дома нескучно
Как весело и с пользой пережить самоизоляцию

Как циркадные ритмы влияют на питание и прием добавок

17 August 2018

У многих людей циркадные ритмы ассоциируются с ритмами сна/бодрствования, но суточные колебания влияют не только на это. В течение дня вы можете заметить, что некоторые действия выполнять легче в определенные промежутки времени. Циркадные ритмы также определяют лучшее время для приема пищи или добавок, и даже для медитации. Рассказывает доктор Диана Миник – ученый с 20-летним опыт работы в области питания и функциональной медицины.  

Некоторые виды древней нетрадиционной медицины, такие как Аюрведа и Китайская медицина, используют понятия о циркадных ритмах человека при лечении. Западная медицина только начинает изучать потенциал ритмов, как при облегчении процесса лечения, если ритмы налажены, так и в случае проявления дисфункций, когда ритмы сбиты. Давайте узнаем подробнее об их влиянии.  

Сила циркадных ритмов

Каждый процесс в вашем теле, включая окислительный стресс, формирование состава микробиома и изменение уровня внутриклеточных белков, вписывается в 24-часовой ритм. В определенные организмом часы наше тело усиливает метаболизм и защитные механизмы и снижает свою активность в периоды отдыха.

Существует несколько циркадных факторов транскрипции (факторы транскрипции – это белки, важная функция которых состоит в обеспечении прочтения и интерпретации генетической информации – прим.), которые следят за основными функциями ключевых органов и систем, включая сердце, легкие, иммунную систему, метаболизм, а также внутриклеточными процессами, включая клеточное дыхание и ДНК.

Важно отметить, что наши внутренние ритмы регулируют активность примерно у трети всех генов! Биологические часы сами имеют генетическую основу, которая управляет нашим пиком производительности и решает, сова мы или жаворонок.

Центром управления циркадными ритмами является супрахиазматическое ядро (СХЯ), которое находится в отделе мозга под названием гипоталамус. Регуляция активности происходит за счет секреции мелатонина – главного циркадного гормона.

При нарушении циркадных ритмов могут возникнуть следующие проблемы:

-Аллергия

-Астма

-Сердечно-сосудистые заболевания

-Гипертония

-Бессонница

-Джетлаг (синдром смены часового пояса)

-Нарушение метаболизма

-Неврологические расстройства

-Психические расстройства

-Инсульт

-Социальный джетлаг (подробнее)

Ученые пришли к выводу, что нарушение циркадных ритмов уменьшает продолжительность жизни. Кроме того, с возрастом организм становится более чувствителен к различным нарушениям ритмов и менее чувствителен к методам их синхронизации.  

Метаболизм, энзимы и время для приема пищи

Циркадные ритмы также регулируют наше пищеварение и метаболизм. При слаженных ритмах такие процессы, как опорожнение желудка, термогенез и скорость моторики достигают своего пика в утренние часы. В течение активной фазы дня желчные кислоты и переносчики питательных веществ работают на полную мощность, ровно как и энергетический обмен. И наоборот, в фазу отдыха эти процессы затихают и включаются процессы детоксикации.

Регуляция уровня глюкозы и липидов в крови также зависит от суточных ритмов. Потребление жирной пищи ночью повышает уровень триглицеридов в крови больше, чем этот же прием пищи в течение дня. Гормоны жировой ткани лептин и адипонектин также имеют свои суточные ритмы.

Чтобы лучше понять наши внутренние ритмы, давайте разберем их основные функции, начиная непосредственно с утра.

Итак, когда мы просыпаемся, вот что происходит:

1. Начинается производство адипонектина.

2. Снижается синтез холестерина.

3. Усиливается гликолитический метаболизм.

4. Начинает расти синтез желчных кислот и гликогена.

5. Растет потребление жирных кислот.

6. Начинается процесс липогенеза.

7. Запускается секреция инсулина.

В течение ночи, во время сна, когда пища не поступает в организм, происходит следующее:

1. Создание новых митохондрий.

2. Расщепление жиров.

3. Происходит глюконеогенез и глюкогенолиз.

4. Запускается секреция лептина и глюкагона.

5. Происходит окислительный обмен.

Не только наши клетки управляются внутренними ритмами, но и микробиота. Интересно то, что не только ритмы управляют ею, но и она сама влияет на ритмы за счет содержания в кишечнике мелатонина, количество которого там больше, чем в мозге (шишковидной железе) в 400 раз. Одно исследование показало, что мелатонин влияет на микробиоту так же, как и на сон.

Еще одно исследование выявило суточные изменения 60% от всего микробного состава микробиома мышей, в частности таких колоний как Bacteroidales, Clostridiales и Lactobacillales. Своей максимальной численности колонии достигали в фазу отдыха, но, что касается функций микробиома, то они менялись. Например, в течение активной фазы микробиом осуществлял сбор энергии, участвовал в росте клеток и восстановлении их ДНК, а в фазу отдыха бактерии начинали процессы детоксикации. За ритмичность этих изменений отвечают наши биологические часы.

