Потеря сна и иммунная система

 

Вспомните, как вы в последний раз страдали от гриппа. Отвратительно, не правда ли? Течет из носа, ноют кости, горло воспалено, вы сильно кашляете, у вас абсолютно нет сил. Скорее всего, вам хотелось только одного – свернуться калачиком в постели и заснуть. Это и следовало сделать. Вашему организму необходимо погрузиться в оздоравливающий сон. Между вашим сном и иммунной системой существует тесная двунаправленная связь.

Сон борется с инфекцией и болезнью, используя все виды оружия из вашего иммунного арсенала, и накрывает вас защитной оболочкой. Когда вы все же заболеваете, иммунная система тут же начинает воздействовать на систему сна, чтобы добиться постельного режима и активировать военные действия против хвори. Сократите сон хотя бы на одну ночь, и недосып грубо сорвет с вас этот невидимый костюм иммунной защиты.

Не имея возможности массово использовать ректальный термометр в исследованиях сна для измерения внутренней температуры тела, мой добрый коллега доктор Арик Пратер из Калифорнийского университета в Сан‑Франциско, заменив этот специфический прибор обычными часами, решился на один из самых неприятных, на мой взгляд, экспериментов. В течение недели он замерял время сна у более чем 150 здоровых мужчин и женщин. Затем он изолировал испытуемых и начал вводить им в носовые ходы живую культуру обычного риновируса. Должен отметить, что все участники эксперимента заранее дали свое согласие на это издевательство над собственными носами.

Как только вирус прижился в ноздрях добровольцев, Пратер на неделю переселил их в лабораторию, держа под постоянным наблюдением. С помощью частых заборов образцов крови и слюны доктор оценивал степень иммунной реакции, кроме того, он собирал у участников почти каждую каплю носовой слизи. Пратер заставлял испытуемых сморкаться, взвешивая, упаковывая и снабжая ярлыком каждую выделенную каплю, а затем все эти биоматериалы тщательно изучала его исследовательская команда. Изучив иммунные антитела крови и слюны, а также среднее количество слизи, выделенной волонтерами, Пратер смог определить, кто из них действительно заболел.

Пратер заранее разделил участников на четыре подгруппы на основании количества сна, которое они получали в течение недели до того, как были заражены вирусом: менее пяти часов сна, от пяти до шести часов сна, от шести до семи часов сна, семь и более часов сна. Сразу же проявилась явная линейная связь с заболеваемостью. Чем меньше человек спал до столкновения с вирусом, тем больше у него было шансов заразиться и схватить простуду. У тех, кто спал в среднем пять часов, уровень заболеваемости составил почти 50 %. У тех же, кому довелось поспать семь часов и более, заболеваемость составила всего 18 %.

Учитывая, что инфекционные заболевания, такие как обычная простуда, грипп и пневмония, находятся среди основных причин смертности в развитых странах, врачи и правительства поступили бы правильно, если бы подчеркнули крайнюю важность полноценного сна во время эпидемии гриппа.

Возможно, вы один из тех ответственных людей, которые делают прививку от гриппа каждый год, повышая собственную сопротивляемость и усиливая иммунитет вашего сообщества. Однако прививка от гриппа эффективна лишь в том случае, если ваш организм действительно реагирует на нее, вырабатывая антитела.

Замечательное открытие, сделанное в 2002 году, убедительно продемонстрировало, что сон серьезно увеличивает ваш ответ на вакцину против гриппа. В ходе исследования одной группе здоровых молодых людей было позволено спать только четыре часа в сутки на протяжении шести ночей, а вторая группа в течение того же времени спала по семь с половиной – восемь с половиной часов. К концу шестого дня всем испытуемым сделали прививку от гриппа. В последующие дни исследователи брали образцы крови, чтобы выяснить, насколько успешно организмы этих людей вырабатывают антитела, и таким образом определить эффективность вакцинации.

Участники, спавшие в течение недели перед прививкой от семи до девяти часов, вырабатывали достаточное количество антител, что свидетельствовало о крепкой, здоровой иммунной системе. В группе урезанного сна выработка антител составила менее 50 % от показателей их хорошо высыпавшихся собратьев. Аналогичные последствия чрезмерного дефицита сна были также зафиксированы и в случае применения вакцин от гепатита A и B.

