Зачем человеку часы? Наталья Аднорал, кандидат медицинских наук

Зачем человеку часы?

Наталья Аднорал, кандидат медицинских наук

О каких часах пойдет речь? О неизменных спутниках цивилизации, со стрелками и светящимся циферблатом? Да, о них. Но не только. Ведь не так давно подобные часы были роскошью, а когда-то их и не было вовсе. Но значит ли это, что люди далеких эпох не измеряли время, не отслеживали начало и конец событий и явлений? Конечно, нет. Ведь и тогда, и сейчас существовали иные часы – собственные внутренние (или биологические) и природные внешние (гео– и гелиофизические). Вот обо всех этих часах мы сегодня и поговорим.

Часы. И естественные, присущие всем живым существам, и искусственно созданные, они служат одним и тем же целям. Каким? Ф. Браун, исходя из этимологии слова (англ. clockот лат. cloccaили старофр. cloque – «звонок»), рассматривает часы как «прибор, отмечающий определенные моменты и периоды солнечных суток». Когда и зачем нужен нам этот «звонок»? Вспомним отпуск, отдых на природе, вдали от суеты городов. Здесь (в идеале, конечно) мы можем уловить собственный внутренний ритм и жить по биологическим часам, в гармонии с Природой и с самими собой. Есть – когда почувствуем голод, ложиться спать – когда устали, просыпаться естественным образом. Но «все хорошее быстро кончается», и вот мы снова оказываемся вовлеченными в череду городских будней. И встаем утром не по внутренним часам, а по приказу будильника, и едим не тогда, когда действительно голодны, а когда выдалась свободная минутка или доступен буфет… И постоянно смотрим на часы – чтобы не опоздать, не пропустить, не забыть… Иными словами, часы-«звонок» служат для нас сигналом, согласующим наши внутренние ритмы, наши потребности с ритмами и потребностями других людей и общества в целом. Сигналом, помогающим нам предвидеть те или иные события, а значит, и подготовиться к ним. Сигналом, постоянно напоминающим нам о том, что мы не одни, что мы сопричастны Природе и обществу.

Такой живой организм, как растение, животное и человек, – очень интересный объект исследования в рамках вопроса взаимоотношения части и целого. Ибо он одновременно является и тем, и другим: целым по отношению к клеткам и органам, его составляющим, и частью популяции, общества, Природы, Земли и т. д. Как же происходит объединение частей в составе целого? Какого рода взаимодействия за это отвечают? Объединение – один из фундаментальных законов развития. Развития, которое и на субатомном уровне, и на уровне движения планет и звезд происходит по закону ритмов и циклов. Таким образом, мы получаем ритмическое взаимодействие, проявлениями которого в мире живого занимается наука хронобиология.

Структурные и функциональные единицы в составе целого, будь то клетки в организме или организмы в биосфере Земли, взаимодействуют как друг с другом, так и с самим целым. Что же является в этом случае представителем целого? Центр. В организме животного или человека роль центрального пульта регуляции играет центральная нервная система. А для всех обитателей Земли таким центром – и физическим, и энергетическим, и сакральным – является Солнце. В отношении всех циклических процессов, происходящих на нашей планете, Солнце – главный ритмоводитель. Мы все живем в ритме гигантских солнечных часов. Вращение Земли вокруг своей оси дает нам суточный ритм, а вращение Земли вокруг Солнца – сезонный или годовой. Суточный и годовой – два основных внешних астрономических ритма, которые задают и определяют ход наших часов.

Но если есть ритмы внешние, то что же тогда является ритмами внутренними? Внутренние ритмы – это собственные, присущие организму, генетически запрограммированные ритмы (биологические часы). Их существование и у отдельной клетки, и у целого организма считается уже доказанным. И эти собственные ритмы близки по периоду к ритмам внешним. Так, в организмах обнаружены околосуточные (циркадианные) ритмы. Только для человека их известно более трехсот. Для клеток – это ритмы их деления; для растений – ритмы фотосинтеза, раскрытия и закрытия цветов; для животных – ритмы дневной или ночной активности; для человека – ритмы сна-бодрствования, колебания температуры, артериального давления, уровня гормонов, чувствительности к боли и т. д. И эти ритмы в условиях постоянных, изолированных от внешних воздействий (по крайней мере, колебаний освещенности и температуры) демонстрировали строгий цикл с периодом 22—26 часов.

Но это в эксперименте. А в жизни организмы никогда не находятся в изоляции от внешних ритмов. И именно взаимодействие с этими ритмами является одним из необходимых условий существования живых организмов. Почему? Во-первых, период собственных ритмов не строго 24-часовой, а несколько иной. Если бы не было постоянной сонастройки с земными сутками, то происходило бы опережение или отставание, наступала бы рассогласованность, несовпадание по фазе той или иной активности организма с наиболее благоприятным для ее проявления состоянием внешней среды. Оказывается, подобная ситуация характерна для половины слепых людей. Независимость от внешнего времени собственных часов таких людей приводит к периодической бессоннице по ночам и сонливости в дневное время суток. Собственный ритм сна-бодрствования характерен и для новорожденных. Для людей с нормальным зрением такие случаи – исключение. Но в условиях вечной тишины подземной пещеры внутренние часы возвращаются к своему индивидуальному ритму. Это подтвердили многочисленные эксперименты.

