Біоритми різних функцій організму. Біологічні ритми функцій організму

Біологічні ритми— зміни характеру, що періодично повторюються, і інтенсивності біологічних процесів і явищ у живих організмах. Біологічні ритми фізіологічних функцій настільки точні, що їх часто називають «біологічним годинником».

Є підстави вважати, що механізм відліку часу укладено у кожній молекулі людського тіла, зокрема у молекулах ДНК, які зберігають генетичну інформацію. Клітковий біологічний годинник називає «малим», на відміну від «великих», який, як вважають, розташований у головному мозку і синхронізує всі фізіологічні процеси в організмі.

Класифікація біоритмів.

Ритми, що задаються внутрішнім «годинником» або водіями ритму, називаються ендогенними, на відміну від екзогенних, що регулюються зовнішніми факторами. Більшість біологічних ритмів є змішаними, тобто частково ендогенними та частково екзогенними.

У багатьох випадках головним зовнішнім фактором, що регулює ритмічну активність, є фотоперіод, тобто тривалість світлового дня. Це єдиний фактор, який може бути надійним показником часу, і він використовується для встановлення годинника.

Конкретна природа «годинника» невідома, але немає сумнівів, що тут діє фізіологічний механізм, який може включати як нервові, так і ендокринні компоненти.

Більшість ритмів формуються у процесі індивідуального розвитку (онтогенезу). Так, добові коливання активності різних функцій у дитини спостерігаються до народження, їх можна зареєструвати вже в другій половині вагітності.

• Біологічні ритми реалізуються в тісній взаємодії з навколишнім середовищем і відображають особливості пристосування організму до факторів цього середовища, що циклічно змінюються. Обертання Землі навколо Сонця (з періодом близько року), обертання Землі навколо своєї осі (з періодом близько 24 год), обертання Місяця навколо Землі (з періодом близько 28 днів) призводять до коливань освітленості, температури, вологості, напруженості електромагнітного поля тощо. п., служать своєрідними покажчиками, або датчиками, часу для «біологічного годинника».
• Біологічні ритми мають великі відмінності за частотами чи періодами.Виділяють групу про високочастотних біологічних ритмів, періоди коливань яких перебувають у межах від частки секунди до півгодини. Прикладами можуть бути коливання біоелектричної активності мозку, серця, м'язів, інших органів прокуратури та тканин. Реєструючи їх за допомогою спеціальної апаратури, одержують цінну інформацію про фізіологічні механізми діяльності цих органів, яка використовується також для діагностики захворювань (електроенцефалографія, електроміографія, електрокардіографія та ін.). До цієї групи можна віднести ритм дихання.
• Біологічні ритми з періодом 20-28 год називаються циркадіанними (циркадними, або близькодобовими), наприклад, періодичні коливання протягом доби температури тіла, частоти пульсу, артеріального тиску, працездатності людини та ін.
• Вирізняють також групу біологічних ритмів низької частоти; це близькотижневі, близькомісячні, сезонні, навколорічні, багаторічні ритми.

В основі виділення кожного з них лежать чітко реєстровані коливання будь-якого функціонального показника.

Наприклад:Близькотижневому біологічному ритму відповідає рівень виділення із сечею деяких фізіологічно активних речовин, близькомісячному – менструальний цикл у жінок, сезонним біологічним ритмам – зміни тривалості сну, м'язової сили, захворюваності тощо.

Найбільш вивчений циркадіанний біологічний ритм, один із найважливіших в організмі людини, що виконує як би роль диригента численних внутрішніх ритмів.

Циркадіані ритми високочутливі до дії різних негативних факторів, і порушення злагодженої роботи системи, що породжує ці ритми, є одним з перших симптомів захворювання організму. Встановлено циркадіанні коливання понад 300 фізіологічних функцій організму людини.Усі ці процеси узгоджені у часі.

Багато навколодобових процесів досягають максимальних значень в денний час кожні 16-20 год і мінімальних - вночі або в ранковий ранок.

Наприклад:Вночі у людини найнижча температура тіла. На ранок вона підвищується і досягає максимуму в другій половині дня.

Основною причиною добових вагань фізіологічних функційв організмі людини є періодичні зміни збудливості нервової системи, що пригнічує або стимулює обмін речовин. Внаслідок зміни обміну речовин і виникають зміни різних фізіологічних функцій (рис.1).

Наприклад:Частота дихання вдень вища, ніж уночі. У нічний час знижено функцію травного апарату.

