Биологические часы опаздывают из-за кофеина
Чтобы поддерживать правильный ход ваших биологических часов, не злоупотребляйте вечерним кофе.
Мы пьём кофе, чтобы разогнать сон, однако эффект от него может быть гораздо более глубоким и долгим – исследователи из Колорадского университета в Боулдере выяснили, что кофе влияет на суточные ритмы, так что наши внутренние часы перестают совпадать с природным временем.
Кофеин (напомним, что содержится он не только в кофе, но и в чае, в какао, в коле и в некоторых других продуктах) связывается с аденозиновыми рецепторами нейронов мозга. Аденозин не только входит в состав ДНК как одна из «букв» генетического кода, он также участвует в передаче самых разных сигналов, влияющих на метаболизм и физиологию. В частности, считается, что он подавляет процессы возбуждения в мозге, так что его замещение кофеином приводит к стимуляции мозговой активности. Но стимулирующее действие кофеина – не единственный эффект, и влияние его на циркадные ритмы некоторое время назад обнаружили в опытах с водорослями и мухами дрозофилами. Однако на людях это до сих пор не проверяли.
Эксперимент Кеннета Райта (Kenneth Wright) и его коллег состоял в следующем: нескольким добровольцам за три часа до того, когда они обычно ложились спать, давали таблетки с дозой кофеина, соответствующей двойному эспрессо. Затем у них каждые полчаса брали на анализ слюну, чтобы оценить уровень гормона мелатонина, который отвечает за сонливость: он накапливается в темноте, сигнализируя, что пора спать, и считается одним из важнейших регуляторов суточного ритма. Оказалось, как пишут авторы работы в Science Translational Medicine, «двойной эспрессо» в таблетках за три часа до сна задерживал динамику мелатонина на 40 минут. То есть когда человек ложился спать, его организм полагал, что можно ещё 40 минут что-то поделать.
Похожим образом дела обстояли тогда, когда человека заставляли сидеть все три часа при ярком свете, как если бы всё это время длился солнечный полдень. Свет – главный регулятор биологических ритмов, и уровень мелатонина, как было сказано, напрямую зависит от того, темно ли вокруг нас или светло, так что неудивительно, что у людей, которые находились на свету, уровень мелатонина запаздывал на целых 85 минут. Если же неурочное освещение и кофеин совмещали, никакого добавочного опоздания в биологических часах не было – скорее всего, из-за того, что свет задавал максимальный сдвиг стрелок, и кофеин сюда уже ничего добавить не мог.
Чтобы понять молекулярный механизм циркадной задержки, использовали клетки остеосаркомы человека. Ранее удалось показать, что кофеин оказывает на них ровно такой же эффект, задерживая суточные колебания в активности генов, вовлечённых в управление суточным ритмом. И вот с помощью остеосаркомных клеток исследователи выяснили, что стимулирующий эффект кофеина и его способность вмешиваться в ход биологических часов опираются на отчасти разные молекулярные механизмы: стимуляция зависит от аденозиновых рецепторов А1, а сдвиг часов – от сходных, но всё же отличающихся от них рецепторов А2.
Сбои в суточных ритмах могут сильно навредить здоровью, поскольку и гормоны, и иммунитет, и прочие системы организма изменяют свою активность в соответствии с сигналом биологических часов. Например, смещение ритма ведёт к гипервозбудимости иммунной системы: увеличивается число клеток, стимулирующих иммунный ответ в кишечнике, и в результате повышается риск развития беспричинного вялотекущего воспаления. С другой стороны, чувствительность к инсулину тоже зависит от времени суток, и, если биологические часы начнут идти неправильно, у нас может начаться ожирение: клетки станут постоянно поглощать глюкозу, а жир будет скапливаться в них бесполезным грузом. Так что во избежание проблем со здоровьем лучше не пить кофе перед сном, даже если на вас висит какая-нибудь срочная работа, которую нужно закончить до завтрашнего дня.
В то же время известно, что, хотя вечерний яркий свет вредит суточному ритму, утром он идёт на пользу, настраивая наши внутренние часы на правильное время. (Так, в прошлом году в PLoS ONE появилась статья, авторы которой рекомендовали каждый день до полудня проводить хотя бы 20 минут на открытом воздухе – этого достаточно, чтобы биологические часы должным образом отрегулировали метаболизм.) Возможно, что и кофе плохо влияет на наши ритмы только в том случае, если его пить вечером, а утром от него одна только польза – но чтобы узнать, так оно или не так, потребуются новые эксперименты.
