Ritmičnost u biologiji. Važnost bioloških ritmova. Ljudski bioritmi

Znanost, proučavajući ritam u biologiji, nastala je krajem XVIII. Stoljeća. Osnivač je njemački liječnik Christopher William Gufeland. Od njegovog podnošenja za dugo razdoblje biološke ritmove organizma smatra se ovisnim isključivo o vanjskim cikličkim procesima, prvenstveno o rotaciji Zemlje oko Sunca i vlastite osi. Danas je kronobiologija popularna. Prema dominantnoj teoriji u njemu, uzroci biorhythma leže i izvan i unutar određenog organizma. A promjene, koje se ponavljaju na vrijeme, neobične su ne samo pojedinačnim pojedincima. Oni prožimaju sve razine bioloških sustava - od stanice do biosfere.

Ritmičnost u biologiji: Definicija

Dakle, imovina koja se razmatra jedno je od temeljnih karakteristika živih tvari. Ritmičnost u biologiji može se definirati kao fluktuacije intenziteta procesa i fizioloških odgovora. To predstavlja povremene promjene u stanju okoliša živog sustava koji nastaju pod utjecajem vanjskih i unutarnjih čimbenika. Također se nazivaju sinkronizatori.

Biorhythms koji ne ovise o vanjskim čimbenicima koji djeluju na vanjski sustav su endogeni. Egzogeni, odnosno, ne reagiraju na učinak unutarnjih sinkronizatora (koji djeluju unutar sustava).

razlozi

Kao što je već rečeno, u prvim fazama formiranja nove znanosti, ritamnost u biologiji bila je uvjetovana samo vanjskim čimbenicima. Ta je teorija zamijenjena hipotezom unutarnjeg determinizma. U njemu su dodijeljeni vanjski čimbenici neznatna uloga. Međutim, vrlo brzo, istraživači su došli do razumijevanja visoke vrijednosti obje vrste sinkronizatora. Danas se vjeruje da su biološki ritmi života, endogeni po prirodi, podložni promjenama pod utjecajem vanjskog okruženja. Ova ideja stoji u središtu višekratnog modela za regulaciju takvih procesa.

Bit teorije

Prema ovom konceptu, endogeni genetski programirani oscilirajući procesi su pogođeni vanjskim sinkronizatorima. Ogroman broj unutarnjih ritmičkih vibracija višestaničnog organizma izgrađen je u određenom hijerarhijskom poretku. U središtu njegovog održavanja su neurohumoralni mehanizmi. Oni koordiniraju fazne odnose različitih ritmova: jednosmjerni procesi nastaju sinkrono, a nekompatibilni oni rade u antifazi.

Sve ove aktivnosti teško je zamisliti bez oscilatora (koordinatora). U ovoj teoriji razlikuju se tri međusobno povezana regulacijska sustava: epiphiza, hipofiza i nadbubrežne žlijezde. Epifiza se smatra najstarijim.

Vjerojatno u organizmima koji stoje na niskim razinama evolucijskog razvoja, epiphiza igra važnu ulogu. Melatonina koju proizvodi njega proizvodi se u mraku i propada u svjetlu. Zapravo, on govori svim stanicama o dobu dana. Sa komplikacijom organizacije, epiphiza počinje igrati drugu ulogu, dajući nadmoć suprachiasmatskim jezgrama hipotalamusa. Pitanje odnosa u regulaciji biorhythma obje strukture nije u potpunosti riješeno. U svakom slučaju, prema teoriji, imaju "pomoćnika" - nadbubrežne žlijezde.

vrste

Svi biorhythms su podijeljeni u dvije glavne kategorije:

• Fiziološke su fluktuacije u radu pojedinih sustava tijela;

• Ekološki ili adaptivni su potrebni za prilagodbu stalnim uvjetima okoliša.

Također je zajednička klasifikacija koju je predložio kronobiolog F. Halberg. Kao osnova za odvajanje bioloških ritmova, on je trajala:

• Fluktuacije visoke frekvencije - od nekoliko sekundi do pola sata;

• Fluktuacije u prosječnoj učestalosti - od pola sata do šest dana;

• Fluktuacije niske frekvencije - od šest dana do godine.

