Ritmiškumas biologijoje. Biologinių ritmų svarba. Žmogaus bioritmai

Mokslas, tyrinėjantis ritmą biologijoje, atsirado XVIII a. Pabaigoje. Jos steigėjas yra Vokietijos gydytojas Christopher William Gufeland. Jau ilgą laiką biologiniai organizmo ritmai priklausė tik nuo išorinių ciklinių procesų, visų pirma nuo Žemės sukimosi aplink saulę ir savo ašį. Šiandien chronobiologija yra populiari. Remiantis dominuojančia teorija, bioritmų priežastys lieka tiek tam tikro organizmo išorėje, tiek jos viduje. Ir pasikeitimai, kurie kartojami laiku, būdingi ne tik individualiems asmenims. Jie perneša visus biologinių sistemų lygius - nuo ląstelės iki biosferos.

Ritmiškumas biologijoje: apibrėžimas

Taigi nagrinėjamas turtas yra viena iš pagrindinių gyvojo dalyko savybių. Biologijos ritmiškumas gali būti apibrėžiamas kaip procesų intensyvumo ir fiziologinių atsakų svyravimas. Tai reiðkia periodiniø gyvenamosios sistemos aplinkos pokyèiø pokyèiams, atsiradusiems dël išoriniø ir vidiniø veiksniø. Taip pat jie vadinami sinchronizatoriais.

Bioritmai, kurie nepriklauso nuo išorinių veiksnių, veikiančių išorėje, yra endogeniniai. Išoriniai, atitinkamai, neatsako į vidaus (veikiantys sistemoje) sinchronizatorių poveikį.

Priežastys

Kaip jau minėta, pirmosiose naujo mokslo formavimo stadijose biologijos ritmiškumas buvo laikomas sąlygotu tik išorinių veiksnių. Ši teorija buvo pakeista vidaus determinizmo hipoteze. Jame išoriniams veiksniams buvo priskiriamas nereikšmingas vaidmuo. Tačiau gana greitai mokslininkai suprato abiejų tipų sinchronizatorių didelę vertę. Šiandien manoma, kad biologiniai gyvenimo ritmo, endogeniško pobūdžio, pokyčiai priklauso nuo išorinės aplinkos. Ši idėja yra daugelio svyravimo modelio, skirto tokių procesų reguliavimui, centre.

Teorijos esmė

Pagal šią koncepciją išoriniai sinchronizatoriai veikia endogeninius genetiškai užprogramuotus svyravimo procesus. Tam tikru hierarchine tvarka yra pastatytas didelis skaičius daugiasluoksnio organizmo vidaus ritmo vibracijų. Jo palaikymo centre yra neurohumoriniai mechanizmai. Jie koordinuoja skirtingų ritmų fazinius santykius: vienkryptiniai procesai tęsiasi sinchroniškai, o nesuderinami veiksmai veikia priešpaskutiniame procese.

Visą šią veiklą sunku įsivaizduoti be generatoriaus (koordinatoriaus). Šioje teorijoje išskiriamos trys tarpusavyje susijusios reguliavimo sistemos: epifizė, hipofizė ir antinksčiai. Epiphizė laikoma seniausia.

Tikėtina, kad organizmuose, kurie yra žemoje evoliucinės plėtros lygiu, epifizė vaidina svarbų vaidmenį. Jo pagamintas melatoninas pagamintas tamsoje ir išsilygina šviesoje. Tiesą sakant, jis nurodo visas ląsteles apie dienos laiką. Organizacijos komplikacija epifizė pradeda vaidinti antrą vaidmenį, viršijanti suprachiasmatinius hipotalamino branduolius. Abiejų struktūrų bioritmų reguliavimo santykių klausimas nebuvo visiškai išspręstas. Bet kokiu atveju, pagal teoriją, jie turi "pagalbininką" - antinksčius.

Tipai

Visi bioritmai suskirstyti į dvi pagrindines kategorijas:

• Fiziologiniai atspindi individualių kūno organizmo darbo svyravimus;

• Ekologiniai ar prisitaikantys yra būtini, kad prisitaikytų prie nuolat kintančių aplinkos sąlygų.

Taip pat paplitusi chronobiologo F. Halbergo siūloma klasifikacija. Būdamas biologinių ritmų atskyrimo pagrindu, jis paėmė jų trukmę:

• Aukšto dažnio svyravimai - nuo kelių sekundžių iki pusės valandos;

• Vidutinio dažnio svyravimai - nuo pusės valandos iki šešių dienų;

• Žemo dažnio svyravimai - nuo šešių dienų iki metų.

