Циркадный код. Как настроить свои биологические часы на здоровую жизнь - Панда Сатчин

Сатчин Панда

Циркадный код: как работают часы вашего тела – и как их настроить на здоровье

© 2018 by Satchin Panda, PhD

© Перевод. Издание на русском языке. Оформление. ООО «Попурри», 2019

Выражение признательности

В июне 2015 года меня пригласили на междисциплинарную научную конференцию – Science Foo Camp, – проходившую в кампусе компании Google в Сан-Пауло. Я провел обычную презентацию на тему циркадных ритмов и их актуальности для здоровья, но на этот раз мое выступление заинтересовало не обремененных учеными степенями слушателей гораздо сильнее, чем высоколобых докторов наук. Людям с самыми разными интересами и уровнем общеобразовательной подготовки хотелось как можно больше узнать об известной лишь узкому кругу специалистов науке о циркадных ритмах и о том, что люди могут сделать для улучшения своего здоровья и повышения продуктивности. Мне стало ясно, что, несмотря на обилие специализированной литературы, публикуемой видными учеными в данной области, на рынке не было ни одной книги, способной познакомить широкую аудиторию с достижениями этой новой науки и дать обычным людям возможность использовать полученную информацию в своей повседневной жизни.

Линда Стоун, одна из организаторов и участников упомянутой конференции, принялась настойчиво уговаривать меня написать такую книгу. План проекта сложился в ходе многочисленных дискуссий за семейными ужинами. Смита, моя супруга, и Снеха, дочь, терпеливо выслушивали мои нудные и малопонятные научные объяснения, то и дело заставляя меня переходить на язык обычных людей. Иногда нас навещала моя любознательная мама и тоже участвовала в наших обсуждениях. Терпение, с которым члены моей семьи относились к долгим часам моего пребывания в лаборатории и вечным разъездам, и их постоянная поддержка принесли мне неоценимую пользу.

После посещения моей презентации о циркадных ритмах и здоровье на конференции общества Near Future в марте 2017 года Мария Родейл, генеральный директор издательского дома Rodale, официально предложила мне написать книгу о циркадных ритмах для широкой публики. Время для реализации проекта оказалось как нельзя более подходящим. У меня была уже почти готова основа для книги, которая казалась мне неплохой с точки зрения плана и содержания. Но, как только я приступил к работе, стало ясно, что нужно найти совершенно новый способ рассказать об этой науке. На выручку мне пришла Памела Лифландер. Она помогла мне изложить все мысли и идеи в такой форме, чтобы каждый человек смог их понять и воспринять как руководство к действию. Мои редакторы в Rodale, Мариса Вижиланте, Шэннон Уэлч и Даниэла Кертис, поработали над текстом и позаботились о том, чтобы читатели получили доступ к необходимым ссылкам. Майкл О’Коннер превосходно выполнил техническое редактирование текста. И наконец, Элис Даймонд в издательстве Penguin Random House довела проект до финишной черты.

Бесценную помощь оказали мне коллеги-ученые. На первом этапе научной карьеры в циркадной биологии моими наставниками были Стив Кей из Научно-исследовательского института имени Скриппса и Джон Хогенеш из Института геномики при исследовательском фонде Novartis. Стив ввел меня в круг специалистов по циркадной биологии и представил многим лидерам в этой области: я был счастлив лично познакомиться с Джеффри Холлом, Майклом Росбашем и Майклом Янгом, которые впоследствии разделили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины. Я черпал вдохновение в фундаментальных научных трудах Сьюзен Гоулден, Амиты Сегал, Джея Данлэпа и Тако Кондо. Джон Хогенеш разжег мой интерес к связи циркадной науки с человеческим здоровьем. В Институте геномики мое сотрудничество с Джозефом Такахаши, Питером Шульцем, Расселом ван Гелдером, Игнасио Провенцио и Гарретом Фицджеральдом привело к множеству прорывных открытий. Это сотрудничество продолжается до сих пор, а Стив и Джон стали моими закадычными друзьями.

