например легких, мышц или печени, периферическим часам может понадобиться неделя или даже больше. Когда мозг приказывает мышцам сократиться, они нередко отвечают неадекватно, поскольку по своим часам пребывают в глубоком сне. Точно так же уже пребывающий в Китае мозг может требовать экзотического лакомства, а оставшаяся в Вирджинии печень протестует: какая еда в середине ночи?
Это запаздывание – необходимое условие нормальной жизни. Если бы наши внутренние часы мгновенно реагировали на внезапную смену освещения, их стрелки крутились бы вперед и назад каждый раз, как мы входим в темную комнату и выходим из нее. Эта система настроена таким образом, чтобы легко приспосабливаться к незначительным постепенным изменениям в продолжительности светлого и темного периода, например к сезонным изменениям продолжительности светового дня. «Но трансмеридиональный перелет – неестественное событие. Организм к нему не готов, – говорит Менакер. – Пересечение часовых поясов порождает большие и неожиданные сдвиги световых циклов, которые серьезно расстраивают всю систему».
Редкие скачки через часовые пояса – это одно, частые – совсем другое. Квангвук Чо из Бристольского университета, испытав на собственном опыте последствия сбоев суточного ритма – нарушение ориентации и провалы в памяти, – начал исследовать воздействие на организм частых трансмеридиональных перелетов[525]. Обследуя 20 стюардов, работающих на международных рейсах, Чо обнаружил, что пять лет постоянных длинных перелетов порождают проблемы с памятью и ухудшают когнитивные функции. Исследование проб слюны и сканирование мозга выявило возможную причину: у тех стюардов, которые пересекали более семи часовых поясов менее чем за пять дней для восстановления между полетами, начинало вырабатываться больше стрессового гормона кортизола.
Когда организм постоянно переживает смену света и темноты, что неизбежно при поездках на большие расстояния, он перестает понимать, где ночь и где день, и вырабатывает кортизол круглые сутки. Как показали исследования хронического стресса, высокая концентрация кортизола приводит к разрушению клеток мозга. И действительно, томография мозга стюардов показала уменьшение височной доли, включая гиппокамп – участок, необходимый для обучения и запоминания.
* * *
С ближайшего шоссе доносится шум машин. Кто еще не спит в такое время? Несколько веков назад в темное время суток работали только ночные сторожа, привратники да редкая кухарка. Сегодня примерно 15 % всех работающих американцев трудится в ночную смену. Это авиадиспетчеры, дальнобойщики, врачи, пожарные и полицейские, рабочие на заводах, сотрудники атомных электростанций. Ночная работа совершенно выбивает их из заданного природой ритма[526].
Чтобы выяснить воздействие ночного труда на организм, Джозефина Арендт из Центра хронобиологии в Суррее, Великобритания, провела обширное обследование работников нефтяных платформ, расположенных в Северном море[527]. Она говорит, что труд нефтяников сложен и опасен. «Чтобы получить работу, вы должны пройти особый тест, в ходе которого вертолет удерживает вас в воде вниз головой. Сумеете выйти с честью из испытания – сможете работать на вышке, хотя вам предстоит работать по сложному графику».
Конечно, обследовать нефтяников сложно. «Заставить 45 работников сдавать мочу через каждые 4 часа в течение 14 дней – это подвиг, – говорит Арендт. – Нефтяные платформы приносят около трех миллионов долларов в день, так что перерывы в работе ради сдачи мочи для циркадианных исследований не слишком приветствуются». Тем не менее Арендт получила необходимые ей результаты. Она сравнила показатели людей, работавших в течение двух недель в разных режимах: первая трудилась 12 часов подряд или днем, или ночью; вторая отрабатывала 7 ночных смен, а потом 7 дневных.
«Второй режим хуже», – говорит Арендт. Анализы мочи работавших по такому графику показали, что у них выработка мелатонина никогда не совпадала с рабочим расписанием, так что им было сложно спать. Это справедливо для многих работающих посменно и пытающихся спать в «неправильные» фазы циркадианного цикла, при понижающемся содержании мелатонина и повышающейся температуре тела. Их сон очень сбивчивый, и они просыпаются такими же разбитыми, какими и ложились. «Очень важно ложиться спать в правильной циркадианной фазе, – объясняет Арендт. – Если вы укладываетесь спать во время своего биологического дня, после того как температура тела уже прошла самую низкую точку, сон будет плохим». Исследования предполагают, что посменная работа сокращает время сна в среднем на 3–4 часа за ночь.
Арендт нашла и признаки серьезного долгосрочного воздействия на здоровье. Когда работающим посменно приходилось принимать пищу ночью, в их крови обнаруживалось аномально высокое содержание жирных кислот (что чревато сердечно-сосудистыми заболеваниями) и пониженная толерантность к глюкозе (а это фактор риска возникновения диабета и других обменных расстройств).
Скорее всего, посменная работа оказывает на циркадианную систему такое же десинхронизирующее воздействие, как постоянное нарушение суточного ритма. Идущие вразнобой биологические часы сменных рабочих негативно сказываются на памяти, когнитивных способностях и разных системах организма, вызывая повышение содержания в крови холестерина и рост артериального давления, перепады настроения и бесплодие, увеличивая риск инфарктов и раковых заболеваний.
Обследование 78 500 медсестер выявило, что у тех из них, кто 10 лет проработал в ночную смену, выше риск развития злокачественных опухолей молочной железы (на 60 %) и прямой кишки[528]. Несколько лет спустя проведенное в Японии обследование 14 000 мужчин показало, что у тех рабочих, которые трудятся попеременно в дневную и ночную смену, риск развития опухолей предстательной железы в три раза выше обычного[529]. А у мышей, которых ученые заставляли жить по циркадианным ритмам сменных рабочих, ускорялся рост раковых клеток[530].
Как же возникает эта связь между посменной работой и развитием злокачественных опухолей?
Некоторые ученые предполагают, что ответ на этот вопрос таится глубоко в наших генах. Вызванное посменной работой нарушение биоритмов может серьезно изменить работу часовых генов, что, в свою очередь, повлияет на «запирающие» гены, которые контролируют рост клеток. В проведенном в 2006 году исследовании Уильям Хрушески и его коллега Патрисия Вуд доказали, что часовые гены организма «шлюзуют» (или регулируют) ферменты, которые отвечают за синтез ДНК, деление клеток и образование кровеносных сосудов в здоровых тканях кишечника и костного мозга и, уже в другое время, в тканях опухоли[531].
Искусственное освещение – еще один элемент в связке между циркадианным расстройством и раком. Наука уже давно знает, что пребывание ночью на свету мешает организму вырабатывать нормальное количество мелатонина. А исследования на животных показали, что сокращение секреции мелатонина провоцирует рост раковых клеток. Однако первое серьезное доказательство наличия этой связи было получено в результате эксперимента, проведенного в 2005 году[532].
Группа исследователей взяла у 12 женщин кровь на анализ три раза в течение суток: днем, ночью, а потом еще раз ночью, после пребывания на ярком свету. Затем ученые вкололи разные пробы крови в имплантированные крысам раковые клетки из молочной железы человека. Оказалось, что введение крови дневного забора и забора, сделанного ночью после пребывания на свету, ускорило рост раковых
