Які фізіологічні засади біологічних ритмів. Що таке біоритми людини

Біологічні ритми— зміни характеру, що періодично повторюються, і інтенсивності біологічних процесів і явищ у живих організмах. Біологічні ритми фізіологічних функцій настільки точні, що їх часто називають «біологічним годинником».

Є підстави вважати, що механізм відліку часу укладено у кожній молекулі людського тіла, зокрема у молекулах ДНК, які зберігають генетичну інформацію. Клітковий біологічний годинник називає «малим», на відміну від «великих», який, як вважають, розташований у головному мозку і синхронізує всі фізіологічні процеси в організмі.

Класифікація біоритмів.

Ритми, що задаються внутрішнім «годинником» або водіями ритму, називаються ендогенними, на відміну від екзогенних, що регулюються зовнішніми факторами. Більшість біологічних ритмів є змішаними, тобто частково ендогенними та частково екзогенними.

У багатьох випадках головним зовнішнім фактором, що регулює ритмічну активність, є фотоперіод, тобто тривалість світлового дня. Це єдиний фактор, який може бути надійним показником часу, і він використовується для встановлення годинника.

Конкретна природа «годинника» невідома, але немає сумнівів, що тут діє фізіологічний механізм, який може включати як нервові, так і ендокринні компоненти.

Більшість ритмів формуються у процесі індивідуального розвитку (онтогенезу). Так, добові коливання активності різних функцій у дитини спостерігаються до народження, їх можна зареєструвати вже в другій половині вагітності.

• Біологічні ритми реалізуються в тісній взаємодії з навколишнім середовищем і відображають особливості пристосування організму до факторів цього середовища, що циклічно змінюються. Обертання Землі навколо Сонця (з періодом близько року), обертання Землі навколо своєї осі (з періодом близько 24 год), обертання Місяця навколо Землі (з періодом близько 28 днів) призводять до коливань освітленості, температури, вологості, напруженості електромагнітного поля тощо. п., служать своєрідними покажчиками, або датчиками, часу для «біологічного годинника».
• Біологічні ритми мають великі відмінності за частотами чи періодами.Виділяють групу про високочастотних біологічних ритмів, періоди коливань яких перебувають у межах від частки секунди до півгодини. Прикладами можуть бути коливання біоелектричної активності мозку, серця, м'язів, інших органів прокуратури та тканин. Реєструючи їх за допомогою спеціальної апаратури, одержують цінну інформацію про фізіологічні механізми діяльності цих органів, яка використовується також для діагностики захворювань (електроенцефалографія, електроміографія, електрокардіографія та ін.). До цієї групи можна віднести ритм дихання.
• Біологічні ритми з періодом 20-28 год називаються циркадіанними (циркадними, або близькодобовими), наприклад, періодичні коливання протягом доби температури тіла, частоти пульсу, артеріального тиску, працездатності людини та ін.
• Вирізняють також групу біологічних ритмів низької частоти; це близькотижневі, близькомісячні, сезонні, навколорічні, багаторічні ритми.

В основі виділення кожного з них лежать чітко реєстровані коливання будь-якого функціонального показника.

Наприклад:Близькотижневому біологічному ритму відповідає рівень виділення із сечею деяких фізіологічно активних речовин, близькомісячному – менструальний цикл у жінок, сезонним біологічним ритмам – зміни тривалості сну, м'язової сили, захворюваності тощо.

Найбільш вивчений циркадіанний біологічний ритм, один із найважливіших в організмі людини, що виконує як би роль диригента численних внутрішніх ритмів.

Циркадіані ритми високочутливі до дії різних негативних факторів, і порушення злагодженої роботи системи, що породжує ці ритми, є одним з перших симптомів захворювання організму. Встановлено циркадіанні коливання понад 300 фізіологічних функцій організму людини.Усі ці процеси узгоджені у часі.

Багато навколодобових процесів досягають максимальних значень в денний час кожні 16-20 год і мінімальних - вночі або в ранковий ранок.

Наприклад:Вночі у людини найнижча температура тіла. На ранок вона підвищується і досягає максимуму в другій половині дня.

Основною причиною добових вагань фізіологічних функційв організмі людини є періодичні зміни збудливості нервової системи, що пригнічує або стимулює обмін речовин. Внаслідок зміни обміну речовин і виникають зміни різних фізіологічних функцій (рис.1).

Наприклад:Частота дихання вдень вища, ніж уночі. У нічний час знижено функцію травного апарату.

Рис. 1. Добові біологічні ритми в організмі людини

Наприклад:Встановлено, що добова динаміка температури тіла має хвилеподібний характер. Приблизно до 18 год. температура досягає максимуму, а до півночі знижується: мінімальне її значення між годиною ночі та 5 год. ранку. Зміна температури тіла протягом доби не залежить від того, спить людина чи займається інтенсивною роботою. Температура тіла визначає швидкість біологічних реакцій, вдень обмін речовин йде найінтенсивніше.

З добовим ритмом тісно пов'язані сон та пробудження.Своєрідним внутрішнім сигналом для відпочинку до сну є зниження температури тіла. Протягом доби вона змінюється з амплітудою до 13°С.

Наприклад:Вимірюючи через кожні 2-3 години протягом кількох діб температуру тіла під язиком (звичайним медичним термометром), можна досить точно встановити найбільш вдалий момент для відходу до сну, а за температурними піками визначити періоди максимальної працездатності.

Вдень росте частота серцевих скорочень(ЧСС), вище артеріальний тиск(АТ), частіше дихання. День у день до моменту пробудження, як би передбачаючи зростаючу потребу організму, в крові підвищується вміст адреналіну - речовини, яка збільшує ЧСС, підвищує артеріальний тиск, активізує роботу всього організму; на той час у крові накопичуються біологічні стимулятори. Зниження концентрації цих речовин до вечора – неодмінна умова спокійного сну. Недарма порушення сну завжди супроводжуються хвилюванням і тривогою: за цих станів у крові наростає концентрація адреналіну та інших біологічно активних речовин, організм тривалий час перебуває у стані «бойової готовності». Підкоряючись біологічним ритмам, кожен фізіологічний показник протягом доби може суттєво змінювати свій рівень.

Розпорядок життя, акліматизація.

Біологічні ритми є основою раціональної регламентації порядку життя, оскільки висока працездатність і хороше самопочуття може бути досягнуто лише тому випадку, якщо ритм життя відповідає властивому організму ритму фізіологічних функцій. У зв'язку з цим необхідно розумно організувати режим праці (тренувань) та відпочинку, а також прийом їжі. Відхилення від правильного режиму харчування може призвести до істотного збільшення ваги, яка, у свою чергу, порушуючи життєві ритми організму, викликає зміну обміну речовин.

Наприклад:Якщо приймати їжу загальною калорійністю 2000 ккал лише вранці, вага знижується; якщо ту ж їжу приймати у вечірній час, збільшується. Для того, щоб зберегти вагу тіла, досягнуту до 20-25 років, їжу слід вживати 3-4 рази на день у точній відповідності до індивідуальних добових витрат енергії і в ті часи, коли з'являється помітне почуття голоду.

