Документ 4.3. Биологические часы

Жизнь большинства организмов на Земле подчинена ритмам, которые видоизменяют их активность на протяжении суток, лунного месяца или же года. Конечно, эти ритмы синхронизируются временными ориентирами, такими как свет и темнота, приливы и отливы или смены сезонов. Но теперь известно, что независимо от внешних факторов эти ритмы поддерживаются и внутренними ритмами, запрограммированными генетически и находящимися под контролем «биологических часов» (Aschoff, 1965).

Это в особенности относится к циклу сна и бодрствования, который может сохранять свою примерно суточную периодичность, даже если индивидуум не получает извне никакой информации о том, какое сейчас время суток. Недавно было выяснено, что биологические часы, ответственные за циркадианные (околосуточные) ритмы, видимо, регулируются при участии передней области гипоталамуса. Действительно, разрушение этой области у крыс ведет к утрате ритма активности (Zucker, 1980).

Существование внутреннего циркадианного ритма было, в частности, подтверждено французским спелеологом Мишелем Сифром (Siffre), который провел около 60 дней в пещере на глубине нескольких сот метров под землей. С поверхностью у него была установлена только радиосвязь, чтобы можно было отмечать периоды бодрствования и сна. Наблюдатели могли объективно проверять моменты засыпания и пробуждения, так как активность его мозга регистрировалась соответствующими приборами. Было подсчитано, что средняя продолжительность цикла сна и бодрствования на протяжении всего эксперимента составляла около 25 часов (Siffre, 1963). (У ряда животных она в аналогичных условиях могла быть меньше 24 часов.)

У некоторых людей отклонение от 24 – часового ритма иногда может быть более значительным. Это приводит к тому, что в течение недели они ложатся спать все позже и позже, хотя встают каждый день в одно и то же время, определенное выходом на работу. Позднее вставание в субботу и воскресные дни позволяет организму восполнить время, потерянное для сна в другие дни.

Точно так же циркадианный ритм позволяет людям, находящимся в Арктике, продолжать нормально функционировать в условиях арктического дня или арктической ночи. Но этот же ритм ответствен за расстройства, возникающие у людей, перелетевших на самолете с одного континента на другой; «внутренние часы» этих пассажиров полностью придут в соответствие с суточным ритмом жизни в их новом местонахождении лишь дней через десять.

Рис. 4.8. Большинство важных природных явлений, таких как повседневная и сезонная активность различных животных, контролируется биологическими часами.

Кроме того, американские ученые показали, что существуют и другие ритмы. Имеется, например, ритм с периодом от 90 до 100 минут, который проявляется не только во время сна (пять циклов с фазой парадоксального сна, см. выше), но и в период бодрствования: в дневное время он влияет на ряд таких различных проявлений, как сокращения желудка или продуктивность воображения. Другими словами, у человека, лишенного внешних временных ориентиров, через каждые полтора часа могло бы подсознательно возникать желание погрызть что-нибудь, проявить свое остроумие или, в ином случае, предаться мечтам.

Существуют также ритмы, период которых близок к одному году. Эти цирканнуальные ритмы позволяют различным животным программировать свою деятельность, связанную с размножением, миграциями или зимней спячкой (Godefroid, 1986). Таким образом, нельзя говорить о каких – то единственных биологических часах; скорее всего, имеется несколько подобных механизмов, связанных друг с другом, причем каждый из них обладает своей собственной периодичностью.

Вероятно, такие же ритмы существуют также и у человека – в частности, они позволяют ему адаптироваться к смене времен года. Однако современная цивилизация и связанное с ней единообразие условий жизни должны все больше и больше притуплять чувствительность нашего организма к текущему времени и к важнейшим ритмам природы.