Следующая фаза моей научной карьеры началась, когда я перешел в Институт Солка, где главной движущей силой моих исследований стало стремление выйти на передовой уровень научных знаний и совершать фундаментальные прорывы, способные принести населению планеты реальную пользу. Особым источником вдохновения для меня служат труды основоположника, доктора Джонаса Солка: созданная им вакцина от полиомиелита остается классическим доказательством того, что самым лучшим способом лечения является профилактика. Мои многочисленные необычные эксперименты неизменно поддерживает руководство института. Неоценимую помощь в исследованиях роли циркадных ритмов в сферах нейробиологии и эпигенетики, а также в процессах метаболизма, омоложения, воспаления и развития раковых заболеваний мне оказывают коллеги по институту и в первую очередь такие выдающиеся ученые, как Рон Эванс, Марк Монтмини, Индер Верма, Расти Гейдж, Мартин Голдинг, Рубен Шоу и Джо Экер. Отдельной благодарности заслуживают Кэти Джонс и Джоан Чори, которые уже много лет снабжают меня новыми идеями и безошибочно указывают самые перспективные направления исследований.

За стенами Института Солка со мной постоянно сотрудничают ведущие специалисты в области метаболизма и старения: Вальтер Лонго, Марк Мэттсон, Леонард Гуаренте и Йохан Оверкс, – которые помогают интегрировать научно обоснованные методики ограничения времени питания и укрепления циркадных ритмов в современную геронтологию.

Мне чрезвычайно повезло работать с группой самоотверженных студентов и постдокторантов. Невзирая на то что долгие часы работы в лаборатории нарушали их собственный циркадный код, они упорно занимались проверкой многих идей, представленных в этой книге. Среди них хочу особо отметить таких замечательных молодых людей, как Хип Ли, Нобушиге Танака, Кристофер Фолльмерс, Мегуми Хатори, Шуббхроз Гилл, Амандин Чаикс, Амир Зарринпар, Людовик Мур, Лючано ди Таккио, Маса Хираяма, Габриэль Сулли и Эмили Манукян.

Мои бесчисленные дискуссии с Рози Блау, корреспондентом журнала Economist, и архитектором Фредериком Марксом помогли выяснить, как циркадное освещение можно применить в повседневной жизни. Хочу выразить особую признательность моим друзьям-медикам: Джули Вей-Шатцел, Майклу Райту и Памеле Тауб, которые ведут наблюдение за своими пациентами, использующими программу ОВП.

В финансировании наших работ участвовали такие организации, как Национальные институты здоровья, министерство обороны, министерство внутренней безопасности, Американская федерация исследований старения, Фонд медицинских исследований Гленна, Американская диабетологическая ассоциация, Всемирный фонд исследования рака, благотворительные фонды Леоны и Гарри Хелмсли, семьи Пью Джо и Дороти Дорсетт Браун, а также миссис Ирвин и Джоан Джейкобс.

И наконец, следует упомянуть веб-сайт и мобильное приложение myCircadianClock, благодаря которым тысячи людей получают информацию о собственных циркадных ритмах и сообщают о позитивных изменениях своего здоровья, достигаемых в результате применения рекомендаций, собранных в данной книге. Я бесконечно благодарен всем этим людям, особенно горстке храбрецов, которые согласились быть упомянутыми на ее страницах.

Предисловие

Величайшим медицинским открытием стала микробная теория, которая послужила основой для поистине революционных прорывов в области санитарии, применения антибиотиков и предотвращения инфекционных заболеваний с помощью вакцин. Это привело к невиданному в истории человечества росту продолжительности жизни. Однако более долгая жизнь не всегда оказывается более здоровой. Следует признать, что сейчас мы становимся свидетелями стремительного роста хронических заболеваний тела и разума, возникающих в раннем детстве и продолжающихся до старости. К счастью, мы начинаем понимать причину этого явления: современный образ жизни нарушает заложенный в нас с первобытных времен универсальный код здоровья.

