52. Биологические ритмы.
а) Ритмичность в биологии (понятие и причины). Хронобиология как наука.
Ритмичность в биологии (биоритмы) — это повторяющиеся изменения характера и степени выраженности биохимических и физиологических реакций, которые характеризуют способность живых существ выживать в периодически изменяющихся условиях среды.
Ритмичность протекания процессов жизнедеятельности в живых организмах – биоритмы.
Причины ритмичности:
Эволюция. Биологические ритмы организма человека сформировались за миллионы лет эволюции и определяются движением планеты Земля.
Влияние внешней среды. На активность живых организмов влияют, например, чередование света и темноты, суточные и сезонные колебания температуры и влажности воздуха, барометрического давления, напряжённости электрических и магнитных полей.
Генетическая программа. Параметры ритмов физиологических функций задаются определённой генетической программой, но реализуются через изменение метаболических процессов под влиянием внешних и внутренних факторов.
Хронобиология — наука, которая исследует ритмические колебания биохимических и физиологических процессов в живых организмах в зависимости от суточных, годовых, либо лунных циклов.
б) Хрономедицина. Значение ритмов для медицины.
Изучением биоритмов человека занимается хрономедицина. Хрономедицина ставит целью использовать закономерности биоритмов для улучшения профилактики, диагностики и лечения болезней человека. Исключительно важная роль принадлежит методологии и методическим подходам, основывающимся на представлении о живом организме и текущих в нем процессах (как в норме, так и при патологии) в плане изменений всех функций во времени. К главным разделам хрономедицины относятся хронопатология, хронофармакология, хронодиагностика и хронотерапия.
в) Общие характеристики и классификация биологических ритмов.
Биологические ритмы (биоритмы) — периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Они свойственны живой материи на всех уровнях её организации — от молекулярных и субклеточных до биосферы.
Классификация биоритмов
По частоте возникновения ритма:
ритмы высокой частоты (от долей секунды до 30 минут),
ритмы средней частоты (30 минут – 28 часов),
мезоритмы (28 часов – 6 дней),
макроритмы (20 дней – 1 год),
мегаритмы (10 лет – несколько десятков лет).
По уровню организации биосистемы:
клеточные (химические реакции),
органнные ритмы,
организменные,
популяционные.
С точки зрения взаимодействия организма с окружающей средой:
физиологические (рабочие) – колебания, отражающие деятельность отдельных систем организма (сокращение сердца, дыхание, перистальтика и т.п.),
адаптивные (собственно биоритмы) – колебания с периодами, близкими к основным геофизическим циклам, направлены на приспособление к периодически изменяющимся условиям среды.
г) Суточные ритмы (характеристика и примеры).
Циркадные (суточные) ритмы присутствуют у многих организмов: от бактерий до человека. Они регулируют процессы сна и бодрствования, активности ферментов, температуры тела и гормональной секреции.
У растений циркадные ритмы проявляются в открывании и закрывании цветов, движении листьев. Например, мимоза открывает листья днём и закрывает ночью, даже в постоянной темноте, что свидетельствует о внутренних биологических часах.
У животных и у человека циркадные ритмы контролируют поведение, метаболизм и физиологические функции. У человека они регулируют цикл сна и бодрствования, температуру тела, уровень гормонов, таких как мелатонин и кортизол.
д) Сезонные ритмы (характеристика и примеры).
Сезонные ритмы — это циклические изменения интенсивности и характера биологических процессов с периодом, близким или равным одному году. Они присущи организмам и связаны со сменой времён года.
Несколько примеров сезонных ритмов:
У птиц и млекопитающих — сезонная миграция, осенняя и весенняя линьки, переход к зимней спячке.
У растений — листопад, остановка вертикального тока жидкости, накопление запасов питательных веществ, прекращение фотосинтеза.
У амфибий и рептилий — пережидание неблагоприятного сухого сезона в состоянии спячки