Однак ці загальні закономірності іноді приховують різноманітність індивідуальних особливостей біологічних ритмів. Не всім людям властиві однотипні коливання працездатності. Одні, так звані «жайворонки», енергійно працюють у першій половині дня; інші, "сови", - увечері. Люди, які належать до «жайворонків», увечері відчувають сонливість, рано лягають спати, але, рано прокидаючись, почуваються бадьорими і працездатними (рис.2).

Легше переносить акліматизаціюлюдина, якщо вона приймає (3-5 разів на добу) гаряче харчування та адаптогени, вітамінні комплекси, а фізичні навантаження збільшує поступово, у міру адаптації до них (рис.3).

Рис. 2. Криві ритми працездатності протягом доби

Рис. 3. Добові ритми протікання життєвих процесів за незмінних зовнішніх умов життя (за Графом)

За недотримання цих умов може наступити так званий десинхроноз (своєрідний патологічний стан).

Явище десинхронозу спостерігається і у спортсменів, особливо у тих, хто тренується в умовах спеки і вологого клімату або середньогір'я. Тому спортсмен, який вилітає на міжнародні змагання, має бути добре підготовлений. Сьогодні існує ціла система заходів, спрямованих на збереження звичних біоритмів.

Для біологічного годинника людини важливий правильний хід не тільки в добових, а й у так званих низькочастотних ритмах, наприклад, у близькотижневому.

В даний час встановлено, що тижневий ритм вироблено штучно: переконливих даних про існування вроджених семиденних ритмів у людини не виявлено. Очевидно, що це еволюційно закріплена звичка.Семиденний тиждень став основою ритму та відпочинку ще у стародавньому Вавилоні. За тисячоліття сформувався тижневий соціальний ритм: людина продуктивніше працює у середині тижня, ніж на початку чи наприкінці її.

Біологічний годинник людини відображає не тільки добові природні ритми, але й такі, що мають велику тривалість, наприклад сезонні. Вони проявляються у підвищенні обміну речовин навесні та у зниженні його восени та взимку, у збільшенні відсотка гемоглобіну в крові та у зміні збудливості дихального центру у весняний та літній час.

Стан організму в літній та зимовий час певною мірою відповідає його стану вдень та вночі. Так, узимку порівняно з літом знижувалося в крові вміст цукру (аналогічне явище відбувається і вночі), збільшувалася кількість АТФ та холестерину.

Біоритми та працездатність.

Ритми працездатності, подібно до ритмів фізіологічних процесів, за своєю природою ендогенні.

Працездатністьможе залежати від багатьох факторів, що діють окремо чи спільно. До цих факторів належать: рівень мотивації, прийом їжі, фактори довкілля, фізична готовність, стан здоров'я, вік та інші фактори. Очевидно, на динаміку працездатності впливає і втома (у елітних спортсменів — хронічна втома), хоча цілком ясно, яким саме чином. Втома, що виникає при виконанні вправ (тренувальних навантажень), важко долати навіть досить мотивованого спортсмена.

Наприклад:Втома знижує працездатність, а повторне тренування (з інтервалом у 2-4 години після першого) покращує функціональний стан спортсмена.

При трансконтинентальних перельотах циркадіани ритми різних функцій перебудовуються з різною швидкістю - від 2-3 днів до 1 місяця. Для нормалізації циклічності до перельоту необхідно щодня зрушувати на 1 годину відхід до сну. Якщо це робити протягом 5-7 днів до відльоту і лягати спати у темній кімнаті, то вдасться швидше пройти акліматизацію.

При прибутті в новий часовий пояс необхідно плавно входити в тренувальний процес (помірні фізичні навантаження в ті часи, коли відбуватимуться змагання). Тренування не повинні мати «ударний характер».

Слід зазначити, що природний ритм життєдіяльності організму зумовлений як внутрішніми чинниками, а й зовнішніми умовами. В результаті досліджень було виявлено хвильовий характер зміни навантажень на тренуванні. Колишні уявлення про неухильне і прямолінійне нарощування тренувальних навантажень виявилися неспроможними. Хвилястий характер зміни навантажень у процесі тренувань пов'язаний із внутрішніми біологічними ритмами людини.

Наприклад:Розрізняють три категорії «хвиль» тренувань: «малі», що охоплюють від 3 до 7 днів (або дещо більше), «середні» — найчастіше 4-6 тижнів (тижневі тренувальні процеси) і «великі», які тривають кілька місяців.

Нормалізація біологічних ритмівдозволяє здійснювати інтенсивні фізичні навантаження, а тренування при порушеному біологічному ритмі призводять до різних функціональних розладів (наприклад, десинхронозу), інколи ж і до захворювань.

Джерело інформації: В.Смирнов, В.Дубровський (Фізіологія фізичного виховання та спорту).

Час: 2 години.

Навчальна мета:усвідомити значення біоритмів організму як тла у розвиток адаптаційних реакцій.

1. Хронофізіологія- наука про тимчасову залежність фізіологічних процесів. Складовою хронобіології є вчення про біологічні ритми.

Ритмічність біологічних процесів – невід'ємна властивість живої матерії. Живі організми протягом багатьох мільйонів років живуть за умов ритмічних змін геофізичних параметрів середовища. Біоритми - це еволюційно закріплена форма адаптації, що визначає виживання організмів шляхом пристосування їх до ритмічно змінних умов довкілля. Закріпленість цих біоритмів забезпечила випереджальний характер зміни функцій, тобто функції починають змінюватися ще до того, як відбудуться відповідні зміни у навколишньому середовищі. Випереджальний характер змін функцій має глибокий адаптаційний сенс і значення, попереджаючи напруженість перебудови функцій організму під впливом факторів, що вже на нього діють.

2. Біологічний ритм (біоритм)називається регулярне самопідтримується і певною мірою автономне чергування у часі різних біологічних процесів, явищ, станів організму.

Класифікація біологічних ритмів.

За класифікацією хронобіолога Ф. Халберга, ритмічні процеси в організмі поділяються на три групи. До першої відносяться ритми високої частоти з періодом до 1/2 год. Ритми середньої частоти мають період від 1/2 год до 6 діб. Третю групу складають ритми з періодом від 6 діб до 1 року (тижневий, місячний, сезонний, річний ритми).

Про цілодобові біоритмиділять на циркадіані, або циркадні (circa – близько, dies – день, лат). Приклад: чергування сну та неспання, добові зміни температури тіла, працездатності, сечоутворення, артеріального тиску та ін.

Хронотип– це специфічна організація роботи всього організму протягом доби. Фахівці, які займаються фізіологією праці, вважають, що максимальна працездатність(і відповідно активність) існує у два тимчасові періоди: з 10 до 12 та з 16 до 18 год, о 14 год відзначений спад працездатності, є він і у вечірній час. Мінімальна працездатність о 2 – 4 годині ночі. Однак у великої групи людей (50%) підвищено працездатність у ранковий час («жайворонки») або у вечірній та нічний час («сови»). Вважається, що «жайворонків» більше серед робітників і службовців, а «сов» - серед представників творчих професій. Втім, є думка, що «жайворонки» та «сови» формуються в результаті багаторічного, переважно ранкового чи вечірнього чування.

Резистентність організму найбільш висока в ранковий час. Чутливість зубів до больових подразників найбільш висока у вечірні години (максимальна о 18 годині).

