Биологические ритмы

Люди с незапамятных времен интересовались процессами, обладающими четко выраженной периодичностью: смена дня и ночи, сезонов года, чередованием лунных циклов и р. Глубокие научные исследования позволили установить подобную ритмичность и в отношении многих физиологических функций человека.

Практически все известные процессы в нашем организме имеют определенную ритмичность с колоссальным спектром проявлений от молекулярно-биохимических до сложнейших форм психической деятельностью. Изучением ритмов активности и пассивности, протекающих в нашем организме, занимается особая наука – биоритмология.

Биологические ритмы – циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Эти процессы самоподдерживающиеся и в известной мере автономные. Биоритмы, с одной стороны, должны быть достаточно устойчивыми и независимыми от случайных воздействий и состояния организма, но, с другой – они должны адаптироваться к конкретным условиям среды, чтобы организм был способен при минимальных затратах энергии сохранить свой гомеостаз и обеспечить свои текущие потребности. Под влиянием внешних и внутренних факторов («временных ориентиров» или указателей времени) частота ритма может ускоряться или замедляться, т.е. синхронизироваться.

К внешним факторам относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитные поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния; социальные влияния, характерные для человека.

К внутренним факторам относятся гуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.

Ритмы, независимые от внешних синхронизпаторов, называются эндогенными. Ритмы, формирующиеся под влиянием внешних синхронизаторов, т.е. факторов внешней среды, называются экзогенными.

Истинными биоритмами являются только те колебания, которые обнаруживаются и при отсутствии периодических датчиков времени во внешней среде. Такие ритмы называются эндогенными, так как они возникают под действием внутренних причин (дыхание, сердцебиение).

Если системы обнаруживают периодический характер изменений только в связи с реакциями на циклически действующие раздражители внешней среды, то это ритмы экзогенные. Характерными их примерами служат многие суточные, многодневные, месячные и годовые циклы в биосфере (например, фотосинтез начинается с восходом солнца и останавливается с наступлением темноты).

Существуют три основных механизма формирования биологических ритмов.

1. Врожденные, генетически закрепленные биоритмы (они сохраняются и в изолированных живых клетках, взятых из организма человека, и в пересаженных органах, например в пересаженном сердце).

2. Биоритмы, формирующиеся под влиянием факторов внешней среды (смена дня и ночи, повышение и понижение солнечной активности, сезонные и многолетние изменения в окружающей среде).

3. Биоритмы, формирующиеся искусственным путем за счет обучения под влиянием социальных факторов (сменная работа, привычки, необходимость периодических смен труда и отдыха).

Основными параметрами биоритмов являются период, акрофаза, мезор, амплитуда.

Время, необходимое для завершения одного полного цикла ритмического процесса, называется его периодом, а число циклов, совершающихся в единицы времени, - частотой ритма. Периоды между аналогичными состояниями равны лишь приблизительно, они колеблются около величины, в среднем довольно постоянной. Эта величина – длительность периода – важнейшая характеристика ритма. Кривая ритма любой живой системы представляет собой условное изображение непрерывного движения, и любая точка на этой кривой есть изображение тех состояний, через которые она проходит, нигде не задерживаясь.

Каждая точка на кривой ритма, через которую проходит некая функция, называется «фазой». Понятие «фаза» часто используется как обозначение точки отсчета при анализе временной последовательности событий (начало сна или момент пробуждения, начало работы). При смещении этих точек во времени говорят о сдвиге фазы (переход в другой временной пояс, сменная работа).

Акрофаза, т.е. фаза (точка времени), в которой отмечается в периоде максимальное значение исследуемого процесса.

Мезор – уровень среднего значения показателей изучаемого процесса.

Амплитуда – величина отклонения исследуемого показателя в обе стороны от средней. Размах колебаний ритмического процесса (по амплитуде) и положение колеблющейся системы в данный момент (ее фаза) имеют большое значение при характеристике этих явлений.

По длительности периода биоритмы делятся на несколько категорий. Наиболее известны и изучены так называемые циркадные или околосуточные биоритмы с периодом порядка 24 ч. У некоторых обитателей морей ярко выражены «приливные» ритмы продолжительностью в среднем 12,8 ч, «лунные» с периодом 28 дней и «полулунные» - 14-15 дней. выделяют «сезонные», «окологодичные» ритмы, связанные с обращением нашей планеты вокруг Солнца, многолетние, например 11-летние, обусловленные влиянием соответствующего цикла солнечной активности. Ритмы с подобными колебаниями выделены в особую группу так называемых экологических ритмов, связанных с космическими (астрономическими) причинами.

Большинство ученых считает, что существует не менее 5 видов четко проявляющихся биоритмов.

