Восход и закат Солнца — явления, к которым мы давно привыкли. Они сопровождают нашу повседневную жизнь, оставаясь почти незаметным фоном. Между тем они связаны с работой человеческого организма гораздо теснее, чем принято думать. Эти связи многообразны и затрагивают важнейшие системы, от которых напрямую зависят физическое самочувствие и психоэмоциональное состояние человека. Что же известно о сезонных изменениях параметров здоровья и как можно помочь организму в зимний период? Сегодня в День зимнего солнцестояния расскажем об этом в нашем материале.
Что такое день зимнего солнцестояния?
Наклон оси вращения Земли по отношению к плоскости её орбиты приводит к неравномерному поступлению солнечной радиации на поверхность планеты в разные сезоны. Кроме этого, существуют значительные отличия в инсоляции между экваториальными и полярными широтами. В этом виновна шарообразная форма нашей планеты, из-за которой лучи солнца падают на ее поверхность под разными углами.
Мы с вами живем в Северном полушарии, где начало астрономической осени приходится на день осеннего равноденствия, а точнее — 22 (23) сентября. В это время продолжительность дня и ночи одинакова и составляет 12 часов — оптимальное соотношение для человеческого организма.
Но этот комфорт существует лишь несколько суток, так как мы неумолимо движемся к дате зимнего солнцестояния, которая совпадает с началом астрономической зимы — 21 декабря. Например, в Москве, а это 55º северной широты, уже к 20 октября продолжительность светового дня сокращается до 10 часов, а в декабре солнечный свет можно наблюдать всего 7 часов в сутки. На широте Архангельска солнце в это же время светит около 4 часов, а в Норильске оно и вовсе не показывается над горизонтом: уже в конце ноября в этом городе наступает полярная ночь.
Получается, что жители нашей страны, как и других регионов планеты, расположенных в умеренных и арктических широтах, находятся в условиях дефицита солнечного освещения или даже полного его отсутствия во время астрономических осени и зимы – в период с 22 сентября по 22 марта. При этом общее сокращение уровня инсоляции происходит не только из-за падающей продолжительности светового дня, но и по ряду других причин: низкое положение солнца над линией горизонта, высокая облачность, частые осадки. Таким образом, в осенние и зимние месяцы умеренные широты испытывают колоссальный дефицит солнечного света.
Дефицит естественного освещения — инсоляции нередко проявляется в виде снижения энергии и работоспособности, повышенной раздражительности, эмоциональной нестабильности, а также нарушений в работе сердечно-сосудистой системы. Для России эта проблема имеет особое значение: значительная часть территории страны расположена севернее Северного тропика, а почти пятая часть — за Полярным кругом, где нехватка солнечного света ощущается особенно остро.
Что такое циркадные ритмы
Суточное вращение планеты служит основой для циркадного ритма, которому подчинены все важные процессы в нашем организме – от синтеза гормонов и ферментов до работы органов и систем. Солнечный свет, попадая на сетчатку глаза, считывается зрительными рецепторами, которые передают информацию в различные отделы мозга. В темное время суток функционируют другие механизмы, которые также являются частью этого уникального цикличного процесса продолжительностью 24 часа.
Неожиданные данные были получены во время эксперимента по изоляции людей от яркого солнечного света. Оказалось, что суточный ритм при равномерном тусклом освещении остается примерно таким же и укладывается в среднем в 24 часа. На основании этого, а также лабораторных экспериментов с животными были сделаны выводы о генетической природе циркадного ритма. Генами и сложными молекулярными процессами регулирования циркадных ритмов на протяжении десятилетий занималась группа американских ученых, которые в 2017 году стали лауреатами Нобелевской премии.
Генетическую основу циркадных ритмов подтверждают и люди, имеющие нарушения зрения и световосприятия в целом: все процессы в их организме выстроены в соответствии с циклом длиной в 24 часа. Кстати, путешественники, впервые зимовавшие в Арктике в условиях полярной ночи, отмечали интересные факты из жизни коренного населения. Эскимосы Гренландии не испытывали никаких особых сложностей с приходом полярной ночи. Упадок сил, плохое настроение, мрачные мысли, сонливость — ничего этого не наблюдалось у аборигенов, которые продолжали вести привычный образ жизни.
Охота, рыбалка, работы по поддержанию жизни стойбища — все эти процессы происходили ежедневно, в соответствии с многовековым укладом жизни. Получается, что природа создала дополнительные механизмы, отвечающие за постоянство этого ритма, которые закреплены в генах и могут успешно работать вне зависимости от наличия или отсутствия естественного солнечного света? Все верно, но это не означает, что данный ритм невозможно нарушить.
Кратковременные сбои в работе циркадного ритма все же наблюдаются, например, при смене часовых поясов. В некоторых странах практикуют перевод часов на летнее и зимнее время: это имеет некоторый экономический эффект, но неблагоприятно сказывается на здоровье людей. Кроме того, нарушения в суточном ритме происходят при наличии яркого искусственного освещения в ночное время: от этого страдают представители профессий со сменным графиком работы. Кстати, космонавты на МКС, наблюдающие рассветы и закаты несколько раз в сутки, также в зоне риска.
Интересно, что в ходе экспериментов по пребыванию группы людей без солнечного света, где каждый мог сам регулировать поступление искусственного света и включать его по своему желанию, у испытуемых произошел сбой циркадного ритма: «искусственные сутки» стали длиннее и составили в среднем 25 часов. Можно говорить о том, что этот ритмичный процесс способен к саморегуляции без естественного солнечного света, но хаотичное поступление яркого искусственного света нарушает равновесие в системе. Специалисты отмечают, что яркое искусственное освещение в темное время суток становится важным фактором, влияющим на здоровье людей в крупных городах. А световое загрязнение среды негативно влияет на организм, провоцируя сбои в работе циркадного ритма и ряд других проблем.
