Природа снабдила живые организмы устройством - эпифизом, способным преобразовывать световую информацию в сигналы, управляющие организмом. Эти «биологические часы» регулируют физиологические ритмы, сон и бодрствование, обеспечивают адаптацию к условиям внешней среды. Основной гормон эпифиза – мелатонин имеет околосуточный (циркадианный) ритм, то есть вырабатывается в соответствии с суточным вращением Земли вокруг своей оси.

Эпифиз является железой, отвечающей за хронобиологическую регуляцию. Он входит в систему «биологических часов», играющих ключевую роль в механизмах «счета внутреннего времени» и старения. Он выполняет функцию главного регулятора суточной активности организма. Регулирующая роль гормона мелатонина универсальна для всех живых организмов. Мелатонин  синтезируется в темное время суток. Ночью его уровень в крови максимален, а в утренние и дневные часы — минимален.

В современном мире большую часть жизни люди проводят при свете, в том числе искусственном. Как уверяют ученые, этим мы сами себе сокращаем жизнь. Все дело в том, как и сколько наш организм вырабатывает мелатонина.

Длительное пребывание в условиях нарушенных циркадных ритмов вызывает гормонально-метаболические нарушения, способствует ускоренному старению организма. Помимо избыточного искусственного освещения в ночное время, большое значение имеет

воздействие фотопериодизма (продолжительность светового дня и соотношение между темным и светлым временем суток) - изменений естественной освещенности в течение годового цикла.

О том, как свет влияет на процессы старение и возникновение рака рассказал В.Н.Анисимов, член-корр РАН, руководитель отдела канцерогенеза и онкогеронтологии НМИЦ онкологии им. Н. Н. Петрова.

Верхний придаток головного мозга эпифиз (он же шишковидное тело, он же пинеальная железа) продуцирует гормон – мелатонин. Активность ферментов, участвующих в образовании мелатонина, подавляется освещением. Поэтому этот гормон синтезируется в темное время суток. Мелатонин выполняет функцию главного регулятора суточной активности организма. Растворяясь в воде и в жирах, он преодолевает все тканевые барьеры и свободно проходит через клеточные мембраны. Взаимодействуя с рецепторами, он влияет на внутриклеточные процессы во многих органах.

Поскольку биологические часы организма связаны со светом, то изменения режима освещенности должны сказываться на здоровье и скорости старения. Свет в ночное время, называемый световым загрязнением, приводит к таким последствиям, как бессонница, расстройства поведения, нарушения в работе репродуктивной системы, сердечно-сосудистые заболевания, рак. Изменение светового режима нарушает эндогенный суточный ритм, подавляет ночную секрецию мелатонина и снижает его концентрацию в крови.

В 2010 г. Международное агентство по исследованию рака включило работы в ночную смену в список вероятных канцерогенов, наряду с курением, ультрафиолетовым излучением, анаболическими стероидами и выхлопными газами. Было показано, что вечерняя работа увеличивает риск развития рака молочной железы у женщин в возрасте от 30 до 54 лет. Схожие данные имеются и о раке других локализаций.

Чтобы избежать вреда для здоровья, необходимо нормализовать выработку мелатонина. В дневное время нужно как можно больше находиться на свету или создавать себе оптимальный режим искусственного освещения при коротком световом дне зимой. Ложитесь спать нужно до полуночи и рассчитывать время таким образом, чтобы длительность сна была 7—8 часов. Самое большое количество мелатонина наш организм производит с полуночи и до трех часов утра. Если в комнате светло, будь то белые ночи или экран работающего компьютера, гормона вырабатывается значительно меньше.

Поэтому ночью не надо включать в спальне свет, ночники, не оставлять работающим компьютер. Если необходимо вставать ночью, включайте лишь красную лампу, потому что красный свет меньше подавляет мелатонин. Окна необходимо закрыть плотными шторами или надеть на глаза повязку для сна.

Важно также учитывать, как разные вещества влияют на уровень мелатонина. Употребление алкоголя и кофеина, а также курение снижают выработку мелатонина. А бананы, индейка, курица, сыр, орехи, повышают его.

