Биоритмология человека и животных

    Российский  Государственный Гидрометеорологический университет 
 
 

Кафедра экологии 
 
 
 
 

Курсовая работа по биологии на тему:

«Биоритмология человека и животных» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    г. Санкт-Петербург

    2009 год

    Содержание:

                                                                стр 

Введение.                                                                                                                            3                                                                                                                  

Биоритмологический подход к феномену времени. Основные                                   5

проблемы современной биоритмологии.

Определение понятия биологический ритм. Основные параметры.                            5

Классификация и эволюционные аспекты формирования современных

биоритмов.                                                                                                                          7

Физиологические ритмы как основной параметр существования живых

организмов.                                                                                                                         11

Адаптивные физиологические ритмы: циркадные и сезонные.                                   12

Концепция трех ритмов. Современный взгляд на её суть.                                           16

Проблема десинхронизации биологических ритмов. Динамические болезни.          19

Заключние.                                                                                                                         22

Список литературы.                                                                                                          23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

   Все живые организмы, начиная от простейших одноклеточных и кончая такими высокоорганизованными, как человек, обладают биологическими ритмами, которые проявляются в периодическом изменении жизнедеятельности и, как самые точные часы, отмеряют время. С каждым годом ученые находят новые внутренние ритмы. Если в 1931 году шведскими учеными Г. Агреном, О. Виландером и Е. Жоресом впервые было доказано существование суточного ритма изменения содержания гликогена в печени и мышцах, то в 60-х годах обнаружено уже более 50-ти биологических функций, имеющих суточную периодичность. В настоящее время их насчитывается более ста.

   Интенсивность большинства физиологических процессов на протяжении суток имеет тенденцию повышаться в утренние часы и падать в ночное время. Примерно в эти же часы повышается чувствительность органов чувств: человек утром лучше слышит, лучше различает оттенки цветов.

   Изучение биоритмов организма человека позволит научно обосновать применение лекарственных препаратов при лечении больных.

   В последнее время в нашей стране и за рубежом проводятся большие работы по исследованию биоритмов человека, их взаимосвязи со сном и бодрствованием. Поиски исследователей направлены в основном на определение возможностей управления биоритмами с целью устранения нарушений сна. Задача эта особенно актуальна  в настоящее время, когда значительная часть взрослого населения земного шара страдает от бессонницы.

   Управление внутренними ритмами человека имеет важное значение не только для нормализации ночного сна, но и для устранения ряда заболеваний нервной системы, имеющих функциональный характер (например, неврозов). Установлено, что суточное изменение внутренних ритмов, свойственных здоровому человеку, при болезненных состояниях искажаются. По характеру искажений врачи могут судить о ряде заболеваний на начальной стадии.

   По-видимому, большинство болезней у человека происходит вследствие нарушения ритма функционирования ряда органов и систем его организма.

   В ходе исторического развития человек и все другие живые существа, населяющие нашу планету, усвоили определенный ритм жизни, обусловленный ритмическими изменениями геофизических параметров среды, динамикой обменных процессов.

   Одна из быстроразвивающихся наук XX века -- биоритмология, т.е. наука, изучающая циклические биологические процессы, имеющиеся на всех уровнях организации живой системы. Дело в том, что живая система постоянно находится в состоянии обмена веществ с окружающей средой и обладает сложной динамикой процессов, является саморегулирующейся и самовоспроизводящей системой. «Биологические часы» в организме -- отражение суточных, сезонных, годовых и других ритмов физиологических процессов. 
 
 
 
 

Биоритмологический подход к феномену времени как к биологическому параметру и изучение закономерностей временной организации живых систем открывают новые возможности для регуляции и управления процессами, протекающими в организме.

    Одна из центральных проблем современной биоритмологпи -- проблема синхронизации и десинхронизации биоритмов. Десинхронизация биологических ритмов, наблюдаемая при  адаптивных и патологических процессах, позволила установить, что исследование биоритмов является важным методическим приемом в решении вопросов физиологии труда, выявлении патологического процесса, адаптации человека к измененным геофизическим и социальным синхронизаторам, подбора космонавтов.

Б и о л о г и ч е с к и е  р и т м ы -- колебания смены и интенсивности процессов и физиологических реакций. В их основе лежат изменения метаболизма биологических систем, обусловленные влиянием внешних и внутренних Факторов. Факторы, которые влияют на ритмичность процессов, происходящих в живом организме, получили определение  "с и н х р о н и з а т о р ы",  или  "д а т ч и к и  в р е м е - н и".

    К  в н е ш н и м  ф а к т о р а м относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния; социальные влияния, характерные для человека.

    К  в н у т р е н н и м  ф а к т о р а м относятся нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.