Итак, во-первых, без взаимодействия собственных часов организма с внешними ритмами происходит рассинхронизация с точным периодом вращения Земли. Во-вторых, может произойти и рассогласование в работе различных органов в составе одного организма. Например, в эксперименте растение, цветки которого синхронно раскрываются утром и закрываются с наступлением сумерек, помещали в полную темноту и в течение нескольких недель наблюдали сохранение суточной ритмичности. Но потом наступала рассинхронизация: цветки распускались вразнобой. Устранить подобные нарушения оказалось довольно просто – растение возвращали в условия естественной освещенности, и синхронизация ритмов отдельных цветков восстанавливалась. И, наконец, в-третьих, взаимодействие биологических часов с астрономическими ритмами иногда необходимо собственно для «завода» этих часов. Так происходит с плодовыми мушками дрозофилами. Цикл развития этих излюбленных объектов экспериментатора таков: личинка – куколка – взрослая особь. Если куколки содержать в полной темноте, то вылупление мушек происходит произвольно, равномерно распределяясь во времени. Но если эти куколки хотя бы однократно осветить, то картина меняется. Световой сигнал запускает «часы» в каждой куколке, и вылупление становиться синхронным и строго периодичным, приуроченным к предрассветному времени суток.

Итог: взаимодействие собственных ритмов организма с внешними астрономическими ритмами выражается в их согласовании, сонастройке, синхронизации. Для этого необходим стимул – сигнал, мощный и строго периодический. Сигнал, однократно запускающий механизм биологических часов и потом регулярно подстраивающий эти часы в унисон с ритмичными изменениями внешней среды. Необходим импульс начала и периодического возобновления каждого нового цикла (суточного, например) в жизни организма (будь то клетка, растение, животное или человек). Что же это за сигнал, как, когда и с какой периодичностью он действует? Об этом сигнале мы уже немного упоминали выше, при описании условий экспериментов. Это солнечный свет. Существуют и другие типы сигналов (например, температура), но подавляющее большинство живых существ приспособились к тому событию, которое надежнее всего повторяется, – к чередованию дня и ночи. Как действует сигнал? Предполагается, что он вызывает подстройку фазы биологических часов путем ее сдвига в новое положение. При этом внутренние часы немного отстают или, наоборот, немного уходят вперед. Этот процесс называется захватыванием ритма, подобно тому как (по словам А. Уинфри, известного исследователя механизма работы биологических часов) «танцора захватывает ритмичная музыка». Когда действует сигнал-синхронизатор? Для суточных ритмов – ежедневно на восходе Солнца, для ритмов сезонных – ежегодно весной (может быть, в день весеннего равноденствия?).

Солнечный свет настраивает организм в целом в унисон с астрономическими ритмами, поддерживая взаимную синхронность великого множества биологических часов внутри самого организма. В этом контексте представляют интерес наблюдения М. Лоббана. Исследуя коренных обитателей Арктики, ученый отмечал, что в условиях полярной ночи амплитуда некоторых биоритмов резко снижалась или даже отмечалось их полное исчезновение. Этого не происходило в условиях полярного лета.

Интересно, что роль света как основного сигнала времени ставилась под сомнение только для человека (для отдельных клеток, растений и животных она считалась доказанной). Ведь человек способен ориентироваться во времени с помощью других органов чувств. И эксперименты в условиях многомесячной «пещерной» изоляции от солнечного света показали, что человек действительно сохраняет определенную периодичность. И слепые люди обладают околосуточными ритмами жизнедеятельности. Все это так. Но те же эксперименты в пещерах и бункерах выявляли и нарушения некоторых ритмов и особенно психическую дисгармонию – нарушения сознания, депрессии. Депрессии характерны и для жителей арктических областей. Все это говорит о том, что солнечный свет человеку необходим. Но оказывается, что для настройки биоритмов человеку нужен гораздо более интенсивный свет, чем, например, другим млекопитающим. И света, который бывает в помещении, для этого явно недостаточно. По словам Альфреда Леви, «для человека комнатный (электрический) свет – все равно что ночь».

Мы все живем в ритме гигантских солнечных часов. И мы уже говорили о том, что организм человека, являясь частью целого – планеты Солнечной системы Земля, одновременно и сам является целым по отношению к миллиардам клеток, системе органов и тканей, его составляющих. И роль центра, объединяющего, координирующего и синхронизирующего все процессы в этом организме, выполняют определенные структуры в центральной нервной системе (головном мозге). Эти структуры, называемые большими биологическими часами, являются посредником между внешним и внутренним, непосредственно взаимодействуя как с сигналом макроцентра – Солнца, так и с «этажами регуляции» (уровнями иерархии) в самом организме. Что это за структуры, каковы закономерности и механизмы их воздействия на биологические часы органов и клеток – тема отдельного рассказа. В заключении скажу лишь, что и здесь проявляются принципы соподчинения, сонастройки и синхронизации, и в процессе ритмического взаимодействия вырабатывается единый ритм наших часов. А проявления дисгармонии, такие как болезни, депрессии и т. д., есть следствия его нарушения.

В поисках ответов на вопросы об устройстве и принципах работы биологических часов сделано очень много. Но чем больше познается, тем больше возникает новых вопросов. Можем ли мы совместить несовместимое – уловить и сохранить свой собственный уникальный ритм и при этом не выбиться из общей гармонии мира? Можем ли мы осознанно ощутить сопричастность наших вибраций ритмам более великим? Не в достижении ли подобного Резонанса заключена задача наших часов?

Данный текст является ознакомительным фрагментом.