Реферат: Биоритмы
Всеживое на нашей планете несет отпечаток ритмического рисунка событий,характерного для нашей Земли. В сложной системе биоритмов, от коротких – намолекулярном уровне – с периодом в несколько секунд, до глобальных, связанным сгодовыми изменениями солнечной активности живет и человек. Биологический ритмпредставляет собой один из важнейших инструментов исследования фактора временив деятельности живых систем и их временной организации.
Биологическиеритмы или биоритмы – это более или менее регулярные изменения характера иинтенсивности биологических процессов. Способность к таким изменениямжизнедеятельности передается по наследству и обнаружена практически у всехживых организмов. Их можно наблюдать в отдельных клетках, тканях и органах, вцелых организмах и в популяциях. [
Выделимследующие важные достижения хронобиологии:
1.Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы – отодноклеточных до биосферы. Это свидетельствует о том, что биоритмика – одно изнаиболее общих свойств живых систем.
2.Биологические ритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма,обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации вбиологических системах.
3.Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, имеют эндогенную природуи генетическую регуляцию, с другой, их осуществление тесно связано смодифицирующим фактором внешней среды, так называемых датчиков времени. Этасвязь в основе единства организма со средой во многом определяет экологическиезакономерности.
4.Сформулированы положения о временной организации живых систем, в том числе –человека – одним из основных принципов биологической организации. Развитие этихположений очень важно для анализа патологических состояний живых систем.
5.Обнаружены биологические ритмы чувствительности организмов к действию факторовхимической (среди них лекарственные средства) и физической природы. Это сталоосновой для развития хронофармакологии, т.е. способов применения лекарств сучетом зависимости их действия от фаз биологических ритмов функционированияорганизма и от состояния его временной организации, изменяющейся при развитииболезни.
6.Закономерности биологических ритмов учитывают при профилактике, диагностике илечении заболеваний.
Биоритмыподразделяются на физиологические и экологические. Физиологические ритмы, какправило, имеют периоды от долей секунды до нескольких минут. Это, например,ритмы давления, биения сердца и артериального давления. Имеются данные овлиянии, например, магнитного поля Земли на период и амплитуду энцефалограммычеловека.
Экологическиеритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающейсреды. К ним относятся суточные, сезонные (годовые), приливные и лунные ритмы.Благодаря экологическим ритмам, организм ориентируется во времени и заранееготовится к ожидаемым условиям существования. Так, некоторые цветкираскрываются незадолго до рассвета, как будто зная, что скоро взойдет солнце.Многие животные еще до наступления холодов впадают в зимнюю спячку илимигрируют. Таким образом, экологические ритмы служат организму какбиологические часы.
Ритм– это универсальное свойство живых систем. Процессы роста и развития организмаимеют ритмический характер. Ритмическим изменениям могут быть подверженыразличные показатели структур биологических объектов: ориентация молекул,третичная молекулярная структура, тип кристаллизации, форма роста, концентрацияионов и т. д. Установлена зависимость суточной периодики, присущей растениям,от фазы их развития. В коре молодых побегов яблони был выявлен суточный ритмсодержания биологически активного вещества флоридзина, характеристики которогоменялись соответственно фазам цветения, интенсивного роста побегов и т. д. Одноиз наиболее интересных проявлений биологического измерения времени – суточнаяпериодичность открывания и закрывания цветков и растений. Каждое растение«засыпает» и «просыпается» в строго определенное времясуток. Рано утром (в 4 часа) раскрывают свои цветки цикорий и шиповник, в 5часов – 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 часовраскрываются цветки душистого табака, а в 21 час – горицвета и ночной фиалки.Так же в строго определенное время и закрываются цветки: в полдень – осотполевой, 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 отмногих условий, например, от географического положения местности или временивосхода и заката солнца.
Существуютритмические изменения чувствительности организма к повреждающим факторамвнешней среды. В опытах на животных было установлено, что чувствительность кхимическим и лучевым поражениям колеблется в течение суток очень заметно: приодной и той же дозе смертность мышей в зависимости от времени суток варьировалаот 0 до 10 %
Важнейшимвнешним фактором, влияющим на ритмы организма, является фотопериодичность. Увысших животных предполагается существование двух способов фотопериодическойрегуляции биологических ритмов: через органы зрения и далее через ритмдвигательной активности организма и путем экстрасенсорного восприятия света.Существует несколько концепций эндогенного регулирования биологических ритмов:генетическая регуляция, регуляция с участием клеточных мембран. Большинствоученых склоняются к мнению о полигенном контроле над ритмами. Известно, что врегуляции биологических ритмов принимают участие не только ядро, но ицитоплазма клетки.
