Полезные материалы за все 6 курсов / Ответы к занятиям, экзаменам / fiziologia_vydelenia

Значение физиологических ритмов заключается в обеспечении оптимального функционирования клеток, органов и систем организма. Исчезновение физиологических биоритмов означает прекращение жизни. Возможность изменения частоты физиологических ритмов обеспечивает быструю адаптацию организма к различным условиям жизнедеятельности.

Геосоциальные биоритмы формируются под влиянием социальных и геофизических факторов.

Значение геосоциальных биоритмов заключается в приспособлении организма к режиму труда и отдыха. Возникновение в живых системах автоколебаний с периодами, близкими к циклам труда и отдыха, свидетельствует о высоких адаптивных возможностях организма.

Геофизические биоритмы - это циклические изменения деятельности клеток, органов, систем и организма в целом, а также резистентности, миграции и размножения, обусловленные геофизическими факторами. Геофизические биоритмы представляют собой циклические колебания физиологических биоритмов, обусловленные изменениями факторов среды обитания.

Геофизические биоритмы сформировались под действием природных факторов, во многом они связаны с временами года, фазами Луны.

Значение геофизических биоритмов – они обеспечивают приспособление организма к циклическим изменениям в природе.

Таблица 1. Характеристика биоритмов человека

Изменение работоспособности человека протекает в соответствии с тремя циклами: 1.физический ритм (продолжительность - 23 дня); 2.эмоциональный ритм (продолжительность - 28 дней).

В положительном его периоде люди склонны к хорошему настроению и весьма контактны.

3.интеллектуальный ритм (продолжительность - 33 дня).

Эти ритмы «запускаются» в момент рождения и сохраняются затем с удивительным постоянством в течение всей жизни. Первая половина периода каждого ритма характеризуется нарастанием, вторая – спадом физической, эмоциональной и интеллектуальной активности. День перехода от положительной половины цикла к

82

отрицательной или обратно называют критическим, или нулевым. Именно в этот день с людьми чаще происходят несчастные случаи.

3. Параметры биоритма:

Период (Т) - продолжительность одного цикла, то есть длина промежутка времени до первого повтора. Выражается в единицах времени.

Частота - число циклов, завершившихся в единицу времени, - это частота процесса.

Мезор (М) - уровень среднего значения показателей изучаемого процесса (среднее значение полезного сигнала). Позволяет судить о среднесуточной величине показателя, так как позволяет игнорировать случайные отклонения.

Амплитуда (А) - наибольшее отклонение сигнала от мезора (в обе стороны от средней). Характеризует мощность ритма.

Фаза ритма (Φ, φ, ) - любая часть цикла, мгновенное состояние, момент цикла, когда регистрируется конкретная величина сигнала. При этом обычно длительность цикла принимают за 360° С, или 2π радиан.

Акрофаза - точка времени в периоде, которое соответствует максимуму синусоиды, - когда отмечается максимальное значение исследуемого параметра. Имеет большое значение для фармакологической коррекции.

Батифаза - точка времени в периоде, когда отмечается минимальное значение исследуемого параметра.

Имеется большое число различных факторов, обеспечивающих формирование биологических ритмов.

Главными из них являются следующие:

•фотопериодика (смена света и темноты), влияющая на двигательную активность;

•циклические колебания геомагнитного поля;

•цикличность режимов питания;

•цикличность изменений температуры окружающей среды (день—ночь, зима—лето) в связи с вращением Земли вокруг своей оси, а также вокруг Солнца;

•цикличность фаз Луны;

•циклические изменения (хотя и незначительные) силы притяжения Земли.

Особо важную роль в формировании биоритмов человека играют социальные факторы; в основном это цикличные режимы труда, отдыха, общественной деятельности. Однако главным (первичным) фактором формирования биоритмов человека является геофизический фактор (фотопериодизм) — чередование светлого и темного времени

83

суток, предопределяющее двигательную и творческую активность человека в составе цикла день—ночь.

Важное место в становлении биоритмов и самой жизни имеет гравитация. Жизнь развивалась на Земле в условиях действия силы тяготения. Наиболее убедительным примером реакции растительных организмов на силу тяжести служит геотропизм растений — рост корней вниз, стебля — вверх под влиянием земного притяжения. Именно поэтому жизнь растений нарушается в космосе: корни растут в различных направлениях, а не в землю.

Биологические часы — это структуры и механизмы биологических ритмов, сформированные и закрепленные под влиянием геофизических и социальных факторов.

Гипотезы о локализации часов:

-Биологические часы локализуются в эпифизе. Продукция мелатонина тесно коррелирует с изменением освещенности (день—ночь), половых гормонов. В темное время суток в эпифизе возрастает продукция мелатонина, в светлое — серотонина.

-Биологические часы локализуются супрахиазмальном ядре (СХЯ) гипоталамуса.

-Роль часов выполняют клеточные мембраны (мембранная теория).

