии определяют обхват вашей талии. Именно они решают, сколько поглощенных калорий превратить в жир. Гордон и его коллеги обнаружили, что стерильные мыши могут съесть на 29 % больше пи­щи, чем мыши с естественной микрофлорой, и при этом сохранять нормальную массу тела, в которой на 42 % меньше жира [18]. Когда же в организм стериль­ных мышей были введены кишечные бактерии, жиро­вая масса грызунов увеличилась на 60 % в течение двух недель, хотя они и не получали никакой дополнитель­ной пищи. «Это происходит потому, что бактерии бо­лее эффективно выделяют калории из пищи и помога­ют организму запасти их в виде жировых клеток», — объясняет Гордон. Когда он и его коллеги исследовали геном В. theta, они обнаружили, что большое количе­ство генов этого микроба ответственны за переработ­ку углеводов, так что нашим собственным генам уже не нужно об этом заботиться. Без таких бактерий, как В. theta, углеводы просто проходили бы через пищева­рительную систему, не отдавая калорий.
Совсем недавно Гордон и его коллеги сделали еще один шаг вперед [ 19]. Сравнив кишечную микрофлору жирных и худых мышей, они обнаружили, что у жир­ных мышей больше бактерий Firmicutes и меньше В. theta. Когда они пересадили богатую фирмикутами флору жирных мышей стерильным, последние набра­ли больший вес, чем те, которым пересадили флору ху­дых мышей.
Проведя затем исследования на людях, ученые под­твердили, что те же пропорции фирмикутов и бактеро­идов справедливы для тучных и худых людей. А по ме­ре того как в течение года полные люди теряли вес, «на­селение» их кишечника становилось все более похожим на микрофлору худых людей.
«Эти эксперименты, — говорит Гордон, — показали, что энергетическая ценность поглощаемой нами пищи может быть величиной непостоянной и зависеть от мик­рофлоры нашего кишечника». Состав кишечной мик­рофлоры способен влиять на калорийность съедаемой нами пищи, а значит, на нашу предрасположенность к полноте. Запомните этот урок и не особенно верьте надписям на этикетках. Для вас пончик может оказать­ся на 30 % калорийнее, чем для вашей соседки. Все за­висит от состава кишечной микрофлоры.
Я начала уважать эти существа, живущие в моем теле, и восхищаться ими. Мне нравится думать о том, как они принимаются за работу, после того как я пере­кусила, пускают в ход свои генетические изобретения, обследуют клетки ворсин, накапливают калории и пи­тательные вещества или просто блаженствуют в теп­лой влажной темноте, наслаждаясь жизнью в моем ки­шечнике.
Сколько времени требуется кишечнику, его микро­флоре и мозгу, чтобы переварить пищу, зависит от то­го, что вы съели и когда [20]. Жиры усваиваются доль­ше, чем белки и углеводы. На переваривание ужина требуется вдвое больше времени, чем на переварива­ние завтрака. Отчасти из-за того, что ночью замедляет­ся перистальтика и желудок опорожняется в два раза медленнее.
Биологическим ритмам подчиняются и другие функ­ции пищеварительного тракта: выделение ферментов в тонкой кишке, секреция желудочного сока и всасыва­ние питательных веществ в стенки кишечника. Франц Халберг из Университета Миннесоты доказал, что в разное время суток организм по-разному усваивает калории [21]. Употребляя раз в день (на завтрак) пор­цию пищи, содержащую две тысячи калорий, вы може­те похудеть. Съешьте то же самое на ужин — и вы нач­нете набирать вес, потому что по утрам тело сжигает калории намного интенсивнее, чем вечером.
Итак, биоритмы влияют на то, как мы усваиваем пищу, но верно и обратное: время приема пищи сказы­вается на циркадианных ритмах. Ученые обнаружили, что некоторые из периферических часов нашего тела подстраиваются под время приема пищи [22]. Устояв­шийся график трехразового питания — самая главная точка отсчета для часиков, тикающих в печени, поч­ках и поджелудочной железе. С физиологической точ­ки зрения это очень логично. Главные органы тела должны предвосхищать прием пищи и воды, заранее подготовившись к тому, чтобы поглотить пищу, выде­лить пищеварительные ферменты и проконтролиро­вать образование мочи.
