Конкурс «Био/Мол/Текст»-2024/2025

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «Био/Мол/Текст»-2024/2025.

Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.

---

Партнер номинации — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

---

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

Биологические часы и наша тарелка

Многие из нас любят есть после полуночи — будь то перекус перед экраном смартфона, поздний ужин после работы или прием пищи во время ночной смены. Однако наши биологические часы, по-другому — циркадные ритмы, настроены на то, чтобы пищеварение и метаболизм работали наиболее эффективно в дневное время. Ночной прием пищи нарушает этот баланс, что может отрицательно сказаться на здоровье.

По данным Росстата, каждый пятый россиянин (22,6%) часто плотно ужинает перед сном [1]. Такая привычка может быть вызвана не только образом жизни, но и физиологическими особенностями: вечернее чувство голода часто усиливается после длительного дня, проведенного в стрессе или при нерегулярных приемах пищи.

При чем здесь циркадные ритмы?

Циркадные ритмы — это 24-часовые циклы организма, которые регулируют сон и бодрствование, температуру тела, уровня сахара в крови, выработку гормонов, обмен веществ и другие процессы. Они влияют на то, когда мы чувствуем себя усталыми или энергичными, когда лучше всего усваивается пища. Циркадные ритмы могут нарушаться из-за ночной работы, смены часовых поясов. Или просто потому, что человек засыпает и просыпается в разное время, сбивая свой режим дня. Это может приводить к метаболическим нарушениям, таким как диабет 2-го типа, ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, расстройства ЖКТ.

Циклы синхронизированы с естественным циклом света и тьмы. Днем организм активирует механизмы, поддерживающие высокую активность, включая способность усваивать пищу. Ночью же процессы, связанные с перевариванием и метаболизмом, замедляются, а акцент смещается на восстановление и сохранение энергии.

Почему это важно? Когда мы едим ночью, организм сталкивается с двойной нагрузкой: переваривать съеденное в период, когда пищеварительная система должна «отдыхать», и бороться с гормональными изменениями, вызванными нарушением биоритмов. Подробнее про связь между обменом веществ и циркадными ритмами можно почитать в этом материале [1].

Что наука думает о ночных перекусах?

Изменение времени приема пищи как стратегии для предотвращения хронических заболеваний редко изучалось в контролируемых условиях. Тем не менее, ряд исследований указывает на значимую роль режима питания связь между в регулировании таких метаболических явлений, как чувствительность к инсулину. Важно отметить, что этот гормон вырабатывается β-клетками поджелудочной железы и регулирует уровень глюкозы, а если выражаться популярным языком, сахара в крови.

Например, в исследовании группы ученых из Медицинского института Говарда Хьюза измерялась периферическая чувствительность к инсулину — способность клеток, например мышечных и жировых тканей, усваивать глюкозу из крови [2]. Когда этот показатель снижен, уровень глюкозы в крови, наоборот, повышен. Это может привести к развитию инсулинорезистентности — состоянию, при котором клетки организма, такие как мышцы, жировая и печеночная ткани, утрачивают способность эффективно реагировать на инсулин. Из-за этого нарушения глюкоза не может нормально проникать в клетки и накапливается в крови, что в долгосрочной перспективе становится «катализитаром» метаболических заболеваний.

Для оценки данного показателя используется «метод зажима». Это лабораторная методика, при которой пациенту одновременно вводят фиксированную дозу инсулина и глюкозы. Чем больше глюкозы можно ввести, тем выше чувствительность клеток и ниже инсулинорезистентность.

Вышеупомянутое исследование доказало, что нарушение циркадных ритмов влияет на чувствительность к инсулину [2]. Участники эксперимента подвергались исскуственному изменению режима сна и бодрствования. Это создавало условия, схожие с ночной работой или сменой часовых поясов (эффект джетлага). Результаты исследования продемонстрировали, что такие изменения приводят к сбоям в экспрессии генов: они становятся неактивными, либо наоборот, работают чрезмерно. В частности, такие изменения приводят к снижению чувствительности клеток к инсулину, что ухудшает способность клеток усваивать глюкозу и повышает уровень сахара в крови.

Исследование, проведенное группой ученых из университетов США и Австралии, также показало, что всего четыре дня имитации ночной работы приводили к значительному снижению чувствительности к инсулину [3]. Кроме того, отмечалось повышение уровня свободных жирных кислот, что ухудшало метаболизм глюкозы и могло способствовать развитию инсулинорезистентности. Эти данные подчеркивают важную роль циркадных ритмов в регуляции метаболических процессов и подтверждают, что кратковременные нарушения режима сна и бодрствования могут негативно влиять на здоровье.

Более того, испытание исследователей из центра клинических исследований при Бригаме и женской больницы в Бостоне продемонстрировало, что хроническая ночная работа влияет не только на чувствительность к инсулину [4].

Участники этого эксперимента прошли цикл из трех ночных и дневных рабочих смен, каждая из которых длилась 12 часов, а для восстановления между ними соблюдался перерыв той же продолжительности. Испытуемые питались идентичными блюдами, которые подавались в строго установленное время – в 8:00 и 20:00. Стоит отметить, что других приемов пищи в рамках эксперимента не было. Это позволило сравнить метаболические реакции в условиях синхронизации и десинхронизации циркадных ритмов.