Примечательно, что избыток естественного света также провоцирует сбой циркадных ритмов. Если зимой, на фоне недостатка солнечного света в организме человека падает скорость обменных процессов и наблюдается угнетение работы центральной нервной системы, то летом в нашем теле запускаются обратные процессы. Обмен веществ работает активнее, улучшается усвоение витаминов и микроэлементов, а гормональный фон снижает риск набора лишнего веса. В это же время световой день длиной более 12 часов влияет на работу центральной нервной системы. Мы активны, легко и быстро встаем по утрам, но при этом могут возникнуть проблемы со сном: время заката смещается на более поздние часы, выработка мелатонина задерживается и сокращается время полноценного сна.
На какие процессы в организме влияет дефицит солнечного света?
- Серотонин и хорошее настроение. В первую очередь стоит рассказать о гормоне под названием серотонин, выработка которого в организме тесным образом связана с наличием яркого солнечного света. Этот гормон является важным нейромедиатором, который отвечает за нормальное функционирование головного мозга, влияет на формирование эмоционального фона и регулирует широкий спектр обменных процессов в теле человека. Исследования уровня серотонина выявили тесную связь между выработкой этого гормона и продолжительностью светового дня: оказалось, что в зимний период его содержание в организме понижается. Многочисленные исследования показывают, что сезонные нарушения психического здоровья людей тесно связаны со снижением уровня серотонина в организме. В англоязычной медицинской литературе даже существует специальный термин для обозначения подобных отклонений — сезонное аффективное расстройство.
- Мелатонин и режим сна. Другой интересный гормон — мелатонин, который отвечает за правильный режим сна и бодрствования. В оптимальных для человека условиях, когда продолжительность дня и ночи примерно одинаковы, мелатонин начинает вырабатываться с наступлением темноты, а его синтез прекращается перед рассветом. В условиях, когда время рассвета и заката меняется со сменой сезонов года, этот удивительный механизм может дать сбой. Люди не высыпаются, не могут быстро встать утром и не чувствуют себя бодрыми после сна. Ученые выяснили, что мелатонин вырабатывается в том числе и при участии серотонина: получается, что эти гормоны связаны друг с другом, и при падении уровня серотонина может страдать процесс синтеза мелатонина. Выработка мелатонина осуществляется в темноте и является важной составляющей циркадного ритма, о котором мы говорили раньше.
- Обмен веществ в организме. Не только хорошее настроение и здоровый сон зависят от поступления солнечного света. Оказалось, что обмен веществ во всем организме также связан с этим фактором. Как показали клинические испытания, а также исследования здоровья людей, переехавших на Крайний Север, при недостаточном освещении ухудшается усвоение витаминов и минералов, происходит сбой в регулировании аппетита, что в свою очередь приводит к набору лишнего веса и снижению иммунитета. Стоит упомянуть и о витамине D, недостаток которого чаще всего диагностируется осенью и зимой. Его синтез происходит в коже под воздействием прямых солнечных лучей. Но ученые полагают, что значительная его часть все же поступает в организм из продуктов питания, поэтому не стоит говорить о ведущей роли солнечного света в получении витамина D.
Что делать, чтобы «пережить» зиму?
Итак, мы выяснили, что циркадные ритмы имеют внутренние механизмы саморегуляции, но вопрос с серотонином, мелатонином и замедленным обменом веществ остается открытым. Жителям умеренных и арктических широт необходимо дополнительно поддерживать свой организм во время осенне-зимнего сезона, чтобы компенсировать недостаток солнечного света. И хотя ученые до сих пор продолжают изучение вопросов адаптации, уже сегодня мы знаем несколько способов, которые помогут с минимальными потерями «пережить» зиму.
- Двигайтесь больше!
К счастью, серотонин продуцируется не только за счет воздействия солнечного света, но и во время физических упражнения. Активные виды зимнего спорта, тренажерный зал, бассейн, студия танцев и просто длительные прогулки пешком – полезна любая физическая активность, которая будет регулярной на протяжении всего осенне-зимнего периода.
- Ловите солнце!
Если синоптики обещают яркую солнечную погоду, запланируйте прогулку на улице. Даже кратковременное пребывание на ярком солнце в обеденный перерыв будет иметь значимый положительный эффект и активизирует выработку серотонина. Поскольку рассвет сдвигается на более поздние часы, специалисты советуют после пробуждения включать яркий искусственный свет. Его воздействие останавливает синтез мелатонина и стимулирует выработку ряда гормонов, отвечающих за активность головного мозга и всего организма. В последнее время популярны часы-будильники со световым механизмом, имитирующим рассвет и яркое солнце в утренние часы. Но точных научных данных, подтверждающих их благоприятное воздействие на здоровье пока нет.
- Следите за режимом!
О пользе правильного питания говорят все, поэтому не будем на этом останавливаться подробно, лишь напомним, что сбалансированный рацион действительно важен. Когда время рассвета и заката изменяется ежедневно, необходимо особенно четко следить за режимом сна и бодрствования. Конечно, внутренний циркадный ритм нам помогает, но лучше ложиться спать и просыпаться в одно и то же время каждый день. Не забываем и о световом загрязнении окружающего пространства: экраны компьютеров, гаджетов, бытовые приборы со световыми датчиками, работающие вечером, — все они отодвигают синтез мелатонина на более поздние, ночные часы.
Итак, благополучно пережить зимний период возможно, если знать о том, как помочь организму. Скорее всего, придется пересмотреть свой образ жизни, но результат того стоит. Физическая активность, строгий режим сна и отказ от ненужных продуктов войдут в привычку и, несомненно, принесут пользу.
Автор текст Ольга Фролова
Изображение на обложке: Freepik