Сдвиньте ваш график питания, как это делают люди, работающие посменно, и вы можете вывести из строя какие-то из периферических часов, создав полную не­разбериху в своем кишечнике. (Одно из последних ис­следований показало, что дневное кормление ведущих ночной образ жизни грызунов совершенно сбивает ра­боту часов в их периферических тканях [23].) Это объ­ясняет, отчего люди, работающие посменно или пересе­кающие часовые пояса и потому вынужденные есть но­чью, часто страдают расстройствами кишечника, пока организм не приспособится к новому расписанию.
Итак, за какое время при нормальных условиях яич­ный салат и шоколадный торт пройдут весь пищевари­тельный тракт сверху донизу? Исследований так назы­ваемого транзитного пищеварительного времени очень немного, говорят ученые, поскольку не имело смысла проводить их на больших группах людей. Однако не так давно гастроэнтерологи все-таки добились свое­го [24]. В ходе эксперимента 677 мужчин и 884 женщи­ны из округа Восточный Бристоль, Великобритания, должны были записывать все подробности о прини­маемой пище и дефекации, включая тщательную оцен­ку оформленности стула (используя «бристольскую» шкалу от 1 — «маленькие твердые кусочки, похожие на орехи» до 6 — «мягкие кусочки с рваными краями»). С помощью этих записей, а также систематических опросов ученые установили, что транзитное время пе­реваривания — от приема пищи до испражнения — для мужчин составляет 55 часов, а для женщин — 72 часа. Вы можете подумать, что это слишком долго, и усо­мниться в универсальности этих цифр, учитывая спе­цифику питания бристольцев. Однако и другие иссле­дования подтвердили, что среднее время переварива­ния составляет 2-2,5 суток.
Конечно, многое зависит от индивидуальных особен­ностей организма и рациона. «Пища обычно представ­ляет собой смесь веществ, различающихся как химиче­ски, так и физически, — объясняет физиолог Ричард Бо-уэн. — Некоторые из них перевариваются быстро, другие не очень» [25]. Потребление алкоголя и растительной клетчатки ускоряет прохождение пищи у обоих полов. У женщин оральные контрацептивы замедляют про­цесс переваривания. Можно предположить некоторую зависимость скорости переваривания от женских по­ловых гормонов еще и потому, что у женщин старше 50 лет пища переваривается в целом быстрее, чем у молодых.
Хотите ускорить процесс? Самый безопасный и ес­тественный способ, говорят эксперты, есть побольше клетчатки.
В желудке пища пребывает только несколько часов, чуть дольше — в тонкой кишке. После того как клетки слизистой оболочки тонкой кишки сделали свое дело, оставшееся в жидкой форме поступает в толстую киш­ку. Остальные часы приходятся на ее работу: вода — примерно 7,57 литра в сутки — всасывается через стен­ки, а отходы подготавливаются к удалению из орга­низма.
Мы часто думаем о еде, но редко о том, во что она превращается. Фекалии (от лат. faex — осадок, отстой) состоят в основном из воды, слизи, желчных пигмен­тов (это они придают стулу коричневый оттенок не­большого количества жиров, мертвых клеток, газов, большого количества грубой пищи (прежде всего непе­реваренной целлюлозы, или клетчатки, растительных волокон существенного количества бактерий, кото­рым не удалось закрепиться в толстой кишке и около 1200 различных вирусов [26]. Основную часть состав­ляет непереваренная пища. Некоторые виды клетчатки просто проходят по нашему пищеварительному тракту, не оставляя ничего, кроме ощущения полноты, даже ка­лорий, и помогая толстой кишке поддерживать тонус — надо же ей что-то выталкивать.
Продукты с низким содержанием клетчатки дадут около 110 граммов фекалий в день, фрукты, овощи и злаки — около 370 граммов. От употребления в пищу мяса кал будет пахнуть сильнее всего, от молочных про­дуктов — всего слабее. Запах фекалий бывает обуслов­лен скатолом (он вызывает и запах изо рта продуктом распада аминокислоты триптофан [27]. Обоняние чело­века чрезвычайно чувствительно к скатолу, но не всегда находит его отвратительным. На самом деле небольшое количество этого вещества используется при аромати­зации ванильного мороженого [28].
Запах фекалий, находящихся в толстом кишечнике, вырывается наружу только при метеоризме. Пускание ветров (или пукание, как мы это называем в быту, по крайней мере со времен Чосера, который написал: «Ни­колас тотчас пукнул») освобождает кишечник от пу­зырьков газа: углекислоты, водорода, азота и метана, которые образуются частично из-за вдыхания азота, а частично из-за воздействия микробов кишечника на пищу. Большинство из нас пукает примерно раз в час, в зависимости от того, что мы съели и не находимся ли в состоянии стресса.