Ритми з періодом менш як добу- інфрадіанні (infra - менше, лат., тобто цикл повторюється менше одного разу на добу). Приклад: фази нормального сну, періодична діяльність травного тракту, ритми дихання та серцевої діяльності та ін.

Ритми з періодом понад добу- ультрадіанні (ultra - понад, лат., тобто частота більше одного разу на добу). Приклад: менструальний цикл у жінок, зимова сплячка у деяких тварин та ін.

Згідно з класифікацією Смирнова В.М всі біоритми класифікують за джерелом походження: фізіологічні, геофізичні та геосоціальні біоритми.

Фізіологічні ритми- безперервна циклічна діяльність всіх органів, систем, окремих клітин організму, що забезпечує виконання їхніх функцій та протікає незалежно від соціальних та геофізичних факторів.

Фізіологічні біоритми сформувалися в процесі еволюції внаслідок зростання функціонального навантаження на окремі клітини, органи, системи.

Значення фізіологічних ритмів полягає у забезпеченні оптимального функціонування клітин, органів та систем організму. Зникнення фізіологічних біоритмів означає припинення життя. Можливість зміни частоти фізіологічних ритмів забезпечує швидку адаптацію організму до різних умов життєдіяльності.

Геосоціальні біоритмиформуються під впливом соціальних та геофізичних факторів.

Значення геосоціальних біоритмів полягає у пристосуванні організму до режиму праці та відпочинку. Виникнення в живих системах автоколивань із періодами, близькими до циклів праці та відпочинку, свідчить про високі адаптивні можливості організму.

Геофізичні біоритми- це циклічні зміни діяльності клітин, органів, систем та організму в цілому, а також резистентності, міграції та розмноження, зумовлені геофізичними факторами. Геофізичні біоритми являють собою циклічні коливання фізіологічних біоритмів, обумовлені змінами факторів довкілля.

Геофізичні біоритми сформувалися під впливом природних чинників, багато в чому пов'язані з часом року, фазами Місяця.

Значення геофізичних біоритмів – вони забезпечують пристосування організму до циклічних змін у природі.

Таблиця 1. Характеристика біоритмів людини

Таблиця 2. Класифікація біоритмів людини

Зміна працездатності людини протікає відповідно до трьох циклів:

1.фізичний ритм (тривалість – 23 дні); 2.емоційний ритм (тривалість – 28 днів).

У його позитивному періоді люди схильні до гарного настрою і дуже контактні. 3. інтелектуальний ритм (тривалість – 33 дні).

Ці ритми «запускаються» у момент народження і зберігаються потім із дивовижною постійністю протягом усього життя. Перша половина періоду кожного ритму характеризується наростанням, друга – спадом фізичної, емоційної та інтелектуальної активності. День переходу від позитивної половини циклу до негативної або обернено називають критичним, або нульовим. Саме цього дня з людьми частіше трапляються нещасні випадки.

3 . Параметри біоритму :

Період(Т) – тривалість одного циклу, тобто довжина проміжку часу до першого повтору. Виражається в одиницях часу.

Частота- Число циклів, що завершилися в одиницю часу, - це частота процесу.

Мезор(М) – рівень середнього значення показників досліджуваного процесу (середнє значення корисного сигналу). Дозволяє судити про середньодобову величину показника, оскільки дозволяє ігнорувати випадкові відхилення.

Амплітуда(А) - максимальне відхилення сигналу від мезору (в обидві сторони від середньої). Характеризує потужність ритму.

Фаза ритму(Φ, φ,∅) – будь-яка частина циклу, миттєвий стан, момент циклу, коли реєструється конкретна величина сигналу. При цьому зазвичай тривалість циклу приймають за 360 ° С, або 2π радіан.

Акрофаза- Точка часу в періоді, що відповідає максимуму синусоїди, - коли відзначається максимальне значення досліджуваного параметра. Має велике значення для фармакологічної корекції.

Батіфаза- точка часу у періоді, коли відзначається мінімальне значення досліджуваного параметра.

Є велика кількість різних чинників, які забезпечують формування біологічних ритмів.

Головними є такі:

фотоперіодика (зміна світла та темряви), що впливає на рухову активність;

циклічні коливання геомагнітного поля;

циклічність режимів харчування;

циклічність змін температури навколишнього середовища (день-ніч, зима-літо) у зв'язку з обертанням Землі навколо своєї осі, а також навколо Сонця;

циклічність фаз Місяця;

циклічні зміни (хоч і незначні) сили тяжіння Землі.

Особливо важливу роль формуванні біоритмів людини грають соціальні чинники; переважно це циклічні режими праці, відпочинку, суспільної діяльності. Однак головним (первинним) фактором формування біоритмів людини є геофізичний фактор (фотоперіодизм)- чергування світлого та темного часу доби, що зумовлює рухову та творчу активність людини у складі циклу день-ніч.

Важливе місце у становленні біоритмів і життя має гравітація. Життя розвивалося Землі за умов дії сили тяжіння. Найбільш переконливим прикладом реакції рослинних організмів на силу тяжіння служить геотропізм рослин - зростання коріння вниз, стебла - вгору під впливом земного тяжіння. Саме тому життя рослин порушується в космосі: коріння зростає у різних напрямках, а не в землю.

Б іологічний годинник - це структури та механізми біологічних ритмів, сформовані та закріплені під впливом геофізичних та соціальних факторів.

Гіпотези щодо локалізації годинника:

Біологічний годинник локалізується в епіфізі. Продукція мелатоніну тісно корелює зі зміною освітленості (день-ніч), статевих гормонів. У темний час доби в епіфізі зростає продукція мелатоніну, у світле серотоніну.

Біологічний годинник локалізується супрахіазмальному ядрі (СХЯ) гіпоталамуса.

Роль годинника виконують клітинні мембрани (мембранна теорія).

Роль годинника виконує кора великого мозку. У тварин з віддаленою корою великого мозку порушується чергування сон-неспання.

Широкого поширення набула хронон-гіпотеза. Згідно з хронон-гіпотезою, клітинним годинником є ​​цикл синтезу білка, тривалість якого близько 24 год.

Існує «великий» біологічний годинник, що відраховує тривалість життя. Вони констатують сумарні зміни в гомеостазі організму від моменту народження до смерті. «Великий» біологічний годинник «іде» нерівномірно. Багато факторів впливають на них, прискорюючи (чинники ризику) або уповільнюючи їх перебіг, коротшаючи або подовжуючи життя.

Ритмозадавальний стимул може бути і зовнішнім. «Місячний місяць» виявився еволюційно закріпленим у ритмічності фізіологічних процесів (менструальний цикл), оскільки Місяць впливає на низку земних явищ, які у свою чергу впливають на живі організми, і вони адаптивно змінюють свої функції. До фізичних синхронізаторів відносяться також коливання температури та вологості повітря, барометричного тиску, напруженості електричного та магнітного полів Землі, що змінюються і у зв'язку з сонячною активністю, що також має періодичність. З сонячною активністю А. Л. Чижевський справедливо пов'язував «луна сонячних бур» – низку захворювань людини.

У природних умовах ритм фізіологічної активності людини синхронізовано з її соціальною активністю, зазвичай високою вдень та низькою ніччю. При переміщеннях людини через часові пояси (особливо швидко на літаку через кілька часових поясів) спостерігається десинхронізація функцій Це проявляється у втомі, дратівливості, розладі сну, розумової та фізичної пригніченості; іноді спостерігаються розлади травлення, зміни артеріального тиску. Ці відчуття та функціональні порушення виникають внаслідок десинхронізації циркадіанних закріплених ритмів фізіологічних процесів із зміненим часом світлової доби (астрономічних) та соціальної активності у новому місці перебування людини.

Найпоширенішим видом десинхронізації біологічного та соціального ритмів активності є робота у вечірню та нічну зміну на підприємствах з цілодобовим режимом роботи. При переході з однієї зміни на іншу відбувається десинхронізація біоритмів, і вони не повністю відновлюються до наступного робочого тижня, оскільки на перебудову біоритмів людини в середньому потрібно приблизно 2 тижні.У працівників із напруженою працею (наприклад, авіадиспетчери, авіапілоти, водії нічного транспорту) та змінною змінністю роботи нерідко спостерігається тимчасова дезадаптація – десинхроноз. У цих людей нерідко відзначаються різні види патології, пов'язані зі стресом – виразкова хвороба, гіпертонія, неврози. Це плата порушення циркадіанних біоритмів.

Десинхроноз- Це розлад циркадіанних біоритмів.

1. неузгодженість (кілька днів);

2. поступове формування нових біоритмів (7 – 10 днів);

3. повного відновлення (ч/з 14 днів.)

Запитання для самопідготовки

Поняття про хронофізіологію.

Біоритми людини, їхня класифікація.

Характеристика основних параметрів біоритмів

Чинники, що зумовлюють біоритми.

Управління внутрішніми коливальними процесами в організмі

Поняття про десинхроноз.

Домашнє завдання

Скласти таблицю ритмічних процесів організму за такою схемою:

Намалювати криву біоритму, позначити її фази.

Замалювати графік добової ритміки працездатності людини.

Самостійна робота на занятті

Таблиця 7.2

Таблиця 1

Таблиця 2

Тестовий контроль

Головний фактор формування біоритмів

1) соціальний;

2) геофізичний (фотоперіодизм);

3) фізіологічний.

Базисними є біоритми

1) фізіологічні;

2) геосоціальні;

3) геофізичні

Фізіологічні біоритми

1) сплав вроджених та набутих біоритмів;

2) генетично запрограмовані, мають видову специфічність;

3) циклічні зміни діяльності клітин, органів прокуратури та систем зумовлені геофізичними чинниками.

До геофізичних факторів належать

1) режим праці, відпочинку, громадської діяльності;

2) гравітація, магнітне поле землі, фотоперіодизм.

Геосоціальні біоритми

1) генетично запрограмовані;

2) мають видову специфічність;

3) можуть змінюватись в онтогенезі.

Згідно з хроногіпотезою клітинний годинник – це

1) епіфіз та супрахіазматичне ядро ​​гіпоталамуса;

2) кора великого мозку;

3) цикл синтезу білка.

Епіфіз продукує мелатонін у великих кількостях.

3) увечері.

Виберіть правильну послідовність стадій десинхронозу

1) перебудова, стабілізація, неузгодженість;

2) стабілізація, неузгодженість, перебудова;

3) неузгодженість, перебудова; стабілізація.

Новий циркадіанний біоритм у людини виробляється

1) через 24 години;

2) через 6 місяців;

3) через 3 – 4 тижні.

Резистентність організму найбільш висока.

1) в ранковий час;

2) у вечірні години;

Відповіді

1 -2; 2 – 1; 3 – 2; 4 – 2; 5 – 3; 6 – 3; 7 – 2; 8 – 3; 9 – 3; 10 – 1.

Завдання

В епіфізі утворюється гормон мелатонін, який гальмує дію гонадотропних гормонів. Світло пригнічує синтез мелатоніну. Чи можна на цій підставі стверджувати, що епіфіз бере участь у регуляції річних ритмів плодючості ссавців?

Під час літніх канікул студенти здійснили переліт із Владивостока до Москви. При різкій зміні часових поясів порушилася робота організму: погіршився апетит, знизилася працездатність, спостерігається сонливість вдень і безсоння вночі, трохи знизився тиск (115/60 мм.рт.ст). Як називається цей стан? Які рекомендації ви дали б студентам?

Як ви думаєте, чому одні люди легко встають вранці і засинають увечері, а інші важко?

Як ви вважаєте, чому в Індії та Китаї місячний цикл внесено до громадянського календаря?

Відповіді

Що більше світла (тривалий день), то вище активність гонадотропних гормонів, отже, і статевих, регулюючих статеву поведінку. Тому періоди розмноження припадають на весну та літо.

Цей стан називається десинхронозом. Виникає при збої звичайних ритмів, що згубно відбивається на самопочутті людини. Щоб швидше адаптуватися до умов, що змінилися, необхідно дотримуватися звичного режиму дня.

Причина в тому, що біологічний годинник, що визначає цикли сну і неспання різняться у різних людей. Як показують дослідження, у «жайворонків» більш короткі цикли біологічного годинника, ніж у «сов». Це означає, що «жайворонки» сплять саме тоді, коли їхній цикл сну знаходиться на піку, і тому прокидаються бадьорими та свіжими. «Сови» зазвичай змушені прокидатися на піку циклу сну, у цей час рівень мелатоніну у них підвищений, і вони відчувають сонливість і втому.

Один із найважливіших біоритмів – місячний. Під місячним біоритмом мається на увазі місячний цикл, тривалість якого становить 29,5 діб. Місячний цикл дуже впливає на всі процеси, що протікають на нашій планеті: морські припливи і відливи, періоди розмноження у тварин, інтенсивність поглинання кисню рослинами і т. д. Особливо чітко зміна фаз Місяця відчуває люди, які мають проблеми зі здоров'ям. Наприклад, у дні молодика, коли гравітаційний вплив Місяця на оболонку Землі особливо сильний, збільшується кількість рецидивів захворювань серцево-судинної системи, знижується активність головного мозку, зростає кількість психічних порушень.

Запитання для самоконтролю

У чому полягає гіпотеза хронону?

Що таке акрофаза, батифаза, мезор, період, частота, амплітуда біоритму?

Чим відрізняються геосоціальні біоритми від геофізичних?

У чому різниця між фізіологічними та геосоціальними біоритмами?

Що таке біологічний годинник і де він локалізується?

В який час доби найвища резистентність організму?

