Чому шкідливо працювати вночі? Що таке мелатонін і яку роль він грає в нашому організмі? Чим небезпечний світ і чому важливо спати з щільно задернутыми шторами? Розповідає Анісімов Володимир Миколайович, д.м.н., президент Геронтологічного товариства при РАН
- Добре відомо, що все живе на Землі підпорядковується Сонцю. Сонце сходить - розкриваються квіти, прокидаються люди, тварини. Режим зміни дня і ночі є фундаментальним для всього живого на Землі, об'єднує живі організми.
Вночі эпифизом (шишковидної залози) виробляється гормон, який називається мелатонін - гормон ночі. Пік його виникнення в організмі припадає на час від 00:00 до 03:00 годин ночі. З віком продукція цього гормону знижується. Порушення денного-нічного режиму призводить до того, що відбуваються збої в регуляції життєвих функцій гормонів. Це скорочує тривалість життя і може вести до пухлин.
Пригнічення продукції мелатоніну відбувається під впливом різних чинників навколишнього середовища. Насамперед, проживання на півночі країни, змінна робота, робота по ночах, вплив електромагнітних полів (наприклад, коли вночі працює комп'ютер), постійне освітлення, безсоння. З іншого боку, деякі фактори, які ми можемо використовувати для нормалізації процесів порушення вироблення продукції мелатоніну, здатні запобігати ці розвитку.
Нічна зміна
Важливо зазначити, що сьогодні в країнах Західної Європи, Америки і Росії до 20% всіх працюючих мають змінний графік роботи або працюють ночами. Це і медики, і поліцейські, і працівники нафтовидобувних підприємств, електростанцій тощо. Робота в нічний час пригнічує продукцію мелатоніну, таким чином збільшується ризик виникнення багатьох захворювань - серцево-судинних, порушення циклу у жінок, ожиріння, метаболічний синдром, у кілька разів збільшується ризик виразкової хвороби 12-палої кишки і шлунка. Та найприкріше - збільшується ризик розвитку раку.
Жінка, яка страждає безсонням більше 4-х раз в тиждень, ризикує захворіти на рак молочної залози в 4 рази швидше, ніж жінка, яка має здоровий сон. Яскраве освітлення в спальні ночами на 40% збільшує ризик розвитку раку молочної залози. Робота в нічну зміну протягом 30 років підвищує на 40% ризик розвитку раку у медсестер. Ці факти змушують серйозно замислитися над своїм здоров'ям.
Цікаві спостереження за людьми, схильними до джетлагу (порушення в організмі при трансмеридиальных перельотах, коли людина міняє часові пояси). У стюардес і пілотів також збільшується ризик розвитку раку. Якщо провести експеримент і чергувати світло і темряву не 12 годин, а кожні 8 годин, можна помітити, що це прискорює розвиток пухлини у тварин. Порушення циркадного ритму дуже важливо для збереження тривалості життя і профілактики раку.
Світлове забруднення
Одна з найсерйозніших проблем, що сьогодні займає уми вчених - це проблема світлового забруднення. Дійсно, якщо ми подивимося на Землю з Космосу, то побачимо, що наша планета вночі залита морем вогнів, концентрація їх велика над великими містами. Дослідженнями американських і ізраїльських вчених за останні 3 роки отримані дуже цікаві епідеміологічні дані. Вони наклали карту світлового забруднення на карту розподілу зон концентрації пухлинних захворювань. Такий експеримент показав, що карта частоти розвитку раку молочної залози у жінок і раку передміхурової залози у чоловіків 164 країнам повністю збігається з картою світлового забруднення. Це спостереження дуже важливо, оскільки ми звикли, що у нас світло горить і в будинку, і на вулиці, і вдень, і вночі.
Варто відзначити, що світлове забруднення в США різко зростає. Дуже цікаві дані були отримані при дослідженні захворюваності раком у мешканців Аляски: корінне населення Аляски значно менше страждало від захворювань на рак молочної залози, ніж жителі США на материковій частині. За останні 30 років захворюваність збільшилася в 3 рази, це пов'язано, в першу чергу, з індустріалізацією, зміною способу життя, тому що раніше люди жили без освітлення, телевізорів, а зараз прийшла цивілізація, яка несе певний вантаж захворювань.