-Роль часов выполняет кора большого мозга. У животных с удаленной корой большого мозга нарушается чередование сон—бодрствование.

-Широкое распространение получила хронон-гипотеза. Согласно хронон-гипоте- зе, клеточными часами является цикл синтеза белка, продолжительность которого около

24 ч.

Существуют «большие» биологические часы, отсчитывающие длительность жизни. Они констатируют суммарные изменения в гомеостазе организма от момента его

84

рождения до смерти. «Большие» биологические часы «идут» неравномерно. Многие факторы влияют на них, ускоряя (факторы риска) или замедляя их ход, укорачивая или удлиняя жизнь.

Ритмозадающий стимул может быть и внешним. «Лунный месяц» оказался эволюционно закрепленным в ритмичности физиологических процессов (менструальный цикл), так как Луна оказывает влияние на ряд земных явлений, которые в свою очередь воздействуют на живые организмы, и они адаптивно изменяют свои функции. К физическим синхронизаторам относятся также колебания температуры и влажности воздуха, барометрического давления, напряженности электрического и магнитного полей Земли, меняющихся и в связи с солнечной активностью, также имеющей периодичность. С солнечной активностью А. Л. Чижевский справедливо связывал «эхо солнечных бурь»

—ряд заболеваний человека.

Вестественных условиях ритм физиологической активности человека синхронизирован с его социальной активностью, обычно высокой днем и низкой ночью. При перемещениях человека через временные пояса (особенно быстро на самолете через несколько временных поясов) наблюдается десинхронизация функций. Это проявляется в усталости, раздражительности, расстройстве сна, умственной и физической угнетенности; иногда наблюдаются расстройства пищеварения, изменения артериального давления. Эти ощущения и функциональные нарушения возникают в результате десинхронизации циркадианных закрепленных ритмов физиологических процессов с измененным временем световых суток (астрономических) и социальной активности в новом месте пребывания человека.

Часто встречающимся видом десинхронизации биологического и социального ритмов активности является работа в вечернюю и ночную смену на предприятиях с круглосуточным режимом работы. При переходе с одной смены на другую происходит десинхронизация биоритмов, и они не полностью восстанавливаются к следующей рабочей неделе, так как на перестройку биоритмов человека в среднем необходимо примерно 2 недели. У работников с напряженным трудом (например, авиадиспетчеры, авиапилоты, водители ночного транспорта) и переменной сменностью работы нередко наблюдается временная дезадаптация — десинхроноз. У этих людей нередко отмечаются различные виды патологии, связанные со стрессом, — язвенная болезнь, гипертония, неврозы. Это плата за нарушение циркадианных биоритмов.

Десинхроноз – это расстройство циркадианных биоритмов. Стадии:

1.рассогласование (несколько дней);

2.постепенное формирование новых биоритмов (7 – 10 дней);

3.полного восстановления (ч/з 14 дней.)

Вопросы для самоподготовки

1.Понятие о хронофизиологии.

2.Биоритмы человека, их классификация.

3.Характеристика основных параметров биоритмов.

4.Факторы, обусловливающие биоритмы.

5.Управление внутренними колебательными процессами в организме

6.Понятие о десинхронозе.

Домашнее задание

1. Составить таблицу ритмических процессов организма по следующей схеме: Физиологические Биологические

85

показатели ритмы

2.Нарисовать кривую биоритма, обозначить её фазы.

3.Зарисовать график суточной ритмики работоспособности человека.

Самостоятельная работа на занятии

86

Дни месяца

сегодняшнее

число

87

1.Главный фактор формирования биоритмов

1)социальный;

2)геофизический (фотопериодизм);

3)физиологический.

2.Базисными являются биоритмы

1)физиологические;

2)геосоциальные;

3)геофизические

3.Физиологические биоритмы

1)сплав врождённых и приобретённых биоритмов;

2)генетически запрограммированы, обладают видовой специфичностью;

3)циклические изменения деятельности клеток, органов и систем обусловленные геофизическими факторами.

4.К геофизическим факторам относятся

1)режим труда, отдыха, общественной деятельности;

2)гравитация, магнитное поле земли, фотопериодизм.

5.Геосоциальные биоритмы

1)генетически запрограммированы;

2)обладают видовой специфичностью;

3)могут изменяться в онтогенезе.

6.Согласно хроногипотезе клеточные часы – это

1)эпифиз и супрахиазматическое ядро гипоталамуса;

2)кора большого мозга;

3)цикл синтеза белка.

7.Эпифиз продуцирует мелатонин в больших количествах..

1)днём;

2)ночью;

3)вечером.

8.Выберите правильную последовательность стадий десинхроноза

1)перестройка, стабилизация, рассогласование;

2)стабилизация, рассогласование, перестройка;

3)рассогласование, перестройка; стабилизация.

9.Новый циркадианный биоритм у человека вырабатывается

1)через 24 часа;

2)через 6 месяцев;

3)через 3 – 4 недели.

10.Резистентность организма наиболее высока…

1)в утренние часы;

2)в вечерние часы;

3)ночью.

