Биологические ритмы: изменения в организме зимой

Фотопериодизм – это реакция растений и животных на суточный ритм освещенности. Способность измерять длину дня позволяет живым существам определять время года и подстраиваться к изменяющимся условиям. Конкретные механизмы, которые лежат в основе измерения длины дня, не до конца изучены. Однако достоверно известно, что изменение времени года влияет на массу тела, иммунитет и психику людей.

Как человеческий организм отличает зиму от лета?

Изменения в длине дня слабо важны для большинства животных, однако помогают безошибочно определять сезон года. Существует 2 источника информации, по которым человеческий организм отличает зиму от лета:

• продолжительность светового дня;
  
• соотношение между темным и светлым временем суток.
  

Шишковидная железа (часть головного мозга) отвечает за определение времени года у млекопитающих. Удаление шишковидной железы полностью лишает человека способности отличать сезонные изменения. Информация о свете поступает в мозг через глаза. Через гипоталамус сообщение с помощью нервных клеток передаётся в шишковидную железу, которая высвобождает мелатонин.

Мелатонин – гормон сна, который образуется у человека преимущественно в ночное время суток. Максимальная концентрация мелатонина наблюдается в 2 часа ночи.

Продолжительность этого ночного «пика» изменяется обратно пропорционально длине дня у нескольких видов животных, включая людей.

Результаты, полученные у овец и у сибирских хомяков, подтверждают важность мелатонина в регуляции «сезонных ритмов». Аналогичные исследования подтверждают, что концентрация мелатонина является «критическим» физиологическим параметром, обеспечивающим информацию о сезоне года.

Почему зимой люди быстро набирают вес?

При наступлении зимы человеческий организм существенно меняет собственную работу, чтобы выжить в суровые дни. Изменения в физиологии играют решающее значение как в увеличении выживаемости, так и уменьшения долгосрочных последствий для здоровья.

Для преодоления дефицита пищи человеческий организм, который встречался в древние времена, выработал 2 механизма адаптации:

• увеличение массы тела;
  
• уменьшение массы тела.
  

В первом случае накопленные запасы жира человек использовал для восполнения недостатка питательных веществ. Во втором случаеснижение весаспособствовало уменьшению потребности в энергии для поддержания общей массы тела. Обе стратегии энергосбережения эффективно спасали людей в зимнее время года.

Как изменяется иммунитет в зимнее время года?

Переход от осени к зиме проявляется изменениями в различных аспектах работы иммунной системы. Короткая длина дня обычно усиливает многие типы иммунных реакций в лаборатории, хотя другие специфические защитные функции подавляются.

Усиленная иммунная защита в коротком периоде светового дня противодействует стрессовым последствиям зимних условий, включая снижение доступности пищи и повышенные требования к выработке тепла. Это явление «сезонной пластичности» в иммунной системе сохраняется и наблюдается у большинства людей.

Большинство аспектов приобретенной иммунной системы, т.е. способности распознавать чужеродные молекулы (вирусы, бактерии),увеличиваются при уменьшении светового дня. Однако большинство аспектов врожденного иммунитета, включая воспалительные реакции, уменьшаются в зимний период времени.

Сезонная пластичность в иммунной системе поднимает важный концептуальный вопрос: «Почему иммунные ответы всегда изменяются в зависимости от сезона?».

В весеннее и раннее летнее время года мелкие млекопитающие вкладывают значительные средства в поведенческие и физиологические издержки, связанные с размножением. Однако в зимнее время, когда успешное размножение, как правило, невозможно, «энергетические» инвестиции смещены в сторону иммунной системы.

Какие расстройства настроения чаще встречаются зимой?

Чрезмерное возбуждение или грусть чаще встречаются в зимний период года.

Изменение потребления пищи, снижение мотивации (депрессия), а также повышенная тревожность наблюдаются не только у человека, но и грызунов.

Недавние исследования выявили несколько видов грызунов, которые были дословно «депрессивными» и тревожными при наступлении зимы. У сибирских хомячков усиливаются депрессивные реакции, а у леммингов – тревожные.

У человека изменения неспецифичны: в исследованиях отмечалось усиление преимущественно депрессивных настроений.