Нарушения режима приема пищи и режима сна влияют на суточную смену функций микробиома. Эти проблемы могут привести к дисбактериозу, а он в свою очередь к метаболическим заболеваниям.

С другой стороны, лечение дисбактериоза может помочь в регулировке циркадных ритмов. Исследование выявило благотворный эффект от пробиотиков у пациентов с синдромом раздраженного кишечника. У группы, которая принимала пробиотик, уменьшились боли в животе и улучшилось пищеварение, а также у мужчин значительно увеличился уровень утренних показателей мелатонина (с 5.43 пг/мл до 9.74 пг/мл), в отличие от женщин, у которых не было явных изменений уровня циркадного гормона. Повышение уровня мелатонина коррелировало с улучшением функций кишечника даже у тех людей, у которых циркадные ритмы были в порядке. Таким образом, ученые пришли к выводу, что эффективность пробиотиков обусловлена их влиянием на секрецию и метаболизм мелатонина.

Циркадные ритмы также могут влиять на силу иммунного ответа организма во время аллергии. Симптомы аллергии развивались сильнее у группы мышей, которых кормили аллергеном в фазу отдыха. У них наблюдалась повышенная проницаемость кишечника в отличие от группы, которых кормили аллергеном в активную фазу.    

Рацион, время приема пищи и нарушение циркадных ритмов

Вывод многих исследований сводится к тому, что время приема пищи влияет на ожирение и метаболический синдром. В систематическом обзоре по этому вопросу исследователи обнаружили, что в экспериментах, где участники обедали после 3 часов дня, реакция на применение бариатрической хирургии (шунтирование желудка – прим.) снижалась в два раза, вне зависимости от состава потребляемой пищи. В рандомизированных контрольных испытаниях участники, у которых основной прием пищи приходился на первую половину дня, быстрее избавлялись от лишнего веса. Исследователи также связывают гипергликемию и диабет с поздним обильным ужином. Таким образом, время приема пищи может повлиять на изменение в периферических циркадных генах, а они, в свою очередь, могут вывести из равновесия внутренние часы. И наоборот, соблюдение времени приема пищи возвращает биологические часы в свой естественный ритм.

Также на наши циркадные ритмы влияют некоторые питательные вещества. Например, аденозин, ретиноевая кислота и кофеин могут смещать ритмы, а недостаток тиамина и вовсе может привести к их разбалансировке. Под влиянием алкоголя циркадные ритмы также претерпевают сдвиги посредством изменений секреции гормонов, температуры тела и характера сна. Рацион с высоким содержанием соли повышает амплитуду циркадных ритмов. Исследователи обнаружили суточные колебания уровня витамина D, кальция и фосфора. В этом эксперименте участвовали пациенты с диагнозом диабет и контрольная здоровая группа. Обе группы участников имели самый высокий уровень витамина D в полдень и самый низкий в 6 утра, но пациенты с диабетом имели фазовые сдвиги уровня нутриентов в отличие от контрольной группы.

Проантоцианидины, которые являются одним из самых больших классов полифенолов, могут влиять на периферическую составляющую циркадных ритмов. Полифенолы содержатся в различных продуктах растительного происхождения, включая фрукты, какао, орехи, овощи, красное вино и чай. Исследователи обнаружили, что полифенолы способны противодействовать разбалансировке ритмов, которая возникает при ожирении. Эти эксперименты – очередное доказательство того, насколько важно употреблять в пищу еду всех цветов радуги, которая богата различными фитохимическими веществами.

Печень, метаболизм, детоксикация и суточные колебания

В печени находятся 3 фактора транскрипции (PARbZip), контролируемые циркадными генами Clock и Bmall, которые отвечают за детоксикацию.

Находящиеся под влиянием циркадных ритмов энзимы печени отвечают за следующие функции:

-Метаболизм углеводов: PEPCK, PKLR, KLF10

-Метаболизм жиров: PPAR, PGC1, LXR

-Метаболизм аминокислот: KLF15, OCD

-Детоксикация: TEF, HLF, DBD

-Синтез плазменного белка: TFPI

-Метаболизм желчных кислот: SREBP, INSIG 

Желчные кислоты играют важную роль в процессе пищеварения и абсорбции диетического жира, жирорастворимых витаминов, стероидов и некоторых лекарств. Также они играют важную роль в качестве сигнальных молекул для метаболизма и иммунной модуляции. Как и энзимы, желчные кислоты подчиняются циркадным ритмам. Ген CYP7A1, регулирующий синтез желчных кислот достигает своего пика в середине активной фазы и опускается до минимума в середине фазы отдыха. У людей есть два пика: в 13:00 и в 21:00. Большая часть синтеза желчных кислот происходит сразу после еды. Всего существуют 3 фазы детоксикации, и у каждой из них есть свой график активности. Соблюдение той или иной фазы может влиять на метаболизм лекарств и вывод ксенобиотиков. Например, в утреннее время синтез желчных кислот достигает своего максимума, что способствует лучшей абсорбции и транспортировке многих лекарственных средств.