Экспериментальные и эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что сменный режим труда является частным случаем более общей причины повышения риска рака репродуктивных органов. Свет в ночное время подавляет выработку мелатонина, что вызывает повышение продукции эстрогенов и пролактина. Половые гормоны усиливают пролиферацию стволовых эпителиальных клеток молочной железы, что повышает риск злокачественной трансформации клеток. Риск развития гормонзависимых опухолей (рак молочной железы, рак предстательной железы) повышен среди лиц, работающих в ночные смены и имеющих привычку спать при свете.

Исследования воздействия изменений уровня мелатонина  на функционирование физиологических систем и скорость старения ведутся и в лаборатории клеточной патологии и биорегуляции ИВБМТ  Петрозаводского государственного университета под руководством профессора И.А.Виноградовой.  Свет является экологическим фактором, влияющим на физиологические функции млекопитающих и человека. Эпифизарный гормон – мелатонин, влияя на функциональную активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и половой систем, участвует в регуляции циркадианных и сезонных ритмов. Торможение секреции мелатонина эпифизом вследствие постоянного освещения влияет на антиоксидантную систему, вызывая перестройки иммуннореактивности, ускорение полового созревания и уменьшение продолжительности жизни. Особенно существенна роль мелатонина как иммуномодулятора при нарушениях  иммунологического статуса, вызванных снижением эндогенного уровня гормона при функциональных и фармакологических воздействиях.

Уровень гормонов с возрастом снижается, что играет важную роль в процессе старения иммунной системы. Организм обладает ограниченным количеством энергетических ресурсов, расходуемых на осуществление отдельных функций, что неминуемо приводит к ограничению их использования на другие функции. Эпифизарный гормон мелатонин является триггером, осуществляющим переключение потоков ресурсов.

Режим сна и бодрствования - один из главных факторов, влияющих на процессы ускоренного старения и развитие возраста ассоциированных заболеваний: ожирение, рост опухолей. Люди сами нарушают свои биологические ритмы: не спят по ночам, работают допоздна, поздно встают в выходные и рано на неделе (т.н. социальный джетлаг). Идеальная разница между просыпанием в будние дни и на выходных должна быть не более одного часа.

 Ускоренному старению также способствуют различные варианты нарушения светового режима – полярные день и ночь в циркумполярных регионах. Во время полярной ночи необходимо хорошее искусственное освещение, яркий свет которого будет способствовать «просыпанию» организма. В белые ночи нужно, наоборот, затемняться. В этом помогут темные шторы или повязки на глаза, чтобы организм понимал, что на улице - ночь.

Немаловажную роль играет и хронотип человека: «жаворонок», «сова» или «голубь». Вся социальная жизнь подстроена под «жаворонков» - ранние подъемы и раннее засыпание. «Совы»» вынуждены постоянно «ломать» себя, и на этой почве у них чаще встречаются психические заболевания, алкоголизм, наркомания, депрессии.

На юге чередование дня и ночи нормальное. Но у каждого из жителей планеты своя теплоизоляция. У жителей Севера она совершенно иная, нежели у южан. Резко менять климат не лучшая идея, кроме того южные солнечные лучи в больших количествах вредны для здоровья.

Результатом проживания в северных районах является высокий уровень заболеваемости населения и, как следствие, низкие показатели средней продолжительности жизни по сравнению с аналогичными показателями по Российской Федерации.

В 2008 г. продолжительность жизни в Карелии составила 65,5 лет, в 2009 г. – 66,6 лет. Повышение продолжительности жизни является одним из приоритетных направлений деятельности государства. Необходимо по возможности отказаться от ночной работы, от употребления на ночь лекарственных препаратов, снижающих уровень мелатонина. Также в вечернее и ночное время стоит воздержаться от употребления кофеина, который содержится в чае, кофе, кока-коле; от алкоголя и курения. В весенне-летний сезон, когда синтез мелатонина снижается, можно принимать витаминно-минеральные комплексы, включающие в себя витамин В3 и В6, кальций и магний, которые повышают его выработку. Стоит включить в рацион питания такие продукты как: бананы, индейку, курицу, сыр, орехи, семечки. Они богаты триптофаном, который является предшественником мелатонина и серотонина.

