Происхождение биоритмов

Биологические ритмы начали формироваться одновременно с зарождением жизни на Земле. Поначалу ритмичность выражалась в автоколебаниях химических реакций. В дальнейшем по мере организации примитивных животных систем ритмы биохимических реакций синхронизировались между собой и с окружающей средой. Возникла определенная упорядоченность реакций во времени и пространстве. В процессе естественного отбора получали преимущество и дальнейшего развития только те примитивные живые системы, внутренние биохимические циклы которых имели устойчивый характер и совпадали с ритмами внешней среды (геофизическими датчиками времени: свет, температура, магнитное поле, электромагнитные излучения). Среди всей суммы внешней среды наибольшее значение для адаптации примитивных живых систем к жизни на Земле имели суточные ритмы, связанные с вращением Земли вокруг своей оси. В процессе эволюции сохранились и получили развитие только те живые системы, в которых внутренние ритмы биохимических реакций синхронизировались с ритмами внешней среды и, в первую очередь, с суточными ритмами.

Таким образом, если рассматривать природу ритма, то ритм имеет эндогенное происхождение, однако формирование этих ритмов шло под воздействием среды. В настоящее время установлено, что организм и любого другого живого существа – это система жизнедеятельности, подчиняющаяся ритму.

Наиболее важное практическое значение имеют суточные ритмы, которые интегрированы (объединены) в единую, сложную систему, называемую циркадианной временной системой. Эта система обеспечивает временное согласование функций внутри организма и временную адаптацию организма к внешней среде.

Механизмы циркадианной временной системы

Существует три модели функционирования циркадианной временной организации:

1-я модель: Моноосцилляторная иерархическая. Суть её: один центральный циркадный осциллятор (пейсмекер) регулирует на ритмы внешней среды и задает по нервно-гуморальным путям регуляции ритмы другим органам и системам органов.

Центральный циркадианный осциллятор у млекопитающих – это супрахиазменные ядра гипоталамуса. У птиц такой осциллятор – эпифиз (шишковидное тело, рудимент третьего глаза).

2-ая модель: Мультиосцилляторная иерархическая (много осцилляторов).

Согласно этой модели, наряду с центральным осциллятором (в головном мозге), имеются периферические автономные осцилляторы в нервных центрах, ганглиях, железах внутренней секреции, а также в органах и клетках, управляемых сверху-вниз без обратимой связи с внешней средой.

3-я модель: Мультиосцилляторная неиерархическая. Существует несколько групп автономных осцилляторов, связанных между собой. В каждой группе имеется свой центральный водитель ритмов (пейсмекер), связанный с ритмами внешней среды и синхронизирующий колебания внутри своей подсистемы по принципу прямых и обратных связей.

Большинство ученых считает, что, несмотря на наличие автономных осцилляторов (органных), видимо, существует центральный осциллятор, которым у млекопитающих и человека являются супрахиазменные ядра гипоталамуса и эпифиз. Функция последнего во многом определяется супрахиазменными ядрами, так как через эти ядра эпифиз получает главную информацию о состоянии внешней среды.