Измеряя, измеряй время в себе самом

Взрывающиеся часы. Сальвадор Дали

Наши взаимоотношения со временем и с измерением времени - тема не для маленькой статьи, а для толстого тома исследований. Мы связаны со стрелками часов невидимыми нитями и для многих (включая автора статьи) просто необходимо всё время знать, который сейчас час. В наших домах висят обычные часы, электронные часы, мигают часы, встроенные в кухонные приборы, и сообщают нам время часы в мобильном телефоне. Кажется, что всё расписано и размечено. Но что произойдёт, если мы вдруг окажемся вдали от всех хронометров и прочих артефактов цивилизации? Оторвёмся ли мы от времени?

Лишь ненамного, поскольку человеческими организмами продолжают управлять процессы, основанные на временных промежутках. Такие процессы изучаются дисциплиной хронобиологией (от χρόνος - время). Причём, вопреки логике языка, эта область науки почти не рассматривает хронические заболевания, а лишь то, что подвержено каким-либо природным циклам: например, дневному или сезонному. Хочется сразу отметить, что подобные циклы не имеют ничего общего с популярной идеей «биоритмов», которая была предложена в конце девятнадцатого века и к концу двадцатого окончательно опровергнута современными научными исследованиями.

Самые незамысловатые циклы длятся несколько часов. Для некоторых из них мы понимаем подоплёку (так многие морские животные и растения регулируют свою активность согласно приливам и отливам). Однако в случае четырёхчасового носового цикла, регулирующего преимущественность работы ноздрей, или в случае трёхчасового цикла выработки гормона роста науке пока неизвестно, что лежит в основе таких циклов. Как и не совсем ясна связь человеческого месячного менструального цикла с циклами Луны (у некоторых животных циклы производства эстрогена и других половых гормонов совпадают с 28 днями, у некоторых - нет).

Если сезонные перелёты птиц и бабочек в связи с изменением погоды нам понятны, то неясно каков физиологический механизм психологического синдрома сезонного изменения настроения. Этот синдром распространён среди жителей северных широт (в разной степени ему подвержены треть жителей Аляски, но всего лишь полтора процента жителей солнечной Флориды) и выражается в подавленном настроении и апатии, порой похожей на зимнюю спячку у медведей. Выдвигаются разные гипотезы, включающие регуляцию витамина D, различных гормонов и нейромедиаторов, но пока что окончательного ответа о природе сего синдрома у науки нет. Впрочем, далеко не для всех смена тепла на холод приводит к пониженной активности (и речь не только об «осеннем обострении», свойственном страдающим биполярным расстройством психики) - «Болдинская осень» Пушкина, столь любившего «унылую пору, очей очарованье» служит тому лучшим доказательством.

Однако же куда более известны и лучше изучены циркадные (от латинского «circa» - «около», «dies» - «день, сутки», «циркадианный» или «циркадный» - «околосуточный») циклы. Мы все слышали о хронотипах - так называемых «жаворонках» и «совах», хотя, согласно данным исследователей, только меньше процента людей ложатся на три часа раньше среднего времени отхода ко сну (ранее полдесятого вечера) и только пять процентов - на три часа позже (в полчетвёртого утра). Большинство же из нас укладывается между этими двумя максимумами и может адаптироваться под изменения рабочего графика и ритма жизни.

Суточные циклы основываются на смене дня и ночи и именно на них завязано наибольшее количество хронобиологических механизмов у человека и других живых существ. Растения включают фотосинтез за некоторое время до зари, рыбы ориентируют расположение своих стад по солнцу. Надо отметить, что наличие суточных биологических часов - не аксиома в мире животных, поскольку полярные животные (как северный олень), похоже, способны выключать эти часы в течение полярного дня, когда солнце всё время висит над головой. Но чаще всего наши организмы знают, когда, говоря словами Экклезиаста, «время насаждать, и время вырывать посаженное», время спать и время бодрствовать.

Зимняя ночь. Владимир Муравьев

Даже если живое существо лишить доступа к наблюдению смены дня и ночи, оно всё равно установит цикл сна-бодрствования (как человек) или цикл производства спор (как грибок Нейроспора) близкий тому, что соответствует вращению Земли вокруг своей оси за 24 часа. Биологические часы есть лишь ансамбль биохимических реакций, но насколько отлаженно действует этот ансамбль мы задумываемся, лишь когда кто-то заставляет его сбиваться с нот.

Учёные предполагают, что шестая часть человеческого генома управляется посредством биологических часов. Поскольку наши гены похожи на гены других животных, то большинство исследований было проведено на лабораторных мышах (несмотря на то, что мыши - ночные животные). Так, к примеру, мыши с внедрёнными учёными мутациями в гене Clock (в переводе с английского «часы») чаще развивают ожирение - Clock взаимодействует с другими белками, управляюшим расходом энергии в клетках и производством жиров. У мышей же с мутацией в гене Period2 больше шансов получить лучевую болезнь, тогда как мыши с мутацией в гене Period1 быстрее стареют. Равно как и верно обратное: излишнее употребление людьми алкоголя, как показали недавние исследования тайваньских врачей, приводит к снижению уровня работы генов-компонентов биологических часов. Похожий эффект наблюдается и в случае целого ряда заболеваний иммунной системы, например, ревматоидного артрита.

Казалось бы, после таких исследований проблемы синхронизации работы биологических часов должна встать на один уровень с борьбой с курением или инфекционными заболеваниями. Однако же за последние два столетия прогресс был устремлён в противоположную сторону. Ещё не так давно с точки зрения человеческой истории наши предки поднимались с петухами, а ложились вскоре после захода солнца. Но вначале керосиновые, а затем электрические лампы создали вокруг нас непрекращающийся свет. И теперь учёные вынуждены не только замечать, что подобный свет по ночам ведёт к проблемам с делением клеток у мышей, но и что в странах, где больше используется искусственный свет по ночам, чаще наблюдается рак простаты, к примеру.

Мы, разумеется, не можем вернуться в Средние века к лучинам, да и Экклезиаст утверждал, «что преимущество мудрости перед глупостью такое же, как преимущество света перед тьмою», однако быть более осторожными с ночным времяпровождением никогда не помешает. Да и не только с ночным. Биологическая наука утверждает, что для наших организмов игры со временем скорее вредоносны, чем полезны. И даже если мы всё время будем знать, который сейчас час, это нисколько не приблизит нас к знанию, «что это и есть то время, в которое начнет Всевышний посещать век, Им созданный» (3 Езд 9:2).