Исследование влияния климатических и социальных факторов на состояние циркадианной системы, заболеваемость и смертность от злокачественных новообразований и продолжительность жизни человека на Севере было проведено старшим научным сотрудником Института физиологии Коми научного центра УО РАН М. Ф. Борисенковым.

Проведенные исследования показали, что длительное проживание в условиях Севера является фактором риска ускоренного старения и развития онкологических заболеваний. Было получено большое число свидетельств о негативном действии на организм человека таких климатических факторов Севера, как сезонные изменения температурного режима, атмосферного давления, геомагнитной активности. Эти факторы вызывают неспецифическую стресс-реакцию, а при длительном действии - истощение адаптивных резервов организма, эндокринные расстройства, что является причиной ускоренного старения организма и повышения риска хронических заболеваний. Световой режим высоких широт - условия полярного дня и полярной ночи провоцируют десинхроноз и нарушение функции сна, в результате чего происходят изменения функции эндокринной и вегетативной нервной систем.

Среди жителей высоких широт Земли повышена заболеваемость и смертность от злокачественных новообразований. Этот градиент отмечен как в масштабах всей планеты, так и в масштабах Европейской части России. Риск развития рака у северян повышает дефицит мелатонина в определенные сезоны года. Воздействие на человека любых внешних факторов, в том числе электромагнитных излучений, подавляющих продукцию  мелатонина, может повышать риск развития гормонзависимых опухолей. Смертность от злокачественных новообразований в целом и от опухолей пищеварительных, выделительных органов, предстательной, поджелудочной желез, меланомы кожи, и злокачественных опухолей других локализаций повышена среди жителей Европейского севера России.

Зaбoлeвaeмocть раком предстательной железы повышена среди мужского населения стран с наибольшим уровнем потребления электроэнергии на душу населения. Характерное для жителей северных широт преждевременное старение, а также более частое и более раннее возникновение злокачественных новообразований объясняется повышенной предрасположенностью северян к десинхронизации циркадианной системы под действием климатических и социальных факторов Севера.

Воздействие на человека света в ночное время является частью современного образа жизни и рассматривается как один из ведущих экологических факторов преждевременного старения организма. Трудоспособное население часть своей жизни проводит в условиях круглосуточного освещения, что связано с работой в ночное время или с ночным «отдыхом». Избыточное освещение ночью снижает уровень мелатонина и повышает уровень эстрогенов. При гиперфункции функции эпифиза в детском возрасте наблюдается преждевременное половое созревание.

Длительное угнетение функции эпифиза постоянным освещением с периода полового созревания нарушает гомеостаз, ускоряет процесс старения организма и развитие возрастной патологии, сокращает продолжительность жизни и стимулирует онкогенез.

По сведениям организации ASSIST  (Союз полупроводниковых осветительных систем и технологий), биоритмы и зрение человека весьма чувствительны к коротким волнам в диапазоне 400—500 нм и практически не чувствительна к более длинным волнам с диапазоном более 600 нм. Темнота побуждает шишковидную железу мозга выделять в кровь мелатонин, в то время как воздействие света может снизить ночной уровень этого гормона.

Об «ускоренном старении» горожан говорится как о свершившемся факте. Человеческий организм не выдерживает современных нагрузок. Быстро изнашивается, несмотря на все завоевания современной медицины. Причем износ заметен уже после 35 лет. Северо-Западный регион, и в частности Петербург, входит в группу риска. Ускоряют процессы старения плохой климат, температурные колебания, белые ночи, мешающие петербуржцам нормально выспаться. А ведь водитель биоритма, главный противник старости гормон мелатонин вырабатывается только во время сна с 12 до 3 часов ночи. Поэтому так важно спать в это время.

Люди умирают не от старости, а от болезней. При старении естественным образом человек достигал бы своего видового предела — 120 лет. Но петербуржцы в среднем дотягивают до 75 лет. Умирают большей частью от онкологии. Профессор В.Н.Анисимов считает, что к ускоренному старению и старческим болезням приводят также

высококалорийная диета и световое загрязнение. Быстро старятся и вегетарианцы, Преждевременному старению, по мнению питерских геронтологов, подвержены также те, кто работает в ночную смену или проводит много времени за мониторами компьютеров.

