
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ивановский государственный университет»
Реферат
По теме:
Хронобиология
Выполнила:
Студентка 1 курса 2 группы
Шабышева Екатерина Петровна
Проверил:
Курючкин Виктор Анатольевич, доцент кафедры общей биологии и ботаники
Оценка __________________
(зачтено/незачтено)
Иваново — 2013
Содержание
Введение 3
История хронобиологии 3
Биологические ритмы 5
Классификация биоритмов 5
Инфрадианные ритмы 6
Лунные ритмы 7
Ультрадианные ритмы 7
Циркадные (околосуточные) ритмы 7
Теория «трёх ритмов» 8
Достижения хронобиологии 9
Хрономедицина 9
Вывод 9
Список литературы: 10
Введение
Хронобиология (от др. греч. χρόνος — «время») — область науки, которая исследует периодические (циклические) феномены, протекающие у живых организмов во времени, и их адаптацию к солнечным и лунным ритмам. Эти циклы именуют биологические ритмы.
Хронобиологические исследования включают, но не ограничиваются ими, работы в области сравнительной анатомии, физиологии, генетики, молекулярной биологии и биологии поведения организмов. Другие аспекты включают исследование развития, воспроизведения, экологии и эволюции видов.
Синхронизация уровня и длительности биологической активности с внешними факторами у живых организмов происходят при многих существенных биологических процессах. Это происходит
у животных (еда, сон, спаривание, зимовка, миграция, клеточная регенерация, и т. д.),
у растений (движения листа, фотосинтез и т. д.).
Наиболее важный ритм в хронобиологии — суточный ритм, примерно 24-часовой цикл физиологических процессов у растений и животных
Есть и другие важные циклы:
инфрадианные, более долгосрочные, такие как ежегодные циклы миграции или воспроизводства, выявленные у некоторых животных, или человеческий менструальный цикл.
ультрадианные ритмы, краткие циклы, такие как 90-минутный цикл REM-сна у людей, 4 -часовой назальный цикл или 3-часовой цикл продуцирования гормона роста.
Периодические ритмы, обычно наблюдаемые у морских животных, часто следуют (примерно) 12 -часовому переходу от прилива к отливу и обратно.
История хронобиологии
Циркадный ритм был первоначально обнаружен в XVIII веке в движении листьев растения французским ученым Ж-Ж д’Орту де Меран. В 1751 шведский ботаник и натуралист Карл Линней сконструировал даже настоящие биологические часы, используя некоторые суточные виды цветущих растений. Упорядочивая растения в круговом паттерне, он сконструировал биологические часы, которые самым натуральным образом показывали время дня, в зависимости от того, чьи цветки были открыты и чьи закрыты. Например, он обнаружил, что растение «ястребиная бородка» открывает свои цветки в 6:30 утра, тогда как другой вид кульбаба не открывает свои цветки до 7 часов.
В 1860-ые годы президент Русского энтомологического общества Карл Эрнст фон Бэр написал о биологическом времени и его различии у различных видов животных. Его подход был далее развит и экспериментально изучен Якобом фон Икскюль.
В 1924 году Александр Чижевский, выпускник медицинского факультета МГУ, опубликовал междисциплинарные работы: «Физические факторы исторического процесса» и «Эпидемиологические катастрофы и периодическая активность Солнца», в которых он описал циклы у живых организмов в связи с солнечным циклом и циклом лунных фаз. Чижевский развил новую дисциплину, гелиобиологию, как подраздел астробиологии. В 1939 он был избран Почётным президентом Международного Конгресса по биологической физике и космической биологии, после публикации в 1936 году его работы «Земное эхо солнечных штормов» Однако, вскоре он был арестован и сослан в Сибирь во время сталинских репрессий. Его публикации были подвергнуты цензуре, и его исследования 1930-х годов по крови и электромагнитным параметрам эритроцитов в связи с циклами человеческой циркадианной системы были запрещены; они были опубликованы в 1973 году, 40 лет спустя. Его публикация 1928 года «Влияние космоса на психозы человека» была подвергнута цензуре в Советском Союзе, хотя и в 2003 году на эту работу продолжали ссылаться в «Journal of Circadian Rhythms».
Как представляется, именно на симпозиуме 1960 года в Cold Spring Harbor Laboratory наступил момент, когда исследователи из различных областей науки обнаружили, что они все изучали одни и те же феномены. Тогда и было положено начало хронобиологии как современной науке.
Также в 1960 годе Patricia DeCoursey изобрела кривую фазной реакции, главной инструмент, используемой в этой области.
В 1960-е годы Мишель Сифр проводит серию экспериментов с многомесячным одиночным заточением людей в пещере, без информации об астрономическом времени. Эксперименты показывают сохранение 24-часового суточного цикла, с последующим переходом на 48-часовой.
Франц Халберг из Миннесотского университета ввел термин «циркадианный», и его часто именуют «отцом американской хронобиологии». Руководителем «Общества исследований биологических ритмов» в 1970-е годы стал Колин Питендрих, занимавшийся больше эволюционными и экологическими аспектами, в то время как Халберг делал больший акцент на человеческие и медицинские аспекты. Питендрих как руководитель и члены Общества сделали основополагающие исследования на всех типах организмов и растений, и животных. Позже было трудно получить финансирование для подобных исследований на каких-либо других организмах, кроме мышей, крыс и человека, а также дрозофил.
Позже светолечение и значение мелатонина были исследованы Альфредом Льюи из Орегонского медицинско-научного университета и другими исследователями как средства для перенастройки заново суточных ритмов животных и человека.
Человек может иметь утренний тип («жаворонки») или вечерний («совы»); эти типы называют хронотипами. Для них есть различная оценочная техника и биологические маркеры.
Во второй половине XX века существенный вклад был сделан Юргеном Ашоффом и Колин Питендрих, которые выполнили различные, но дополняющие друг друга исследования относительно феномена захвата циркадианной системой света (параметрический, непрерывный, тонический, постепенный по сравнению с непараметрические, дискретный, фазный, мгновенный, соответственно).
Есть также пищевые биологические часы, которые не ограничены супрахиазматическим ядром. Оно находится в мозге, возможно в дорсомедиальном ядре гипоталамуса. Работа с мышами, Fuller и соавторы сделали вывод, что с определенного времени биологические часы, как представляется, индуцируют пищевые ограничения. Это говорит о контроле подобных функций как синхронизации активности, повышая шансы для животного успешно определять местонахождение пищевых ресурсов.