Мал. 1. Добові біологічні ритми в організмі людини

Наприклад:Встановлено, що добова динаміка температури тіла має хвилеподібний характер. Приблизно до 18 год. температура досягає максимуму, а до півночі знижується: мінімальне її значення між годиною ночі та 5 год. ранку. Зміна температури тіла протягом доби не залежить від того, спить людина чи займається інтенсивною роботою. Температура тіла визначає швидкість біологічних реакцій, вдень обмін речовин йде найінтенсивніше.

З добовим ритмом тісно пов'язані сон та пробудження.Своєрідним внутрішнім сигналом для відпочинку до сну є зниження температури тіла. Протягом доби вона змінюється з амплітудою до 13°С.

Наприклад:Вимірюючи через кожні 2-3 години протягом кількох діб температуру тіла під язиком (звичайним медичним термометром), можна досить точно встановити найбільш вдалий момент для відходу до сну, а за температурними піками визначити періоди максимальної працездатності.

Вдень росте частота серцевих скорочень(ЧСС), вище артеріальний тиск(АТ), частіше дихання. День у день до моменту пробудження, як би передбачаючи зростаючу потребу організму, в крові підвищується вміст адреналіну - речовини, яка збільшує ЧСС, підвищує артеріальний тиск, активізує роботу всього організму; на той час у крові накопичуються біологічні стимулятори. Зниження концентрації цих речовин до вечора – неодмінна умова спокійного сну. Недарма порушення сну завжди супроводжуються хвилюванням і тривогою: за цих станів у крові наростає концентрація адреналіну та інших біологічно активних речовин, організм тривалий час перебуває у стані «бойової готовності». Підкоряючись біологічним ритмам, кожен фізіологічний показник протягом доби може суттєво змінювати свій рівень.

Розпорядок життя, акліматизація.

Біологічні ритми є основою раціональної регламентації порядку життя, оскільки висока працездатність і хороше самопочуття може бути досягнуто лише тому випадку, якщо ритм життя відповідає властивому організму ритму фізіологічних функцій. У зв'язку з цим необхідно розумно організувати режим праці (тренувань) та відпочинку, а також прийом їжі. Відхилення від правильного режиму харчування може призвести до істотного збільшення ваги, яка, у свою чергу, порушуючи життєві ритми організму, викликає зміну обміну речовин.

Наприклад:Якщо приймати їжу загальною калорійністю 2000 ккал лише вранці, вага знижується; якщо ту ж їжу приймати у вечірній час, збільшується. Для того, щоб зберегти вагу тіла, досягнуту до 20-25 років, їжу слід вживати 3-4 рази на день у точній відповідності до індивідуальних добових витрат енергії і в ті часи, коли з'являється помітне почуття голоду.

Однак ці загальні закономірності іноді приховують різноманітність індивідуальних особливостей біологічних ритмів. Не всім людям властиві однотипні коливання працездатності. Одні, так звані «жайворонки», енергійно працюють у першій половині дня; інші, "сови", - увечері. Люди, які належать до «жайворонків», увечері відчувають сонливість, рано лягають спати, але, рано прокидаючись, почуваються бадьорими і працездатними (рис.2).

Легше переносить акліматизаціюлюдина, якщо вона приймає (3-5 разів на добу) гаряче харчування та адаптогени, вітамінні комплекси, а фізичні навантаження збільшує поступово, у міру адаптації до них (рис.3).

Мал. 2. Криві ритми працездатності протягом доби

Мал. 3. Добові ритми протікання життєвих процесів за незмінних зовнішніх умов життя (за Графом)

За недотримання цих умов може наступити так званий десинхроноз (своєрідний патологічний стан).

Явище десинхронозу спостерігається і у спортсменів, особливо у тих, хто тренується в умовах спеки і вологого клімату або середньогір'я. Тому спортсмен, який вилітає на міжнародні змагання, має бути добре підготовлений. Сьогодні існує ціла система заходів, спрямованих на збереження звичних біоритмів.

Для біологічного годинника людини важливий правильний хід не тільки в добових, а й у так званих низькочастотних ритмах, наприклад, у близькотижневому.

В даний час встановлено, що тижневий ритм вироблено штучно: переконливих даних про існування вроджених семиденних ритмів у людини не виявлено. Очевидно, що це еволюційно закріплена звичка.Семиденний тиждень став основою ритму та відпочинку ще у стародавньому Вавилоні. За тисячоліття сформувався тижневий соціальний ритм: людина продуктивніше працює у середині тижня, ніж на початку чи наприкінці її.