Возможно, иммунная реакция была бы более активной, если бы у людей, лишенных сна, имелась возможность выспаться? Это привлекательная мысль, но ошибочная. Даже если предоставить человеку две или три недели восстановительного сна, чтобы нивелировать вред только одной недели дефицита сна, у него все равно не разовьется полная иммунная реакция на прививку от гриппа. Более того, у участников таких экспериментов даже после недолгого ограничения сна сокращение определенных иммунных клеток может наблюдаться и год спустя. Как и с влиянием депривации сна на память, если вы в какой‑то момент упускаете благоприятное влияние сна, – в данном случае касающееся иммунной реакции на сезонный грипп, – вы не восстановите упущенное, просто пытаясь отоспаться. Ущерб нанесен, и некоторая его часть может остаться с вами и через год.

Неважно, в какой иммунологической ситуации вы оказались, готовитесь ли к вакцинации для укрепления иммунитета или пытаетесь мобилизовать иммунную реакцию для отражения вирусной атаки, полноценная ночь сна остается вашим неколебимым союзником.

Не нужно добиваться хронического недосыпа, чтобы до предела ослабить иммунную систему, и в этом случае уместным становится вопрос о раке. Естественные киллерные клетки (NK‑клетки) – мощный элитный отряд в шеренгах вашей иммунной системы. Считайте эти клетки агентами секретной службы вашего организма, в обязанность которых входит выявление опасных чужеродных элементов и их уничтожение – клетки 007, если угодно.

К таким чужеродным объектам, на который нацеливаются естественные киллерные клетки, относятся клетки злокачественной (раковой) опухоли. NK‑клетки, вскрыв раковую клетку, вводят в нее белок, который может ликвидировать эту злокачественность. Следовательно, вам нужно постоянно иметь при себе комплект сильных иммунных клеток, способных действовать как Джеймс Бонд. Но если вы спите недостаточно, такого комплекта у вас нет и не будет.

Доктор Майкл Ирвин из Калифорнийского университета в Лос‑Анджелесе провел знаковые исследования, показавшие, как быстро и всеобъемлюще даже короткий период дефицита сна может повлиять на ваши иммунные клетки, сражающиеся с раком. На примере здоровых молодых мужчин Ирвин продемонстрировал, что единственная ночь четырехчасового сна – например, с трех ночи до семи утра – уничтожала 70 % естественных киллерных клеток, циркулирующих в иммунной системе, по отношению к тому количеству, которое наблюдается после ночи восьмичасового сна. В этом случае вы оказываетесь в весьма драматическом состоянии иммунной недостаточности, которое может накрыть вас даже после одной ночи плохого сна. Легко представить, насколько ослаблен ваш иммунный арсенал, сражающийся с раковыми клетками, после недели короткого сна, не говоря о месяцах или даже годах.

Нам и не нужно этого представлять. Несколько широкоизвестных эпидемиологических исследований выявили, что работа в ночную смену и нарушение циркадных ритмов и сна, к которым она приводит, значительно увеличивают вероятность развития разнообразных форм рака. В настоящее время такая связь установлена с раком груди, простаты, стенки матки, или эндометрия, и раком толстой кишки.

Потрясенная убедительностью накопленных доказательств, Дания недавно стала первой страной, где женщинам на спонсируемых государством должностях, к примеру медсестрам и стюардессам, выплачивают компенсацию за развившийся у них рак груди после долгих лет работы в ночную смену. Несмотря на научные данные, правительства других стран, в частности Великобритании, пока сопротивляются аналогичным юридическим требованиям и отказываются выплачивать компенсацию.

С каждым годом исследований развитие все большего количества видов злокачественных опухолей связывают с недостатком сна. Большое европейское исследование с участием почти 25 000 человек показало, что по сравнению с полноценным восьмичасовым сном сон продолжительностью меньше шести часов на 40 % повышает риск развития рака. Сходные связи были обнаружены в исследовании, которое в течение 11 лет отслеживало здоровье более чем 75 000 женщин.

Как именно и почему сокращение короткого сна провоцирует развитие рака, тоже становится понятно. Отчасти проблема восходит к возбуждающему влиянию симпатической нервной системы, поскольку недостаток сна заставляет ее переходить в режим интенсивной работы. Наращивание уровня симпатической нервной активности провоцирует излишнюю и непрерывную реакцию воспаления со стороны иммунной системы. В условиях реальной угрозы короткий скачок активности симпатической нервной системы часто запускает такую же мгновенную реакцию со стороны воспалительной активности, которая весьма полезна в ожидании потенциального физического ущерба (представьте схватку с диким животным или соперничающим племенем гоминид). Однако воспаление имеет и темную сторону. Оставаясь включенным, без естественного возвращения к состоянию покоя, неспецифическое состояние хронического воспаления вызывает многочисленные проблемы со здоровьем, включая относящиеся к онкологии.

