Ritmičnost v biologiji. Pomen bioloških ritmov. Človeški biorhythms

Znanost, ki se preučuje ritem v biologiji, se je pojavila v poznem 18. stoletju. Njegova ustanoviteljica je nemški zdravnik Christopher William Gufeland. S svojo vložitvijo dolgo časa biološki ritmi

Ritmičnost v biologiji: definicija

Tako je obravnavano premoženje eno temeljnih značilnosti živih snovi. Ritmičnost v biologiji lahko opredelimo kot nihanja intenzivnosti procesov in fizioloških reakcij. Predstavlja periodične spremembe stanja okolja živega sistema, ki nastane pod vplivom zunanjih in notranjih dejavnikov. Tudi ti se imenujejo sinhronizatorji.

Biorhythms, ki niso odvisni od zunanjih dejavnikov, ki delujejo na zunanji sistem, so endogeni. Exogenous, se ne odzovejo na učinek notranjih sinhronizatorjev (ki delujejo znotraj sistema).

Vzroki

Kot smo že opozorili, je bila na prvih stopnjah oblikovanja nove znanosti ritmičnost v biologiji pogojena le z zunanjimi dejavniki. To teorijo je nadomestila hipoteza notranjega determinizma. V njem so imeli zunanji dejavniki nepomembno vlogo. Vendar pa so raziskovalci precej hitro razumeli visoko vrednost obeh vrst sinhronizatorjev. Danes velja, da je biološko ritmi življenja, endogene narave, so podvržene spremembam pod vplivom zunanjega okolja. Ta ideja je v središču multi-oscilatornega modela za regulacijo takih procesov.

Bistvo teorije

V skladu s tem konceptom na zunanji sinhronizatorji vplivajo endogeni genetsko programirani oscilacijski procesi. Ogromno število notranjih ritmičnih vibracij večceličnega organizma je zgrajeno v določenem hierarhičnem vrstnem redu. V osrčju vzdrževanja so nevrohumoralni mehanizmi. Koordinirajo fazne odnose različnih ritmov: enosmerni procesi potekajo sinhrono, in nezdružljivi delujejo v antifazi.

Vse te dejavnosti je težko predstavljati brez oscilatorja (koordinatorja). V tej teoriji se razlikujejo trije medsebojno povezani regulativni sistemi: epifiza, hipofiza in nadledvične žleze. Epifiza se šteje za najstarejšo.

Verjetno v organizmih, ki stojijo na nizkih stopnjah evolucijskega razvoja, ima epifiza pomembno vlogo. Melatonin, ki ga proizvaja, nastaja v temi in se razpada v svetlobi. Pravzaprav vsem celicam pove o času dneva. Ko kompleksnost organizacije češarika začne igrajo sekundarno vlogo, ki daje prednost na suprachiasmatic jedra hipotalamusa. Vprašanje korelacije pri urejanju bioritmov obeh struktur ni bilo v celoti rešeno. V vsakem primeru, po teoriji, imajo "pomočnika" - nadledvične žleze.

Vrste

Vsi bioritmi so razdeljeni v dve glavni kategoriji:

• Fiziološki predstavljajo nihanja v delu posameznih sistemov telesa;

• ekološke ali prilagodljive, so potrebne za prilagajanje na stalno spreminjajoče se okoljske pogoje.

Razširjen je tudi razvrstitev, ki jo je predlagal kronobiolog F. Halberg. Kot podlago za ločitev bioloških ritmov je vzel njihovo trajanje:

• nihanja visokih frekvenc - od nekaj sekund do pol ure;

• nihanja povprečne frekvence - od pol ure do šest dni;

• nihanja v nizki frekvenci - s šestih dni na leto.

Procesi prve vrste so dihanje, palpitacija, električna aktivnost možganov in podoben ritem v biologiji. Primeri nihanj v povprečni frekvenci so spremembe v dnevu presnovnih procesov, spanca in budnosti. Tretja vrsta nihanj vključuje sezonske, letne in lunarne ritme.