Біологічний годинник людини відображає не тільки добові природні ритми, але й такі, що мають велику тривалість, наприклад сезонні. Вони проявляються у підвищенні обміну речовин навесні та у зниженні його восени та взимку, у збільшенні відсотка гемоглобіну в крові та у зміні збудливості дихального центру у весняний та літній час.

Стан організму в літній та зимовий час певною мірою відповідає його стану вдень та вночі. Так, узимку порівняно з літом знижувалося в крові вміст цукру (аналогічне явище відбувається і вночі), збільшувалася кількість АТФ та холестерину.

Біоритми та працездатність.

Ритми працездатності, подібно до ритмів фізіологічних процесів, за своєю природою ендогенні.

Працездатністьможе залежати від багатьох факторів, що діють окремо чи спільно. До цих факторів належать: рівень мотивації, прийом їжі, фактори довкілля, фізична готовність, стан здоров'я, вік та інші фактори. Очевидно, на динаміку працездатності впливає і втома (у елітних спортсменів — хронічна втома), хоча цілком ясно, яким саме чином. Втома, що виникає при виконанні вправ (тренувальних навантажень), важко долати навіть досить мотивованого спортсмена.

Наприклад:Втома знижує працездатність, а повторне тренування (з інтервалом у 2-4 години після першого) покращує функціональний стан спортсмена.

При трансконтинентальних перельотах циркадіани ритми різних функцій перебудовуються з різною швидкістю - від 2-3 днів до 1 місяця. Для нормалізації циклічності до перельоту необхідно щодня зрушувати на 1 годину відхід до сну. Якщо це робити протягом 5-7 днів до відльоту і лягати спати у темній кімнаті, то вдасться швидше пройти акліматизацію.

При прибутті в новий часовий пояс необхідно плавно входити в тренувальний процес (помірні фізичні навантаження в ті часи, коли відбуватимуться змагання). Тренування не повинні мати «ударний характер».

Слід зазначити, що природний ритм життєдіяльності організму зумовлений як внутрішніми чинниками, а й зовнішніми умовами. В результаті досліджень було виявлено хвильовий характер зміни навантажень на тренуванні. Колишні уявлення про неухильне і прямолінійне нарощування тренувальних навантажень виявилися неспроможними. Хвилястий характер зміни навантажень у процесі тренувань пов'язаний із внутрішніми біологічними ритмами людини.

Наприклад:Розрізняють три категорії «хвиль» тренувань: «малі», що охоплюють від 3 до 7 днів (або дещо більше), «середні» — найчастіше 4-6 тижнів (тижневі тренувальні процеси) і «великі», які тривають кілька місяців.

Нормалізація біологічних ритмівдозволяє здійснювати інтенсивні фізичні навантаження, а тренування при порушеному біологічному ритмі призводять до різних функціональних розладів (наприклад, десинхронозу), інколи ж і до захворювань.

Джерело інформації: В.Смирнов, В.Дубровський (Фізіологія фізичного виховання та спорту).

Будь-яке біологічне явище, будь-яка фізіологічна реакція мають періодичну природу, так як у живих організмів, які протягом багатьох мільйонів років живуть в умовах ритмічних змін геофізичних параметрів середовища, виробилися і способи пристосування до них.

Ритмічність- фундаментальна характеристика функціонування живого організму - прямо пов'язана з механізмами зворотного зв'язку, саморегуляції та адаптації, а узгодження ритмічних циклів досягається завдяки важливій особливості коливальних процесів - прагненню синхронізації. Основне призначення ритмічності полягає у підтримці гомеостазу організму за зміни чинників довкілля. У цьому гомеостаз розуміється як статична стійкість внутрішнього середовища, бо як динамічний ритмічний процес - ритмостаз, чи гомеокінез.

Власні ритми організму не автономні, а пов'язані з ритмічними процесами довкілля: зміною дня та ночі, річними сезонами тощо.

Зовнішні задавачі часу

У термінології, що характеризує зовнішні чинники і внутрішні вагання, що породжуються ними, немає однаковості. Наприклад, існують назви «зовнішні та внутрішні датчики часу», «задавачі часу», «внутрішній біологічний годинник», «генератори внутрішніх коливань» - «внутрішні осцилятори».