1. Биоритмы высокой частоты (от доли секунды до 30 мин) – активность головного мозга, сердца, дыхательного движения, кругооборот крови (23-24 с один и тот же объем крови проходит через большой и малые круги кровообращения), перистальтика кишечника и мочеточника.

2. Ритмы средней частоты (от 30 мин до 28 ч). Наиболее характерными являются периодические повышения двигательной и секреторной активности пищеварительного тракта, выделение гормонов, повторяющиеся через каждые 90 мин, быстрые движения глазных яблок во сне, повышение и понижение каждые 1,5-2 ч уровня работоспособности и т.д.

3. Ритмы от 28 ч до 7 дней (колебания температуры тела – 5-7 дней, концентрация эритроцитов и лейкоцитов в крови).

4. Ритмы, превышающие 3 недели (от 21 дня до года – менструальный цикл у женщин и др.).

5. Ритмы протяженностью в несколько лет и даже десятков лет.

Наряду с этими биоритмами в конце XIX и начале ХХ в. на основании изучения ритмической деятельности живых объектов австрийский психолог Герман Свобода, немецкий врач Вильгельм Фисс и австрийский инженер Альфред Тельгер создали известную концепцию о трех ритмах, в соответствии с которой человеку присущи особые ритмы:

- физический, длительностью в 23 дня;

- эмоциональный, длительностью в 28 дней;

- интеллектуальный, длительностью в 33 дня.

Суть концепции заключается в том, что все три ритма возникают одновременно в момент рождения, или же в момент зачатия (образования зиготы). Все три ритма имеют строго синусоидальную форму, не изменяющуюся на протяжении всей жизни человека, и, следовательно, неизменную частоту, т.е. длительность периода. Положительная часть каждой синусоиды (полуволна, расположенная выше так называемой нулевой линии, горизонтали, проведенной по середине между максимумами и минимумами) соответствует периодам подъема физической, эмоциональной и умственной активности, а отрицательная ее часть (полуволна, расположенная ниже указанной горизонтали) характеризуется периодом упадка, снижения этих видов активности.

В дни подъема физических сил спортсмены достигают максимальных результатов, в дни спада результаты минимальны. В положительной полуволне эмоционального ритма господствует оптимистическое настроение, в отрицательной полуволне эмоциональная жизнь смещается в минорную фазу.

Интеллектуальные подъемы и спады колеблются в пределах 33-суточного периода. Дни перехода положительной части каждой синусоиды трех типов в отрицательную, т.е. точки пересечения синусоиды с нулевой волной, отмечены резким снижением «надежности» организма и его устойчивости к любым негативным воздействиям. Такие дни называются критическими или нулевыми. Считают, что в эти дни чаще всего допускаются разнообразные ошибки в производственных и бытовых ситуациях, опасность появления ошибок возрастает в двойные критические дни, когда в одной точке на уровне нулевой линии пересекаются одновременно две синусоиды, наиболее опасными являются тройные критические дни, соответствующие взаимному пересечению сразу трех синусоид и нулевой линии. По мнению сторонников существования этих ритмов, учет данных ритмических изменений состояния организма человека позволяет достаточно точно прогнозировать состояние его здоровья и работоспособность.

При совпадении во времени двух и тем более трех «критических» дней высока вероятность возникновения заболевания, обострения хронических болезней, несчастных случаев на производстве и в быту, автодорожных путешествиях. Например, по данных некоторых исследователей, смертность среди мужчин при сочетании трех критических дней в 4,5 раза выше, чем в обычные дни. Наступление смерти от самых различных заболеваний в 68% случаев совпадало с сочетанием двух или трех критических дней.

Существует статистика, согласно которой 70-80% аварий на дорогах и 49% катастроф в военной авиации происходит в критические дни. Японцы одной транспортной фирмы за счет введения персональных биокарт водителей в короткий срок добились снижения аварий на 50%.

Возможно свою роль сыграли психологические факторы – наибольшая осторожность в эти дни.

Сторонники концепции считают, что в результате этих трех ритмов и формируется интегральный циркадианный ритм.

Критики материальной природы этой концепции (Б.С. Алякринский, С.И. Степанова) считают, что поскольку в течение всей жизни значительно меняется ритм многих жизненных функций (сердечно-сосудистой, костно-мышечной, репродуктивной и др.), придание трем ритмам предельной стабильности на протяжении всей жизни без учета возраста, пола, типа нервной системы противоречит способности организма человека к адаптации и выживанию в экстремальных условиях.

Наиболее практическое значение для поддержания и укрепления здоровья имеют циркадианные и сезонные биоритмы, которые способствует не только приспособлению организма к циклическим изменениям окружающей среды, но и обеспечивают взаимную координацию биоритмов всех органов и систем живого организма.

Поиск по сайту: