- Хорошо известно, что все живое на Земле подчиняется Солнцу. Солнце всходит - раскрываются цветы, просыпаются люди, животные. Режим смены дня и ночи является фундаментальным для всего живого на Земле, объединяет живые организмы.
Ночью эпифизом (шишковидной железой) вырабатывается гормон, который называется мелатонин – гормон ночи. Пик его возникновения в организме приходится на время от 00:00 до 03:00 часов ночи. С возрастом продукция этого гормона снижается. Нарушение дневного-ночного режима приводит к тому, что происходят сбои в регуляции жизненных функций гормонов. Это укорачивает продолжительность жизни и может вести к опухолям.
Угнетение продукции мелатонина происходит при воздействии самых разных факторов окружающей среды. Прежде всего, проживание на севере страны, сменная работа, работа по ночам, воздействие электромагнитных полей (например, когда ночью работает компьютер), постоянное освещение, бессонница. С другой стороны, некоторые факторы, которые мы можем использовать для нормализации процессов нарушения выработки продукции мелатонина, способны предотвращать эти развития.
Ночная смена
Важно отметить, что сегодня в странах Западной Европы, Америке и России до 20% всех работающих имеют сменный график работы или работают по ночам. Это и медики, и полицейские, и работники нефтедобывающих предприятий, электростанций и т.д. Работа в ночное время подавляет продукцию мелатонина, таким образом увеличивается риск возникновения многих заболеваний – сердечно-сосудистых, нарушения цикла у женщин, ожирение, метаболический синдром, в несколько раз увеличивается риск язвенной болезни 12-перстной кишки и желудка. И самое неприятное - увеличивается риск развития рака.
Женщина, страдающая бессонницей более 4-х раз в неделю, рискует заболеть раком молочной железы в 4 раза быстрее, чем женщина, имеющая здоровый сон. Яркое освещение в спальне по ночам на 40% увеличивает риск развития рака молочной железы. Работа в ночную смену в течение 30 лет повышает на 40% риск развития рака у медсестер. Эти факты заставляют серьезно задуматься над своим здоровьем.
Интересны наблюдения за людьми, подверженными джетлагу (нарушения в организме при трансмеридиальных перелетах, когда человек меняет часовые пояса). У стюардесс и пилотов также увеличивается риск развития рака. Если провести эксперимент и чередовать свет и тьму не 12 часов, а каждые 8 часов, можно заметить, что это ускоряет развитие опухоли у животных. Нарушения циркадного ритма очень важно для сохранения продолжительности жизни и профилактики рака.
Световое загрязнение
Одна из серьезнейших проблем, которая сегодня занимает умы ученых – это проблема светового загрязнения. Действительно, если мы посмотрим на Землю из Космоса, то увидим, что наша планета ночью залита морем огней, концентрация их велика над большими городами. Исследованиями американских и израильских ученых за последние 3 года получены очень интересные эпидемиологические данные. Они наложили карту светового загрязнения на карту распределения зон концентрации опухолевых заболеваний. Такой эксперимент показал, что карта частоты развития рака молочной железы у женщин и рака предстательной железы у мужчин по 164 странам полностью совпадает с картой светового загрязнения. Это наблюдение очень важно, поскольку мы привыкли, что у нас свет горит и в доме, и на улице, и днем, и ночью.
Стоит отметить, что световое загрязнение в США резко возрастает. Очень интересные данные были получены при исследовании заболеваемости раком у жителей Аляски: коренное население Аляски значительно меньше страдало от заболеваний раком молочной железы, чем жители США на материковой части. За последние 30 лет заболеваемость увеличилась в 3 раза, это связано, в первую очередь, с индустриализацией, изменением образа жизни, потому что раньше люди жили без освещения, телевизоров, а сейчас пришла цивилизация, которая несет определенный груз заболеваний.
Мы проанализировали частоту заболеваемости раком в зависимости от места нахождения. Оказалось, что частота заболеваемости раком молочной железы и раком тела матки у женщин значительно выше на севере, чем на юге. Вызывает вопрос, почему это происходит. Рак желудка, шейки матки чаще встречается на юге - здесь имеет место инфекционная природа рака. У людей с низкой культурой, низким экономическим уровнем чаще возникает данное заболевание.
