Краткая история тела. 24 часа из жизни тела: секс, еда, сон, работа

Краткая история тела. 24 часа из жизни тела: секс, еда, сон, работа
Дженнифер Акерман

Тайная сторона (Феникс)
Знаете ли вы, что происходит в вашем организме, когда вы просыпаетесь и засыпаете, едите, занимаетесь спортом? Даже если знаете, наверняка вас удивят многие открытия, сделанные учеными в последние десять лет. О них главным образом и рассказывает американская журналистка в своей научно-популярной книге.

Дженнифер Эккерман

Краткая история человеческого тела. 24 часа из жизни тела: секс, еда, сон, работа

Моему отцу, Уильяму Горэму, с любовью

Я благоговею перед своим телом, этой сущностью, которой я ограничен… И вы еще говорите о тайнах!

    Генри Дэвид Торо

JENNIFER ACKERMAN

Sex Sleep Eat Drink Dream

A Day in the Life of Your Body

© Jennifer Ackerman, 2007

© Минкова К. В., перевод на русский язык, 2021

© ООО «Феникс», 2021

Предисловие

Вы – это ваше тело. Оно ограничивает вас и поддерживает. Побуждает и контролирует, восхищает и вызывает отвращение. И все же его функционирование остается для вас почти тайной. Давайте посмотрим правде в лицо: все мы до той или иной степени ощущаем свое тело, отчетливо осознаем свою физическую оболочку: симметрию лица, рисунок морщин, контуры туловища, линию бедер, округлость живота, изгиб стопы. Но многие ли из нас хотя бы представляют, что происходит внутри нашего тела? Как сказал Блаженный Августин, «и люди идут дивиться горным высотам, морским валам, <…> круговращению звезд, а себя самих оставляют в стороне»[1 - «Исповедь», книга 10, гл. 8, п. 15. Пер. с лат. М. Е. Сергеенко.]. Когда мы здоровы, тело функционирует с такой естественной легкостью, что мы почти забываем о его существовании. Чаще всего оно напоминает о себе, когда оказывается не способно легко и просто совершать привычные действия, когда мы чувствуем недомогание или боль. По сути, многие из нас проживают жизнь, пытаясь не обращать внимания на то, что происходит у них внутри. Отсутствие новостей уже хорошая новость.

А вот и нет. Я осознала это некоторое время назад, когда свалилась со страшным гриппом после целой полосы стрессов. Болезнь на недели выбила меня из колеи, высосав все соки и лишив всех приятных сторон физического существования: удовольствия от труда, сладкого запаха моих детей, чувственных наслаждений, аппетита, способности смаковать пищу, спокойного сна. Выздоровев, я почувствовала не только облегчение и радость от того, что заново обрела свое тело, но и сильное желание узнать о нем больше. Какова природа удовольствий, которыми наслаждается здоровое тело? И тех недомоганий и хворей, которые его беспокоят? Я осознала, что не имею ни малейшего понятия о происходящем внутри меня, больной или здоровой. Я ничего не знала о пищеварении и о том, что ему предшествует – чувстве голода, о той таинственной цепи химических реакций, которая преобразует недостаток питательных веществ в потребность принять пищу, а иногда, наоборот, в тошноту. Я представления не имела о том, как воздействуют на мое тело вирусы, алкоголь или накапливающийся стресс. Я знала, что одни действия мое тело предпочитает совершать утром, другие – после обеда, а третьи – ближе к ночи, но не могла объяснить почему.

Тот грипп не был смертельно опасным, но напомнил мне о том, что мы пребываем в этом мире внутри вместилища из кожи, крови и костей и время моего ухода в небытие приближается с каждым днем. Даже долгожители живут всего-навсего 700 тысяч часов или около того. Мое тело не вечно, и другого у меня не будет никогда. Не стоит ли узнать его получше?

* * *

В первом классе я имела четкое представление о своем теле. Знала, что сердце бьется где-то слева в груди, рядом с тем местом, куда мы кладем руку, принося клятву на верность американскому флагу. Я знала, что, расчесывая волосы, удаляю омертвевшие клетки, – нелепое убеждение, которое я обсуждала с друзьями при каждом удобном случае. Я знала, что некоторые лакомства, например пакетик изюма, вредят желудку. Я знала, что буду капризничать, если не посплю днем. Дальше этого мои познания о теле не шли. Так продолжалось около тридцати лет. А затем меня, как Савла на дороге в Дамаск, осиял яркий свет.

