Проведенные в последние годы экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что здоровье и работоспособность человека во многом определяется состоянием его биологических ритмов. Целостный организм может существовать только при определенных фазовых соотношениях разных колебательных процессов в клетках, тканях, органах и функциональных системах, с одной стороны, и при их синхронизации с условиями окружающей среды, с другой.
Понимание роли и значения ритмов в жизненных процессах позволяет предвидеть всевозможные нарушения в организме, вскрывать их механизмы и разработать эффективные мероприятия по предупреждению и коррекции этих нарушений. Интерес к биологическим ритмам прослеживается на протяжении двух с половиной тысячелетий и восходит к древнегреческому поэту Архилоху, который писал: «Познай, какой ритм владеет людьми».
С древних времен человеку было свойственно искать постоянство, повторяемость в явлениях, связь жизненных процессов с окружающими условиями.
В циркадных ритмах прежде всего поражает их всеобщность, универсальность. Они видимо, присущи всем без исключения организмам, от одноклеточных водорослей до человека включительно. И появляются во всех важнейших жизненных отправлениях: питание, обмен веществ, рост, размножение, передача наследственной информации. Весьма характерно, что у всех живых существ (простейших, растений, животных) основные свойства ритмов одинаковы: стабильность фазы, независимость периода от температуры, устойчивость к метаболическим ядам и другим экстремальным факторам.
Одним из главных факторов, к которому необходимо было приспособиться живым организмам, - это суточное вращение планеты. Действительно, условия обитания живых существ резко менялись со сменой дня и ночи. Причем строгая повторяемость изменений давала уникальную возможность заранее готовиться к ним. Первые организмы, вероятно, уже обладали средством для такой адаптации.
|
|
В. Гуфеланд (1779) называл 24-часовой период «единицей нашей естественной хронологии». И на самом деле, происхождение и свойства циркадной системы определили ту важную роль, которую она играет в жизни всех живых организмов. Очевидно, древнейшая ее функция состояла в приурочивании биологической активности к наиболее благоприятному времени суток – сейчас это основа существования животных с дневным или ночным образом жизни. Другая, вероятно, основная для высокоорганизованных существ – взаимное согласование физиологических процессов во времени, поддержание стабильной последовательности событий, обеспечение предельно экономной физиологической регуляции. И, наконец, организмы действительно «используют» околосуточные ритмы для «измерения времени». Эту функцию с полным правом можно назвать живым биологическими часами в самом точном смысле этого слова. Интересно отметить, что выражение «живые часы» впервые в 1814 г. использовал в своей диссертации французский студент-медик Ж. Вире.
Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что при отборе людей для работы в сложных экстремальных условиях целесообразно наряду с другими факторами учитывать также индивидуальные биоритмологические характеристики. Возможно, наибольшую способность переносить экстремальные воздействия проявят лица с наиболее поздними фазами суточных ритмов («совы» и «жаворонки»).
|
|
Ритмичность биологических процессов – неотъемлемое свойство живой материи. Живые организмы в течение многих миллионов лет живут в условиях ритмических изменений географических параметров среды. Биологические ритмы – это эволюционная форма адаптации, определяющая выживаемость живых организмов.
Выработанная всем ходом эволюции временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей средой способствует гармоничному согласованию, настройке разных ритмических биологических процессов на один лад и тем самым обеспечивает нормальную жизнедеятельность целостного организма. Нарушение этого согласования приводит к «поломке» регуляторных физиологических механизмов организма и к возникновению болезненного состояния. Дело в том, что циклическое колебание физиологических процессов энергетически и биологически наиболее целесообразно, выгодно и соответствует принципу оптимальной организации. Четкий ритм энергетических процессов обеспечивает последовательность взаимодействия многочисленных физиологических и биохимических реакций.
Точность, с которой каждый организм придерживается свойственного ему ритма, привела к возникновению термина «биологические часы». В повседневной жизни нас окружают многочисленные физические и социальные синхронизаторы (или датчики времени), то есть процессы и явления, способствующие наилучшему согласованию ритмов организма с ритмами окружающей среды.
|
|
К физическим синхронизаторам относятся смена дня и ночи с чередованием света и темноты, суточные колебания температуры и влажности воздуха, барометрического давления, напряженности электрического и магнитного полей Земли. На суточную периодичность жизненных процессов могут оказать влияние десятки метеорологических и гелиогеофизических факторов.
К социальным датчикам времени, оказывающим синхронизирующее воздействие на ритмические жизненные явления, прежде всего следует отнести распорядок нашей производственной и бытовой деятельности.
Важное значение имеет не только регулярное чередование труда и отдыха, сна и бодрствования, но и влияние на организм таких социальных датчиков времени, как организация учебного процесса в институте и быта в общежитии, колебания интенсивного городского шума, освещения улиц, а также синхронизация – совпадение ритма каждого индивида, каждого студента с общим ритмом жизни своих товарищей по учебе и общественной работе.
КЛАССИФИКАЦИЯ БИОРИТМОВ
В биологии существуют различные по длительности временные шкалы, отражающие различные явления в зависимости от уровня их организации. По классификации известного хронобиолога Ф. Хальберга, ритмические процессы в организме могут быть разделены на три группы:
1. К первой группе относятся ритмы высокой частоты с периодом до 0,5 часа. Это ритмы дыхания, работы сердца, электрических явлений в мозге, периодические колебания в системах биохимических реакций. Указанные физиологические ритмы хорошо изучены.
2. Вторая группа – ритмы средней частоты с периодом от 0,5 часа до 6 дней. Это смена сна и бодрствования, активности и покоя, околосуточные изменения обмена веществ и многих физиологических функций.
3. Третью группу циклических биологических процессов составляют низкочастотные ритмы с периодом от 6 дней до 1 года. В эту группу входят недельный, лунный и годичный ритмы.
К биологическим процессам, охватываемым этими ритмами, относятся менструальные циклы, циклы экскреции гормонов, половые циклы у некоторых млекопитающих и многих обитателей Мирового океана.
В основе циклических колебаний физиологических процессов заложены эндогенные ритмы, то есть выработанная в процессе исторического развития живых организмов способность различать длину солнечных и лунных суток.