Зимняя спячка
В ходе исследований было обнаружено, что кибернация – зимняя спячка - снижает риск заболевания раком, вызываемого различными канцерогенами, повышает уровень мелатонина, потому что во время сна его пик значительно выше, чем днем. Важно отметить, что на сегодняшний день известно большое количество часовых генов, которые определяют суточные ритмы гормонов. Нарушение функций этих генов могут вызывать различные болезнетворные процессы. Например, выключение гена Период-2 уменьшает продолжительность жизни, выключает цикл, у животных наступает преждевременная менопауза, увеличивается риск развития опухоли.
Нарушение мутации в генах Clock вызывает ожирение, выключение репродуктивной функции и увеличение риска заболеваемости раком. Выключение гена БМН–1 вызывает катаракту, снижение мышечной массы, увеличение перекисного окисления липидов и выключение цикла. Природой созданы механизмы, которые вызывают те или иные заболевания.
Мы проводили опыты на мутантных мышах с выключенным геном Период-2. В одном возрасте (около года) контрольные мышки были покрыты густой шерстью, активны. У мышей, у которых выключен этот ген, имеет место облысение, поседение, они живут значительно меньше на 30-40%, у них чаще развиваются опухоли. У человека с раком молочной железы в 95% случаях нарушена экспрессия часовых ген. Это очень серьезная проблема, это может стать своего рода диагностическим тестом для выявления групп повышенного риска. Сегодня известно примерно 8 локализаций рака человека, сопряженных с нарушением экспрессии часовых ген.
Ученые поставили эксперименты по влиянию постоянного освещения на животных. Животным вводился канцероген, вызывающий рак молочной железы, в дозе, которая вызывает опухоль в 40% случаев. Если посадить животных после этой дозы канцерогена в условия круглосуточного освещения, то опухоль возникает в 60-80% случаев, значительно чаще и в 2 раза раньше, чем в обычных условиях. А если посадить их в темную комнату, когда включается только красный свет для ухода за животными, они живут значительно дольше, опухоли не возникают. Выключение света ночью защищает от рака.
Очень важно, что у первично слепых риск возникновения рака молочной железы снижен в 2 раза. Мы использовали мышей с трансгеном, который называется HIR2New – это онкоген, с экспрессией которого связано 40% заболеваемости раком. Если содержать животных с этим геном в условиях постоянного освещения, опухоль возникает намного чаще и достигает больших размеров. В этих опухолях подавляется экспрессия часового гена, который отвечает за циркадный ритм. Они быстрее стареют, у них быстрее выключается цикл. Если этим животным ввести мелатонин, то опухоли возникают значительно реже, позднее и большая часть их предотвращается. Таким образом, мы можем препятствовать развитию раковых процессов.
Мелатонин
Следует сказать, что был поставлен грандиознейший эксперимент в Петрозаводске. Этот город входит в зону белых ночей, это приполярный регион. Были подготовлены 4 комнаты. В одной содержались крысы при стандартном освещении (12 часов – день, 12 часов – ночь), в другой – постоянное освещение, были включены лампы дневного света в течение суток, в третьей комнате – была все время темнота, в 4 комнате был естественный световой режим Петрозаводска. Ученые посмотрели, что происходит с развитием опухоли. Оказалось, что старение ускоряется у животных, которые содержались при постоянном освещении или при естественном режиме освещения Петрозаводска.
У них быстрее выключался цикл, набирался вес, развивался метаболический синдром, было больше доброкачественных и злокачественных опухолей, продолжительность жизни укорачивалась. Если им вводили мелатонин в ночные часы, то опухоли возникали меньше. Если вводили пептид – эпифизо (искусственный пептид), стимулирующий продукцию мелатонина, препарат замедлял старение, вызванное постоянным освещением, препятствовал развитию опухоли.