Предотвратить выпускание газов чрезвычайно слож­но. Ученые изучили этот феномен на тридцатидвух­летнем программисте, который страдал сильным мете­оризмом [29]. «Сознательные усилия подавить за­глатывание воздуха редко бывают эффективными, — говорят исследователи. — Единственный выход — не давать челюстям смыкаться, сжимая что-то между зу­бами. Наш пациент... опробовал этот маневр. К сожале­нию, это не принесло успеха. За те 13,5 часа, что он продержал рот закрытым, он пукнул 66 раз».
Как насчет изменения микрофлоры с помощью ан­тибиотиков или отказа от клетчатки, на которой они размножаются? «Мы обнаружили, что переход на дие­ту, при которой углеводы поступают только с белым рисом, сокращает выделение газов», — сообщают уче­ные. (Это не лучший выход из положения, учитывая очень низкую питательную ценность белого риса.) Ан­тибиотики не решают проблемы. Можно попробовать так называемые пробиотики — пищевые добавки, со­держащие живые бактериальные культуры, чтобы за­ставить микрофлору более эффективно поглощать во­дород, но достичь этого на практике еще не удалось.
А каков энергетический баланс вашего организма? Куда идут калории яичного салата и шоколадного тор­та? Недавние открытия пролили свет на то, как ваш ор­ганизм использует их, и объяснили, почему одни люди едят что душе угодно, но не набирают ни грамма, а дру­гие постоянно сидят на диете, довольствуясь не кало­рийной пищей, и всё равно полнеют. Если вы скорее от­носитесь к последним, есть одна-две вещи, которые мо­гут вам помочь.Как вы себя ведете, пока разбираетесь с послеобе­денными делами? Сидите за столом спокойно этакой глыбой или нервно постукиваете ногой по полу? Бега­ете по приемным? Вскакиваете каждые минут десять, чтобы размяться, найти документ или глотнуть воды? Ваша суетливость может свидетельствовать о бессозна­тельном стремлении сжечь лишние калории.
На функционирование организма — сердечную дея­тельность, кровообращение, работу почек, легких, кле­ток тела — расходуется 50-70 % потребляемых вами калорий, говорит Эрик Равуссин из Биомедицинского исследовательского центра Пеннингтона в Батон-Руже, Луизиана [30]. Это так называемый основной обмен веществ (или скорость метаболизма в покое — СМП) — темп, в котором тело сжигает калории в состоянии по­коя, чтобы выработать энергию для поддержания сво­ей жизнедеятельности. Примерно 20 % суточного рас­хода энергии приходится на мозг, 10 % — на сердце и почки, еще 20 % — на печень и до 10 % — на переварива­ние пищи.
Я недавно проверила свою СМП в клинике с помо­щью портативного калориметра, относительно нового прибора, разработанного, чтобы помочь людям, страда­ющим избыточным весом, следить за тем, сколько ка­лорий в сутки они сжигают. Я прочитала, что пытаться сбросить вес, не зная своей СМП, — все равно что под­водить баланс по чековой книжке, не зная, сколько де­нег ты тратишь.
Врач попросил меня подышать в трубочку, чтобы машина подсчитала, сколько кислорода я вдохнула и выдохнула. Людям с высокой скоростью метаболизма нужно больше кислорода, поскольку за каждый час они окисляют (сжигают) больше калорий. Я надеялась на высокий показатель, поскольку думала, что людям с вы­сокой СМП обычно не грозит лишний вес.
К моему разочарованию, моя СМП составила 1180 ка­лорий в день, что намного ниже среднего показателя. Получается, что СМП частично зависит от размеров и конституции тела. У больших людей СМП обычно выше, чем у маленьких; чем больше вес, который вам приходится носить, тем выше ваша СМП. Врач расска­зал мне, что наблюдал буквально весь спектр значений СМП: от 700 калорий в день у сухонькой невысокой женщины далеко за семьдесят до 3500 калорий у двух­метрового мужчины весом больше 180 килограммов. В среднем, тридцатилетний мужчина весом 80 кило­граммов сжигает примерно 25 калорий на килограмм веса, то есть около 2000 калорий в сутки. Для женщи­ны этот показатель составляет 1400 калорий в сутки, если только она не беременна и не кормит грудью — на это расходуется еще от 300 до 800 калорий [31]. Другой важный показатель — ваша мышечная масса. Напри­мер, тяжелоатлеты сжигают на 15 % калорий больше, даже во сне.