Zunanji sinhroni sinhronizatorji so razdeljeni na socialno in fizično. Prva je dnevna rutina in različne norme, sprejete na delovnem mestu, doma ali v družbi kot celoti. Fizične sinhronizatorje predstavljajo spremembe dneva in noči, intenzivnost elektromagnetnih polj, nihanja temperature, vlaga in tako naprej.

Desinhronizacija

Idealno stanje telesa se pojavi, ko notranji bioritmi osebe delujejo v skladu z zunanjimi pogoji. Na žalost to ni vedno tako. Država, ko obstaja neusklajenost med notranjimi ritmi in zunanjimi sinhronizatorji, se imenuje desynchronosis. Obstaja tudi v dveh variantah.

Notranja desynchronosis - neusklajenost procesov neposredno v telesu. Pogost primer je motnja v ritmu spanja in budnosti. Zunanja desynchronosis je neusklajenost notranjih bioloških ritmov in okoljskih razmer. Podobne kršitve se pojavijo, na primer, ko letijo iz enega časovnega pasu v drugega.

Desinronoza se manifestira v obliki sprememb v fizioloških parametrih, kot je krvni tlak. Pogosto jo spremlja povečana razdražljivost, pomanjkanje apetita, hitro utrujenost. Po mnenju kronobiologov, kot je bilo že omenjeno zgoraj, je vsaka bolezen posledica neusklajenosti različnih oscilatornih procesov.

Dnevni biološki ritmi

Razumevanje logike nihanj v fizioloških procesih omogoča optimalno gradnjo aktivnosti. V tem smislu je še posebej pomemben pomen bioloških ritmov, ki trajajo približno en dan. Uporabljajo se tako za določitev učinkovitega način dela in prosti čas, ter za medicinsko diagnozo, zdravljenje in celo izbiro odmerka zdravil.

V človeškem telesu je dan čas oscilacije ogromnega števila procesov. Nekateri se znatno spremenijo, drugi pa so minimalni. Pomembno je, da kazalci obeh ne presegajo norme, torej ne ogrožajo zdravja.

Temperaturna nihanja

Termoregulacija je zagotovilo stalnosti notranjega okolja in s tem pravilnega delovanja organizma za vse sesalce, vključno z ljudmi. Sprememba temperature poteka čez dan, medtem ko je obseg nihanj precej majhen. Minimalni kazalniki so značilni za obdobje od 1 do 5 zjutraj, največji čas je zabeležen ob približno šestih urah zvečer. Amplituda oscilacij je v tem primeru pogosto manjša od ene stopnje.

Kardiovaskularni in endokrini sistemi

Delo glavnega "motorja" človeškega telesa je predmet nihanj. Obstajata dve časovni točki, v katerih se aktivnost srca in ožilja zmanjšuje: uro dneva in devet zvečer.

Njihovi ritmi so značilni za vse organe hematopoeze. Najvišja aktivnost kostnega mozga je zgodaj zjutraj in vranica je v osmih zvečer zvečer.

Izlocanje hormonov je tudi nestabilno ves dan. Koncentracija adrenalina v krvi narašča zgodaj zjutraj in doseže svoj vrh v devetih urah. Ta funkcija razlaga živahnost in dejavnost, ki je zjutraj najpogostejša za ljudi.

Babice vedo zanimivo statistiko: delovna aktivnost se v večini primerov začne okoli polnoči. To je tudi povezano z značilnostmi dela endokrinega sistema. V tem času se aktivira zadnji del hipofize, ki proizvaja ustrezne hormone.

Zjutraj - meso, zvečer - mleko

Za spremljevalce pravilne prehrane bodo zanimivi podatki o prebavnem sistemu. V prvi polovici dneva je čas, ko se peristalizem prebavnega trakta poslabša, povečanje produkcije žolča. Jetra aktivno porabi glikogen zjutraj in daje vodo. Chronobiology teh zakonov izhajajo preprostih pravil: težke in mastne hrane najbolje jedel zjutraj in popoldne in zvečer so idealni mlečni izdelki in zelenjava.