Результаты наблюдений, которые последние двадцать лет я провожу вместе с коллегами и другими исследователями в сфере циркадной биологии, радикально изменяют наши представления об оптимальном функционировании тела и разума. Наука о циркадных ритмах фактически является многодисциплинарной областью, изучением которой занимаются биологи, специалисты по физиологии упражнений, математики, психологи, исследователи сна, диетологи, эндокринологи, офтальмологи, генетики, онкологи и многие другие. Работая вместе, мы обнаружили, что секрет восстановления оптимального ритма кроется в простой корректировке распорядка нашей жизни, которая, несомненно, приведет к следующей революции в здравоохранении. Приглашаю вас познакомиться с тем, что я обнаружил в ходе собственных исследований и сотрудничества с лучшими умами в каждой из вышеупомянутых дисциплин. Я называю это циркадным кодом и уверен, что его применение поможет вам внести мелкие изменения в режим сна, питания, физических упражнений и бытового освещения, которые окажут глубокое позитивное воздействие на все аспекты вашего здоровья. Уверен, что эти изменения позволят вам получить более эффективные и устойчивые результаты, чем какие-то лекарственные препараты или специальные диеты.

Возможно, вы уже слышали о циркадных ритмах: в 2017 году американские ученые, занимающиеся их исследованием, получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины. Но, даже если вы сталкиваетесь с этим термином впервые, не переживайте: концепция чрезвычайно проста. Название циркадный (или циркадианный) происходит от латинских слов circa (около, примерно) и diēm (день). Циркадные ритмы – это реальные биологические процессы, которые протекают в организме каждого человека, животного и растения в течение суток. Эти ритмы взаимосвязаны и управляются внутренними циркадными, или биологическими, часами, которые существенно отличаются от «тикающих биологических часов», о которых мы ведем речь, когда говорим о необходимости завести детей до наступления определенного возраста. Вам предстоит узнать, что почти каждая из наших клеток содержит в себе такие часы, запрограммированные на включение и выключение тысяч разных генов в разное время дня или ночи.

Эти гены влияют на каждый аспект здоровья. Например, когда мы здоровы, у нас хороший ночной сон. Утром мы просыпаемся, чувствуя себя свежими, энергичными и готовыми приступить к работе. Наш кишечник функционирует исправно. Мы ощущаем здоровый голод и ясно мыслим. Днем у нас хватает энергии для занятий физическими упражнениями. К наступлению ночи мы достаточно устаем, чтобы без особых усилий погрузиться в сон. Однако, если суточные ритмы нарушаются в течение всего одного-двух дней, наши часы теряют способность посылать генам правильные сигналы, а в результате тело и разум перестают функционировать так, как нам требуется. Если подобные нарушения продолжаются в течение нескольких дней, недель или месяцев, мы можем стать уязвимыми для всевозможных инфекций и болезней – от бессонницы до синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), депрессии, тревоги, мигрени, диабета, ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний, деменции и даже рака.

К счастью, восстановить синхронизацию ритмов совсем нетрудно. Наши часы можно оптимизировать всего за несколько недель. Восстанавливая циркадные ритмы, мы можем даже обратить вспять некоторые из болезней или ускорить процессы выздоровления и вернуть хорошее здоровье.

Мой путь: раскрытие секретов биологии времени

Мне посчастливилось родиться (в 1971 году) и вырасти в Индии в один из уникальных исторических периодов. Я на собственном опыте ощутил, как стремительное развитие современного общества нарушает взаимосвязи между всеми аспектами жизни, включая наши биологические ритмы. В раннем детстве я жил в маленьком городке под присмотром родителей моей матери. Мой дедушка служил диспетчером товарных перевозок на местной железнодорожной станции и часто работал в ночную смену. У входа в их с бабушкой дом рос огромный куст жасмина. Мне он казался волшебным: вечером покрытый пышным одеялом белых цветков, перед рассветом куст сбрасывал свои лепестки, словно расстилал прекрасный ковер, чтобы поприветствовать дедушку, который утром возвращался домой.