Так, было обнаружено, что после ночных смен чувствительность к инсулину была ниже, чем после того же количества дневных. Толерантность к глюкозе, то есть способность организма поддерживать нормальный уровень сахара после приема пищи, также была хуже у испытуемых, работающих в позднее время. Эти изменения связаны с ранее упомянутой циркадной десинхронизацией — нарушением согласованности между внутренними биологическими часами организма и внешними факторами (световой цикл, режим сна и бодрствования, время приема пищи). Она может привести к следующим последствиям:

• Снижение качества сна;
• Нарушение обмена веществ;
• Повышение риска метаболических заболеваний;
• Ухудшение когнитивных функций и состояния психического здоровья [5].

Таким образом, предыдущие исследования неоднократно демонстрировали, что нарушения циркадных ритмов, возникающие вследствие работы в ночную смену или воздействия искусственного освещения в ночное время, оказывают существенное влияние на метаболизм глюкозы. Такие изменения приводят к снижению чувствительности клеток к инсулину и толерантности к глюкозе. Помимо этого, снижается инсулинорезистентность, в результате чего увеличивается риск метаболических заболеваний.

А что нового?

Недавний эксперимент, проведенный группой ученых из Южной Австралии, Университета Аделаиды и SAHMRI, подчеркнул важность времени приема пищи для работников ночных смен [6]. В нем участвовали 55 взрослых людей в возрасте 18–50 лет (32 мужчины, 23 женщины) с нормальным индексом массы тела, не имеющих опыта работы в ночную смену. Критериями исключения были наличие сообщенных самими участниками хронических заболеваний, психических расстройств или нарушений дыхания во сне. Испытание проходило в лаборатории сна — специализированном учреждении, где в течение шести дней контролировались световой и температурный режимы, график сна, физическая активность и время приема пищи. Примечательно, что в данном эксперименте впервые изучалось влияние трех различных режимов питания (голодание, перекусы и полноценные приемы пищи) во время ночной работы. Контрольная группа проходила два этапа физического скрининга для более детальной оценки соответствия критериям.

Участников случайным образом распределили на три категории: первая воздерживалась от еды ночью, вторая — перекусывала, а третья употребляла полноценные приемы пищи в поздние часы. Все потребляли одно и то же количество калорий и макронутриентов. Они бодрствовали в ночное время и спали днем, чтобы имитировать условия ночной смены. На четвертый день эксперимента у участников взяли образцы крови для оценки уровня глюкозы и инсулина.

Сравнивая результаты с исходными данными, исследователи выявили, что ночные перекусы и полноценные приемы пищи значительно ухудшали толерантность к глюкозе — способность организма поддерживать нормальный уровень сахара в крови после приема пищи. Те, кто не ел ночью, показали стабильный уровень сахара в крови благодаря повышенной выработке инсулина, что позволяло организму поддерживать метаболический баланс.

«Мы обнаружили, что уровень глюкозы в крови резко повышался у тех, кто плотно ужинал на ночь, и у тех, кто перекусывал, в то время как у людей, которые не ели на ночь, наблюдался рост секреции инсулина, который поддерживал уровень сахара в крови в норме», — поделился профессор Хейльбронн, один из авторов исследования [6].

Стоит заметить, что метод исследования отличался строгостью и контролем, но у него имеются ограничения. Эксперимент включал только здоровых взрослых с нормальным индексом массы тела, не работавших ранее в ночные смены. Это позволило изучить эффект питания в ночное время изолированно, ограничивая возможность применения результатов к людям с хроническими заболеваниями. Кроме того, испытание длилось всего шесть дней и, хотя этого достаточно для выявления острых изменений метаболизма, долгосрочные последствия регулярных ночных перекусов проследить нельзя.

На пути к здоровому будущему

«Мы знаем, что у работников посменной работы чаще бывает диабет, у них чаще бывают болезни сердца, и у них чаще бывает избыточный вес. Наше исследование показывает, что время приёма пищи может быть одним из основных факторов, вызывающих эти проблемы», — австралийские ученые подчеркивают, что важно избегать поздние приемы пищи для поддержания здорового метаболизма [6]. В будущем исследователи планируют изучить возможность использования исключительно белковых перекусов во время ночных смен. Это, вероятно, позволит выяснить, могут ли такие перекусы эффективно утолять голод, не вызывая негативных последствий для уровня сахара в крови и общего состояния работников. В перспективе данные могут лечь в основу новых рекомендаций по ночному питанию, что поможет снизить риск развития диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

Литература

1. Найдена связь между обменом веществ и циркадным ритмом;
2. Jakob Wefers, Dirk van Moorsel, Jan Hansen, Niels J. Connell, Bas Havekes, et. al.. (2018). Circadian misalignment induces fatty acid metabolism gene profiles and compromises insulin sensitivity in human skeletal muscle. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 115, 7789-7794;
3. R. Bescos, M. J. Boden, M. L. Jackson, A. J. Trewin, E. C. Marin, et. al.. (2018). Four days of simulated shift work reduces insulin sensitivity in humans. Acta Physiologica. 223;
4. Christopher J. Morris, Taylor E. Purvis, Joseph Mistretta, Frank A. J. L. Scheer. (2016). Effects of the Internal Circadian System and Circadian Misalignment on Glucose Tolerance in Chronic Shift Workers. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 101, 1066-1074;
5. Beeke Peters, Janna Vahlhaus, Olga Pivovarova-Ramich. (2024). Meal timing and its role in obesity and associated diseases. Front. Endocrinol.. 15;
6. Stephanie Centofanti, Leonie K. Heilbronn, Gary Wittert, Jillian Dorrian, Alison M. Coates, et. al.. (2025). Fasting as an intervention to alter the impact of simulated night-shift work on glucose metabolism in healthy adults: a cluster randomised controlled trial. Diabetologia. 68, 203-216.