Известно, что некоторые виды рака используют эту воспалительную реакцию себе на пользу. Например, некоторые раковые клетки могут приманивать воспалительные факторы в опухоль, чтобы стимулировать рост кровеносных сосудов, которые будут активно снабжать злокачественное новообразование питательными веществами и кислородом. Опухоли также могут использовать воспалительные факторы, чтобы ускорить дальнейшее разрушение и способствовать мутации ДНК собственных раковых клеток, повышая мощность опухоли. Воспалительные факторы, связанные с депривацией сна, могут также способствовать распространению раковых клеток и закреплению части опухоли на других участках. Такое явление называется метастазом – это термин, обозначающий момент, когда раковая опухоль разрывает границы, в которых она возникла, и начинает распространяться на другие участки.

Как показали недавние исследования доктора Дэвида Гозала из Чикагского университета, нехватка сна способствует именно этим процессам, усиливающим и распространяющим рак. В своем опыте доктор вводил мышам злокачественные клетки, а затем на протяжении четырех недель отслеживал рост опухоли. В течение этого времени половине мышей позволяли спать нормально, а сон остальных периодически прерывали, что снижало общее качество сна.

У мышей, лишенных сна, скорость роста раковой опухоли составила 200 % по сравнению с нормально спавшими грызунами. Во время своих публичных выступлений я часто показываю фотографии опухолей мышей из этих подопытных групп, хотя мне это очень неприятно. Как правило, снимки огромных опухолей, развившихся у мышей, спавших прерывистым сном, вызывают бурную негативную реакцию: зрители инстинктивно прижимают руки к губам или же просто отворачиваются.

Потом я рассказываю, что после вскрытия подопытных животных Гозал обнаружил, что опухоли мышей, испытывавших недостаток сна, вели себя гораздо агрессивней и распространили метастазы на окружающие органы, ткани и кости. При своевременном диагнозе современная медицина может успешно бороться с раковыми заболеваниями, но, когда опухоль метастазирует, чему, безусловно, способствует депривация сна, медицинское вмешательство зачастую становится неэффективным, и уровень смертности повышается.

В последующие годы Гозал, изучая депривацию сна, внес еще больший вклад в понимание механизма, ответственного за злокачественное состояние. Проведя ряд исследований, Гозал выяснил, что иммунные клетки, так называемые опухоль‑ассоциированные макрофаги, – одна из основных причин, которые способствуют развитию рака при дефиците сна. Он обнаружил, что депривация сна снижает количество макрофагов разновидности M1, которые обычно помогают бороться с раком, и в то же время увеличивает количество альтернативных макрофагов M2, которые способствуют развитию рака. Такое сочетание помогло объяснить разрушительное канцерогенное воздействие, отмеченное у мышей с нарушенным сном.

Таким образом, плохое качество сна повышает риск развития рака, а в случае возникновения заболевания поставляет ядовитое удобрение, обеспечивающее его быстрое и более угрожающее развитие. Недостаток сна подпитывает рак, как бензин – затухающий костер. Вы можете считать меня паникером, но научные доказательства, связывающие нарушение сна и развитие рака, настолько убийственны, что Всемирная организация здравоохранения официально классифицировала работу в ночную смену как «вероятно канцерогенную».

 

Потеря сна, гены и ДНК

 

Если увеличения риска возникновения и развития болезни Альцгеймера, рака, диабета, депрессии, ожирения, гипертонии и сердечно‑сосудистых заболеваний вам недостаточно, чтобы забеспокоиться, то стоит отметить, что хронический недосып разрушает саму основу биологической жизни – генетический код и инкапсулирующие его структуры.

Каждая клетка вашего тела имеет внутреннюю сердцевину, или ядро. Внутри этого ядра в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) находится бо́льшая часть вашего генетического материала. Молекула ДНК предстает в виде красиво скрученных полосок, напоминающих винтовую лестницу в богатом доме. Сегменты этих полос предоставляют конкретные конструкционные шаблоны, которые дают указания вашим клеткам выполнять определенные функции. Эти отдельные сегменты называются генами. Как мы дважды кликаем мышкой, открывая в Microsoft Word файл на своем компьютере и отправляя его на принтер, так и гены, когда активируются и читаются клеткой, запускают процесс, при котором распечатываются биологические продукты – ферменты, которые способствуют пищеварению, или протеины, которые помогают укрепить цепочку памяти в мозге.