На летние и зимние каникулы меня отвозили к родителям отца, которые жили на ферме. Контраст между посменной работой одного дедушки на железнодорожной станции и жизнью другого дедушки на ферме, в согласии с природой, был таким, словно они жили в разных веках, хотя от одного места до другого было всего 2 часа езды. Во времена моего детства в деревне не было электричества, поэтому жизнь на ферме была совсем не такой, как у меня дома. Почти все продукты, которыми питались мои родственники, они выращивали сами. Хотя я не помню, чтобы дедушка когда-нибудь носил часы, распорядок дня в его семье был с точностью часового механизма синхронизирован с солнцем и звездами. Кукареканье петухов на рассвете пробуждало всех не хуже будильника. Весь день посвящался уходу за растениями и животными и приготовлению пищи. Мы собирали фрукты и овощи или помогали моему дяде ловить рыбу. Основными приемами пищи были завтрак и обед; эти трапезы всегда готовились из свежих овощей и рыбы. Ужинали перед заходом солнца, в основном оставшимся с обеда, потому что сохранить приготовленную пищу до утра не было никакой возможности. Вечера в деревне тоже отличались от городских. Единственными доступными источниками света были керосиновые лампы. В те дни керосин стоил дорого и продавался в строго определенных количествах. У моих дедушки и бабушки был относительно большой дом с шестью спальнями. Лампы разрешалось жечь лишь пару часов в сутки по вечерам, за исключением двух ламп на противоположных концах веранды, которые мерцали всю ночь. После ужина все дети собирались вокруг одной из ламп и моя мама – она была школьной учительницей – устраивала для нас тесты и викторины. Иногда к ней присоединялись наши тетушки, чтобы рассказать пару старинных легенд, или мой дядя уводил нас на задний двор, где проводил наглядные уроки по астрономии.

Помню, что когда я просил угостить меня фруктами или овощами, которые привык есть дома, то всегда натыкался на странные взгляды своих двоюродных братьев и сестер. Для них я был тупым городским мальчишкой, который понятия не имеет, в какие сезоны созревают те или иные фрукты и овощи. Но они не знали, что мой отец, у которого был диплом сельскохозяйственного колледжа, вывел множество высокоурожайных сортов фруктов, овощей и риса, которые дедушка выращивал на своей ферме. Некоторые из новых сортов риса можно было выращивать как летом, так и зимой, что позволяло почти вдвое увеличивать урожаи, собранные с одного и того же участка земли. В этом конкретном случае нарушение природного порядка вещей не казалось такой уж плохой идеей.

Когда я перешел в старшую школу, мой отец погиб в автокатастрофе. В его машину врезался грузовик, водитель которого уснул за рулем и потерял управление. Много лет спустя было научно доказано, что мозг, испытывающий нехватку сна, намного опаснее мозга, находящего под воздействием алкоголя. Тем не менее даже сегодня закон не запрещает садиться за руль автомобиля после бессонной ночи.

После окончания школы я по примеру отца поступил в сельскохозяйственный колледж, что по тем временам было самым быстрым способом получить престижную работу в государственном или банковском секторе. Всякий раз, когда я навещал своих родственников в деревне, дедушка шутливо спрашивал, удалось ли мне взломать код природы, чтобы дать ему возможность выращивать фрукты и овощи в любое время года. Сейчас мне кажется, что именно эти вопросы пробудили во мне желание понять, как все живое связано с суточными и сезонными изменениями, происходящими в окружающей среде.

Иногда я навещал дедушку по линии матери, который к тому времени вышел на пенсию. Всего через пару лет после этого у него стали проявляться признаки деменции. Бабушка заботилась о нем, как о младенце. На последнем курсе колледжа мне пришлось приезжать к нему почти каждые выходные: я остался одним из трех или четырех людей, которых он еще узнавал. У дедушки пропало ощущение дня и ночи; желания есть, спать и бодрствовать возникали у него независимо от времени суток. Через несколько дней после того, как я окончил колледж, он покинул этот мир в возрасте 72 лет.