Первой мыслью было поступить на медицинский факультет. Я представила, как штудирую «Анатомию» Грея, зубрю латинские названия нервов и костей, просматриваю «Ланцет» и «Медицинский журнал Новой Англии» в поисках описаний загадочных клинических случаев: «Повторяющиеся приступы боли в животе у 10-летней девочки» или «Озноб и лихорадка после пребывания в Южной Америке у 22-летнего мужчины». Врачевание так же притягательно, как работа детектива: понаблюдав за больным, врач должен проанализировать симптомы, поставить диагноз и назначить лечение. Однако осваивать медицинскую специальность в 35 лет – значит забыть о нормальной жизни и посвятить учебе лучшие годы.

Кроме того, я знала, что не обладаю тем качеством, которое просто необходимо для истинных врачей: я не могу долго обходиться без сна. Пока я взвешивала так и этак решение поступить в двухгодичную магистратуру по медицине, мне приснилось, что я прыгнула с моста и угодила головой в зловонную жижу. Наутро я отказалась от поступления на медицинский факультет.

Прошло десять лет, и вот я вновь вернулась к медицине – уже как писатель. За минувшие годы я где только могла черпала информацию о последних медицинских достижениях. Перечитала десятки книг и сотни журналов. Наведывалась в лаборатории ученых, посещала научные конференции, встречи и лекции. Я наблюдала за жизнью своего тела и подвергала его бесчисленным экспериментам.

И обнаружила, что не зря ждала так долго. Многое из того, что мы сегодня знаем о человеческом организме, стало известно только в последние годы, когда наука сделала огромный скачок вперед. За последние пять–десять лет найдены объяснения почти всему, выявлена физическая подоплека голода, усталости, мышечной активности, сенсорного восприятия, секса, сна и даже юмора. Теперь нам известно такое, что десять лет назад сложно было даже вообразить, например, какие именно участки мозга работают, пока вы читаете это предложение, что? накапливающийся стресс может сделать с вашей талией и как физические усилия способствуют интеллектуальным. Новые данные проясняют вопросы, которые, казалось, останутся без ответа: почему, например, вы заразились от больного ребенка, а ваш муж – нет? Какой биологический механизм лежит в основе перебранки супругов о том, подходят ли красные брюки к малиновой рубашке? Почему ваша коллега ест что вздумается и не прибавляет ни грамма, а вам стоит только взглянуть на пончик, чтобы поправиться?

За последние десять лет мы узнали, что, если судить по числу клеток, наш организм только на 1 % состоит из человеческих клеток, а остальные 99 % – это клетки микробов, обитающих на поверхности нашего тела и внутри его[2 - P. B. Eckburg et al., “Diversity of the human intestinal microbial flora”, Science 308, 1635–1638 (2005).]. (Но по размерам микробные клетки значительно меньше наших, поэтому общая «клеточная масса» у нас все-таки человеческая.) Мы узнали, что даже мысль о физической зарядке заставляет напрягаться мышцы, а из-за постоянного недосыпа можно набрать лишний вес. Мы начали понимать, что «выбор времени важнее всего»[3 - “Timing is everything”, Nature 425, 885 (2003).]. Если вы хотите, чтобы ваш организм сохранился как можно лучше, обращайте внимание не только на то, что делаете, но и когда.

Некоторые из этих сведений дало изучение дисфункций (то есть нарушений функций) различных органов. Английский анатом XVII века Томас Уиллис сказал: «Более всего природа приоткрывает нам свои тайны, когда отклоняется от проторенных путей»[4 - Thomas Willis quoted in Oliver Sacks, “To see and not to see”, The New Yorker, May 10, 1993, 59.]. Изучая нарушения питания, мы познаем биохимическую природу голода. Исследуя неспособность узнавать лица, проникаем в чудо восприятия лиц. Нарушения осязания подсказывают нам, какова биологическая природа ласки.