Все, что вызывает разброд и шатание среди генов, может иметь самые негативные последствия. По ошибке такие малоэкспрессивные или сверхэкспрессивные отдельные гены могут продуцировать биологические продукты, которые провоцируют развитие таких заболеваний, как деменция, рак, сердечно‑сосудистые проблемы и иммунная дисфункция. Добавьте сюда дестабилизирующую силу депривации сна.

Стабильная регуляция тысяч генов зависит от последовательного и достаточного сна. Лишите мышь сна всего лишь на сутки, как это делали исследователи, и активность этих генов упадет на целых 200 %. Как упрямый файл, который не хочет отправляться на печать, эти сегменты ДНК, если вы не одарите их достаточным сном, не переведут свой командный код в печатное действие и откажутся давать мозгу и телу то, что им необходимо.

Доктор Дерк‑Ян Дейк, который руководит Суррейским центром исследования сна в Англии, показал, что влияние недостаточного сна на генетическую активность людей не менее впечатляющее, чем в случае мышей. Дейк и его продуктивная команда исследовали экспрессию генов у группы здоровых молодых людей, сон которых на протяжении недели был ограничен шестью часами за ночь. Все это время волонтеры находились под строгим лабораторным контролем. Спустя неделю активность сильных генов 711 исказилась по сравнению с профилем генетической активности тех же самых людей, спавших по восемь с половиной часов в сутки в течение недели.

Интересно, что воздействие осуществлялось в обоих направлениях: примерно половина генов 711 из‑за потери сна оказалась аномально повышена в своей экспрессии, в то время как экспрессия второй половины значительно уменьшилась или полностью прекратилась. Среди увеличенных генов оказались те, которые были связаны с хроническим воспалением, клеточным стрессом и различными факторами, вызывающими сердечно‑сосудистые заболевания. А вот те гены, которые поддерживают стабильный обмен веществ и оптимальный иммунный отклик, попали в число уменьшившихся. Последующие исследования обнаружили, что сокращение короткого сна ослабляет активность генов, регулирующих холестерин. В частности, недостаток сна вызывает падение липопротеинов высокой плотности (ЛВП), профиль которых последовательно связывался с сердечно‑сосудистыми заболеваниями[45].

Недостаточный сон не только изменяет активность и считывание ваших генов, он атакует саму физическую структуру вашего генетического материала. Спиральные нити ДНК в ваших клетках плавают вокруг ядра, накрепко закручиваясь в хромосомы, подобно тому, как отдельные нити свивают вместе, чтобы изготовить крепкие шнурки для ботинок. И так же, как в шнурках, концы ваших хромосом должны быть защищены колпачком, или ограничивающим наконечником. У хромосом такой защитный колпачок называется теломерой. Если теломера будет повреждена, спирали ДНК оказываются незащищенными, а генетический код – уязвимым и неработоспособным, как изношенный шнурок без наконечника.

Чем меньше спит человек и чем хуже качество его сна, тем сильнее разрушаются основные элементы теломер. Таковы результаты целого ряда недавно опубликованных исследований с участием тысяч взрослых в возрасте от сорока до шестидесяти, которые проводились независимыми командами исследователей по всему миру[46].

Остается установить, является ли эта связь причинной. Хотя специфическая природа повреждения теломеры, вызванная коротким сном, в настоящее время становится ясной. Это явление может мимикрировать под старение или преждевременную дряхлость. То есть два человека одного года рождения покажутся людьми разного возраста, если только у одного из них здоровые теломеры. Если один человек регулярно спит пять часов за ночь, в то время как другой – семь часов, второй будет казаться моложе в силу того, что первый искусственно состарится раньше своих календарных лет.

Генная инженерия животных и генетически модифицированные продукты – актуальные темы, вызывающие многочисленные эмоциональные споры. ДНК занимает особую, почти божественную позицию, запредельную для человеческих умов, как либеральных, так и консервативных. Нам следовало бы быть столь же непримиримыми к дефициту сна. Постоянное недосыпание, которое для определенной категории людей становится добровольным выбором, значительно изменяет генный транскриптом – то есть саму вашу сущность, по крайней мере такую, как она биологически определена вашей ДНК. Некачественный сон предлагает вам совершить генетическую модификацию организма, нанося ущерб ядерному алфавиту, который каждую ночь по буквам составляет историю вашего здоровья. То же самое произойдет с вашими детьми, если вы проведете с их участием аналогичный эксперимент.