Нобелевские сны: как изучение белка PER подскажет правильный режим дня
В прошлом веке многие экспериментировали со сном, уверенные, что это потерянное время их бесценной жизни и нужно только найти путь, чтобы обмануть организм и спать меньше. Вдохновлялись примерами Наполеона и Юлия Цезаря — раз они спали четыре часа в сутки, значит, и я могу. Пытались практиковать «многофазный сон» — по 15–20 минут каждые четыре часа, — и утверждали, что это возможно и позволяет сохранять дееспособность и эффективность. Этакий технократический подход, укрощение природы и себя как ее части. Тогда человечество еще знало о своем собственном сне очень мало, куда меньше, чем сейчас, хотя и сегодня наше понимание далеко от полного.
Так можно ли укротить себя? Нет. За доказательство этого факта в 2017 году даже присудили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Спящие клетки
Нобелевская премия присуждена «за открытия молекулярных механизмов, управляющих циркадным ритмом», сообщает сайт Нобелевского комитета. «Циркадный» — по-простому «связанный со сменой дня и ночи», и лауреаты премии показали, что этот ритм «вшит» не только в наш мозг, но и во все наши клетки (кроме живущих внутри нас бактерий), и «часы» находятся в наших генах. И не только наших — первые результаты по изучению циркадных ритмов были получены на мушках-дрозофилах. Американцы Джеффри Холл и Майкл Росбаш в 1984 году смогли выделить и секвенировать этот ген (то есть определить последовательность нуклеотидов — кирпичиков, из которых он состоит). Система, как всегда, оказалась чуть сложнее, чем сначала казалось, но в итоге удалось разобраться во всей молекулярной машине циркадных ритмов. Механизм ее работы оказался очень изящным: она регулирует сама себя через так называемую петлю обратной связи. Ген отвечает за синтез белка PER. Ген работает, белок накапливается в ядре клетки, его становится «слишком много», и это вызывает блокировку процесса синтеза PER. При этом белок сам по себе постепенно разрушается, поэтому через какое-то время блокировка снимается и синтез возобновляется. Это и есть петля. И вот это «какое-то время» и дает 24-часовой суточный цикл: стадия накопления белка — это ночь, а разрушения — день. Третий лауреат — Майкл Янг — в 1994 году идентифицировал еще несколько белков, работающих на точной настройке наших с вами клеточных часов.
Правильный сон
Конечно, современные знания о человеческом сне куда шире, чем нобеленосное исследование, но оно лежит в основе по-настоящему точного подтверждения многих наблюдаемых эффектов.
Вред, наносимый некачественным или нерегулярным сном, можно наблюдать невооруженным глазом. Как ни крути, с трех до пяти утра человеческое тело «уходит на покой», и на это время приходится большое количество аварий на производствах непрерывного цикла, обусловленных человеческим фактором. Слишком длинный световой день может вызывать ожирение и диабет, слишком короткий — депрессию, расстройства сердечно-сосудистой системы. Лечение депрессии (и не только у жителей Крайнего Севера) может быть эффективным без таблеток, а при помощи света — чтобы организм получал нужное количество и его клеточные механизмы нормализовались.
Дискредитирован оказался и сон кусками. Дело в том, что в течение ночи у человека чередуются фазы медленного и быстрого сна. Если коротко, то первый отвечает за физический отдых, а второй — если хотите, психический: в течение фазы быстрого сна мозг человека почти столь же активен, как и при бодрствовании, так как он переваривает полученную в течение дня информацию. Происходит процесс, называемый консолидацией памяти: ненужное и слишком болезненное стирается, а нужное перемещается в долгосрочную память. Срочно выученное в ночь перед экзаменом очень быстро забывается, да? Это потому, что не было нужного для консолидации памяти сна. В течение ночи периоды медленного и быстрого сна чередуются, причем вечером длиннее участки медленного сна, а к утру — быстрого. Недосып или сон кусками не дает человеку нормально забывать, и это превращается в серьезный стресс.
Хотя механизмы сна не до конца изучены, например, мы очень мало знаем о возникновении снов, уже понятно, что нормальный сон влияет абсолютно на все — от сердца до иммунитета. Потому что, как показали Нобелевские лауреаты 2017 года, наши утро и вечер не в голове, а в каждой клетке.
Факты для сомневающихся
Если вы еще не убеждены, что сон — это не потерянное, а обретенное время жизни, поэтому нужно сделать все, чтобы спать рекомендуемые восемь часов в день, вот немного статистики:
— взрослый, спящий в среднем шесть часов 45 минут в день, не способен прожить больше 65 лет без серьезной медицинской помощи;
— у водителя автомобиля, проспавшего менее пяти часов за ночь, в 4,3 раза повышается вероятность попасть в аварию, а менее четырех часов — в 11,5 раз;
— профессиональные спортсмены при недосыпании достигают истощения на 10–30% быстрее;
— недосып повышает риск некоторых онкологичееских заболеваний — рака груди, прямой кишки и простаты (в исследовании это показано на работающих в ночные смены);
— половые гормоны у спящих пять часов в день и менее вырабатываются на 10–15% хуже.
Так что спокойной ночи и берегите себя!