В Институте биорегуляции и геронтологии придумали, как сделать так, чтобы стареющая клетка начала работать как молодая. Биорегуляторы (выделенные из животных белки, так называемые пептиды) в два раза снижают смертность от старости, на 20% уменьшают общую заболеваемость и повышают работоспособность на 10%.

Как улучшить здоровье и сон

Циркадный ритм — это ключ к здоровью. Биология циркадных ритмов влияет на энергетический баланс и обмен веществ. Процессом метаболизма управляют так называемые часовые гены. Здоровая клетка развивается в рамках суточного цикла с чередованием метаболических процессов,  помогающих белкам проходить циклы синтеза и деградации. Понижение активности часовых генов способствует ухудшению работы митохондрий в клетках, что приводит к усталости и замедлению метаболизма. Во время периодов голодания (аутофагии) клетки выделяют вещества для переработки и удаления поврежденных клеточных структур. Чувствительность нейронов мозга к нарушению работы митохондрий в клетках может усугубить нарушение сна и снизить мощность процесса аутофагии, что приведет к ухудшению освобождения клеток от «мусора».

К наиболее существенным «синхронизаторам» циркадных ритмов относятся:

- свет,

- атмосферное давление,

- температура,

- социальное взаимодействие с другими людьми,

- применение лекарств,

- физическая активность,

- режим приема пищи.

Цикл светлой и темной части суток - наиболее значительный синхронизатор. Циклы приема пищи также являются доминирующими синхронизаторами для многих клеток и систем организма. Продукты метаболизма (переработки), такие как глюкоза или зависящие от пищи гормоны (глюкагон и инсулин), представляют собой раздражители, способствующие настройке приборов времени в клетках нашего тела.

Чтобы нормализовать циркадный ритм, необходимо блокировать свет в ночное время. При ночном освещении ухудшается выработка мелатонина и увеличивается выработка кортизола, возрастает настороженность и возбудимость. Особенно способны привести к блокированию выработки мелатонина синий и зеленый диапазоны спектра света в ночное и вечернее время. Но и любое другое освещение в ночное время (после 23.00): свет от ночника, цифры на электронных часах, лучи света от уличного фонаря, – способны резко затормозить выработку мелатонина до самого утра.

Ночное освещение с пониженной яркостью способно привести к изменениям в выборе продуктов питания и увеличить массу тела. При начале ночного отдыха в 22.30 ужин должен заканчиваться не позднее 18.30. Это будет способствовать уменьшению выработки гормонов, зависящих от приема пищи, и снизит активность организма. В результате ночной сон будет более полноценным и здоровым. Нехватка яркого света в дневное время зимой предрасполагает наш организм к ухудшению работы циркадных ритмов.

Для программирования циркадного ритма полезно ложится спать и просыпаться в одно и то же время. Для улучшения здоровья идеально лечь спать в 10 часов вечера и проснуться в 6.00 утра. Нарушить циркадный ритм способен психологический стресс. Гормоны стресса, например кортизол, приводят к задержке циркадного ритма. Поэтому полуночникам характерно  более тревожное и агрессивное поведение.

Нейроэндокринная цепочка гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы контролирует большое число важных жизненных процессов. А  активировать её могут: различные воспаления, стимуляторы (никотин, кофеин), низкий уровень сахара в крови, физические упражнения, вирусные и бактериальные инфекции, нарушение в питании (низкий уровень белка, высокое потребление соли, голодание любого типа),  ожирение, яркий свет, очень высокая или очень низкая температура воздуха и др. За несколько часов до сна не стоит заниматься физическими упражнениями.

Нормализация выработки мелатонина позволит избежать вреда для здоровья и отодвинуть наступление старости.

 Т.А. Девятова

Подготовлено по материалам секции «Световой десинхроз, старение и рак» IV международный онкологический форум «Белые ночи»