Однако все не так однозначно. «Хотя скорость мета­болизма у человека постоянна, — говорит Равуссин, — у людей одного пола, веса и конституции СМП может существенно различаться». Почему? Ученые только на­чинают разгадывать эту загадку.
Небольшое количество калорий сжигается благода­ря термогенезу — выработке дополнительного тепла при охлаждении или переедании. Сегодня охлаждение происходит крайне редко. «Из-за того что люди выра­ботали поведенческие стратегии, позволяющие поддер­живать постоянную температуру тела в холода, а проще говоря, стали носить одежду, — поясняет Равуссин, — на вызванный охлаждением термогенез расходуется совсем небольшая часть суточной нормы энергии».
Так называемый диетарный термогенез — механизм, с помощью которого избыточные калории превраща­ются в тепло, — по существу, растрачивает энергию. У разных людей он различен. Ученые из Гарварда опре­делили, что диетарный термогенез подчиняется симпа­тической нервной системе, которая усиливает работу сердца, поджелудочной железы, печени, почек и других органов и тканей в ответ на переедание [32]. Обычно наши клетки сжигают ровно столько энергии, сколько им нужно. Но когда мы съедаем слишком много, мозг чувствует излишек и включает диетарный термогенез, чтобы сжечь какое-то количество лишних калорий для тепла. Один из генов, ответственных за этот процесс, «управляет» белком, который работает как переключа­тель, переводящий клетки на усиленный режим сжига­ния калорий в ответ на переедание [33]. Вариации это­го гена могут отчасти отвечать за то, что одни люди переедают, не набирая грамма лишнего веса, а другие, питаясь весьма умеренно, полнеют.
Термогенез предлагает и другое объяснение феноме­ну «толстых и тонких». В ходе двухмесячного экспери­мента, проводимого учеными из Клиники Майо, Мин­несота, питание и физическая нагрузка для волонтеров сначала оставались неизменными, а затем они стали получать 1000 лишних калорий в день [34]. Использо­вав специальное оборудование, ученые убедились, что в среднем треть этих лишних калорий пошла на обра­зование жира, другая треть — на СМП и еще одна — на так называемый термогенез неосознанной активности (ТНА). В это понятие входят безотчетные суетливые движения, изменения позы, ходьба, щелканье пальцами рук, шевеление пальцами ног, короче, вся бесцельная физическая активность за сутки.
У разных людей переедание вызвало разный ТНА. Некоторые в ответ на переедание начали больше дви­гаться и умудрились почти сохранить прежний вес; те, которые двигались меньше, набрали до четырех кило­граммов веса. Естественные движения человека, гово­рят ученые, возможно, контролируются генетически определенным содержанием некоторых веществ в моз­ге и могут увеличить потребление энергии на 15-50 %. Это и обусловливает разницу между лишними 500 грам­мами, набранными из-за добавочного куска торта, и сжиганием калорий за беспокойный день.
В 2005 году группа ученых из Клиники Майо нача­ла исследования индивидуальных особенностей расхо­дования энергии [35]. С помощью высокоточных дат­чиков ученые следили за осанкой и позой 20 добро­вольцев, обрекших себя на домашнее затворничество в течение 10 дней. У половины волонтеров вес был нор­мальным, у второй половины он несколько превышал норму. Каждый из них носил специальное белье с вши­тыми в него датчиками, фиксировавшими движения раз в полсекунды. С помощью этого «окна в энергетику волонтеров» ученыеобнаружили, что худые люди в те­чение дня двигались на 2,5 часа больше, чем полные. Эта разница в уровне активности позволила им сжигать на 350 калорий в день больше.
«Когда люди решают увеличить расход энергии, чтобы сбросить вес, они обычно принимают во внима­ние при расчетах только организованные занятия спор­том», — говорит Эрик Равуссин. Однако замеченная разница в ТНА между полными и худыми людьми пред­полагает, что ожирение можно предотвратить, проводяменьше времени на диване и совершая больше походов за стаканом холодной воды. Конечно, ученые не счита­ют, что нам нужно бросить фитнес-клубы и оздорови­тельные программы, просто обращают наше внимание на полезность неосознанной активности и предлагают ее увеличить. Другими словами, чтобы согнать немно­го жирка, перестаньте «отсиживать задницу»; встаньте и постойте, как только представится возможность, поерзайте, покрутите что-то в руках, покачайтесь и по­дергайтесь.

aaannn

если кому-то нужны отсюда списки публикаций, на которые стоят ссылки, могу запостить, обращайтесь.
приятного чтения.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: