Когда дети плохо спят. Циркадные ритмы, часовые гены и другие секреты сомнологии для заботливых родителей

В 2017 году, в тот день, когда Майкл Янг узнал, что стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине, он рассказал интересную историю из своей жизни. Мы тогда стихийно организовали небольшое празднование в клубе Рокфеллеровского университета. К идее того, что время нашего сна и бодрствования определяется молекулярными часами, сначала относились с насмешкой: «Гены управляют поведением? Да кто в это поверит!» И все же исследования, которые длились более 35 лет, наконец выявили, что циклы сна/бодрствования (наряду с большинством физиологических функций) действительно напрямую зависят от молекулярных часов, наличие которых Янг и его товарищи впервые открыли у плодовых мушек. Эти часы – научная база книги, которую вы держите в руках. В первой главе я решила рассказать вам о работе этого механизма с научной точки зрения и остановиться подробнее на составляющих частях этих часов, месте их расположения и факторах, влияющих на их работу.

Такие часы есть у каждого из нас. Они помогают нам выстраивать свой день, регулируя поведение и функции организма, как показано на рисунке «Циркадные часы» (с. 29). Часы отправляют нас спать по вечерам и будят утром. Они говорят нам, когда завтракать, обедать и ужинать, а также готовят организм к процессам поглощения и переваривания пищи именно в это время. Часы регулируют температуру нашего тела и работу иммунной системы. Все аспекты психического состояния человека, включая настроение, концентрацию внимания и уровень энергии, меняются в течение дня и подчиняются циркадным часам. Что же такое циркадные часы и что за механизм лежит в основе их работы?

Согласно природному ритму, в сутках для человека есть не только оптимальное время для сна (ночью), но и оптимальное время для физической активности (днем) и оптимальное время для дефекации (утром). Научное название суточного ритма – «циркадный» ритм, от латинских слов circa, означающего «около», и diem, «день». Получается, что циркадный ритм можно еще назвать околосуточным, ведь именно столько длится один из важных циклов нашего организма: около суток. Циркадному ритму подчиняются практически все физиологические процессы.

Циркадные часы имеются у всех животных (и даже растений). Благодаря им все живые существа на Земле подготовлены к тому, что в течение дня их ожидает солнечный свет и тепло, а ночью – темнота и холод. Растениям важно разворачивать листья таким образом, чтобы фотосинтез начинался сразу, как только их коснутся первые лучи солнца. Хищники пользуются биологическими часами, чтобы понять, когда пришла пора охотиться и где найти добычу; например, если газели всегда пасутся у реки в сумерках, льву важно отправиться туда до наступления темноты, чтобы не упустить добычу. В более северных широтах животные начинают подыскивать убежище до захода солнца, чтобы защититься от ночного холода. Это лишь малая часть примеров, иллюстрирующих функцию циркадных часов: они необходимы для того, чтобы предвосхищать изменения окружающей среды.

Что произойдет, если поместить растение в совершенно темную комнату, в которую никогда не проникают лучи солнца? Оно по-прежнему будет поворачивать листочки к ожидаемому источнику света, «искать» отсутствующее солнце по комнате в течение «дня» и закрывать листочки, чтобы сохранять влагу в течение «ночи». И все это в абсолютной темноте. Удивительнее всего то, что растение не перестанет так себя вести до самой гибели, которой в абсолютной темноте долго ждать не придется.

Любопытно, скажете вы, но какое это все имеет отношение ко мне и к моему ребенку?

Циркадные часы

Наши внутренние часы создают суточные ритмы сна, бодрствования, настроения, пищеварения, сердечного ритма и других физиологических параметров, включая работу иммунной системы и секрецию гормонов. Внутренние часы гарантируют, что мы всегда готовы к изменениям окружающей среды, например мы чувствуем усталость вечером, когда приближается время сна, или испытываем голод и настраиваемся на переваривание пищи, когда подходит время еды.