Delovna zmogljivost

Ni skrivnost, da človeški biorhythms vplivajo na njegovo dejavnost čez dan. Oscilacije se razlikujejo od posameznika do posameznika, vendar pa je mogoče identificirati tudi splošne vzorce. Morda so vsi trije "ptičji" kronotipi, ki povezujejo biološke ritme in uspešnost, vsi znani. So "lark", "sova" in "golob". Prva dva sta izjemna možnost. "Larks" polna moči in energije zjutraj, enostavno vstati in spočiti zgodaj.

"Owls", tako kot njihov prototip, so nočne. Aktivno obdobje za njih se prične pri šestih zvečer. Zgodnje dviganje je zelo težko preživeti. "Golobi" lahko delajo tako popoldne kot zvečer. V kronobiologiji se imenujejo aritmije.

Če poznate vašo vrsto, lahko oseba učinkoviteje upravlja svoje dejavnosti. Vendar pa je verjel, da lahko vsak "Sova" postane "Ševa" po želji, in vztrajnost, ter delitev na tri vrste zaradi precej navad, namesto določenih funkcij.

Stalne spremembe

Bioritmovi človeka in drugih organizmov niso togi, trajno pritrjeni z znaki. V procesu ontološke in filogeneze, torej individualnega razvoja in evolucije, se spreminjajo z določenimi zakonitostmi. Kaj je odgovorno za takšne spremembe, je do konca še vedno nejasno. Obstajata dve glavni različici v zvezi s tem. Glede na eno od njih, spremembe, ki se izvajajo na celični ravni, upravlja mehanizem - ga je mogoče poklicati biološka ura.

Druga hipoteza pri tem procesu daje glavno vlogo geofizičnim dejavnikom, ki jih še ni treba preučiti. Pripadniki te teorije razlagajo razlike v posameznih bioritmih po njihovem položaju na evolucijski lestvici. Višja raven organizacije, bolj intenzivna metabolizem. V tem primeru se znak indeksa ne spremeni, vendar se amplituda nihanja narašča. Še isti ritem v biologiji in njeno sinhronizacijo s geofizikalnih procesov, se štejejo kot posledica naravne selekcije, ki vodi do preusmeritve zunanje (npr, podnevi ali ponoči), v notranjosti (obdobje aktivnosti in spanja) ritma nihanja.

Vpliv starosti

Kronobiologi so uspeli ugotoviti, da se v procesu ontogenosti spreminjajo cirkadijski ritmi, odvisno od stopnje, ki jo je organiziral. Vsakemu postnatalni razvoj ustrezajo njihovim nihanjem v notranjih sistemih. In sprememba bioloških ritmov je odvisna od določenega vzorca, ki ga opisuje ruski specialist G.D. Gubin. Primerno ga je upoštevati na primeru sesalcev. Pri njih so podobne spremembe povezane predvsem z amplitudami cirkadianskih ritmov. Od prvih stopenj individualnega razvoja rastejo in dosežejo največ pri mladih in odraslih. Potem se amplitude začnejo zmanjševati.

To niso edine spremembe v ritmih, povezanih s starostjo. Spreminjajo se tudi zaporedja akrofaz (akrofaza - čas, ko se opazi največja vrednost parametra) in obseg starostne norme (kronodem). Če upoštevamo vse te spremembe, postane očitno, da je v odrasli dobi, da so biorhythms popolnoma usklajeni in da lahko človeško telo vzdrži različne zunanje vplive ob ohranjanju svojega zdravja. Sčasoma se razmere spreminjajo. Zaradi neusklajenosti različnih ritmov se zdravstveni rezervat postopoma konča.

Kronobiologi predlagajo uporabo podobnih vzorcev za napoved bolezni. Na podlagi poznavanja posebnosti nihanj v cirkadianih ritmih osebe med življenjem je teoretično mogoče zgraditi določen graf, ki odraža zdravstveni rezervat, njegove maksime in minime v času. Taka preizkušnja je stvar prihodnosti, po mnenju večine znanstvenikov. Vendar pa obstajajo teorije, ki vam omogočajo, da zdaj naredite nekaj takega.

