У человека в Nucleus suprachiasmaticus сосредоточено около 10-20 тысяч нервных клеток. Их ритмичные сигналы воздействуют на другие участки мозга, меняя содержание гормонов, заставляя человека то спать, то бодрствовать.

Клетка, мозг, ген: где притаилось время?

Загадочный часовой механизм правящий всем живым на планете исследуют уже давно, но лишь в последние годы ученые начали, наконец, понимать, как устроены «внутренние часы», как они заводятся и подстраиваются.

Итак, на всех «этажах» природы эти принципы одинаковы. Все «генетические часы» состоят из тех же колесиков, анкеров, стрелок... Как только гены в отдельных клетках включаются, по их сигналам начинает работать клеточная машинерия, изготавливая соответствующие протеины. В свою очередь, эти протеины влияют на «генетические часы» по принципу обратной связи. Подобно шахматистам, торопливо жмущим на кнопку часов после сделанного хода, протеины «нажимают на кнопку» генетических часов и отключают их. Но постепенно протеины распадаются, и часы вновь начинают тикать. Включение, выключение, «прилив, отлив»...

Световые сигналы постоянно юстируют эти часы. В темноте часы понемногу расстраиваются, поэтому для узников, заточенных в темницу в стародавнюю пору, время начинало идти по-другому, то растягиваясь как резина, то пружинно сжимаясь. Итак, «приливы и отливы», происходящие в молекулярном мире, разбивают течение наших суток на день и ночь, сон и бодрствование.

Однако возникает вопрос, который напоминает неразрешимую задачу о курице и яйце. Что первично, а что вторично? С чего начинается время? Изначально ли включены «генетические часы», заставляя все наше тело жить в дружном, едином ритме?

Или эти часы включаются лишь под действием процессов, протекающих внутри клеток? Задает ли наш мозг, а именно Nucleus suprachiasmaticus, такт всему организму? Или же процессы, протекающие «на местах» — в отдельных частях тела — диктуют режим работы головному мозгу? Действительно ли, внутри мозга есть «часы», отвечающие за все?

«Вероятно, нам придется пересмотреть простую иерархическую модель, — говорит биолог Майкл Менакер из Виргинского университета. — Прежде мы считали, что мозг, отсчитывая время и задавая такт, рассылает сигналы по всему организму. Все части тела живут в едином ритме. На всех часах, спрятанных внутри нашего тела, стрелки застыли в одном и том же положении».

На самом деле исследования последних лет показывают, что многие органы тела живут в своем особом ритме. Часто он не совпадает с ритмом жизни всего организма. Каждый из нас напоминаем обширную страну, — хотите Россию, хотите Америку, — протянувшуюся на несколько часовых поясов, где во всех ее частях течет свое, разное время.

Это показали, например, опыты, которые поставил над крысами Майкл Менакер. Их кормили в строго определенное время. Ограничивая режим кормления, ученые добивались того, что «генетические часы» в печени то включались, то отключались. После этого зверьки начали бегать в колесе в другое время, чем прежде. Однако в самом головном мозге — в Nucleus suprachiasmaticus — ритм часового механизма ничуть не менялся. Поведение зверьков стало иным, а их «главные часы» показывали то же самое время, будто ничего и не случилось.

«Многие представления о наших внутренних часах при ближайшем рассмотрении неверны», — говорит немецкий биолог Тилль Ренеберг. Например, исследуя ритмы жизни плесневого гриба Neurospora, Ренеберг и его коллеги столкнулись с тем, что ни одна расхожая модель не может объяснить, почему эти ритмы меняются. Возможно, в их регуляции участвует гораздо больше генов, чем считалось прежде. В этом «генетическом штабе» есть свой секретариат, свои начальники отделов, и, «только миновав все их, мы попадаем в дирекцию», — шутит Ренеберг. Мы же кидаемся к первой открывшейся нам двери и, кого бы за ней ни увидели, говорим: «Здравствуйте, шеф!»

Время совы, время жаворонка

Конечно, наше поведение тоже влияет на работу внутренних часов. На них воздействуют не только яркий свет, активное поведение — на работе мало кому бывает до сна! — но и, например, время приема пищи. Сказывается так же психологическая обстановка на работе и дома, в семье. Если вы женились на женщине, привыкшей просыпаться в полшестого утра и засыпать в десять, вы невольно подстраиваетесь под ее ритм жизни, хотя на всех ваших внутренних часах стоит клеймо «совы».

Впрочем, внутренние часы, как пружина: стоит расстаться с женой, и «пружина разожмется» — стрелки часов побегут назад, в привычное положение. Сколько ни старайся «сова», «жаворонком» ей вряд ли стать. Внутренние часы — не «Seiko» на вашем запястье и даже не часы «Полет»: сколько ни ищи заводной механизм, его не найти. Чтобы отрегулировать их, нужно время. Много, очень много времени.

Конечно, с тех пор, как в наших домах появилось искусственное солнце — электрическая лампочка, мы всеми силами пытаемся нарушить работу внутренних часов. Мы допоздна просиживаем у телевизора или компьютера; мы подолгу не гасим свет; мы радуемся, что в городах можем вести полноценную ночную жизнь. Мы научились спать намного меньше, чем наши предки: в XIX веке средняя продолжительность сна составляла девять часов, сейчас — на полтора часа меньше... Но все равно, организм не обманешь!