Біологічний ритм - періодичне повторення деякого процесу в біологічній системі через більш менш регулярні проміжки часу. Біоритм - не просто повторюваний, а й процес, що самопідтримується і самовідтворюється. Біологічні ритми характеризуються періодом, частотою, фазою та амплітудою коливань.

Період - час між двома однойменними точками в хвилеподібному процесі, що змінюється, тобто. тривалість одного циклу до першого повтору.

Частота. Ритми також можуть бути охарактеризовані частотою - числом циклів, що відбуваються за одиницю часу. Частота ритмів може визначатися частотою періодичних процесів, що протікають у зовнішньому середовищі.

Амплітуда - найбільше відхилення досліджуваного показника будь-яку сторону від середньої. Амплітуда іноді виражається через мезор, тобто. у відсотках від середньої величини її значень, отриманих під час реєстрації ритму. Подвоєна амплітуда дорівнює розмаху коливань.

Фаза. Термін "фаза" відноситься до будь-якої окремо виділеної частини циклу. Найчастіше цим терміном користуються, описуючи зв'язок одного ритму з іншим. Наприклад, пік активності в одних тварин збігається по фазі з темним періодом циклу світло-темрява, в інших - зі світлим періодом. Якщо два виділені відрізки часу не збігаються, то вводиться термін різниця по фазі, виражена у відповідних частках періоду. Випередження або відставання по фазі означає, що подія сталася раніше чи пізніше за очікуваний термін. Фаза виявляється у градусах. Наприклад, якщо максимум одного ритму відповідає мінімуму іншого, то різниця по фазі між ними становить 180?

Акрофаза - точка часу у періоді, коли відзначається максимальне значення досліджуваного показника. При реєстрації акрофази (батифази) протягом кількох циклів зазначено, що час її наступу варіює у певних межах, і цей час виділено як зона блукання фази. Розмір зони блукання фази, мабуть, пов'язані з періодом (частотою) ритму. На частоту і фазу біоритмів впливають як частота і фаза зовнішнього коливального процесу, а й його рівень.

Існує циркадіанне правило:для денних організмів характерна позитивна кореляція між освітленістю та частотою циркадіанного ритму, а для нічних – негативна кореляція.

Класифікації біоритмів

Класифікація ритмів залежить від обраних критеріїв: за їхніми власними характеристиками, за функціями, які вони виконують, родом процесу, що породжує коливання, а також біосистемою, в якій спостерігається циклічність.

Спектр можливих ритмів життя охоплює широкий діапазон масштабів часу – від хвильових властивостей елементарних частинок.

(мікроритмів) до глобальних циклів біосфери (макро- та мегаритмів). Межі їхньої тривалості - від багатьох років до мілісекунд, угруповання ієрархічне, але межі між групами в більшості випадків умовні. Верхню межу середньочастотних ритмів встановлюють на позначці від 28 год. до 3 с. Періоди від 28 год до 7 діб або відносять до єдиної групи мезоритмів, або частина їх (до 3 діб) включають в середньочастотні, а від 4 діб - низькочастотні.

Ритми поділяють за такими критеріями (Ю. Ашофф,

1984):

за власними характеристиками (наприклад, за періодом);

за біологічною системою (наприклад, популяція);

За родом процесу, що породжує ритм;

За функцією, яку ритм виконує.

Запропоновано класифікацію, засновану на структурно-функціональних рівнях організації життя:

Ритми молекулярного рівня з періодом секунднохвилинного діапазону;

Клітинні – від близькогодинних до близькорічних; організменні – від близькодобових до багаторічних;

Популяційно-видові - від близькорічних до ритмів тривалістю десятки, сотні та тисячі років;

Біогеоценотичні – від сотень тисяч до мільйонів років;

Біосферні ритми – з періодом сотні мільйонів років.

Найбільш популярна класифікація біологічних ритмів F. Halberg та A. Reinberg (1967) (рис. 4.1).

ОСОБЛИВІ РИТМИ

У живій природі найбільш виразно виражені ритми з періодом близько 24 год – циркадіани (лат. circa- близько, dies- День). Пізніше префікс «Circa»стали застосовувати для інших ендогенних ритмів,

Мал. 4-1.Класифікація біоритмів (F. Halberg, A. Reinberg)

відповідають циклам довкілля: околоприливные, окололунные, околорічні (Circatidal, circalunar, circannual).Ритми з періодом коротшим, ніж циркадіані, визначені як ультрадіанні, з довшим - інфрадіані. Серед інфрадіанних ритмів виділяють циркасептидіані з періодом (7-3 діб), циркавігентидіані (21-3 діб), циркатригентидіані (30-5 діб) і цирканнуальні (1 рік-2 міс.).