Tri ritma

Odprite malo tančico tajnosti in vam povejte, kako določiti svoje biorhyme. Izračun v njih temelji na teoriji psihologa Hermana Svobode, zdravnika Wilhelma Fissa in inženirja Alfreda Telcherja, ki so jo ustvarili na prelomu XIX in XX stoletja. Bistvo koncepta je, da obstajajo trije ritmi: fizični, čustveni in intelektualni. Pojavijo se ob rojstvu in skozi celo življenje ne spreminjajo svoje pogostosti:

• fizično - 23 dni;

• čustveno - 28 dni;

• intelektualno - 33 dni.

Če spremembe spreminjate skozi čas, bo v obliki sinusne krivulje. Za vse tri parametre del valov nad osjo Ox ustreza povečanju indeksov, pod katerimi je območje razpadanja fizičnih, čustvenih in duševnih sposobnosti. Biorhythms, katerih izračun se lahko izvede na podobnem razporedu, na točki presečišča z osjo signalizira začetek obdobja negotovosti, ko je odpornost organizma na vplive zunanjega okolja močno zmanjšana.

Opredelitev kazalnikov

Izračun bioloških ritmov na podlagi te teorije lahko naredimo neodvisno. Če želite to narediti, morate izračunati, koliko ste že živeli: pomnožite starost za število dni v letu (ne pozabite, da jih je 366 v prestopnem letu). Rezultirajočo sliko je treba razdeliti na frekvenco bioritma, katere ploskev gradite (23, 28 ali 33). Dobimo nekaj celega in preostanek. Celoten del se spet pomnoži s trajanjem specifičnega bioritma? f odšteje število dni. Preostanek je število dni v tem trenutku.

Če dobljena vrednost ne presega ene četrtine časa cikla, je to čas vzpona. Odvisno od bioritma, vključuje vedro in telesno dejavnost, dobro razpoloženje in čustveno stabilnost, ustvarjalno navdih in intelektualno vzpenjanje. Vrednost, ki je enaka polovici dolžine obdobja, simbolizira čas negotovosti. V zadnji tretjini trajanja kakršnega koli bioritma pomeni, da je v območju recesijske dejavnosti. V tem času se ljudje naglo naveličajo, nevarnost bolezni se poveča, če gre za fizični cikel. Čustveno gledano se zmanjšuje razpoloženje do depresije, poslabšanje sposobnosti zadrževanja močnih notranjih impulzov. Na ravni intelekta je za obdobje upada značilno težko sprejemanje odločitev, določeno zaviranje misli.

Razmerje do teorije

V znanstvenem svetu je koncept treh bioritmov v tej obliki praviloma kritiziran. Ni dovolj dokazov, ki bi nakazovali, da se lahko v človeškem telesu nekaj nespremenjenega. To dokazujejo vse opazovane zakonitosti, ki so podvržene ritmu v biologiji, značilnostih notranjih procesov, ki so del različnih ravni živih sistemov. Zato se opisana metodologija za izračun in celotna teorija najpogosteje štejeta za zanimivo različico zabavnih vsebin, ne pa za resen koncept, na podlagi katerega bi morali načrtovati svoje dejavnosti.

Zato biološki ritem spanja in budnosti ni edini, ki obstaja v telesu. Vsi sistemi, ki sestavljajo naše telo, so izpostavljeni nihanjem, ne le na ravni takšnih velikih formacij, kot so srce ali pljuča. Ritmični procesi so vgrajeni v celice in so zato značilni za živo snov na splošno. Znanost, ki preučuje takšne nihanja, je še vedno dovolj mlada, vendar že poskuša razložiti številne vzorce, ki obstajajo v človeškem življenju in v vsej naravi. Že zbrani podatki kažejo, da je kronobiološki potencial dejansko zelo visok. Morda v bližnji prihodnosti bodo njegova načela vodila zdravniki, ki določajo odmerke zdravil v skladu z značilnostmi faze določenega biološkega ritma.