Другие научные прорывы стали возможными в результате появления новых приборов, позволяющих наблюдать то, что происходит внутри тела. В прошлом любое медицинское обследование подразумевало болезненное физическое проникновение в потаенные уголки организма несчастного пациента. Увидеть, как работает тот или иной внутренний орган, можно было лишь случайно. Так, пуля, разворотившая живот некоего Алексиса Сен-Мартина, позволила полевому хирургу Уильяму Бомону воочию наблюдать процесс пищеварения. Затем, уже в XX веке, появились первые рентгеновские снимки, которые давали четкие, но статичные изображения костей в туманной оболочке плоти. В последние 10–20 лет новые технологии получения изображения – сканирование при помощи позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и магнитно-резонансной томографии – и новые способы «прослушивания» клеточной деятельности сделали возможным детальное изучение живого функционирующего организма. Сканирование мозга позволило узнать, что? происходит внутри него, когда мы узнаём лица, изучаем новый язык, слушаем музыку или смеемся шутке. Новые методы исследования клеток кишечника выявили существование там «второго мозга» – и целого сонма микроорганизмов, живущих в ворсинах и впадинах его извилистых коридоров.

Прогресс в развитии генетики помог нам выйти на новый уровень познания основ работы органов, тканей и клеток. Львиная доля нового знания о человеческих генах собрана во время опытов над другими организмами: мышами, дрозофилами и рыбками – полосатыми данио (данио-рерио). К великому восторгу ученых, оказалось, что жизнедеятельность разных организмов – от грибка до человека – зачастую имеет одинаковую основу. Законы жизнедеятельности дрожжей распространяются и на нас.

Среди захватывающих открытий последних лет есть и такое: существенная часть жизни нашего тела связана с ритмом. Ученый Роберт Бёртон написал в 1621 году: «Наше тело подобно часам»[5 - Robert Burton, The Anatomy of Melancholy. www.psyplexus.com/burton/7.htm.]. И он прав. Времени подчиняется не только наше сознание, но и тело. Человеческий организм заключает в себе множество биологических часов, отмеряющих время нашей жизни, задающих ее ритм. Эти хронометры – главный, «тикающий» в мозге, и вторичные, скрытые в каждой клеточке нашей плоти, – подчиняют себе буквально всё, начиная с пробуждения поутру. Обычно мы не имеем понятия о внутренних ритмах, послушных биологическим часам, явно ощущая их только при сильном сбое: работе в неурочное время, смене часовых поясов или переходе с летнего времени на зимнее. Однако именно они управляют дневными колебаниями бесчисленных функций тела, от работы каждого гена до сложных поведенческих реакций – тем, как мы занимаемся спортом, переносим алкоголь, реагируем на когнитивные вызовы[6 - То есть на ситуации, требующие осмысления и принятия осознанного решения («когнитивный» – значит «познавательный»). – Ред.]. Подстраиваясь под эти ритмы, вы можете успешней выступить на совещании или умерить зубную боль. Игнорируя их, вы наносите себе серьезный вред.

* * *

Эта книга – о вашем теле, о множестве сложных и захватывающих процессов, происходящих в нем за сутки. Разумеется, мы все по-разному проводим свои «стандартные» сутки, да и тела у нас разные. (Приводя в пример себя, я руководствовалась мыслью Торо: «Я не стал бы говорить так много о себе, если бы знал кого-то настолько же хорошо»[7 - Henry David Thoreau, “Economy”, in Walden and Other Writings of Henry David Thoreau (New York: Modern Library, 1992), 3. ГЛАВА 1].) Физики могут посвятить себя изучению вещей, которые всегда одинаковы, таких как электроны и молекулы воды. Биологам же приходится иметь дело с ошеломляющим разнообразием. В природе нет двух идентичных животных, даже если они клоны. Это утверждение справедливо и для двух клеток, двух молекул ДНК. И хотя современные исследования доказали, что мы скорее схожи, чем различны, существуют миллионы мелких, но существенных различий – анатомических, психологических и поведенческих. Мы различаемся аппетитом и скоростью метаболизма (обмена веществ), тем, как видим и как ощущаем вкус. Мы различаемся тем, как справляемся со стрессом и перерабатываем алкоголь, в какое время предпочитаем просыпаться и отходить ко сну. То, что бодрит одного мужчину, для другого – яд. То, что одной женщине кажется стимулом, для другой – травма. То, что для одного организма вечер, для другого – утро.