Procesi prve vrste su disanje, palpitacija, električna aktivnost mozga i drugi slični ritam u biologiji. Primjeri fluktuacija u srednjoj frekvenciji su promjene tijekom dana metaboličkih procesa, spavanja i budnosti. Treći tip oscilacije uključuje sezonske, godišnje i lunarne ritmove.

Vanjski sinkroni s sinkronizatorima osobe dijeli se na društvene i fizičke. Prva je svakodnevna rutina i različite norme usvojene u proizvodnji, u svakodnevnom životu ili u društvu u cjelini. Fizički sinkronizatori su predstavljeni promjenom dana i noći, intenzitetu elektromagnetskih polja, fluktuacijama temperature, vlage i tako dalje.

desynchronization

Idealno stanje tijela događa se kada unutarnji bioritmi osobe rade u skladu s vanjskim uvjetima. Nažalost, to nije uvijek slučaj. Država, kada postoji neslaganje između unutarnjih ritmova i vanjskih sinkronizatora, naziva se desinkronoza. Također postoji u dvije varijante.

Unutarnja desinkronoza - neusklađenost procesa izravno u tijelu. Uobičajeni primjer je kršenje ritma sna i budnosti. Vanjska desinkronoza je neslaganje unutarnjih bioloških ritmova i uvjeta okoline. Slične kršenja se pojavljuju, primjerice, kada letu iz jedne vremenske zone u drugu.

Desinkronoza se manifestira u obliku promjena u fiziološkim parametrima kao što je krvni tlak. Često ga prati povećana razdražljivost, nedostatak apetita, brz umor. Prema kronobiolozima, kao što je već gore spomenuto, svaka bolest je rezultat neusklađenosti različitih oscilacijskih procesa.

Dnevni biološki ritmovi

Razumijevanje logike fluktuacija u fiziološkim procesima omogućuje optimalno organiziranje aktivnosti. U tom smislu, osobito važno je važnost bioloških ritmova koji traju oko jednog dana. Koriste se i za određivanje učinkovitog načina rada i odmora, te za medicinsku dijagnozu, liječenje, pa čak i izbor doze lijekova.

U ljudskom tijelu, dan je razdoblje oscilacije velikog broja procesa. Neki od njih znatno se mijenjaju, ostali - minimalni. Važno je da pokazatelji oba ne prelaze normu, tj. Ne postaju prijeti zdravlju.

Promjene temperature

Termoregulacija je jamstvo konstantnosti unutarnjeg okruženja, a time i pravilnog funkcioniranja organizma za sve sisavce, uključujući ljude. Promjena temperature odvija se tijekom dana, s rasponom oscilacija vrlo mala. Minimalni pokazatelji su tipični za razdoblje od jednog sata ujutro do pet ujutro, maksimalno se bilježi oko šest sati navečer. Amplituda oscilacija je u ovom slučaju često manja od jednog stupnja.

Kardiovaskularni i endokrini sustavi

Rad glavnog "motora" ljudskog tijela također je podložan fluktuacijama. Postoje dvije vremenske točke u kojima se smanjuje aktivnost kardiovaskularnog sustava: sat vremena i devet uvečer.

Njihovi ritmovi karakteristični su za sve organe hematopoeze. Vrhunac aktivnosti koštane srži je u ranim jutarnjim satima, a slezena je u osam sati navečer.

Izlučivanje hormona također je nestabilno tijekom dana. Koncentracija adrenalina u krvi raste rano ujutro i doseže svoj vrhunac u devet sati. Ova značajka objašnjava živahnost i aktivnost koja je najčešća u ljudi ujutro.

Mamice znaju znatiželjne statistike: radnička aktivnost u većini slučajeva počinje oko ponoći. To je također povezano s osobitostima endokrinog sustava. Do tog se trenutka aktivira stražnji režanj hipofize, koji proizvodi odgovarajuće hormone.

Ujutro - meso, navečer - mlijeko

Za sljedbenike odgovarajuće prehrane bit će zanimljive činjenice povezane s probavnim sustavom. Prva polovica dana je vrijeme kada se peristaltika gastrointestinalnog trakta pogoršava, povećava se proizvodnja žuči. U jetri aktivno troši glikogena ujutro i daje vodu. Iz tih uzoraka kronobiolozi izvode jednostavna pravila: teška i masna hrana je bolje ujutro, a poslije večere i navečer mliječni proizvodi i povrće su idealni.