    Ритмы, независимые от внешних синхронизаторов, называются э н д о г е н -  
н ы м и. Ритмы, формирующиеся под влиянием внешних синхронизаторов, т.е. факторов внешней среды, идентифицированы как  э к з о г е н н ы е. Для большинства биоритмов характерна эндогенность генерирования, малая изменчивость установившейся длительности циклов  на протяжении онтогенеза.

    Ритмы формируют внешние синхронизаторы. Ярким примером формирования эндогенных ритмов под влиянием синхронизаторов внешней среды является влияние на новорожденного ребенка с его эндогенными ритмами таких синхронизаторов, как свет, звук, пища и др., а по мере развития ребенка усиливается роль социальных факторов. Сравнительно быстро у ребенка формируется суточный 24-часовой ритм физиологических процессов. Известный хронопедиатр Т.Хельбрюгге установил, что первые признаки суточной периодики выделения с мочой натрия и калия отмечается на 4-20 неделе, а креатинина и хлоридов на 16-22 месяце после рождения. На 2-3  неделе происходит начало синхронизации с ритмом дня и ночи на протяжении суток таких показателей, как температура тела, а частота пульса -- на 4-20 неделе жизни ребенка. В первые 2 недели жизни экскреция с мочой котизола и кортикостерона имеет незначительные суточные колебания (максимальная экскреция в 16-20 часов, минимальная -- поздним вечером и ночью), что характерно для детей старшего возраста и взрослых. "Таким образом, становление суточного ритма экскреции кортикостероидов происходит уже на 2-3 неделе жизни ребенка.

    Биологические ритмы - изменения, периодичность которых сохраняется при изоляции от внешних источников отсчета времени в течение двух циклов (периодов)или более. При такой изоляции биоритмы могут переходить на собственную частоту, ранее индуцированную извне, могут изменять фазу собственного ритма по фазе  при навязывании внешнего ритма. Биоритмы являются особенностью биологической временной структуры, частным случаем более широкой зависимости жизненных процессов от времени. Биоритмы можно определить как статистически достоверные изменения различных показателей физиологических процессов волнообразной формы. Периодическим колебаниям в организме человека подвергается большинство физиологических процессов. В регуляции суточной периодики функций принимает участие гипоталамус. Влияние фотопеииодизма на ритмичность в работе эндокринной системы в целом и каждой железы в отдельности опосредуется не только через гипоталамус, в частности через СХЯ, но и через эпифиз. Гипоталамус посредством рилизинг-гормонов  регулирует тропные функции аденогипофиза, продукция которых подвержена суточным ритмам.

    В соответствии с циркадными ритмами центрального гипоталамо-гипофизарного звена изменяется и секреторная активность периферических эндокринных желез.

    Основными параметрами биоритмов являются такие показатели:

    1. период -- время между двумя одноименными точками в волнообразно изменяющемся процессе;

    2. акрофаза -- точка времени в периоде, когда отмечается максимальное значение исследуемого параметра;

    3. мезор -- уровень среднего значения показателей изучаемого процесса;

    4. амплитуда -- величина отклонения исследуемого показателя в обе стороны от средней.

    Фаза колебания характеризует состояние колебательного процесса в момент времени; измеряется в долях периода, а в случае синусоидальных колебаний -- в угловых и дуговых единицах.

    К л а с с и ф и к а ц и я  р и т м о в  базируется на  строгих определениях, которые зависят от выбранных критериев.

    Ю.Ашофф (1984 г.) подразделяет ритмы:

    1. по их собственным характеристикам, таким как период;

    2. по их биологической системе, например популяция;

    3. по роду процесса, порождающего ритм;

    4. по  функции, которую выполняет ритм.

    Диапазон периодов биоритмов широкий: от миллисекунд до нескольких лет. Их можно наблюдать, в отдельных клетках, в целых организмах или популяциях. Для большинства ритмов, которые можно наблюдать в ЦНС или системах кровообращения и дыхания, характерна большая индивидуальная изменчивость. Другие эндогенные ритмы, например овариальный цикл, проявляют малую индивидуальную, но значительную межвидовую изменчивость. Существуют также четыре циркаритма, периоды которых в естественных условиях не меняются, т.е. они синхронизированы с такими циклами внешней среды, как приливы, день и ночь, фазы Луны и время года. С ними связаны приливные, суточные, лунные и сезонные ритмы биологических систем. Каждый из указанных ритмов может поддерживаться в изоляции от соответствующего внешнего цикла. В этих условиях ритм протекает "свободно", со своим собственным, естественным периодом.

    Классификация биологических ритмов по Х а л б е р г у наиболее распространена -- классификация по частотам колебаний, т.е. по величине. обратной длине периодов ритмов: