Циркадный ритм — это ежедневный 24-часовой цикл, которому подчиняется наше тело. Он включает в себя такие изменения, как снижение внутренней температуры во время сна и повышение кровяного давления в определенное время суток. Этот ритм поддерживается внутренними процессами, своего рода встроенными часами каждого из органов, которые связаны с центральными биологическими часами в мозге. Ученым давно известно, что несовпадение между центральными биологическими часами в мозге и другими органами, имеющими собственные биологические часы, увеличивает риск возникновения патологий, таких как диабет и сердечно-сосудистые заболевания. Однако до сих пор было мало известно о взаимосвязи между часами в суставном хряще, который не имеет нервов и кровоснабжения, и мозгом.
Когда мы стоим и двигаемся в течение дня, жидкость выдавливается из межпозвоночных дисков в позвоночнике, а также из хрящей в бедрах и коленях, что делает нас немного короче. Этот процесс был описан еще 300 лет назад. Но недавние исследования показали, что выдавливание жидкости приводит к изменению осмолярности тканей. Поскольку объем воды, в котором растворяются минералы, уменьшается, фактическая концентрация минералов увеличивается. Клетки в скелетных тканях чувствуют это изменение осмолярности и синхронизируют свои часы. В ночное время, когда мы отдыхаем, жидкость возвращается, и осмолярность снижается. Эти изменения, однако, не влияют на синхронизацию часов в скелетных тканях.
Ученые решили выяснить, как физическая активность повлияет на часы в хрящах, межпозвоночных дисках и мозге. Они заставили мышей бегать во время их отдыха. Затем исследователи сжимали межпозвоночные диски или хрящевые эксплантаты мышей в лаборатории или подвергали их воздействию культуральной среды с более высокой осмолярностью в пределах нормального физиологического диапазона. Это привело к эффекту синхронизации часов.
Исследование на мышах показало связь между локальными часами в суставном хряще и центральными часами тела в мозге. Когда эти часы выходят из строя, кости и хрящи разрушаются быстрее, но когда они выровнены, процесс замедляется. Физические упражнения в определенное время дня помогают синхронизировать часы и, таким образом, могут замедлить прогрессирование артрита.
Физическая активность, особенно в утреннее время, передает сигналы о времени от центральных биологических часов в мозге к скелетным тканям. Это означает, что тело получает сигнал проснуться. Однако, если это выравнивание не происходит вместе с мозгом, это может негативно повлиять на физическое здоровье, как и в случае с другими органами и тканями.
Если человек постоянно меняет время тренировок, то может произойти десинхронизация. Однако, если изменить режим тренировок и затем сохранять его в течение некоторого времени, биологические часы в конечном итоге перестроятся. Так, частая смена часовых поясов для участия в спортивных мероприятиях у международных спортсменов может подорвать их результаты и сделать более склонными к травмам.
Это важное открытие, поскольку оно поможет разработать более целенаправленные методы лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата с использованием упражнений и физической активности. Например, группы прогулок, организованные для пожилых людей, могут быть более полезными для их здоровья, если они будут проходить в одно и то же время каждый день.