Radni kapacitet

Nije tajna da ljudski bioritmi utječu na njegovu aktivnost tijekom dana. Oscilacije se razlikuju od osobe do osobe, ali se također mogu identificirati općeniti obrasci. Tri "ptica" kronotipa, povezujući biološke ritmove i radnu sposobnost, možda su poznati svima. Ovo je "pjegava", "sova" i "golubica". Prva dva su ekstremne opcije. "Larks" puni snage i energije ujutro, lako ustati i rano u krevet.

"Sove", poput njihovog prototipa, su noćne. Aktivno razdoblje za njih počinje oko šest sati navečer. Rano ustati je vrlo teško za njih izdržati. "Golubovi" mogu raditi i poslijepodne i navečer. U kronobiologiji se nazivaju aritmije.

Poznavajući vaš tip, osoba može učinkovitije upravljati vlastitim aktivnostima. Međutim, postoji mišljenje da svaka "sova" može postati "pjegavost" po želji i ustrajnosti, a podjela u tri tipa uvjetovana je, naprotiv, navikama, a ne određenim značajkama.

Stalna promjena

Bioritmi čovjeka i drugih organizama nisu kruti, trajno fiksirani znakovima. U procesu ontogeneze i filogeneze, tj. Individualnog razvoja i evolucije, mijenjaju se s izvjesnim pravilima. Ono što je odgovorno za takve smjene, do kraja je još uvijek nejasno. U tom smislu postoje dvije glavne verzije. Prema jednoj od njih, promjene postavljene na staničnoj razini vode se promjenama - to se može nazvati biološkim satom.

Druga hipoteza daje glavnu ulogu u ovom procesu geofizičkim čimbenicima koji se tek trebaju proučavati. Pristaše ove teorije objašnjavaju razlike u pojedinim biorhythmima njihovim položajem na evolucijskoj ljestvici. Što je veća razina organizacije, to je intenzivniji metabolizam. U tom se slučaju karakter indeksa ne mijenja, ali se amplituda oscilacije povećava. Vrlo ritam u biologiji i njegova sinkronizacija s geofizičkim procesima smatraju se rezultatom djelovanja prirodne selekcije, što dovodi do transformacije vanjskog (na primjer, promjena dana i noći) u unutarnju (aktivnost i spavanje) ritamne fluktuacije.

Utjecaj dobi

Kronobiolozi su uspjeli utvrditi da u procesu ontogeneze, ovisno o pozornici koju je organizam preuzeo, cirkadijani ritmovi mijenjaju. Svako razdoblje postnatalnog razvoja odgovara njegovim fluktuacijama u unutarnjim sustavima. Štoviše, promjena bioloških ritmova podložna je određenom uzorku, koju je opisao ruski stručnjak G.D. Gubin. Prikladno je uzeti u obzir na primjeru sisavaca. Na njima slične promjene prvenstveno su povezane amplitudama cirkadijalnih ritmova. Od prvih faza individualnog razvoja, rastu i postižu maksimalnu vrijednost u mladoj i odrasloj dobi. Zatim se amplitude počinju smanjivati.

To nisu jedine promjene u ritmovima povezane s dobi. Sekvence akrofaza također se mijenjaju (akrofaza je točka vremena kada se primjećuje maksimalna vrijednost parametra) i veličina raspona dobne norme (chronodesm). Ako uzmemo u obzir sve ove promjene, postaje očito da je u odrasloj dobi da su biorhythms savršeno usklađeni i ljudsko tijelo je u stanju izdržati različite vanjske utjecaje uz očuvanje vlastitog zdravlja. S vremenom se situacija mijenja. Zbog neusklađenosti različitih ritma, zdravstvena rezerva postupno završava.

Kronobiolozi predlažu da se koriste slični obrasci za predviđanje bolesti. Na temelju znanja o osobitosti fluktuacije u cirkadijarnim ritmovima osobe tijekom života, teoretski je moguće napraviti određeni grafikon koji odražava zdravstvenu rezervu, njegove maksimume i minima u vremenu. Takvo ispitivanje je pitanje budućnosti, prema većini znanstvenika. Međutim, postoje teorije koje vam omogućuju da napravite nešto slično ovom rasporedu.