Центральноеместо среди ритмических процессов занимает циркадианный ритм, имеющий наибольшеезначение для организма. Понятие циркадианного (околосуточного) ритма ввел в1959 году Халберг. Циркадианный ритм является видоизменением суточного ритма спериодом 24 часа, протекает в константных условиях и принадлежит к свободнотекущим ритмам. Это ритмы с не навязанным внешними условиями периодом. Ониврожденные, эндогенные, т.е. обусловлены свойствами самого организма. Периодциркадианных ритмов длится у растений 23-28 часов, у животных 23-25 часов.Поскольку организмы обычно находятся в среде с циклическими изменениями ееусловий, то ритмы организмов затягиваются этими изменениями и становятсясуточными.
Циркадианныеритмы обнаружены у всех представителей животного царства и на всех уровняхорганизации – от клеточного давления до межличностных отношений. Вмногочисленных опытах на животных установлено наличие циркадианных ритмовдвигательной активности, температуры тела и кожи, частоты пульса и дыхания,кровяного давления и диуреза. Суточным колебаниям оказались подверженысодержания различных веществ в тканях и органах, например, глюкозы, натрия икалия в крови, плазмы и сыворотки в крови, гормонов роста и др. По существу, воколосуточном ритме колеблются все показатели эндокринные и гематологические,показатели нервной, мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной ипищеварительной систем. В этом ритме содержание и активность десятков веществ вразличных тканях и органах тела, в крови, моче, поте, слюне, интенсивностьобменных процессов, энергетическое и пластическое обеспечение клеток, тканей иорганов. Этому же циркадианному ритму подчинены чувствительность организма кразнообразным факторам внешней среды и переносимость функциональных нагрузок.Всего к настоящему времени у человека выявлено около 500 функций и процессов,имеющих циркадианную ритмику.
Биоритмыорганизма – суточные, месячные, годовые – практически остались неизменными спервобытных времен и не могут угнаться за ритмами современной жизни. У каждогочеловека в течение суток четко прослеживаются пики и спады важнейших жизненныхсистем. Важнейшие биоритмы могут быть зафиксированы в хронограммах. Основнымипоказателями в них служат температура тела, пульс, частота дыхания в покое идругие показатели, которые можно определить только при помощи специалистов.Знание нормальной индивидуальной хронограммы позволяет выявить опасностизаболевания, организовать свою деятельность в соответствии с возможностямиорганизма, избежать срывов в его работе.
Самуюнапряженную работу надо делать в те часы, когда главнейшие системы организмафункционируют 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.
Овлиянии 11-летнего цикла солнечной активности на биосферу Земли сказано много.Но не все знают о тесной зависимости, существующей между фазой солнечного циклаи антропометрическими данными молодежи. Киевские исследователи провелистатистический анализ показателей массы тела и роста юношей, приходивших напризывные участки. Оказывается, что акселерация весьма подвержена солнечномуциклу: тенденция к повышению модулируется волнами, синхронными с периодом«переполюсовки » магнитного поля Солнца (а это удвоенный 11-летнийцикл, т.е. 22 года). Кстати, в деятельности Солнца выявлены и более длительныепериоды, охватывающие несколько столетий.
Важноепрактическое значение имеет также исследование других многодневных(околомесячных, годовых и пр.) ритмов, датчиком времени для которых являютсятакие периодические изменения в природе, как смена сезонов, лунные циклы и др.
Впоследние годы широкую популярность приобрела теория «трех ритмов», воснове которой лежит теория о полной независимости этих многодневных ритмов какот внешних факторов, так и от возрастных изменений самого организма. Пусковыммеханизмом этих исключительных ритмов является только момент рождения (подругим вариантам – момент зачатия) человека. Родился человек, и возникли ритмыс периодом в 23, 28 и 33 суток, определяющие уровень его физической,эмоциональной и интеллектуальной активности. Графическим изображением этихритмов является синусоида. Однодневные периоды, в которые происходитпереключение фаз («нулевые» точки на графике) и которые якобыотличаются снижением соответствующего уровня активности, получили названиекритических дней. Если одну и ту же «нулевую» точку пересекаютодновременно две или три синусоиды, то такие «двойные » или«тройные » критические дни особенно опасны.
Многократныеисследования, 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 неукладываются в идеальную синусоиду; периоды биоритмов не постоянны и зависяткак от внешних условий, так и от возрастных изменений; в природе не обнаруженоявлений, которые являлись бы синхронизаторами для всех людей и в то же времябыли «персонально » зависимы от дня рождения каждого человека.
Специальныеисследования колебаний функционального состояния людей показали, что они никакне связаны с датой рождения. Подобные исследования спортсменов, проведенные внашей стране, в США и других странах, не подтвердили связи уровняработоспособности 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 обработкиданных, свидетельствовавших якобы о наличии трех ритмов, и установленаошибочность этих методов. Таким образом, гипотеза «трех биоритмов „не находит подтверждения. Однако ее появление и разработка имеют положительноезначение, так как привлекли внимание к актуальной проблеме – исследованиюмногодневных биоритмов, отражающих влияние на живые организмы космическихфакторов (Солнца, Луны, других планет) и играющих важную роль в жизни идеятельности человека.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www. bolshe.ru/