Биологические ритмы

Необратимый онтогенетический процесс идет в период роста и  в так называемом стационарном состоянии, то есть во взрослом (зрелом) возрасте, не со знаком минус, а со знаком плюс. Таким образом, преобладают негэнтропийные процессы.

Встает фундаментальный  вопрос — когда же кончается стационарный период зрелого возраста и начинается старческий?

Ответ на этот вопрос открывает перспективу определения биологического возраста и его маркеров, а в методологическом плане продвигает нас к познанию биологического времени.

Проблема биологического возраста — важнейшая в современной  возрастной физиологии в целом и  в геронтологии в частности —  остается до сих пор нерешенной. Определение биологического возраста важно прежде всего для выявления точки отсчета, от которой можно количественно оценивать действительный физиологический возраст.

Пространственно-временная  организация процессов биосистемы развивается в онтогенезе, достигая в зрелом (стационарном) возрасте оптимума адаптивности, максимума надежности и упорядоченности, минимума энтропии.

Таким образом, в это период онтогенеза достигается  совершенствование циркадианной временной  организации, а циркадианные ритмы — ведущее звено в целостной ритмической системе организма, которое играет роль общего начала, объединяющего все фрагменты организма в единое целое. По мнению многих авторов, хронологическим маркером старения, критерием биологического возраста является начало изменения циркадианной хроноструктуры зрелого возраста, которое должно проявиться в уменьшении амплитуд биопроцессов, изменении конфигурации акрофаз, усилении спектра ультрадианных составляющих в ритмической структуре биосистемы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

                                                         на тему

Биологические ритмы 

                                                                                                        Выполнил:

                                                                                         студент 2 курса группа С-19

                                                                                          Гайдаш Станислав 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                Геленджик,2011 

        Все живое на нашей планете  несет отпечаток ритмического  рисунка событий, характерного  для нашей Земли. В сложной  системе биоритмов, от коротких - на молекулярном уровне - с периодом  в несколько секунд, до глобальных, связанным с годовыми изменениями солнечной активности живет и человек. Биологический ритм представляет собой один из важнейших инструментов исследования фактора времени в деятельности живых систем и их временной организации.

Биологические ритмы или биоритмы - это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству и обнаружена практически у всех живых организмов. Их можно наблюдать в отдельных клетках, тканях и органах, в целых организмах и в популяциях.  

    Выделим  следующие важные достижения  хронобиологии: 

1. Биологические  ритмы обнаружены на всех уровнях  организации живой природы - от  одноклеточных до биосферы. Это  свидетельствует о том, что биоритмика - одно из наиболее общих свойств живых систем.

2. Биологические  ритмы признаны важнейшим механизмом  регуляции функций организма,  обеспечивающим гомеостаз, динамическое  равновесие и процессы адаптации  в биологических системах.

3. Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой, их осуществление тесно связано с модифицирующим фактором внешней среды, так называемых датчиков времени. Эта связь в основе единства организма со средой во многом определяет экологические закономерности.

4. Сформулированы  положения о временной организации  живых систем, в том числе - человека - одним из основных принципов  биологической организации. Развитие  этих положений очень важно  для анализа патологических состояний живых систем.

5. Обнаружены  биологические ритмы чувствительности  организмов к действию факторов  химической (среди них лекарственные  средства) и физической природы.  Это стало основой для развития  хронофармакологии, т.е. способов  применения лекарств с учетом зависимости их действия от фаз биологических ритмов функционирования организма и от состояния его временной организации, изменяющейся при развитии болезни.

6. Закономерности  биологических ритмов учитывают  при профилактике, диагностике и лечении заболеваний.

     Биоритмы  подразделяются на физиологические  и экологические. Физиологические  ритмы, как правило, имеют периоды  от долей секунды до нескольких  минут. Это, например, ритмы давления, биения сердца и артериального  давления. Имеются данные о влиянии, например, магнитного поля Земли на период и амплитуду энцефалограммы человека.

  Ритм - это  универсальное свойство живых  систем. Процессы роста и развития  организма имеют ритмический  характер. Ритмическим изменениям  могут быть подвержены различные показатели структур биологических объектов: ориентация молекул, третичная молекулярная структура, тип кристаллизации, форма роста, концентрация ионов и т. д. Установлена зависимость суточной периодики, присущей растениям, от фазы их развития. В коре молодых побегов яблони был выявлен суточный ритм содержания биологически активного вещества флоридзина, характеристики которого менялись соответственно фазам цветения, интенсивного роста побегов и т. д. Одно из наиболее интересных проявлений биологического измерения времени - суточная периодичность открывания и закрывания цветков и растений. Каждое растение "засыпает" и "просыпается" в строго определенное время суток. Рано утром (в 4 часа) раскрывают свои цветки цикорий и шиповник, в 5 часов - мак, в 6 часов - одуванчик, полевая гвоздика, в 7 часов - колокольчик, огородный картофель, в 8 часов бархатцы и вьюнки, в 9-10 часов - ноготки, мать-и-мачеха. Существуют и цветы, раскрывающие свои венчики ночью. В 20 часов раскрываются цветки душистого табака, а в 21 час - горицвета и ночной фиалки. Так же в строго определенное время и закрываются цветки: в полдень - осот полевой, в 13-14 часов - картофель, в 14-15 часов -одуванчик, в 15-16 часов - мак, в 16-17 часов -ноготки, в 17-18 часов мать-и-мачеха, в 18-19 часов - лютик, в 19-20 часов - шиповник. Раскрытие и закрытие цветков зависит и от многих условий, например, от географического положения местности или времени восхода и заката солнца.