Pirmojo tipo procesai yra kvėpavimas, širdies plakimas, smegenų elektrinis aktyvumas ir kitas panašus biologijos ritmas. Vidutinio dažnio svyravimų pavyzdžiai yra pokyčiai metabolinių procesų dieną, miego ir budrumo metu. Trečiojo tipo svyravimai apima sezoninius, metinius ir mėnulio ritmus.

Išoriniai sinchroniniai su asmeniu sinchronizatoriai yra suskirstyti į socialinius ir fizinius. Pirmasis yra kasdienis darbas ir įvairios normos, priimtos darbo vietoje, namuose ar visuomenei. Fiziniai sinchronizatoriai yra susiję su dienos ir nakties pasikeitimu, elektromagnetinių laukų intensyvumu, temperatūros svyravimais, drėgme ir kt.

Desynchronizavimas

Ideali kūno būklė atsiranda, kai vidiniai žmogaus bioritmai dirba pagal išorines sąlygas. Deja, tai ne visada būna. Valstybė, kai yra vidinių ritmų ir išorinių sinchronizatorių neatitikimas, vadinama desinchronizmu. Ji taip pat egzistuoja dviem variantais.

Vidinė desinchronizacija - neatitikimas procesuose tiesiogiai organizme. Dažnas pavyzdys yra miego ir budrumo ritmo pažeidimas. Išorinė desinchronizacija yra vidinių biologinių ritmų ir aplinkos sąlygų nesutapimas. Panašūs pažeidimai atsiranda, pavyzdžiui, skrendant iš vienos laiko zonos į kitą.

Desinchronozė pasireiškia fiziologinių parametrų pokyčiais, tokiais kaip kraujospūdis. Dažnai tai yra padidėjęs dirglumas, apetito stoka, greitas nuovargis. Pasak chronobiologų, kaip jau minėta, bet kokia liga yra įvairių svyravimo procesų neatitikimo rezultatas.

Dienos biologiniai ritmai

Suprasti fiziologinių procesų svyravimų logiką leidžia optimaliai organizuoti veiklą. Šia prasme ypač svarbu, kad biologiniai ritmai trunka apie vieną dieną. Jie naudojami nustatant veiksmingą darbo ir poilsio būdą, medicininę diagnostiką, gydymą ir net narkotikų dozių pasirinkimą.

Žmogaus kūne diena yra daugybės procesų virpėjimo laikotarpis. Kai kurie iš jų labai keičiasi, kiti - minimalūs. Svarbu, kad abu rodikliai neviršytų normos, t. Y. Jie nekeltų grėsmės sveikatai.

Temperatūros svyravimai

Termoreguliacija yra vidaus aplinkos pastovumo užtikrinimas, taigi ir tinkamas organizmo funkcionavimas visiems žinduoliams, įskaitant žmones. Temperatūros pokytis vyksta dienos metu, o svyravimų diapazonas yra gana mažas. Minimalūs rodikliai būdingi laikotarpiui nuo vienos valandos ryto iki penkių rytų, didžiausias yra užfiksuotas maždaug šešis valandas vakare. Šiuo atveju svyravimų amplitudė dažnai yra mažesnė už vieną laipsnį.

Širdies ir kraujagyslių bei endokrininės sistemos

Pagrindinio "variklio" žmogaus kūno darbas taip pat priklauso nuo svyravimų. Yra du laiko taškai, kai širdies ir kraujagyslių sistemos veikla mažėja: valandą per dieną ir devynias vakarus.

Jų ritmai būdingi visiems kraujo kūnelių organams. Kaulų čiulpų aktyvumas yra anksti ryte, o blužnis - aštuonias valandas vakare.

Hormonų sekrecija taip pat nestabili per dieną. Adrenalino koncentracija kraujyje padidėja anksti ryte ir pasiekia maksimalią valandą devyniąją valandą. Ši funkcija paaiškina žavingumą ir veiklą, kuri labiausiai paplitusi žmonėms ryte.

Akušeriai žino įdomų statistiką: darbo veikla dažniausiai prasideda vidurnaktį. Tai taip pat yra susijusi su endokrininės sistemos ypatumais . Iki to laiko suaktyvinama hipofizio galinė anga, kuri gamina atitinkamus hormonus.

Ryte - mėsa, vakare - pienas

Tinkamai maitinantiems pasekėjams bus įdomu su virškinimo sistema susiję faktai. Pirmoji dienos puse yra laikas, kai pablogėja virškinimo trakto peristaltika, padidėja tulžies gamyba. Kepenys ryte aktyviai sunaudoja glikogeną ir duoda vandenį. Iš šių modelių chronobiologai gauna paprastas taisykles: sunkus ir riebus maistas yra geresnis ryte, o po vakarienės ir vakare pieno produktai ir daržovės yra idealūs.

