Биоритмы

Биологические ритмы

Все живое на нашей планете несет отпечаток ритмического рисунка

событий, характерного для нашей Земли. В сложной системе биоритмов, от

коротких – на молекулярном уровне – с периодом в несколько секунд, до

глобальных, связанным с годовыми изменениями солнечной активности живет и

человек. Биологический ритм представляет собой один из важнейших

инструментов исследования фактора времени в деятельности живых систем и их

временной организации.

Биологические ритмы или биоритмы – это более или менее регулярные

изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к

таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству и обнаружена

практически у всех живых организмов. Их можно наблюдать в отдельных

клетках, тканях и органах, в целых организмах и в популяциях. [

Выделим следующие важные достижения хронобиологии:

1. Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой

природы – от одноклеточных до биосферы. Это свидетельствует о том, что

биоритмика – одно из наиболее общих свойств живых систем.

2. Биологические ритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций

организма, обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы

адаптации в биологических системах.

3. Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, имеют

эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой, их осуществление

тесно связано с модифицирующим фактором внешней среды, так называемых

датчиков времени. Эта связь в основе единства организма со средой во многом

определяет экологические закономерности.

4. Сформулированы положения о временной организации живых систем, в том

числе – человека – одним из основных принципов биологической организации.

Развитие этих положений очень важно для анализа патологических состояний

живых систем.

5. Обнаружены биологические ритмы чувствительности организмов к

действию факторов химической (среди них лекарственные средства) и

физической природы. Это стало основой для развития хронофармакологии, т.е.

способов применения лекарств с учетом зависимости их действия от фаз

биологических ритмов функционирования организма и от состояния его

временной организации, изменяющейся при развитии болезни.

6. Закономерности биологических ритмов учитывают при профилактике,

диагностике и лечении заболеваний.

Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические.

Физиологические ритмы, как правило, имеют периоды от долей секунды до

нескольких минут. Это, например, ритмы давления, биения сердца и

артериального давления. Имеются данные о влиянии, например, магнитного поля

Земли на период и амплитуду энцефалограммы человека.

Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным

ритмом окружающей среды. К ним относятся суточные, сезонные (годовые),

приливные и лунные ритмы. Благодаря экологическим ритмам, организм

ориентируется во времени и заранее готовится к ожидаемым условиям

существования. Так, некоторые цветки раскрываются незадолго до рассвета,

как будто зная, что скоро взойдет солнце. Многие животные еще до

наступления холодов впадают в зимнюю спячку или мигрируют. Таким образом,

экологические ритмы служат организму как биологические часы.

Ритм – это универсальное свойство живых систем. Процессы роста и

развития организма имеют ритмический характер. Ритмическим изменениям могут

быть подвержены различные показатели структур биологических объектов:

ориентация молекул, третичная молекулярная структура, тип кристаллизации,

форма роста, концентрация ионов и т. д. Установлена зависимость суточной

периодики, присущей растениям, от фазы их развития. В коре молодых побегов

яблони был выявлен суточный ритм содержания биологически активного вещества

флоридзина, характеристики которого менялись соответственно фазам цветения,

интенсивного роста побегов и т. д. Одно из наиболее интересных проявлений

биологического измерения времени – суточная периодичность открывания и

закрывания цветков и растений. Каждое растение "засыпает" и "просыпается" в

строго определенное время суток. Рано утром (в 4 часа) раскрывают свои

цветки цикорий и шиповник, в 5 часов – мак, в 6 часов – одуванчик, полевая

гвоздика, в 7 часов – колокольчик, огородный картофель, в 8 часов бархатцы

и вьюнки, в 9-10 часов – ноготки, мать-и-мачеха. Существуют и цветы,

раскрывающие свои венчики ночью. В 20 часов раскрываются цветки душистого

табака, а в 21 час – горицвета и ночной фиалки. Так же в строго

определенное время и закрываются цветки: в полдень – осот полевой, в 13-14

часов – картофель, в 14-15 часов -одуванчик, в 15-16 часов – мак, в 16-17

часов -ноготки, в 17-18 часов мать-и-мачеха, в 18-19 часов – лютик, в 19-20

часов – шиповник. Раскрытие и закрытие цветков зависит и от многих условий,

например, от географического положения местности или времени восхода и

заката солнца.

Существуют ритмические изменения чувствительности организма к

повреждающим факторам внешней среды. В опытах на животных было установлено,

что чувствительность к химическим и лучевым поражениям колеблется в течение

суток очень заметно: при одной и той же дозе смертность мышей в зависимости

от времени суток варьировала от 0 до 10 %

Важнейшим внешним фактором, влияющим на ритмы организма, является

фотопериодичность. У высших животных предполагается существование двух

способов фотопериодической регуляции биологических ритмов: через органы

зрения и далее через ритм двигательной активности организма и путем

экстрасенсорного восприятия света. Существует несколько концепций

эндогенного регулирования биологических ритмов: генетическая регуляция,

регуляция с участием клеточных мембран. Большинство ученых склоняются к

мнению о полигенном контроле над ритмами. Известно, что в регуляции

биологических ритмов принимают участие не только ядро, но и цитоплазма

клетки.

Центральное место среди ритмических процессов занимает циркадианный

ритм, имеющий наибольшее значение для организма. Понятие циркадианного

(околосуточного) ритма ввел в 1959 году Халберг. Циркадианный ритм является

видоизменением суточного ритма с периодом 24 часа, протекает в константных

условиях и принадлежит к свободно текущим ритмам. Это ритмы с не навязанным

внешними условиями периодом. Они врожденные, эндогенные, т.е. обусловлены

свойствами самого организма. Период циркадианных ритмов длится у растений

23-28 часов, у животных 23-25 часов. Поскольку организмы обычно находятся в

среде с циклическими изменениями ее условий, то ритмы организмов

затягиваются этими изменениями и становятся суточными.

Циркадианные ритмы обнаружены у всех представителей животного царства и

на всех уровнях организации – от клеточного давления до межличностных

отношений. В многочисленных опытах на животных установлено наличие

циркадианных ритмов двигательной активности, температуры тела и кожи,

частоты пульса и дыхания, кровяного давления и диуреза. Суточным колебаниям

оказались подвержены содержания различных веществ в тканях и органах,

например, глюкозы, натрия и калия в крови, плазмы и сыворотки в крови,

гормонов роста и др. По существу, в околосуточном ритме колеблются все

показатели эндокринные и гематологические, показатели нервной, мышечной,

сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем. В этом ритме

содержание и активность десятков веществ в различных тканях и органах тела,

в крови, моче, поте, слюне, интенсивность обменных процессов,

энергетическое и пластическое обеспечение клеток, тканей и органов. Этому

же циркадианному ритму подчинены чувствительность организма к разнообразным

факторам внешней среды и переносимость функциональных нагрузок. Всего к

настоящему времени у человека выявлено около 500 функций и процессов,

имеющих циркадианную ритмику.

Биоритмы организма – суточные, месячные, годовые – практически остались

неизменными с первобытных времен и не могут угнаться за ритмами современной

жизни. У каждого человека в течение суток четко прослеживаются пики и спады

важнейших жизненных систем. Важнейшие биоритмы могут быть зафиксированы в

хронограммах. Основными показателями в них служат температура тела, пульс,

частота дыхания в покое и другие показатели, которые можно определить

только при помощи специалистов. Знание нормальной индивидуальной

хронограммы позволяет выявить опасности заболевания, организовать свою

деятельность в соответствии с возможностями организма, избежать срывов в

его работе.

Самую напряженную работу надо делать в те часы, когда главнейшие

системы организма функционируют с максимальной интенсивностью. Если человек

"голубь", то пик работоспособности приходится на три часа дня. Если

"жаворонок" – то время наибольшей активности организма падает на полдень.

"Совам" рекомендуется самую напряженную работу выполнять в 5-6 часов

вечера.

О влиянии 11-летнего цикла солнечной активности на биосферу Земли

сказано много. Но не все знают о тесной зависимости, существующей между

фазой солнечного цикла и антропометрическими данными молодежи. Киевские

исследователи провели статистический анализ показателей массы тела и роста

юношей, приходивших на призывные участки. Оказывается, что акселерация

весьма подвержена солнечному циклу: тенденция к повышению модулируется

волнами, синхронными с периодом "переполюсовки " магнитного поля Солнца (а

это удвоенный 11-летний цикл, т.е. 22 года). Кстати, в деятельности Солнца

выявлены и более длительные периоды, охватывающие несколько столетий.

Важное практическое значение имеет также исследование других

многодневных (околомесячных, годовых и пр.) ритмов, датчиком времени для

которых являются такие периодические изменения в природе, как смена

сезонов, лунные циклы и др.

В последние годы широкую популярность приобрела теория "трех ритмов", в

основе которой лежит теория о полной независимости этих многодневных ритмов

как от внешних факторов, так и от возрастных изменений самого организма.

Пусковым механизмом этих исключительных ритмов является только момент

рождения (по другим вариантам – момент зачатия) человека. Родился человек,

и возникли ритмы с периодом в 23, 28 и 33 суток, определяющие уровень его

физической, эмоциональной и интеллектуальной активности. Графическим

изображением этих ритмов является синусоида. Однодневные периоды, в которые

происходит переключение фаз ("нулевые" точки на графике) и которые якобы

отличаются снижением соответствующего уровня активности, получили название

критических дней. Если одну и ту же "нулевую" точку пересекают одновременно

две или три синусоиды, то такие "двойные " или "тройные " критические дни

особенно опасны.

Многократные исследования, проведенные с целью проверки этой гипотезы,

не подтвердили, однако, существование этих сверхуникальных биоритмов.

Сверхуникальных потому, что у животных аналогичных ритмов не выявлено;

никакие известные биоритмы не укладываются в идеальную синусоиду; периоды

биоритмов не постоянны и зависят как от внешних условий, так и от

возрастных изменений; в природе не обнаружено явлений, которые являлись бы

синхронизаторами для всех людей и в то же время были "персонально "

зависимы от дня рождения каждого человека.

Специальные исследования колебаний функционального состояния людей

показали, что они никак не связаны с датой рождения. Подобные исследования

спортсменов, проведенные в нашей стране, в США и других странах, не

подтвердили связи уровня работоспособности и спортивных результатов с

ритмами, предлагаемыми в гипотезе. Показано отсутствие всякой связи

различных несчастных случаев на производстве, аварий и других дорожно-

транспортных происшествий с критическими днями людей – виновников этих

событий. Проверены также методы статистической обработки данных,

свидетельствовавших якобы о наличии трех ритмов, и установлена ошибочность

этих методов. Таким образом, гипотеза "трех биоритмов " не находит

подтверждения. Однако ее появление и разработка имеют положительное

значение, так как привлекли внимание к актуальной проблеме – исследованию

многодневных биоритмов, отражающих влияние на живые организмы космических

факторов (Солнца, Луны, других планет) и играющих важную роль в жизни и

деятельности человека.