Щоб підтримувати правильний хід вашого біологічного годинника, не зловживайте вечірньою кавою.
Ми п'ємо каву, щоб розігнати сон, проте ефект від неї може бути набагато більш глибоким і довгим - дослідники з Колорадського університету в Боулдері з'ясували, що кава впливає на добові ритми, так що наші внутрішні годинники перестають збігатися з природним часом.
Кофеїн (нагадаємо, що міститься він не тільки в каві, але і в чаї, в какао, в колі і в деяких інших продуктах) зв'язується з аденозиновими рецепторами нейронів мозку. Аденозін не тільки входить до складу ДНК як одна з «букв» генетичного коду, він також бере участь у передачі різних сигналів, що впливають на метаболізм і фізіологію. Зокрема, вважається, що він пригнічує процеси збудження в мозку, так що його заміщення кофеїном призводить до стимуляції мозкової активності. Але стимулююча дія кофеїну - не єдиний ефект, і вплив його на циркадні ритми деякий час тому виявили в дослідах з водоростями і мухами дрозофілами. Однак на людях це досі не перевіряли.
Експеримент Кеннета Райта (Kenneth Wright) і його колег складався в наступному: кільком добровольцям за три години до того, коли вони зазвичай лягали спати, давали таблетки з дозою кофеїну, що відповідає подвійному еспресо. Потім у них кожні півгодини брали на аналіз слину, щоб оцінити рівень гормону мелатоніну, який відповідає за сонливість: він накопичується в темряві, сигналізуючи, що пора спати, і вважається одним з найважливіших регуляторів добового ритму. Виявилося, як пишуть автори роботи в Science Translational Medicine, «подвійний еспресо» в таблетках за три години до сну затримував динаміку мелатоніну на 40 хвилин. Тобто коли людина лягала спати, її організм вважав, що можна ще 40 хвилин щось вдіяти.
Схожим чином справи йшли тоді, коли людину змушували сидіти всі три години при яскравому світлі, як якби весь цей час тривав сонячний полудень. Світло - головний регулятор біологічних ритмів, і рівень мелатоніну, як було сказано, безпосередньо залежить від того, чи темно навколо нас або світло, так що не дивно, що у людей, які знаходилися на світлі, рівень мелатоніну запізнювався на цілих 85 хвилин. Якщо ж неурочне освітлення і кофеїн поєднували, ніякого додаткового запізнення в біологічному годиннику не було - швидше за все, через те, що світло задавало максимальний зсув стрілок, і кофеїн сюди вже нічого додати не міг.
Щоб зрозуміти молекулярний механізм циркадної затримки, використовували клітини остеосаркоми людини. Раніше вдалося показати, що кофеїн чинить на них рівно такий же ефект, затримуючи добові коливання в активності генів, залучених в управління добовим ритмом. І ось за допомогою остеосаркомних клітин дослідники з'ясували, що стимулюючий ефект кофеїну і його здатність втручатися в хід біологічного годинника спираються на частково різні молекулярні механізми: стимуляція залежить від аденозинових рецепторів А1, а зсув годинника - від схожих, але рецепторів А2, які все ж відрізняються від них.
Збої в добових ритмах можуть сильно нашкодити здоров'ю, оскільки і гормони, і імунітет, і інші системи організму змінюють свою активність відповідно до сигналу біологічного годинника. Наприклад, зсув ритму веде до гіпервозбудності імунної системи: збільшується число клітин, що стимулюють імунну відповідь у кишківнику, і в результаті підвищується ризик розвитку безпричинного уповільненого запалення. З іншого боку, чутливість до інсуліну теж залежить від часу доби, і, якщо біологічний годинник почне йти неправильно, у нас може початися ожиріння: клітини стануть постійно поглинати глюкозу, а жир буде накопичуватися в них марним вантажем. Так що щоб уникнути проблем зі здоров'ям краще не пити каву перед сном, навіть якщо на вас висить якась термінова робота, яку потрібно закінчити до завтрашнього дня.
Водночас відомо, що, хоча вечірнє яскраве світло шкодить добовому ритму, вранці воно йде на користь, налаштовуючи наш внутрішній годинник на правильний час. (Так, минулого року в PLoS ONE з'явилася стаття, автори якої рекомендували кожен день до полудня проводити хоча б 20 хвилин на відкритому повітрі - цього достатньо, щоб біологічний годинник належним чином відрегулювали метаболізм.) Можливо, що і кава погано впливає на наші ритми тільки в тому випадку, якщо її пити ввечері, а вранці від неї одна тільки користь - але щоб дізнатися, так воно чи не так, будуть потрібні нові експерименти.