Ультрадіанна ритміка

Якщо біологічні ритми цього діапазону розташувати порядку зменшення їх частоти, то виходить ряд від многогерцовых до багатогодинних коливань. Найбільш високою частотою (60-100 Гц) відрізняються нервові імпульси, потім слідують коливання ЕЕГ із частотою від 0,5 до 70 Гц.

Декасекундні ритми були зареєстровані у біопотенціалах мозку. До цього діапазону належать коливання пульсу, дихання, перистальтики кишечника. Хвилинні ритми характеризують психолого-емоційний стан людини: біоелектрична активність м'язів, ЧСС та дихання, амплітуда та частота рухів змінюються в середньому через кожні 55 с.

Декамінні (90 хв) ритми були відкриті в мозкових механізмах нічного сну, які були названі повільно-і швидкохвильовою (або парадоксальною) фазами, при цьому саме на другу фазу припадають сновидіння, мимовільні рухи очей. Такий же ритм у подальшому був виявлений у надповільних коливаннях біопотенціалів спати мозку, пов'язаних з тимчасовою динамікою уваги, пильності оператора.

Близькогодинні ритми виявлені не тільки на системному, а й на нижчих ієрархічних рівнях. Цей ритм мають багато явища, що відбуваються на клітинному рівні: синтез білка, зміна клітинних розмірів і маси, ферментативної активності, проникності клітинних мембран, секреції, електричної активності.

Циркадіанні коливання

Циркадіанна система - та основа, завдяки якій проявляються інтегративна діяльність і регулююча роль нейроендокринної системи, що здійснює точне і тонке пристосування організму до умов навколишнього середовища, що постійно змінюються.

Циркадіанну періодичність виявлено в інтегральних показниках життєдіяльності.

Працездатність у нічний час знижується, і час виконання завдання як при світлі, так і в темряві вночі більш тривалий, ніж днем ​​у тих же умовах.

Тренування в ранній ранковий годинник дає трохи менший ефект, ніж у середині дня.

Працездатність учнів найбільш висока в обідній годинник, до 14 год відзначається значне її зниження, другий її підйом припадає на 16-17 год, потім спостерігається новий спад.

Добова періодичність характерна не тільки для ВНД, але і для ієрархічних систем організму.

Зареєстровано 24-годинні зміни церебральної та кардіальної гемодинаміки, ортостатичної стійкості.

Виявлено добовий ритм спряженості фаз серцевого циклу та дихання.

У літературі є дані про нічне зниження легеневої вентиляції та споживання кисню, падіння хвилинного об'єму дихання (МОД) в осіб молодого, зрілого та середнього віку.

Циркадіанна ритмічність властива і функції системи травлення, зокрема слиновиділення, секреторної діяльності підшлункової залози, синтетичної функції печінки, моторики шлунка. Встановлено, що найбільша швидкість секреції кислоти із шлунковим соком спостерігається увечері, найменша – вранці.

На рівні біохімічної особливості відкрита добова циклічність для деяких речовин.

Концентрація макро- та мікроелементів: фосфору, цинку, марганцю, натрію, калію, рубідії, цезію та хлору в крові людини, а також заліза у сироватці крові.

Сумарний вміст амінокислот та нейромедіаторів.

Основний обмін та пов'язаний з ним рівень тиреотропного гормону гіпофіза та гормонів щитовидної залози.

Система статевих гормонів: тестостерон, андростерон, фолікулостимулюючий гормон, пролактин.

Гормони нейроендокринної системи регуляції стресу - АКТГ, кортизол, 17-оксикортикостероїди, що супроводжують

ється циклічними змінами рівня глюкози та інсуліну. Подібна ритмічність відома і для мелатоніну.

Інфрадіанні ритми

Біоритмологами описані не тільки добові, а й багатоденні (близькотижневі, близькомісячні) ритми, що охоплюють усі ієрархічні рівні організму.

У літературі є аналіз тонкого спектра коливань (з періодом 3, 6, 9-10, 15-18, 23-24 та 28-32 днів) частоти серцевих скорочень, АТ, м'язової сили.