Соблюдение циркадных ритмов оказывает большое влияние на эффективность и безопасность применения того или иного медикамента. В мета-анализе было обнаружено, что прием лекарств по расписанию, которое учитывает естественные циркадные ритмы, приводит к 5-кратному повышению переносимости препарата наряду с двукратным повышением его эффективности по сравнению с приемом лекарств без расписания. Подобные случаи происходят также с метаболизмом и выведением ксенобиотиков.  

Использование добавок в соответствии с циркадными ритмами

Было доказано, что некоторые виды лекарств, такие как иммуномодуляторы, глюкокортикоиды, инсулин для диабетиков 1-го типа  и лекарства против рака более эффективны и менее токсичны при назначении в разное время суток. Это открытие положило начало развитию хронофармакологии или, проще говоря, приему медикаментов в соответствующее циркадным ритмам время. Хронофармакология учитывает время, в которое метаболизм важных лекарственных компонентов происходит эффективнее всего, например:

-Абсорбция: время кровотока, перистальтика и опорожнение кишечника, транспортировка лекарств и pH.

-Метаболизм: активность энзима цитохрома P450, активность конъюгирующих энзимов, АТФ – связывающие кассетные транспортеры.

-Активность нацеленных на лекарства генов: нейронные рецепторы, HMG-CoA редуктаза.

-Распределение: липофильность, связывание с альбумином, концетрация.

-Выделение: скорость клубочковой фильтрации, почечный кровоток, функция почек.

Подобное расписание нашего организма можно использовать и в случае приема добавок. Например, время приема кальция может повлиять на резорбцию кости (т.е. ее разрушение). В течение исследования 18 женщин в период пременопаузы принимали добавки с кальцием либо в 8:00 часов, либо в 23:00 часа. После 14 дней у женщин взяли анализ мочи на маркеры костной резорбции. Было обнаружено, что время приема оказывает значительное влияние, в частности, вечерний прием кальция подавлял естественное ночное увеличение паратиреоидного гормона и снижал маркеры костной резорбции. Утренний прием не обладал никаким значительным эффектом. Исследователи сделали вывод, что прием кальция в вечернее время суток может подавлять разрушение костной ткани.

Следует запомнить одно: что бы вы ни принимали, будь то лекарства или витамины, время приема влияет на эффективность того или иного препарата. Таким образом, полезно об этом помнить и поддерживать баланс наших циркадных ритмов.    

Что следует делать

Самое важное – это убедиться в том, что вы поддерживаете свои биологические часы, а не противостоите им. Сдача крови на маркеры кортизола, мелатонина и измерение температуры тела поможет определить, есть ли у вас дисбаланс.

Ниже приведено несколько простых действий, благодаря которым можно поддержать циркадные ритмы:

-Избегайте физических упражнений в конце дня.

-Избегайте продуктов, которые могут вызвать фазовый сдвиг (соевое масло, кукурузный крахмал).

-Потребляйте много фруктов и овощей, богатых антиоксидантами и полифенолами.

-Не ешьте поздно ночью.

-Самый большой прием пищи должен быть в начале дня.

-Следуйте регулярному режиму приема пищи в пределах ограниченного периода времени (около 8 часов), так как временные рамки, которые мы устанавливаем, улучшают метаболизм, и наоборот, питание целый день и в разное время сдвигают циркадные ритмы на столько же часов, на сколько мы сдвигаем прием пищи.

-Избегайте ночных смен и хорошо высыпайтесь.

-Ограничьте кофеин, он может сдвигать циркадный ритм.

-Убедитесь, что в течение дня вы подвергаетесь действию солнечного света.

-Минимизируйте освещение в темное время суток.

Некоторые продукты влияют на уровень мелатонина, что, в свою очередь, может помочь в регуляции циркадных ритмов. Например, с засыпанием может помочь терпкий вишневый сок, который в своем составе содержит мелатонин. В двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании 20 участников выпивали две порции концентрата вишневого сока или плацебо в течение недели дважды в день – 30 минут после пробуждения и до ужина. Те, кто потреблял вишневый сок, имели более высокие уровни мелатонина и заметили значительное улучшение качества и времени сна. В исследовании не было выявлено изменений циркадного ритма посредством мелатонина, но амплитуда и средние значения увеличились. Таким образом, вывод исследователей звучит так: вишневый сок не оказывает влияния на циркадные ритмы здоровых людей, но может помочь тем, кто страдает нарушениями сна и эта тема заслуживает дальнейшего изучения.

В дополнение к простым советам о поддержании циркадных ритмов в балансе теперь вы можете учитывать время приема лекарств и добавок на основании исследований, приведенных выше. Например, скорее всего, после прочтения статьи вы захотите принимать добавки с кальцием в вечернее. Как всегда не забывайте консультироваться со своим лечащим врачом перед тем, как внести какие-либо изменения в свой режим.

Перевод Юлии Красинской   

Фото

Мнение редакции может не совпадать с мнением автора. В случае проблем со здоровьем не занимайтесь самолечением, проконсультируйтесь с врачом.

Нравятся наши тексты? Подписывайтесь на канал в Яндекс.Дзен.

Источник: https://organicwoman.ru/cirkadnye-ritmy/