Ответы

1 -2; 2 – 1; 3 – 2; 4 – 2; 5 – 3; 6 – 3; 7 – 2; 8 – 3; 9 – 3; 10 – 1.

Задачи

1.В эпифизе образуется гормон мелатонин, который тормозит действие гонадотропных гормонов. Свет угнетает синтез мелатонина. Можно ли на этом основании утверждать, что эпифиз принимает участие в регуляции годовых ритмов плодовитости млекопитающих?

88

2.Во время летних каникул студенты совершили перелет из Владивостока в Москву. При резкой смене часовых поясов нарушилась работа организма: ухудшился аппетит, снизилась работоспособность, наблюдается сонливость днём и бессонница ночью, немного понизилось давление (≈ 115/60 мм.рт.ст). Как называется это состояние? Какие рекомендации вы бы дали студентам?

3.Как вы думаете, почему одни люди легко встают по утрам и засыпают вечером, а другие с трудом?

4.Как вы думаете, почему в Индии и Китае лунный цикл внесен в гражданский календарь?

Ответы

1.Чем больше света (продолжительный день), тем выше активность гонадотропных гормонов, а, следовательно, и половых, регулирующих половое поведение. Поэтому периоды размножения приходятся на весну и лето.

2.Это состояние называется десинхронозом. Возникает при сбое обычных ритмов, что пагубно отражается на самочувствии человека. Чтобы быстрее адаптироваться к изменившимся условиям, необходимо придерживаться привычного режима дня.

3.Причина в том, что биологические часы, определяющие циклы сна и бодрствования различаются у разных людей. Как показывают исследования, у «жаворонков» более короткие циклы биологических часов, чем у «сов». Это означает, что «жаворонки» спят как раз тогда, когда их цикл сна находится на пике, и поэтому просыпаются бодрыми и свежими. «Совы» же обычно вынуждены просыпаться на пике цикла сна, в это время уровень мелатонина у них повышен, и они чувствуют сонливость и усталость.

4.Один из важнейших биоритмов – месячный. Под месячным биоритмом подразумевается лунный цикл, длительность которого составляет 29,5 суток. Лунный цикл оказывает огромное влияние на все процессы, протекающие на нашей планете: морские приливы и отливы, периоды размножения у животных, интенсивность поглощения кислорода растениями и т. д. Особенно отчетливо изменение фаз Луны чувствует люди, испытывающие проблемы со здоровьем. Например, в дни новолуний, когда гравитационное воздействие Луны на оболочку Земли особенно сильно, увеличивается количество рецидивов заболеваний сердечнососудистой системы, снижается активность головного мозга, возрастает число психических нарушений.

Вопросы для самоконтроля

1.В чём заключается гипотеза хронона?

2.Что такое акрофаза, батифаза, мезор, период, частота, амплитуда биоритма?

3.Чем отличаются геосоциальные биоритмы от геофизических?

4.В чём отличие между физиологическими и геосоциальными биоритмами?

5.Что такое биологические часы и где они локализуются?

6.В какое время суток наиболее высока резистентность организма?

Литература

Основная:

1.Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. В.М. Смирнова. – М.: Академия, 2010

2.Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. А.В., Завьялова. В.М. Смирнова.- М.: «Медпресс-информ», 2009

89

3.Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии / Под ред. С.М. Будылиной, В.М. Смирнова. М.: Издательский центр «Академия», 2005

Дополнительная:

1.Нормальная физиология. Учебник. / Под ред.В.Н. Яковлева. М.: Издательский центр «Академия», 2006

2.Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. Р.С. Орлова, А.Д. Н Орлова. М. Издателькая группа «ГЭОТАР-Медиа», 2005

3.Ситуационные задачи по нормальной физиологии; под ред.Л.Д. Маркиной. - Владивосток: Медицина ДВ, 2005

4.Физиология человека. Учебник./ Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько.- М.: Медицина, 2003

5.Руководство к практическим занятиям по физиологии / Под ред. К.В.Судакова М.: Медицина, 2002

6.Физиология человека. Учебник./ Под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.-СП.: СОТИС, 2002

7.Физиология человека. Учебник./ Под ред. В.М. Смирнова. М.: Медицина, 2002

Тема 8: Итоговое занятие Время: 2 часа

Учебная цель: обобщить знания о роли органов выделения в обеспечении гомеостаза организма. Уметь интерпретировать результаты исследований для оценки физиологического состояния почек и мочевыводящих путей. Знать особенности гуморальной регуляции, свойства и механизм действия гормонов, саморегуляторный принцип выделения гормонов. Знать основные положения теории неспецифических адаптационных реакций, современное понимание структуры общего адаптационного синдрома, механизмы развития адаптации. Уяснить влияние биоритмов на развитие адаптационных процессов в организме.

Содержание занятия

Вопросы для самоподготовки

1.Органы выделения. Выделение как компонент различных функциональных систем. Роль почек в организме.

90