Darbo našumas

Ne paslaptis, kad žmogaus bioritmai įtakoja jo veiklą per dieną. Svyravimai skiriasi nuo žmogaus iki žmogaus, tačiau taip pat galima nustatyti bendrąsias modelius. Galbūt visi žinomi trijų "paukščių" chronotipai, kurie jungia biologinius ritmus ir darbo pajėgumus. Tai "žvirblis", "pelėda" ir "balandis". Pirmieji du yra ekstremalūs variantai. Rytinėje vietoje "Larkai" užpildyta stiprumu ir energija, lengva pakilti ir anksti paeiti miegoti.

"Owls", kaip ir jų prototipas, yra naktiniai. Aktyvus jų laikotarpis prasideda maždaug šešiuose vakare. Ankstyvas kilimas jiems yra labai sunkus. "Balandžiai" gali dirbti tiek popietę, tiek vakare. Chronobiologijoje juos vadina aritmika.

Žinant jūsų tipą, žmogus gali efektyviau valdyti savo veiklą. Tačiau yra nuomonė, kad bet kuri "pelėda" gali tapti "žvilgančiu", jei norima ir atkaklumu, o skirstymas į tris tipus yra sąlygojamas, o ne įpročiais, o ne nustatytomis savybėmis.

Nuolatinis pokytis

Žmogaus ir kitų organizmų bioritmai nėra griežti, nuolat žymimi ženklais. Kuriant ontogenezę ir filogeniją, tai yra individualų vystymąsi ir evoliuciją, jie keičiasi su tam tikrais taisyklėmis. Kas yra atsakingas už tokius poslinkius, iki galo vis dar neaišku. Šiuo atžvilgiu yra dvi pagrindinės versijos. Pasak vieno iš jų, ląstelių lygiu nustatyti pokyčiai remiasi pokyčiais - jį galima pavadinti biologiniu laikrodžiu.

Kita hipotezė šiame procese pagrindinį vaidmenį skiria dar neištyrusiems geofiziniams veiksniams. Šios teorijos pranašumai paaiškina atskirų bioritmų skirtumus pagal jų padėtį evoliucinėse kopėčiose. Kuo aukštesnis organizacinis lygis, tuo intensyvesnis metabolizmas. Tokiu atveju rodiklių pobūdis nesikeičia, bet virpesių amplitudė didėja. Biologijos ritmas ir jo sinchronizavimas su geofiziniais procesais yra natūralios atrankos darbas, dėl kurio išorinė transformacija (pavyzdžiui, dienos ir nakties pasikeitimas) į vidinį (aktyvumo ir miego) ritmo svyravimą.

Amžiaus įtaka

Chronobiologai sugebėjo nustatyti, kad ontogenezės procese, priklausomai nuo organizmo išlaikytos stadijos, pasikeičia cikadienio ritmai. Kiekvienas postnatalinio vystymosi laikotarpis atitinka jo vidinių sistemų svyravimus. Ir biologinių ritmų pasikeitimas priklauso nuo tam tikro modelio, aprašyto Rusijos specialisto G.D. Gubinas. Tai patogu žiūrėti žinduolių pavyzdžiu. Tuo pačiu panašūs pasikeitimai yra pirmiausia susiję su cikadienio ritmo amplitudėmis. Nuo pirmųjų individualaus vystymosi etapų jie auga ir pasiekia maksimalią reikšmę paauglystėje ir jaunystėje. Tada amplitudės pradeda mažėti.

Tai ne vieninteliai su amžiumi susijusių ritmo pokyčiai. Taip pat keičiasi akrofazių seka (akrofazė yra laiko taškas, kai stebima didžiausia parametro reikšmė) ir amžiaus ribos dydis (chronodesmas). Jei atsižvelgsime į visus šiuos pokyčius, tampa akivaizdu, kad pilnametystės metu bioritmai yra visiškai suderinti, o žmogaus kūnas gali išlaikyti savo sveikatą. Laikui bėgant situacija keičiasi. Dėl skirtingo ritmo nesutapimo sveikatos priežiūros rezervas palaipsniui baigiasi.

Chronobiologai siūlo taikyti panašius ligos prognozavimo modelius. Remiantis žiniomis apie žmogaus cirkadinio ritmo ypatumus visą gyvenimą, teoriškai yra įmanoma sukurti tam tikrą grafiką, atspindinčią sveikatos rezervą, jo maksimalius ir minimalius laiko skirtumus. Pasak mokslininkų, tokie testai yra ateities dalykas. Tačiau yra teorijų, leidžiančių šiuo metu kurti kažką panašaus į šį tvarkaraštį.

Trys ritmai

Leisk mums šiek tiek atidaryti paslapties šydą ir pasakyti, kaip nustatyti savo bioritmus. Jų skaičiavimas atliekamas remiantis psichologo Hermano Svobodos, gydytojo Vilhelmo Fisso ir inžinieriaus Alfredo Telchero teorija, sukurta jiems XIX ir XX a. Koncepcijos esmė yra ta, kad yra trys ritmai: fizinis, emocinis ir intelektualus. Jie atsiranda gimimo metu, o jų gyvenimo metu jų dažnis nekeičiamas:

• Fizinis - 23 dienos;

• Emocinis - 28 dienos;

• Intelektas - 33 dienos.

Jei planuojate pokyčius laikui bėgant, tai bus sinusoidė. Visų trijų parametrų atveju bangos dalis virš Oxo ašies atitinka indeksų padidėjimą, žemiau jo yra fizinių, emocinių ir psichinių sugebėjimų mažėjimo zona. Bioritmai, kurių apskaičiavimas gali būti atliekamas panašiu grafiku, susikerta su ašies signalu, yra netikrumo laikotarpio pradžia, kai labai sumažinamas organizmo atsparumas aplinkos poveikiui.

Rodiklių apibrėžimas

Biologinių ritmų skaičiavimas, remiantis šia teorija, gali būti atliekamas atskirai. Norėdami tai padaryti, turite apskaičiuoti, kiek jūs jau gyvenote: padauginkite amžių, skaičiuojant dienų skaičių per metus (nepamirškite, kad iš jų 366 yra dideliais metais). Gautas skaičius turėtų būti padalytas iš bioritmo dažnio, kurio sklypas esate pastatęs (23, 28 arba 33). Mes gauname tam tikrą sveiką skaičių ir likutį. Visa dalis vėl dauginama pagal konkretaus bioritmo trukmę? F atimti iš gyvenimo dienų skaičiaus. Likusi dalis yra laikotarpio dienų skaičius.

Jei gautoji vertė neviršija ketvirtadalio ciklo trukmės, tai yra kilimo laikas. Priklausomai nuo bioritmo, tai reiškia linksmą ir fizinį aktyvumą, gerą nuotaiką ir emocinį stabilumą, kūrybinį įkvėpimą ir intelektualų kilimą. Vertė, lygi pusei laikotarpio ilgio, simbolizuoja netikrumo laiką. Paspaudus paskutinį trečdalį bet kokios bioritminės trukmės, tai reiškia, kad yra susitraukimo zonoje. Šiuo metu natūralu, kad žmogus tampa pavargęs greičiau, ligos rizika padidėja, jei tai yra fizinio ciklo klausimas. Emocinio plano metu nuotaika sumažėja iki depresijos, sugenda gebėjimas riboti stiprius vidinius impulsus. Intelekto lygiu nuosmukio laikotarpiui būdingas sunkus sprendimų priėmimas, tam tikras minties slopinimas.

Santykis su teorija

Moksleivyje, kaip taisyklė, paprastai yra kritikuojama trijų bioritmų sąvoka. Nėra pakankamai įrodymų, leidžiančių manyti, kad kažkas gali būti nepakitęs žmogaus organizme. Tai liudija visi pastebėti biologijos ritmo pokyčiai, vidinių procesų, būdingų skirtingiems gyvenimo sistemų lygiams, charakteristikos. Todėl apibūdinta skaičiavimo metodika ir visa teorija dažniausiai laikomi įdomiu laisvalaikio variantu, bet ne rimta koncepcija, pagal kurią turėtų planuoti savo veiklą.

Biologinis ritmas miego ir budrumo, todėl ne tik dalyvauja organizme. Svyravimai yra taikomos visos sistemos, kurios sudaro mūsų kūną, ne tik iš didžiųjų grupių lygiu, kaip širdies ar plaučių. Ritminių procesai nustatyta ląstelėse, ir taip yra būdingas gyvenimo klausimą, kaip visuma. Mokslas, nagrinėjantis šiuos svyravimus, o gana jauna, tačiau siekia paaiškinti daugelį įstatymų, kad egzistuoja žmogaus gyvenime ir visoje gamtoje. Jau sukaupta duomenys rodo, kad chronobiology potencialas yra iš tikrųjų labai didelis. Galbūt netolimoje ateityje bus vadovaujamasi jos principų ir gydytojai, paskiriant vaistus dozę laikantis tam tikros fazės biologinio ritmo ypatybes.