Даже в отдельно взятом человеке все изменчиво. На протяжении дня, года, жизни в каждом из нас открывается много разных людей. Как сказал Монтень, мы отличаемся от себя самих настолько же сильно, насколько и от других людей.

Тем не менее наши тела работают по одной и той же схеме. Одна-единственная книга не может претендовать на то, чтобы описать эту схему полностью – даже ту ее часть, которая укладывается в один день. Так что я выбрала аспекты, которые интересны мне самой и, думаю, окажутся любопытными для других. Пробуждение, работа органов чувств, голод и пищеварение, функционирование памяти, физические усилия и стрессы, соскальзывание в сон – все это вы найдете здесь.

Утро

Сверкнет зарница

со страницы новой —

И снова целого даны черты.

    Р. М. Рильке. Часослов[8 - Перевод А. Прокопьева.]

Глава 1

Пробуждение

Я приоткрываю глаза, чтобы взглянуть на часы: 5.28 утра, две минуты до звонка будильника. В мире царит тишина, только где-то вдалеке поет птичка. Звезды уже блекнут, но пройдет еще час, прежде чем первые лучи солнца блеснут из-за горизонта.

Может быть, вы похожи на меня и тоже предвосхищаете будильник, просыпаясь за одну-две минуты до его звонка. Скорее всего, вы проснулись не потому, что выспались. Тогда почему? Некоторые утверждают, что виной всему едва различимые триггеры («пусковые» сигналы), звуки раннего утра: нарастающий шум уличного движения за окном или даже то характерное тиканье, который издает механический будильник перед тем, как зазвонить[9 - “Beating the bell”, New Scientist, letters by Jim Field and Radko Osredkar, May 14, 2005.]. Действительно, во время сна мозг способен воспринимать звуки; именно поэтому мы покупаем звуковые будильники, а не «пахучие», например. Пусть кое-кто утверждает, что их будит мерзкий запах скунса или густой аромат свежезаваренного кофе, последние открытия говорят об обратном. Ученые из Университета Брауна доказали: ни в одной фазе сна, за исключением дремоты, человек не реагирует даже на такие сильные запахи, как аромат мяты или ядовитый смрад пиридина, компонента каменноугольной смолы[10 - M. A. Carskadon and R. S. Herz, “Minimal olfactory perception during sleep: why odor alarms will not work for humans?”, Sleep 27:3, 402–405 (2004).]. Не доверяйте носу миссию часового, говорят ученые, человеческое обоняние развито не настолько хорошо, чтобы вы проснулись от запаха.

В любом случае, появляется все больше свидетельств того, что «пусковые сигналы» могут исходить не снаружи, а изнутри вашего тела: замечательный маленький будильник в мозге подготавливает его к пробуждению. Когда Перетц Лави, исследователь сна из Техниона (Израильского технологического университета), изучал способность людей просыпаться без внешнего сигнала в установленное время, он обнаружил поразительную вещь. Многие из обследованных просыпались на 10 минут раньше или позже назначенного времени, даже если это было в 3.30 утра[11 - Peretz Lavie et al., “It’s time, you must wake up now”, Perceptual and Motor Skills 49, 447–450 (1979).]. Вот поистине замечательное чувство времени, возможно более удивительное, чем присущая большинству людей способность без часов определять точное время в период бодрствования. Еще одно исследование показало: ожидание того, что в определенное время сон прервется, само по себе на 30 % повышает содержание в крови гормона стресса адренокортикотропина (АКТГ)[12 - Адренокортикотропин – гормон, стимулирующий функцию надпочечников и выработку ими адреналина. – Ред.] – яркий показатель того, что мозг готовится к пробуждению[13 - Jan Born, “Timing the end of nocturnal sleep”, Nature 397, 29–30 (1999).].

У некоторых из нас спящее сознание каким-то образом ведет счет времени, так что мозг «ждет» заданного события, например наступления времени пробуждения, точно так же как в период бодрствования, и в определенный момент дает сигнал к выбросу веществ, побуждающих нас проснуться и встать с постели. Способность предугадывать назначенный час, присущая, как полагали раньше, исключительно бодрствующему сознанию, на самом деле не изменяет ему и во сне, заставляя нас просыпаться в одно и то же предсказуемое время.

И вы еще говорите о тайнах!

