ХРОНОБИОЛОГИЯ.
Доцент, к.б.н. Божко Галина Георгиевна
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. История развития биоритмологии
2. Понятие биоритмов
3. Регуляция биоритмов
4. Уровни биоритмов
5. Циркадианные биоритмы человека
6. Значение мелатонина в организме
7. Значение ритмичности для организма.
Историческая справка
О существовании биологических ритмов людям известно с древних времен.Уже в «Ветхом Завете» даны указания о правильном образе жизни, питании, чередовании фаз активности и отдыха. О том же писали ученые древности: Гиппократ, Авиценна и другие.
Основателем хронобиологии — науки о
биоритмах, принято считать немецкого врача К. В. Гуфеланда , который в 1797 году обратил
внимание коллег на универсальность ритмических процессов в биологии: каждый день жизнь повторяется в определенных ритмах, а суточный цикл, связанный с вращением Земли вокруг своей оси регулирует жизнедеятельность всего живого, включая организм человека.
Первые систематические научные исследования в этой области начали проводиться в начале XX века, в том числе российскими учеными
И. П. Павловым, В. И. Вернадским, А. Л. Чижевским и другими.
К концу XX века факт ритмичности биологических процессов живых организмов по праву стал считаться одним из фундаментальных свойств живой материи и сущностью организации жизни.
В результате в науке о биоритмах возникло два научных направления: хронобиология и хрономедицина.
По поводу природы биоритмов было высказано множество гипотез, производились многочисленные попытки определить ещё целый ряд новых закономерностей.
Шведский исследователь Э. Форсгрен в опытах на кроликах обнаружил суточный ритм гликогена и желчеобразования (1930).
Советские ученые Н. Е. Введенский, А. А. Ухтомский, И. П. Павлов и В. В. Парин осуществили попытку теоретически обосновать механизмы возникновения ритмических процессов в нервной системе и показали, что колебания характеристик состояния нервной системы определяются прежде всего ритмами возбуждения и торможения.
В 1959 году Юрген Ашофф , обнаружил закономерность, которая была названа
«правилом Ашоффа: «У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте».
Им было установлено, что при длительной изоляции человека и дневных животных в темноте, цикл «бодрствованиесон» удлиняется за счет увеличения продолжительности фазы бодрствования. Ю. Ашофф предположил, что именно свет
циркадные
Биологический ритм это самоподдерживающийся автономный процесс периодического чередования состояний организма и колебаний интенсивности физиологических процессов и реакций.
Благодаря биоритмам обеспечивается внутреннее движение, развитие организма, его устойчивость к воздействию факторов окружающей среды.
Это осуществляется за счет ритмического чередования процессов анаболизма и катаболизма
(И. Е. Оранский, 1988).
Изучением биоритмов занимается наука хронобиология, составной частью которой является
хрономедицина.
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
Хрономедицина — это область медицины, в которой используется представление о биологических ритмах, которые изучаются в рамках хронобиологии.
Биологические ритмы — это ритмические проявления временной структуры организма, поэтому хрономедицина не исчерпывается одними только биологическими ритмами, а пытается рассмотреть всю «временную структуру организма» в целом.
Хрономедицина— это молодая область междисциплинарных исследований, которая находится в процессе становления. В хрономедицине находят свое применение методы математической обработки временных рядов, которые используются для анализа ритмических проявлений физиологических процессов организма.
Таким образом хрономедицина оказывается на стыке наук: медицины (диагностика и лечение заболеваний), хронобиологии (разработка теоретических представлений) и математики (разработка методов математического анализа ритмических проявлений).
Биоритмы характеризуются широким диапазоном периодов – от миллисекунды до нескольких десятков лет.
В связи с этим различают низко, средне – и высокочастотные биоритмы.
1. Ритмы высокой частоты – от долей секунды
до 30 минут, (осцилляция на молекулярном уровне, ритмы электроэнцефалограммы, сокращения сердца, дыхания, перистальтика кишечника)
2. Ритмы средней частоты –от 30 мин до 6 дней – включают:
А) ультрадианные (от 30 мин до 20 час). Сюда относятся колебания главных компонентов мочи и крови с частотой одного цикла около 20 час., повторение стадий быстрых движений глаз через каждые 90 мин сна, процессы секреции;
Б) циркадианные (околосуточные) (от 2028 час). Они синхронизированы с вращением Земли вокруг оси, сменой дня и ночи (ритмы «сонбодрствование», суточные колебания температуры тела, АД, частоты клеточных делений и др.) сохраняются в течение жизни организма.
В) инфрадианные (от 28 час до 6 суток) ритмы наименее изучены (недельный ритм выделения с мочой некоторых гормонов).
3. Ритмы низкой частоты от 7 дней и выше:
А) Циркасептидианные (7 дней околонедельные);
Б) Циркавигинтидианные (около 20 дней)
эндокринные (менструальный) и метаболические процессы;
В) Циркатригинтидианные (30 дней лунные);
Г) Циркануальные сезонные (около 1 года)
медленные метаболические и эндокринные процессы и другие функции организма
Д) макроритмы (обусловленные циклами солнечной активности с периодами 2 года, 3 года, 5 лет, 8 лет, 11 лет, 22 года, 35 лет);
Е) мегаритмы (свыше 10 лет). Изменение численности популяций, видов животных, вспышках эпидемий.