   Существуют  ритмические изменения чувствительности  организма к повреждающим факторам внешней среды. В опытах на животных было установлено, что чувствительность к химическим и лучевым поражениям колеблется в течение суток очень заметно: при одной и той же дозе смертность мышей в зависимости от времени суток варьировала от 0 до 10 % .

   Важнейшим  внешним фактором, влияющим на  ритмы организма, является фотопериодичность.  У высших животных предполагается  существование двух способов  фотопериодической регуляции биологических  ритмов: через органы зрения и  далее через ритм двигательной активности организма и путем экстрасенсорного восприятия света. Существует несколько концепций эндогенного регулирования биологических ритмов: генетическая регуляция, регуляция с участием клеточных мембран. Большинство ученых склоняются к мнению о полигенном контроле над ритмами. Известно, что в регуляции биологических ритмов принимают участие не только ядро, но и цитоплазма клетки.

   Центральное  место среди ритмических процессов  занимает циркадианный ритм, имеющий  наибольшее значение для организма.  Понятие циркадианного (околосуточного) ритма ввел в 1959 году Халберг. Циркадианный ритм является видоизменением суточного ритма с периодом 24 часа, протекает в константных условиях и принадлежит к свободно текущим ритмам. Это ритмы с не навязанным внешними условиями периодом. Они врожденные, эндогенные, т.е. обусловлены свойствами самого организма. Период циркадианных ритмов длится у растений 23-28 часов, у животных 23-25 часов. Поскольку организмы обычно находятся в среде с циклическими изменениями ее условий, то ритмы организмов затягиваются этими изменениями и становятся суточными.

   Циркадианные  ритмы обнаружены у всех представителей  животного царства и на всех  уровнях организации - от клеточного  давления до межличностных отношений.  В многочисленных опытах на животных установлено наличие циркадианных ритмов двигательной активности, температуры тела и кожи, частоты пульса и дыхания, кровяного давления и диуреза. Суточным колебаниям оказались подвержены содержания различных веществ в тканях и органах, например, глюкозы, натрия и калия в крови, плазмы и сыворотки в крови, гормонов роста и др. По существу, в околосуточном ритме колеблются все показатели эндокринные и гематологические, показатели нервной, мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем. В этом ритме содержание и активность десятков веществ в различных тканях и органах тела, в крови, моче, поте, слюне, интенсивность обменных процессов, энергетическое и пластическое обеспечение клеток, тканей и органов. Этому же циркадианному ритму подчинены чувствительность организма к разнообразным факторам внешней среды и переносимость функциональных нагрузок. Всего к настоящему времени у человека выявлено около 500 функций и процессов, имеющих циркадианную ритмику.

   Биоритмы  организма - суточные, месячные, годовые - практически остались неизменными с первобытных времен и не могут угнаться за ритмами современной жизни. У каждого человека в течение суток четко прослеживаются пики и спады важнейших жизненных систем. Важнейшие биоритмы могут быть зафиксированы в хронограммах. Основными показателями в них служат температура тела, пульс, частота дыхания в покое и другие показатели, которые можно определить только при помощи специалистов. Знание нормальной индивидуальной хронограммы позволяет выявить опасности заболевания, организовать свою деятельность в соответствии с возможностями организма, избежать срывов в его работе.

Самую напряженную  работу надо делать в те часы, когда  главнейшие системы организма функционируют  с максимальной интенсивностью. Если человек "голубь", то пик работоспособности приходится на три часа дня. Если "жаворонок" - то время наибольшей активности организма падает на полдень. "Совам" рекомендуется самую напряженную работу выполнять в 5-6 часов вечера.

   О влиянии  11-летнего цикла солнечной активности на биосферу Земли сказано много. Но не все знают о тесной зависимости, существующей между фазой солнечного цикла и антропометрическими данными молодежи. Киевские исследователи провели статистический анализ показателей массы тела и роста юношей, приходивших на призывные участки. Оказывается, что акселерация весьма подвержена солнечному циклу: тенденция к повышению модулируется волнами, синхронными с периодом "переполюсовки " магнитного поля Солнца (а это удвоенный 11-летний цикл, т.е. 22 года). Кстати, в деятельности Солнца выявлены и более длительные периоды, охватывающие несколько столетий.

Важное практическое значение имеет также исследование других многодневных (околомесячных, годовых  и пр.) ритмов, датчиком времени для  которых являются такие периодические изменения в природе, как смена сезонов, лунные циклы и др.

    В  последние годы широкую популярность  приобрела теория "трех ритмов", в основе которой лежит теория  о полной независимости этих  многодневных ритмов как от  внешних факторов, так и от возрастных изменений самого организма. Пусковым механизмом этих исключительных ритмов является только момент рождения (по другим вариантам - момент зачатия) человека. Родился человек, и возникли ритмы с периодом в 23, 28 и 33 суток, определяющие уровень его физической, эмоциональной и интеллектуальной активности. Графическим изображением этих ритмов является синусоида. Однодневные периоды, в которые происходит переключение фаз ("нулевые" точки на графике) и которые якобы отличаются снижением соответствующего уровня активности, получили название критических дней. Если одну и ту же "нулевую" точку пересекают одновременно две или три синусоиды, то такие "двойные " или "тройные " критические дни особенно опасны.

   Многократные  исследования, проведенные с целью проверки этой гипотезы, не подтвердили, однако, существование этих сверхуникальных биоритмов. Сверхуникальных потому, что у животных аналогичных ритмов не выявлено; никакие известные биоритмы не укладываются в идеальную синусоиду; периоды биоритмов не постоянны и зависят как от внешних условий, так и от возрастных изменений; в природе не обнаружено явлений, которые являлись бы синхронизаторами для всех людей и в то же время были "персонально " зависимы от дня рождения каждого человека.