Tri ritma

Pustimo da malo otvorimo veo tajnosti i kažemo vam kako odrediti vaše biorhythme. Izračun u njima obavlja se temeljem teorije psihologa Hermana Svobode, liječnika Wilhelma Fissa i inženjera Alfreda Telchera, koji su ih stvorili na prijelazu XIX i XX stoljeća. Bit koncepta je da postoje tri ritma: fizička, emocionalna i intelektualna. Oni se javljaju u vrijeme rođenja i tijekom njihovog života ne mijenjaju njihovu učestalost:

• Fizička - 23 dana;

• Emocionalno - 28 dana;

• Intelektualno - 33 dana.

Ako planirate promjene tijekom vremena, to će biti u obliku sinusoida. Za sva tri parametra, dio vala iznad Osovine Ox odgovara povećanju indeksa, ispod koje postoji zona pada fizičkih, emocionalnih i mentalnih sposobnosti. Biorhythms, čiji izračun može biti izrađen na sličan raspored, na mjestu sjecišta s signalom osi početak razdoblja neizvjesnosti, kada se otpornost organizma na utjecaj okoline uvelike smanjuje.

Definicija pokazatelja

Izračun biološkog ritma temeljenog na ovoj teoriji može se obaviti samostalno. Da biste to učinili, morate izračunati koliko ste već živjeli: pomnožite dob za broj dana u godini (ne zaboravite da ih ima 366 u jednoj godini skoka). Rezultirajuća slika treba podijeliti učestalosti bioritma, čija građa koju gradite (23, 28 ili 33). Dobivamo cijeli broj i ostatak. Cijeli se dio ponovo umnožava za vrijeme trajanja određenog bioritma? F oduzmite od broja življenih dana. Ostatak je broj dana u razdoblju u ovom trenutku.

Ako dobivena vrijednost ne prelazi jednu četvrtinu ciklusa, to je vrijeme porasta. Ovisno o bioritmu, to uključuje veselje i tjelesnu aktivnost, dobro raspoloženje i emocionalnu stabilnost, kreativnu inspiraciju i intelektualni razvoj. Vrijednost jednaka polovici duljine razdoblja simbolizira vrijeme nesigurnosti. Udaranje zadnje trećine trajanja bilo kojeg bioritma znači pronalaženje u zoni pada aktivnosti. U ovom trenutku, ljudi imaju tendenciju da se umoriti brže, opasnost od bolesti se povećava, ako je to pitanje fizičkog ciklusa. U emocionalnom planu, došlo je do smanjenja raspoloženja sve do depresije, pogoršanja sposobnosti zaustavljanja snažnih unutarnjih impulsa. Na razini intelekta, razdoblje opadanja karakterizira poteškoće u donošenju odluka, određenu inhibiciju misli.

Odnos prema teoriji

U znanstvenom svijetu, koncept tri biorhythms u ovom formatu, u pravilu, je kritiziran. Nema dovoljno dokaza koji sugeriraju da u ljudskom tijelu nešto može biti nepromijenjeno. To potvrđuju sve promatrane pravilnosti, koje podliježu ritmu u biologiji, obilježja unutarnjih procesa svojstvenih različitim razinama živih sustava. Prema tome, opisana metodologija proračuna i cjelokupna teorija najčešće se smatra zanimljivom varijantom zabave, ali ne i ozbiljnim konceptom na temelju kojeg treba planirati svoje aktivnosti.

Biološki ritam spavanja i budnosti, čime ne samo prisutan u tijelu. Promjene su podložne sve sustave koje čine naše tijelo, ne samo na razini glavne skupine, kao što su srce ili pluća. Ritmička procesi postavljeni u stanicama, i tako su karakteristične za žive tvari u cjelini. Znanost koja se bavi proučavanjem ove promjene, dok je sasvim mlad, ali nastoji objasniti mnoge zakone koji postoje u ljudskom životu i sva priroda. Već akumulirani podaci ukazuju na to da je potencijal Kronobiologija je zapravo vrlo visoka. Možda u bliskoj budućnosti će biti vođeni svojim principima i liječnika, dodjeljujući dozu lijekova, u skladu s karakteristikama određenoj fazi biološkog ritma.