Ми проаналізували частоту захворюваності раком в залежності від місця знаходження. Виявилося, що частота захворюваності на рак молочної залози і рак тіла матки у жінок значно вище на півночі, ніж на півдні. Викликає питання, чому це відбувається. Рак шлунка, шийки матки частіше зустрічається на півдні - тут має місце інфекційна природа раку. У людей з низькою культурою, низьким рівнем економічних частіше виникає дане захворювання.
Зимова сплячка
час досліджень було виявлено, що кибернация - зимова сплячка - знижує ризик захворювання раком, що викликається різними канцерогенами, підвищує рівень мелатоніну, тому що під час сну його пік значно вище, ніж днем. Важливо відзначити, що на сьогоднішній день відомо велика кількість часових генів, які визначають добові ритми гормонів. Порушення функцій цих генів можуть викликати різні хвороботворні процеси. Наприклад, вимикання гена Період-2 зменшує тривалість життя, вимикає цикл, у тварин настає передчасна менопауза, збільшується ризик розвитку пухлин.
Порушення мутації в генах Clock викликає ожиріння, вимикання репродуктивної функції і збільшення ризику захворюваності на рак. Вимкнення гена БМН-1 викликає катаракту, зниження м'язової маси, збільшення перекисного окислення ліпідів та вимкнення циклу. Природою створені механізми, які викликають ті або інші захворювання.
Ми проводили досліди на мутантних мишах з вимкненим геном Період-2. В одному віці (близько року) контрольні мишки були покриті густою шерстю, активні. У мишей, у яких вимкнено цей ген, має місце облисіння, посивіння, вони живуть значно менше на 30-40%, у них частіше розвиваються пухлини. У людини з раком молочної залози в 95% випадків порушена експресія часових ген. Це дуже серйозна проблема, це може стати свого роду діагностичним тестом для виявлення груп підвищеного ризику. Сьогодні відомо приблизно 8 локалізацій раку людини, пов'язаних з порушенням експресії часових ген.
Учені поставили експерименти по впливу постійного освітлення на тварин. Тваринам вводився канцероген, що викликає рак молочної залози, в дозі, яка викликає пухлина у 40% випадків. Якщо посадити тварин після цієї дози канцерогену у умови цілодобового освітлення, пухлина виникає в 60-80% випадків, значно частіше і в 2 рази раніше, ніж у звичайних умовах. А якщо посадити їх у темну кімнату, коли включається тільки червоне світло для догляду за тваринами, вони живуть значно довше, пухлини не виникають. Вимикання світла вночі захищає від раку.
Дуже важливо, що в первинно сліпих ризик виникнення раку молочної залози знижено в 2 рази. Ми використовували мишей з трансгеном, який називається HIR2New - це онкоген, з експресією якого пов'язане 40% захворюваності на рак. Якщо утримувати тварин з цим геном в умовах постійного освітлення, пухлина виникає набагато частіше і досягає великих розмірів. У цих пухлинах пригнічується експресія часового гена, який відповідає за добовий ритм. Вони швидше старіють, у них швидше вимикається цикл. Якщо цією твариною ввести мелатонін, то пухлини виникають значно рідше, пізніше і велика частина їх запобігає. Таким чином, ми можемо перешкоджати розвитку ракових процесів.
Мелатонін
Слід сказати, що був поставлений грандиознейший експеримент в Петрозаводську. Це місто входить у зону білих ночей, це приполярний регіон. Були підготовлені 4 кімнати. В одній містилися щури при стандартному освітленні (12 годин - день, 12 годин - ніч), в іншій - постійне освітлення, були включені лампи денного світла протягом доби, у третій кімнаті - була весь час темрява, в 4 кімнаті був природний світловий режим Петрозаводська. Вчені подивилися, що відбувається з розвитком пухлини. Виявилося, що старіння прискорюється у тварин, які містилися при постійному освітленні або при природному режимі освітлення Петрозаводська.
У них швидше вимикався цикл, набирався вага, розвивався метаболічний синдром, було більше доброякісних і злоякісних пухлин, тривалість життя укорачивалась. Якщо їм вводили мелатонін в нічні години, то пухлини виникали менше. Якщо вводили пептид - эпифизо (штучний пептид), стимулюючий продукцію мелатоніну, препарат щодо сповільнення старіння, викликане постійним освітленням, перешкоджав розвитку пухлини.
Сьогодні ми можемо запобігти несприятливий розвиток процесів. Ми в нашій лабораторії досліджували різні моделі канцерогенезу: не тільки рак молочної залози, але і рак товстої кишки. Виявляється, важливо, коли вводити канцероген - пізно ввечері або вранці, в залежності від цього, виникає різний ефект. Є канцероген диметилгидрозин, який викликає 100%-ий рак товстої кишки у щурів через півроку, якщо його вводити вранці. Якщо вводити його ввечері, то ризик розвитку раку значно зменшується. Увечері організм втомлюється, але підвищується рівень мелатоніну. Якщо утримувати тварин в умовах постійного освітлення після введення канцерогену, який викликає пухлина кишки, пухлини виникають частіше і в більшій кількості. Якщо при постійному освітленні вводити мелатонін, він різко гальмує розвиток цих пухлин. Це дуже важливо для вивчення впливу різних препаратів, що запобігають розвитку ракових захворювань.
Ми досліджували різні ситуації. Виявилося, що постійне освітлення викликає розвиток багатьох локалізацій. З іншого боку, застосування мелатоніну гальмує розвиток пухлин раку молочної залози, товстої кишки, шийки матки, печінки, шкіри, підшкірної клітковини. Це може використовуватися в медицині вже сьогодні. Можна рекомендувати застосування мелатоніну для профілактики раку різних локалізацій у жителів північних регіонів, тому що вони виявляються беззахисними перед впливом сил природи - адже білі ночі не скасуєш.
Отже, важливо відзначити - світло вночі збільшує ризик розвитку раку, тому що він пригнічує рівень мелатоніну. Застосування мелатоніну захищає організм від розвитку пухлини. Молекулярний механізм цього процесу на сьогоднішній день досить добре вивчений. Застосування впливу сонячного світла, пригнічуючи рівень нічного мелатоніну, знижує функцію теломер, порушується регуляція клітинного циклу, збільшується ймовірність розвитку старіння, метаболічного синдрому і пухлини.
Застосування екзогенного мелатоніну перешкоджає цим процесам. Таким чином, ефект мелатоніну зводиться до нормалізації добових ритмів, антиоксидантній процесу, нормалізації жироуглеродного обміну, зниження частоти раку і профілактиці передчасного старіння.
Кілька років тому, у жовтні 2007 року, в Міжнародному агентстві з вивчення раку в Ліоні робоча група експертів проаналізувала дані щодо впливу світлового режиму на розвиток пухлини у людини і тварин і прийшла до висновку, що змінна робота безумовно сприяє розвитку раку у людини. Проблеми світлового забруднення присвячують свої номери такі серйозні, як журнали «Охорона навколишнього середовища» та інші. У деяких країнах до суду подають жінки, які працювали 30 і більше років медсестрами, тому що у них ризик раку молочної залози пов'язаний зі змінною роботою, і суд присуджує роботодавцям виплачувати їм компенсації.
Рекомендації
Таким чином, якщо ми знаємо, що проживання на півночі, робота змінна, хронічний джетлаг, безсоння сприяють зниженню рівня мелатоніну і ризик передчасного старіння і раку, то ми повинні вжити певних заходів, потрібно всіляко перешкоджати цьому. Наприклад, спати в затемненому кімнаті, завішувати шторами вікно, якщо за ним горить реклама або вуличне освітлення дуже яскраво. Якщо закрити приміщення від проникнення світла неможливо, необхідно спати з пов'язкою. Якщо це не допомагає, потрібно приймати мелатонін або пептиди, які стимулюють продукцію мелатоніну - це нормалізує циркадні ритми і перешкоджає як передчасного старіння, так і розвитку пухлини. Можна сказати, що мелатонін - епіфіз - це біологічний годинник організму. Коли сонце високо - тінь коротке - мелатоніну мало, вночі сонце спить - тінь довше - мелатоніну багато. Дотримання цього ритму дуже важливо для підтримки нормальної функції організму, профілактики передчасного старіння і розвитку пухлини.
Економічно ефект зміни часового часу не настільки великий, як збиток, який наноситься населенню, як фізично, так і психологічно: потрібно міняти годинник, розклад поїздів, люди турбуються, нервують, перебувають у стресі. Збиток від такого стресу значно перевищує економічний ефект, який нібито відбувається від переведення стрілок туди-сюди, тому, я вважаю, правильним, що скасували перехід на зимовий час. Це позитивно позначиться і на здоров'я, і на економіці в цілому.