Как работи биологичният часовник

Биологичният часовник“е най-новото заглавие на ИК „Изток-Запад“. Автори на книгата са видният британски невроучен д-р Ръсел Фостър и биологът Лион Крайцман- Те разглеждат обстойно темата за биологичния часовник и ролята му в еволюционния процес в ценното издание и отговарят на редица интересни въпроси, свързани с функционирането на биологичния часовник и влиянието му върху ритмите на живота.

Питали ли сте защо някои растения отварят и затварят цветовете си по едно и също време всеки ден? А каква е тази непреодолима за тийнейджърите нужда от сън, която ги държи в леглото до ранния следобед? Знаете ли защо толкова много хора изпитват проблеми след пътуване през зони с голяма часовата разлика? Британският учен Ръсел Фостър и биологът Лион Крайцман дават научнообосновани отговори на тези и редица други въпроси, свързани с ритъма на живота ни в книгата си „Биологичният часовник“. Авторите разясняват важността на биологичния часовник и основополагащата му роля в процеса на еволюция, разкривайки защо той продължава да е толкова съществен за всички живи организми.

Фостър и Крайцман смятат, че биологичните часовници са кодирани в нашите гени и се пренастройват всеки ден (при изгрев и залез), за да свържат астрономическото време с вътрешното усещане за време на организмите. От книгата разбираме още как учените тълкуват механизмите на биологичния часовник и какво ги управлява, а също и как отделните организми отмерват различни интервали от време, как се адаптират към определени цикли и как светлината координира вътрешното им усещане за време с външния свят.

„Биологичният часовник“ (с подзаглавие „Ритмите на живота“) е интересна и полезна книга, която хвърля светлина върху всекидневни въпроси, свързани с нашето здраве. Авторите обръщат специално внимание на проблеми, които могат да бъдат причинени от неправилно функциониращ биологичен часовник: депресии, сезонни разстройства и др. В допълнение двамата учени разкриват и рисковете и вредите, които ни нанасят модните от години хапчета, помагащи ни да останем будни за по-дълго време.

Видният британски учен Ръсел Фостър (1959) защитава докторска степен в сферата на невронауката през 1984 г. в университета в Бристол. Командор е на Ордена на Британската империя, член на Британското кралско дружество, преподавател в Оксфорд.

В България д-р Фостър идва по покана на Британски съвет, за да вземе участие в Софийския фестивал на науката (който се провежда в Театър София в периода 14–17 май), където ще изнесе лекция на тема „Светлината, часовниците и сънят: науката в помощ на медицината“.

Откъс от книгата:

Каквито и физиологични променливи да измерваме, обикновено установяваме, че в някакъв час на деня се появява максимална стойност, а в друг – минимална.
Юрген Ашоф (АШОФ, 1965)

Второкурсниците по физиология в Импириъл Колидж в Лондон се запознават с важността на циркадните ритми, когато следят редовно ректалната си температура на протежение от 24-часов период (не е чак толкова неприятно, както звучи). Установяват, че телесната им температура се колебае ритмично с промяна от максимум към минимум от около 1o С. Ниската точка е около 4–6 ч. а пикът е около 12–14 часа по-късно.

Чувството на сънливост в ранния следобед, което познаваме като спад след обяда се дължи също и на циркадната ни биология, макар че обилен обяд и няколко питиета засилват усещането. Много от студентите се запознават и с трудностите при заспиване след целонощен купон. По-умните скоро научават, че сънят, дрямката, бдителността, настроението, телесната температура и циркадните ритми са тясно свързани.

Първият добре контролиран опит да се проучат дневните промени в човешката ефективност и бдителност са започнали през 30-те години с работата на Натаниъл Клайтман. Той показва, че качеството на представяне на широк обхват от фактори като умножение, стабилност на ръцете, раздаване на карти и сортиране имат тенденция да се покачват сутрин и после да спадат, след като са достигнали пик около средата на деня (КЛАЙТМАН, 1963).

Клайтман е световно признат като баща на изследванията на съня. Умира през 1999 г. на 104-годишна възраст. Когато бил на доста над 90, попитали го за най-прочутата му книга „Сън и будно състояние“. Клайтман казал: „Когато писах книгата си „Сън и будно състояние“ поставих отпред думата „сън“, защото в библиотеката и каталозите нямаше заглавка „будно състояние“ или „буден“.“ Монументалният труд изрежда над 4000 препратки и в дните преди компютъра Клайтман сам написал на пишеща машина всяка каталожна карта. Отнело му повече време, отколкото написването на книгата (РОСИ, 1992).

В епичен и широко огласен експеримент той и асистентът му Брус Ричардсън живели на 400 метра под земята в пещерата Мамот в Кентъки повече от един месец през 1938 г., за да видят как ще се справят. Макар Клайтман да казал, че не е могъл да спи както трябва, Ричардсън се адаптирал. В пещерата Клайтман мерил телесната им температура и установил, че има леко, но постоянно колебаене през деня и че пикът се появявал тогава, когато по принцип телесната температура е най-висока (КЛАЙТМАН, 1963).
Съществува схващане, че без сам да го осъзнава, Клайтман е направил достатъчно, за да докаже, че съществува ендогенен часовник. Както отбелязва Уилям Демънт от Станфордския университет, „ако и двамата бяха демонстрирали очевидна фиксираност на 24-часовия ритъм, Клайтман би могъл да се обърне в посоката да издигне постулата за вътрешен часовник“ (ДЕМЪНТ & ВОН, 1999).
В началото на 60-те години очевидните неудобства, предизвиквани от нощната работа и потенциалният ѝ риск за здравето, тревожеха изследователите. Пред тях се изправяше свят, в който денонощната работа ставаше все по-разпространена в електроцентрали, сферата на обслужването, обработка на данни, авиацията, новинарските медии, телекомуникациите, при военните и в пилотираните от човек космически полети. Юрген Ашоф, професор в института по бихейвиорална физиология „Макс Планк“, работи над някои от тези проблеми. Живеенето в пещери било някак екстремно и едва ли предоставяло идеалната среда за внимателни научни изследвания. Той бил изградил прототип „свободна от време среда“ в бивше укритие в сутерен под мюнхенска болница и избрал себе си като пръв обект. Стомашни оплаквания скъсили престоя му, но останал в мазето достатъчно дълго, че да покаже как човешки обект в изолация от ориентири за времето показва ендогенни ритми на самотек, също както е при плъховете (АШОФ, 1960).