Сегодня мы можем предотвратить неблагоприятное развитие процессов. Мы в нашей лаборатории исследовали разные модели канцерогенеза: не только рак молочной железы, но и рак толстой кишки. Оказывается, важно, когда вводить канцероген - поздно вечером или утром, в зависимости от этого, возникает различный эффект. Есть канцероген диметилгидрозин, который вызывает 100%-ый рак толстой кишки у крыс через полгода, если его вводить утром. Если вводить его вечером, то риск развития рака значительно уменьшается. Вечером организм устает, но повышается уровень мелатонина. Если животных содержать в условиях постоянного освещения после введения канцерогена, который вызывает опухоль кишки, опухоли возникают чаще и в большем количестве. Если при постоянном освещении вводить мелатонин, он резко тормозит развитие этих опухолей. Это очень важно для изучения влияния различных препаратов, предотвращающих развитие раковых болезней.
Мы исследовали разные ситуации. Оказалось, что постоянное освещение вызывает развитие многих локализаций. С другой стороны, применение мелатонина тормозит развитие опухолей рака молочной железы, толстой кишки, шейки матки, печени, кожи, подкожной клетчатки. Это может использоваться в медицине уже сегодня. Можно рекомендовать применение мелатонина для профилактики рака различных локализаций у жителей северных регионов, потому что они оказываются беззащитными перед воздействием сил природы - ведь белые ночи не отменишь.
Итак, важно отметить - свет ночью увеличивает риск развития рака, потому что он подавляет уровень мелатонина. Применение мелатонина защищает организм от развития опухоли. Молекулярный механизм этого процесса на сегодняшний день достаточно хорошо изучен. Применение воздействия солнечного света, подавляя уровень ночного мелатонина, снижает функцию теломер, нарушается регуляция клеточного цикла, увеличивается вероятность развития старения, метаболического синдрома и опухоли.
Применение экзогенного мелатонина препятствует этим процессам. Таким образом, эффект мелатонина сводится к нормализации суточных ритмов, антиоксидантному процессу, нормализации жироуглеродного обмена, снижению частоты рака и профилактике преждевременного старения.
Несколько лет тому назад, в октябре 2007 года, в Международном агентстве по изучению рака в Лионе рабочая группа экспертов проанализировала данные по влиянию светового режима на развитие опухоли у человека и животных и пришла к выводу, что сменная работа определенно способствует развитию рака у человека. Проблеме светового загрязнения посвящают свои номера такие серьезные журналы, как «Охрана окружающей среды» и другие. В некоторых странах в суд подают женщины, которые работали 30 и более лет медсестрами, потому что у них риск рака молочной железы связан со сменной работой, и суд присуждает работодателям выплачивать им компенсации.
Рекомендации
Таким образом, если мы знаем, что проживание на севере, сменная работа, хронический джетлаг, бессонница способствуют снижению уровня мелатонина и риску преждевременного старения и рака, то мы должны принять определенные меры, нужно всячески препятствовать этому. Например, спать в затемненной комнате, завешивать шторами окно, если за ним горит реклама или уличное освещение слишком ярко. Если закрыть помещение от проникновения света невозможно, необходимо спать с повязкой. Если это не помогает, нужно принимать мелатонин или пептиды, которые стимулируют продукцию мелатонина – это нормализует циркадные ритмы и препятствует как преждевременному старению, так и развитию опухоли. Можно сказать, что мелатонин – эпифиз – это биологические часы организма. Когда солнце высоко - тень коротка - мелатонина мало, ночью солнце спит – тень длиннее - мелатонина много. Соблюдение этого ритма очень важно для поддержания нормальной функции организма, профилактики преждевременного старения и развития опухоли.
Экономически эффект смены часового времени не столь велик, как ущерб, который наносится населению, как физически, так и психологически: нужно менять часы, расписание поездов, люди тревожатся, нервничают, находятся в стрессе. Ущерб от такого стресса значительно превышает экономический эффект, который якобы происходит от перевода стрелок туда-сюда, поэтому, я считаю, правильным, что отменили переход на зимнее время. Это скажется положительно и на здоровье, и на экономике в целом.