Література

Основна:

Нормальна фізіологія. Підручник / За ред. В.М. Смирнова. - М.: Академія, 2010

Нормальна фізіологія. Підручник / За ред. А.В., Зав'ялова. В.М. - М.: «Медпрес-інформ», 2009

Керівництво до практичних занять з нормальної фізіології / За ред. С.М. Будиліна, В.М. Смирнова. М: Видавничий центр «Академія», 2005

Додаткова:

Нормальна фізіологія. Підручник / За ред.В.Н. Яковлєва. М: Видавничий центр «Академія», 2006

Нормальна фізіологія. Підручник / За ред. Р.С. Орлова, А.Д. Н Орлова. М. Видавнича група «ГЕОТАР-Медіа», 2005

Ситуаційні завдання щодо нормальної фізіології; за ред.Л.Д. Маркіної. - Владивосток: Медицина ДВ, 2005

Фізіологія людини Підручник. / За ред. В.М. Покровського, Г.Ф. Коротько. - М: Медицина, 2003

Керівництво до практичних занять з фізіології / За ред. К.В.Судакова М.: Медицина, 2002

Фізіологія людини Підручник. / За ред. Н.А. Агаджаняна, В.І. Циркіна.-СП.: СОТИС, 2002

Фізіологія людини Підручник. / За ред. В.М. Смирнова. М: Медицина, 2002

Всі живі організми, починаючи від найпростіших одноклітинних і закінчуючи такими високоорганізованими, як людина, мають біологічні ритми, які проявляються в періодичній зміні життєдіяльності і, як найточніший годинник, відміряють час. З кожним роком вчені знаходять нові внутрішні ритми. У 1931 році шведськими вченими Г. Агреном, О. Віландером та Е. Жоресом вперше було доведено існування добового ритму зміни вмісту глікогену в печінці та м'язах, то в 60-х роках виявлено вже понад 50 біологічних функцій, що мають добову періодичність.

Теорії "трьох біоритмів" близько ста років. Цікаво, що її авторами стали троє людей: Герман Свобода, Вільгельм Флісс, які відкрили емоційний та фізичний біоритми, а також Фрідріх Тельчер - який досліджував інтелектуальний ритм.

Психолога Германа Свободу та отоларинголога Вільгельма Флісса можна вважати «дідусями» теорії біоритмів. У науці таке трапляється дуже рідко, але однакові результати вони здобули незалежно один від одного.

Незважаючи на професорські звання і те, що однакові

Малюнок 5.1. Три види біологічних ритмів

відкриття було зроблено незалежно, засновники теорії «трьох біоритмів» мали багатьох супротивників та опонентів. Дослідження біоритмів тривали у Європі, США, Японії. Особливо інтенсивним цей процес став із відкриттям ЕОМ і сучасних комп'ютерів. У 70 - 80-х роках. біоритми завоювали весь світ.

Інтенсивність більшості фізіологічних процесів протягом доби має тенденцію підвищуватися вранці та падати в нічний час. Приблизно в цей же час підвищується чутливість органів чуття: людина вранці краще чує, краще розрізняє відтінки квітів.

Вивчення біоритмів організму людини дозволить науково обґрунтувати застосування лікарських засобів при лікуванні хворих.

Останнім часом у нашій країні та за кордоном проводяться великі роботи з дослідження біоритмів людини, їх взаємозв'язку зі сном та неспанням. Пошуки дослідників спрямовані переважно визначення можливостей управління біоритмами з метою усунення порушень сну. Завдання це особливо актуальне нині, коли значна частина дорослого населення земної кулі страждає від безсоння.

Управління внутрішніми ритмами людини має важливе значення як нормалізації нічного сну, а й усунення низки захворювань нервової системи, мають функціональний характер (наприклад, неврозів). Встановлено, що добова зміна внутрішніх ритмів, властивих здоровій людині, при хворобливих станах спотворюються. За характером спотворень лікарі можуть будувати висновки про ряд захворювань на початковій стадії.

Очевидно, більшість хвороб людини відбувається внаслідок порушення ритму функціонування низки органів прокуратури та систем його організму.

В ході історичного розвитку людина та всі інші живі істоти, що населяють нашу планету, засвоїли певний ритм життя, зумовлений ритмічними змінами геофізичних параметрів середовища, динамікою обмінних процесів.

Одна з наук, що швидко розвиваються, XX століття - біоритмологія, тобто. наука, що вивчає циклічні біологічні процеси, що є на всіх рівнях організації живої системи. Справа в тому, що жива система постійно знаходиться в стані обміну речовин з навколишнім середовищем і має складну динаміку процесів, є саморегулюючою і самовідтворюючою системою. «Біологічний годинник» в організмі - відображення добових, сезонних, річних та інших ритмів фізіологічних процесів.

А оскільки темпи науково-технічного прогресу зараз набувають стрімкого характеру і пред'являють серйозні вимоги до людини, проблема актуальності біоритмів є сьогодні найважливішою. Бездумне ставлення людини до себе, як і до навколишньої природи, часто є наслідком незнання біологічних законів, еволюційних передумов, адаптивних можливостей людини і т.д., і т.п. Щоб зберегти здоров'я людини та її працездатність, всебічно та гармонійно розвивати її фізичні та духовні якості, необхідна не тільки наполеглива та плідна науково-дослідна робота, а й велика просвітницька робота.

Все живе на планеті несе відбиток ритмічного малюнка подій, характерного нашої Землі. У складній системі біоритмів, від коротких – на молекулярному рівні – з періодом у кілька секунд до глобальних, пов'язаних із річними змінами сонячної активності живе і людина. Біологічний ритм є одним із найважливіших інструментів дослідження чинника часу у діяльності живих систем та його тимчасової організації.

Повторюваність процесів - одна з ознак життя. При цьому велике значення має здатність живих організмів відчувати час. З її допомогою встановлюються добові, сезонні, річні, місячні та припливно-відливні ритми фізіологічних процесів. Як показали дослідження, майже всі життєві процеси у живому організмі різні.

Ритми фізіологічних процесів в організмі, як і будь-які інші явища, що повторюються, мають хвилеподібний характер. Відстань між однаковими положеннями двох коливань називаються періодом, йди циклом.

Біологічні ритми чи біоритми – це більш менш регулярні зміни характеру та інтенсивності біологічних процесів. Здатність до таких змін життєдіяльності передається у спадок і виявлено практично у всіх живих організмів. Їх можна спостерігати в окремих клітинах, тканинах та органах, у цілих організмах та у популяціях.

Виділимо такі важливі досягнення біоритмології:

· Біологічні ритми виявлені на всіх рівнях організації живої природи - від одноклітинних до біосфери. Це свідчить у тому, що биоритмика – одне з найбільш загальних властивостей живих систем;

· Біологічні ритми визнані найважливішим механізмом регуляції функцій організму, що забезпечує гомеостаз, динамічну рівновагу та процеси адаптації в біологічних системах;

· Встановлено, що біологічні ритми, з одного боку, мають ендогенну природу та генетичну регуляцію, з іншого, їх здійснення тісно пов'язане з модифікуючим фактором зовнішнього середовища, так званих датчиків часу. Цей зв'язок в основі єдності організму із середовищем багато в чому визначає екологічні закономірності;

· Сформульовані положення про тимчасову організацію живих систем, у тому числі – людини – одним з основних принципів біологічної організації. Розвиток цих положень дуже важливий для аналізу патологічних станів живих систем;

· Виявлено біологічні ритми чутливості організмів до дії факторів хімічної (серед них лікарські засоби) та фізичної природи. Це стало основою у розвиток хронофармакології, тобто. способів застосування ліків з урахуванням залежності їх дії від фаз біологічних ритмів функціонування організму та стану його тимчасової організації, що змінюється при розвитку хвороби;

· Закономірності біологічних ритмів враховують при профілактиці, діагностиці та лікуванні захворювань.