Впрочем, может, вам и не знакома эта способность. Может быть, вы принадлежите к большинству, которое просыпается от звонка настоящего будильника или звуков радио, сработавшего по сигналу таймера и оглушившего вас громкой музыкой или болтовней диджея. Для вас утро начинается с нажатия ненавистной кнопки, которую так трудно нащупать спросонок, и попыток урвать еще десять минут сна. Скорее всего, эти десять минут вам действительно нужны – а может, и больше. В стране, где спят в среднем менее семи часов при необходимых восьми, большинство людей неизменно находится в состоянии легкого недосыпа, усугубляющегося к концу рабочей недели[14 - Till Roenneberg et al., “Life between clocks: daily temporal patterns of human chronotypes”, Journal of Biological Rhythms 18:1, 80–90 (2003).]. К сожалению, говорят специалисты, этот короткий кусочек сна между двумя сигналами будильника не приносит ни отдыха, ни сил: сон быстрый и прерывистый[15 - Edward Stepanski, Rush University Medical Center, Chicago, quoted in Martica Heaner, “Snooze alarm takes its toll on nation”, New York Times, October 12, 2004, D8.]. Даже если вы доспите до второго звонка будильника, ожидание неизбежного подъема повлияет на качество вашего сна.

Разумеется, есть и такие, кто сладко спит под самые пронзительные сигналы будильников. Для этих неисправимых сонь в 1855 году была запатентована «кровать-катапульта». Если вы не реагируете на встроенный будильник, боковая стенка опускается, а кровать наклоняется таким образом, что вы падаете на пол[16 - “An alarming bed”, Scientific American, October 1955, reprinted in Scientific American, October 2005, 16.]. Немного более человечный аппарат недавно изобрели светлые головы Массачусетского технологического института. «Клоки», мягкий и пушистый будильник-робот, скатывается с прикроватной тумбочки, катит на своих колесиках в какой-нибудь дальний уголок комнаты и только там начинает звонить[17 - http://www.alumni.media.mit.edu/~nanda/projects/clocky.html.]. Каждый день он прячется в новом месте. Отчаянные поиски «Клоки», по уверениям изобретателей, помешают даже самым последним соням вновь вернуться в объятия Морфея.

Полежать минутку, пребывая на той грани между сном и бодрствованием, которая называется гипнопомпическим состоянием (от греч. hypnos – сон и pompe – прогонять), чтобы позволить сознанию вплыть в бодрствование и насладиться замечательным медленным наступлением дня… Немногим из нас доступна такая роскошь. Быстрый подъем воистину требует усилий: пусть ненадолго, но значительно учащается сердечный ритм, подскакивает кровяное давление, а содержание стрессового гормона кортизола в крови достигает пика.

Бодрость наступает далеко не сразу. Человека, только что вставшего с постели, пошатывает, он несколько дезориентирован – это называют «инерцией сна». Состояние, знакомое почти каждому. «Мозг не может взять полный разгон за семь секунд», – шутит Чарльз Чейслер, исследователь биоритмов из Гарвардского университета[18 - Charles Czeisler, “Sleep: what happens when doctors do without it”, Medical Center Hour, University of Virginia School of Medicine, Charlottesville, March 1, 2006.]. Большинство из нас куда хуже справляются с умственными и физическими нагрузками сразу после пробуждения, чем перед отходом ко сну. «Ирония заключается в том, – говорит Чейслер, – что в первые полчаса после пробуждения мозг работает куда хуже, чем после 24 часов бодрствования». Это открытие было сделано летчиками американских ВВС в 1950-е годы. Пилоты должны были спать в кабинах самолетов, пребывающих в боевой готовности, чтобы вылететь по первому сигналу. После побудки летчикам приходилось немедленно подниматься в воздух. Количество падений существенно возросло, и эту практику быстро отменили.

Исследуя в 2006 году инерцию сна, Кеннет Райт и его коллеги из Университета Колорадо выяснили, что когнитивные (познавательные) способности испытуемых сразу после пробуждения были не лучше, чем у пьяных[19 - K. W. Wright et al., “Effects of sleep inertia on cognition”, Journal of the American Medical Association 295:2, 163 (2006).]. Самые сильные проявления инерции сна рассеиваются в течение десяти минут, однако отдельные эффекты могут сохраняться на протяжении двух часов.