Хронобиология. Биоритмы

Хронобиология – раздел биологии, изучающий временную организацию живых организмов. Большинство процессов, происходящих в живых системах осуществляются упорядоченным образом во времени. Ритмические изменения жизнедеятельности получили название биоритмов.

Окружающая нас природа ритмична: происходит смена дня и ночи, времен года, существуют периоды Солнечной активности. Поэтому живые организмы должны приспосабливаться к ритмическим изменениям неживой природы. В результате эволюции у организмов возникли внутренние (эндогенные) биоритмы, синхронные с периодическими процессами внешней среды. Многие животные и, в том числе, человек научились воспринимать время. Доказательством этому являются различные временные рефлексы. Биоритмы обнаружены у различных организмов от простейших до человека. А это свидетельствует о том, что биоритмы – одно из общих свойств живого.

В основе классификации биоритмов лежит промежуток времени, через который происходит воспроизведение событий. Различают следующие биоритмы:

1. Ритмы высокой частоты (от долей секунды до 30 минут)

2. Циркадные ритмы (околосуточные – для человека 23-25 часов)

3. Макроритмы (лунно-месячный, сезонный)

4. Мегаритмы (десятки и более лет)

Что мы знаем биологических часах? Часы есть в каждой клетке многоклеточного организма и идут они синхронно. Главный «водитель ритма» расположен в гипоталамусе и важную роль в регуляции биоритма играет гормон эпифиза – мелатонин.

Что играет роль маятника в клетках? По одним гипотезам, это колебания биохимических процессов в клетке (колебания скорости образования АТФ, колебания потоков кислорода и водорода в митохондриях), по другим, колебания концентраций ионов кальция. Однако, эти факторы, по-видимому, являются вторичными, т.е. зависят в целом от процессов реализации наследственной информации.

Для человека наибольшее значение имеет циркадный ритм. Известно более 300 физиологических функций, которые проявляет свою интенсивность в одно время максимально, в другое – минимально. Приведем некоторые примеры:

Часы	Физиологические функции
1 - 4	Артериальное давление и частота дыхания минимальны, минимально содержание сахара в крови. Но обостряется слух.
4 - 5	Мозг снабжается минимальным количеством крови (!), максимальная активность костного мозга, чувство голода
6 - 9	Наименьшая СОЭ, максимальная активность толстого кишечника, максимальное количество адреналина
10	Первый пик повышенной работоспособности
11 - 12	Чувство голода

В экспериментах была выявлена индивидуальность биоритмов. Оказалось, что у большинства людей период сон-бодрствование превышает 24 часа. А это важнейший наш биоритм. Человек может без еды прожить несколько дней, а без сна? Исследования показали, что наиболее благоприятное время для сна – между 21-22 ч (по зимнему времени), т.к. на 22-23 ч приходится один из физиологических спадов. И, если, человек по каким-то причинам не засыпает к 23 ч, то в 24 ч это удается с трудом (при обычном ритме дня). Нарушение естественного ритма сна приводят к ИБС, гипертонии. У разных людей биоритмы сна-бодрствования могут отличаться: выделяют группы утреннего типа («жаворонки») и вечернего типа («совы»).

Примерами макроритмов могут быть лунно-месячный ритм (28 дней): периодичность менструального цикла, 9 лунных месяцев – продолжительность нормальной беременности. Интерес представляют другие макроритмы: 23-дневный – физический, 28-дневный – эмоциональный, 33-дневный – интеллектуальный. Первая половина цикла сопровождается подъемом работоспособности, физического, эмоционального и интеллектуального состояния. В середине цикла – критический день (несчастные случаи, травмы, эмоциональные срывы). Затем следует отрицательный период – ухудшение состояния. Несовпадение индивидуальных ритмов и фотопериодизма в весенние и осенние времена года приводит к обострению хронических заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистой системы.