Біоритми поділяються на фізіологічні та екологічні. Фізіологічні ритми, як правило, мають періоди від часток секунди до декількох хвилин. Це, наприклад, ритми тиску, биття серця та артеріального тиску. Є дані про вплив, наприклад, магнітного поля Землі на період та амплітуду енцефалограми людини.

Екологічні ритмиза тривалістю збігаються з якимось природним ритмом навколишнього середовища. До них відносяться добові, сезонні (річні), приливні та місячні ритми. Завдяки екологічним ритмам організм орієнтується в часі і заздалегідь готується до очікуваних умов існування. Так, деякі квіти розкриваються незадовго до світанку, начебто знаючи, що скоро зійде сонце. Багато тварин ще до настання холодів впадають у зимову сплячку або мігрують. Таким чином, екологічні ритми служать організму як біологічний годинник.

Біологічні ритми описані всіх рівнях, починаючи від найпростіших біологічних реакцій у клітині і закінчуючи складними поведінковими реакціями. Таким чином, живий організм є сукупністю численних ритмів із різними характеристиками.

З поняттям «ритму» пов'язане уявлення про гармонію, організованість явищ та процесів. У перекладі з грецької слово "ритм", "ритмос" означає пропорційність, стрункість. Ритмічними називають такі явища природи, які періодично повторюються. Це рух небесних тіл, зміна пір року, дня і ночі, періодичність припливів та відливів. А також чергування максимумів та мінімумів сонячної активності.

Різні фізичні явища відрізняються періодичним, хвилеподібним характером. До них можна віднести електромагнітні хвилі, звук і т.д. У житті прикладом є зміна атомної ваги елементів, що відбиває послідовне чергування хімічних властивостей матерії.

Основні ритми в природі, що наклали свій відбиток на все живе на Землі, виникли під впливом обертання Землі по відношенню до Сонця, Місяця та зірок.

З усіх ритмічних впливів, що надходять з Космосу на Землю, найбільш сильним є вплив випромінювання Сонця, що ритмічно змінюється. На поверхні та в надрах нашого світила безперервно йдуть процеси, що проявляються у вигляді сонячних спалахів. Потужні потоки енергії, що викидаються при спалаху, досягаючи Землі, різко змінюють стан магнітного поля та іоносфери, впливають поширення радіохвиль, позначаються погоді. В результаті спалахів, що виникають на Сонці, змінюється загальна сонячна активність, що має періоди максимуму і мінімуму.

Численні дослідження, проведені вітчизняними та зарубіжними вченими, показали, що під час найбільшої активності Сонця виникає різке погіршення стану хворих, які страждають на гіпертонічну хворобу, атеросклероз та інфаркт міокарда. У цей час відбуваються порушення функціонального стану ЦНС, виникають спазми кровоносних судин.

Французькі вчені Г. Сардау та Г. Валло встановили, що момент проходження плям через центральний меридіан Сонця у 84% випадків збігається з раптовими смертями, інфарктами, інсультами та іншими ускладненнями.

Ритм – це універсальна властивість живих систем. Процеси зростання та розвитку організму мають ритмічний характер. Ритмічним змінам можуть схильні різні показники структур біологічних об'єктів: орієнтація молекул, третинна молекулярна структура, тип кристалізації, форма зростання, концентрація іонів і т.д.

Встановлено залежність добової періодики, властивої рослинам від фази їх розвитку. У корі молодих пагонів яблуні було виявлено добовий ритм вмісту біологічно активної речовини флоридзина, характеристики якого змінювалися відповідно до фаз цвітіння, інтенсивного росту пагонів тощо. Кожна рослина "засинає" і "прокидається" в певний час доби.

Існують ритмічні зміни чутливості організму до шкідливих факторів зовнішнього середовища. У дослідах на тваринах було встановлено, що чутливість до хімічних та променевих уражень коливається протягом доби дуже помітно: при одній і тій же дозі смертність мишей залежно від доби варіювала від 0 до 10 %

Найважливішим зовнішнім фактором, що впливає на ритми організму, є фотоперіодичність . У вищих тварин передбачається існування двох способів фотоперіодичного регулювання біологічних ритмів: через органи зору і далі через ритм рухової активності організму і шляхом екстрасенсорного сприйняття світла. Існує кілька концепцій ендогенного регулювання біологічних ритмів: генетична регуляція, регуляція за участю клітинних мембран. Більшість вчених схиляються до думки про полігенний контроль над ритмами. Відомо, що у регуляції біологічних ритмів беруть участь як ядро, а й цитоплазма клітини.

Центральне місце серед ритмічних процесів займає циркадіанний ритм, що має найбільше значення для організму Поняття циркадіанного (цілодобового) ритму запровадив у 1959 році Халберг. Циркадіанний ритм є видозміною добового ритму з періодом 24 години, протікає в константних умовах і належить до вільно поточних ритмів. Це ритми із не нав'язаним зовнішніми умовами періодом. Вони уроджені, ендогенні, тобто. обумовлені властивостями самого організму. Період циркадіанних ритмів триває у рослин 23-28 годин, тварин 23-25 ​​годин. Оскільки організми зазвичай перебувають у середовищі із циклічними змінами її умов, то ритми організмів затягуються цими змінами та стають добовими.

Циркадіані ритми виявлено в усіх представників тваринного царства і всіх рівнях організації – від клітинного тиску до міжособистісних відносин. У численних дослідах на тваринах встановлено наявність циркадіанних ритмів рухової активності, температури тіла та шкіри, частоти пульсу та дихання, кров'яного тиску та діурезу. Добовим коливанням виявилися схильні до вмісту різних речовин в тканинах і органах, наприклад, глюкози, натрію і калію в крові, плазми і сироватки в крові, гормонів росту та ін. , серцево-судинної, дихальної та травної систем У цьому ритмі вміст та активність десятків речовин у різних тканинах та органах тіла, у крові, сечі, поті, слині, інтенсивність обмінних процесів, енергетичне та пластичне забезпечення клітин, тканин та органів. Цьому ж циркадіанному ритму підпорядковані чутливість організму до різноманітних факторів довкілля та переносимість функціональних навантажень. Загалом наразі у людини виявлено близько 500 функцій та процесів, що мають циркадіанну ритміку.

Біоритми організму – добові, місячні, річні - практично залишилися незмінними з первісних часів і не можуть наздогнати ритми сучасного життя. У кожної людини протягом доби чітко простежуються піки та спади найважливіших життєвих систем. Найважливіші біоритми можуть бути зафіксовані у хронограмах. Основними показниками в них є температура тіла, пульс, частота дихання в спокої та інші показники, які можна визначити тільки за допомогою фахівців. Знання нормальної індивідуальної хронограми дозволяє виявити небезпеку захворювання, організувати свою діяльність відповідно до можливостей організму, уникнути зривів у його роботі.

Найнапруженішу роботу треба робити в ті години, коли найголовніші системи організму функціонують із максимальною інтенсивністю. Якщо людина "голуб", то пік працездатності посідає три години дня. Якщо "жайворонок" - то час найбільшої активності організму падає опівдні. "Совам" рекомендується найнапруженішу роботу виконувати о 5-6 годині вечора.

Важливе практичне значення має також дослідження інших багатоденних (близькомісячних, річних та ін.) ритмів, датчиком часу яких є такі періодичні зміни у природі, як зміна сезонів, місячні цикли та інших.

Подібна інформація.

Наука, що вивчає ритмічність у біології, виникла наприкінці XVIII ст. Її фундатором вважається німецький лікар Христофор Вільям Гуфелянд. З його подачі тривалий період організму вважалися залежними виключно від зовнішніх циклічних процесів, насамперед від обертання Землі навколо Сонця та власної осі. Сьогодні хронобіологія користується популярністю. Згідно з домінуючою в ній теорії, причини біоритмів лежать як поза, так і всередині конкретного організму. Причому повторювані у часі зміни властиві як окремим особинам. Вони пронизують усі рівні біологічних систем – від клітини до біосфери.

Ритмічність у біології: визначення

Таким чином, властивість є однією з фундаментальних характеристик живої матерії. Ритмічність у біології можна визначити як коливання інтенсивності процесів та фізіологічних реакцій. Вона є періодичні зміни стану середовища живої системи, що виникають під дією зовнішніх і внутрішніх факторів. Також їх називають синхронізаторами.

Біоритми, що не залежать від зовнішніх факторів, що діють на систему зовні, є ендогенними. Екзогенні, відповідно, не відгукуються вплив внутрішніх (діючих всередині системи) синхронізаторів.

Причини

Як зазначалося, на перших етапах формування нової науки ритмічність у біології вважалася обумовленої лише зовнішніми чинниками. На зміну цієї теорії прийшла гіпотеза внутрішнього детермінування. У ньому зовнішнім чинникам відводилася незначна роль. Проте досить швидко дослідники дійшли розуміння високого значення обох типів синхронізаторів. Сьогодні вважається, що біологічні ендогенні за своєю природою схильні до змін під впливом зовнішнього середовища. Ця ідея стоїть у центрі мультиосцилляторної моделі регуляції подібних процесів.

Суть теорії

Відповідно до цієї концепції, ендогенні генетично запрограмовані коливальні процеси зазнають впливу з боку зовнішніх синхронізаторів. Величезна кількість внутрішніх ритмічних коливань багатоклітинного організму побудовано певному ієрархічному порядку. У його підтримки лежать нейрогуморальные механізми. Вони узгоджують фазові взаємини різних ритмів: односпрямовані процеси протікають синхронно, а несумісні працюють у протифазі.

Всю цю діяльність важко уявити без якогось осцилятора (координатора). У аналізованої теорії виділяють три взаємопов'язані регулюючі системи: епіфіз, гіпофіз та надниркові залози. Епіфіз вважається найдавнішим.

Імовірно, у організмів, що стоять на низьких щаблях еволюційного розвитку, епіфіз грає головну роль. Мелатонін, що виділяється їм виробляється в темряві і розпадається на світлі. Фактично він повідомляє всім клітинам про час дня. При ускладненні організації епіфіз починає відігравати другу роль, поступаючись першістю супрахіазматичним ядрам гіпоталамуса. Питання про співвідношення у справі регулювання біоритмів обох структур остаточно не вирішено. У будь-якому разі, згідно з теорією, у них існує «помічник» — надниркові залози.

Види

Усі біоритми поділяються на дві основні категорії:

фізіологічні є коливання у роботі окремих систем організму;

екологічні, або адаптивні необхідні для пристосування до умов навколишнього середовища, що постійно змінюються.

Також поширена класифікація, запропонована хронобіологом Ф. Хальбергом. За основу поділу біологічних ритмів він взяв їхню тривалість:

коливання високої частоти - від кількох секунд до півгодини;

коливання середньої частоти – від півгодини до шести днів;

коливання низької частоти – від шести днів до року.

Процеси першого типу - це дихання, серцебиття, електрична активність головного мозку та інша аналогічна ритмічність у біології. Приклади коливань середньої частоти - це зміни протягом дня обмінних процесів, режиму сну та неспання. Третій включає сезонні, річні та місячні ритми.

Зовнішні стосовно людини синхронізатори поділяються на соціальні та фізичні. Перші — це розпорядок дня та різні норми, прийняті на виробництві, у побуті чи суспільстві загалом. Фізичні синхронізатори представлені зміною дня та ночі, напруженістю електромагнітних полів, коливаннями температур, вологості тощо.

Десинхронізація

Ідеальний стан організму виникає тоді, коли внутрішні біоритми людини працюють відповідно до зовнішніх умов. На жаль, так не завжди. Стан, коли відбувається неузгодженість внутрішніх ритмів та зовнішніх синхронізаторів, називають десинхронозом. Він також існує у двох варіантах.

Внутрішній десинхроноз – неузгодженість процесів безпосередньо в організмі. Поширений приклад - порушення ритмів сну та неспання. Зовнішній десинхроноз - це неузгодженість внутрішніх біологічних ритмів та умов середовища. Подібні порушення виникають, наприклад, при перельоті з одного часового поясу до іншого.

Десинхроноз проявляється як зміни таких фізіологічних показників, як артеріальний тиск. Часто він супроводжується підвищеною дратівливістю, відсутністю апетиту, швидкою стомлюваністю. На думку хронобіологів, як говорилося вище, будь-яка хвороба — результат неузгодженості тих чи інших коливальних процесів.

Добові біологічні ритми

Розуміння логіки коливань фізіологічних процесів дозволяє оптимально вибудовувати діяльність. У цьому сенсі особливо велике значення біологічних ритмів тривалістю близько доби. Їх використовують як визначення ефективного так медичної діагностики, лікування, і навіть вибору дози препаратів.

У людському організмі доба - період коливання величезної кількості процесів. Одні з них змінюються суттєво, інші мінімально. Важливо при цьому, що показники і тих, і інших не виходять за межі норми, тобто не загрожують здоров'ю.

Температурні коливання

Терморегуляція - запорука сталості внутрішнього середовища, а отже, правильної роботи організму для всіх ссавців, у тому числі й людини. Зміна температури відбувається протягом доби, причому діапазон коливань зовсім невеликий. Мінімальні показники характерні для періоду від години ночі до п'ятої ранку, максимальні реєструються близько шостої години вечора. Амплітуда коливань становить при цьому найчастіше менше одного градуса.

Серцево-судинна та ендокринна системи

Робота головного «мотора» людського організму також схильна до коливань. Існують дві часові точки, в які знижується активність серцево-судинної системи: година дня та дев'ять вечора.

Свої ритми властиві всім органам кровотворення. Пік активності кісткового мозку припадає на ранок, а у селезінки — на вісім годин вечора.

Секреція гормонів також непостійна протягом дня. Концентрація адреналіну в крові зростає рано вранці і досягає свого піку до дев'ятої години. Така особливість пояснює бадьорість та активність, які найчастіше властиві людям у першій половині дня.

Акушеркам відома цікава статистика: родова діяльність найчастіше починається близько опівночі. Це також пов'язано з особливостями роботи. На цей час активізується задня частка гіпофіза, що виробляє відповідні гормони.

Вранці – м'ясо, увечері – молоко

Для прихильників правильного харчування будуть цікаві факти, пов'язані з системою травлення. Перша половина дня - час, коли посилюється перистальтика шлунково-кишкового тракту, збільшується вироблення жовчі. Печінка вранці активно витрачає глікоген та віддає воду. З цих закономірностей хронобіологи виводять нехитрі правила: важку і жирну їжу краще їсти в першій половині дня, а по обіді та ввечері ідеальні молочні продукти та овочі.

Працездатність

Не секрет, що біоритми людини впливають на її активність протягом дня. Вагання у різних людей мають особливості, проте можна виділити і загальні закономірності. Три «пташиних» хронотипи, що пов'язують біологічні ритми та працездатність, мабуть, відомі всім. Це «жайворонок», «сова» та «голуб». Перші два – крайні варіанти. «Жайворонки» сповнені сил і енергії з ранку, легко встають і рано лягають спати.

«Сови», як і їхній прототип, ведуть нічний спосіб життя. Активний період для них починається приблизно о шостій вечора. Раннє піднесення їм буває дуже важко перенести. "Голуби" здатні працювати як вдень, так і ввечері. У хронобіології їх називають аритміками.

Знаючи свій тип, людина може ефективніше керувати своєю діяльністю. Втім, існує думка, що будь-яка «сова» може стати «жайворонком» за бажання і наполегливості, а поділ на три типи зумовлений, швидше, звичками, ніж закладеними особливостями.

Постійна зміна

Біоритми людини та інших організмів не є жорсткими, назавжди закріпленими ознаками. У процесі онто- та філогенезу, тобто індивідуального розвитку та еволюції, вони змінюються з певними закономірностями. Що відповідає за такі зрушення, до кінця ще незрозуміло. Існує дві основні версії з цього приводу. Відповідно до однієї з них, змінами керує закладений на клітинному рівні механізм його можна назвати

Інша гіпотеза основну роль цьому процесі відводить геофізичним чинникам, які ще належить вивчити. Прихильники цієї теорії пояснюють відмінності біоритмів особин їх становищем на еволюційних сходах. Чим вищий рівень організації, тим інтенсивніший обмін речовин. У цьому характер показників змінюється, але збільшується амплітуда коливання. Саму ж ритмічність у біології та її синхронізацію з геофізичними процесами вони розглядають як результат роботи природного відбору, що призводить до перетворення зовнішнього (наприклад, зміна дня та ночі) у внутрішнє (період активності та сну) коливання ритму.

Вплив віку

Хронобіологам вдалося встановити, що в процесі онтогенезу, залежно від стадії, що проходить організмом, змінюються навколодобові ритми. Кожному розвитку відповідають свої коливання внутрішніх систем. Причому зміна біологічних ритмів підпорядкована певної закономірності, описаної російським фахівцем Г.Д. Губіним. Її зручно розглянути на прикладі ссавців. У них подібні зміни пов'язані насамперед із амплітудами навколодобових ритмів. З перших етапів індивідуального розвитку вони наростають і досягають максимуму у молодому та зрілому віці. Потім амплітуди починають зменшуватись.

Це не єдині зміни ритмів, пов'язані із віком. Змінюються також послідовності акрофаз (акрофаза - точка часу, коли спостерігається максимальне значення параметра) та величини діапазону вікової норми (хронодезму). Якщо зважати на всі ці зміни, стає очевидним, що саме в зрілому віці біоритми чудово узгоджені і організм людини здатний протистояти різним зовнішнім впливам, зберігаючи своє здоров'я. З часом ситуація змінюється. В результаті неузгодженості різних ритмів запас здоров'я поступово закінчується.

Хронобіологи пропонують використовувати такі закономірності для прогнозування хвороб. На основі знання про особливості коливань навколодобових ритмів людини протягом життя теоретично можлива побудова якогось графіка, що відображає запас здоров'я, його максимуми та мінімуми у часі. Подібне тестування – справа майбутнього, на думку більшості вчених. Проте існують теорії, що дозволяють побудувати щось подібне до такого графіка вже зараз.

Три ритми

Розкриємо трохи завісу таємниці і розповімо про те, як визначити свої біоритми. Розрахунок у них виробляється з урахуванням теорії психолога Германа Свобода, лікаря Вільгельма Фісса та інженера Альфреда Тельчера, створеної ними межі XIX і XX століть. Суть концепції полягає в тому, що існує три ритми: фізичний, емоційний та інтелектуальний. Вони виникають у момент народження і протягом усього життя не змінюють своєї частоти:

фізичний - 23 дні;

емоційний - 28 днів;

інтелектуальний - 33 дні.

Якщо побудувати графік їх змін із плином часу, він набуде вигляду синусоїди. Для всіх трьох параметрів частина хвилі над віссю Ох відповідає підйому показників, під нею розташовується зона спаду фізичних, емоційних та розумових можливостей. Біоритми, розрахунок яких можна зробити за подібним графіком, у точці перетину з віссю сигналізують про початок періоду невизначеності, коли сильно падає стійкість організму до впливів довкілля.

Визначення показників

Розрахунок біологічних ритмів з урахуванням цієї теорії можна зробити самостійно. Для цього необхідно підрахувати, скільки ви вже прожили: помножити вік на кількість днів на рік (не забудьте, що у високосному їх 366). Отриману цифру потрібно розділити на частоту того біоритму, графік якого ви будуєте (23, 28 чи 33). Вийде деяке ціле число і залишок. Цілу частину знову помножте на тривалість конкретного біоритму? f отримане значення відніміть із кількості прожитих днів. Залишок буде числом днів періоду зараз.

Якщо отримане значення вбирається у однієї четвертої від тривалості циклу, — це час підйому. Залежно від біоритму воно передбачає бадьорість та фізичну активність, гарний настрій та емоційну стійкість, творче натхнення та інтелектуальне піднесення. Значення, що дорівнює половині тривалості періоду, символізує час невизначеності. Попадання в останню третину тривалості будь-якого біоритму означає перебування у зоні спаду активності. У цей час людині властиво швидше втомлюватися, зростає небезпека хвороб, якщо йдеться про фізичний цикл. У емоційному плані спостерігається зниження настрою до депресії, погіршення здатності стримувати сильні внутрішні пориви. На рівні інтелекту період спаду характеризується складністю прийняття рішень, деякою загальмованістю думки.

Ставлення до теорії

У науковому світі концепція трьох біоритмів у такому форматі зазвичай критикується. Немає достатніх підстав для припущення, що в організмі людини щось може бути настільки незмінним. Про це говорять усі виявлені закономірності, яким підпорядковується ритмічність у біології, характеристики внутрішніх процесів, властиві різним рівням живих систем. Тому описану методику розрахунку і всю теорію найчастіше пропонується розглядати як цікавий варіант проведення часу, але не серйозну концепцію, на основі якої варто планувати свою діяльність.

Біологічний ритм сну та неспання, таким чином, не єдиний, що існує в організмі. Коливань схильні до всіх систем, що становлять наше тіло, причому не тільки на рівні таких великих формувань, як серце або легені. Ритмічні процеси закладені ще клітинах, тому властиві живої матерії загалом. Наука, що вивчає подібні коливання, поки що досить молода, але вже прагне пояснити багато закономірностей, що існують у людському житті та у всій природі. Вже накопичені дані дозволяють припустити, що потенціал хронобіології насправді дуже високий. Можливо, найближчим часом її принципами керуватимуться і лікарі, призначаючи дози ліків відповідно до особливостей фази того чи іншого біологічного ритму.