Ритм 5-7-денної тривалості зафіксований у динаміці інтенсивності енергетичного обміну, маси та температури тіла людини.

Добре відомі флюктуації результатів клінічних аналізів вмісту у крові еритроцитів та лейкоцитів. У чоловіків кількість нейтрофілів у венозній крові змінюється з періодом від 14 до 23 днів.

Серед ритмів цього діапазону найбільш вивчені місячні цикли. Встановлено, що у місяць кількість випадків післяопераційних кровотеч на 82% більше, ніж в інший час, у дні місячних фаз збільшується частота виникнення інфаркту міокарда.

Цирканнуальні ритми

В організмі тварин і людини виявлені коливання різних фізіологічних процесів, період яких дорівнює одному році – близькорічні (цирканнуальні), або сезонні ритми. Цирканнуальна періодичність визначена для збудливості нервової системи, показників гемодинаміки, теплопродукції, реакцію гостре холодове навантаження, вміст статевих та інших гормонів, нейромедіаторів, зростання дітей та інших.

ХАРАКТЕРИСТИКА БІОРИТМІВ

При вивченні періодичних явищ у живих системах важливо з'ясувати, чи відображає ритм, що спостерігається в біологічній системі, реакцію на зовнішнє по відношенню до цієї системи періодичний вплив (екзогенний ритм, нав'язуваний задавачем ритму) або ж ритм породжується всередині самої системи (ендогенний ритм), нарешті , чи є поєднання екзогенного ритму та ендогенного генератора ритму.

Задавачі ритмів та функції

Зовнішні задавачі ритмів можуть бути простими та складними.

Прості:

Подача їжі в той самий час, що викликає прості реакції, що обмежуються, в основному, залученням до активності травної системи;

Зміна світла і темряви - також відносно простий задаватель ритму, але він залучає до активності як сон чи неспання (тобто. одну систему), а весь організм.

Складні:

Зміна сезонів року, що призводить до тривалих специфічних змін стану організму, зокрема, його реактивності, стійкості до різних факторів: рівня обміну речовин, спрямованості обмінних реакцій, ендокринних зрушень;

Періодичні коливання сонячної активності, що часто викликають замасковані зміни в організмі, значною мірою залежать від вихідного стану.

Зв'язок часозадавців з біоритмами

Сучасні нам уявлення про зв'язок між екзогенними часозадавцями та ендогенними ритмами (уявлення про єдиний біологічний годинник, поліосцилляторна структура) наведено на рис. 4-2.

Гіпотези про єдиний біологічний годинник і поліосцилляторну тимчасову структуру організму цілком сумісні.

Гіпотеза централізованого управління внутрішніми коливальними процесами (наявність єдиного біологічного годинника) відноситься переважно до сприйняття зміни світла і темряви і трансформації цих явищ в ендогенні біоритми.

Мал. 4-2.Механізми взаємодії організму із зовнішніми задавателями часу

Мультіосціляторна модель біоритмів. Передбачається, що в багатоклітинному організмі може функціонувати головний пейсмейкер, що нав'язує свій ритм решті систем. Не виключається існування (поряд з центральним водієм ритму) і другорядних осциляторів, які також мають пейсмейкерні властивості, але ієрархічно підпорядковані ведучому. За одним із варіантів цієї гіпотези в організмі можуть функціонувати розрізнені осцилятори, які утворюють окремі групи, що працюють незалежно одна від одної.

МЕХАНІЗМИ РИТМОГЕНЕЗУ

Існує кілька точок зору механізми ритмогенеза. Можливо, що джерелом циркадіанної ритміки є циклічні зміни АТФ у цитоплазмі клітин або цикли метаболічних реакцій. Не виключено, що ритми організму визначають біофізичні ефекти, а саме:

Гравітаційне поле;

Космічні промені;

електромагнітних полів (у тому числі магнітного поля Землі);

Іонізації атмосфери тощо.

Ритми психічної активності

Не тільки біологічні та фізіологічні процеси, а й динаміка психічної діяльності, у тому числі й емоційних станів, схильні до закономірних коливань. Наприклад, встановлено, що спати свідомість людини має хвильову природу. Психологічні ритми можуть бути систематизовані в тих же діапазонах, що й біологічні.

Ультрадіані ритми виявляються у флюктуаціях порогів сприйняття, часу рухових та асоціативних реакцій, уваги. Відповідність біо- та психоритмів в організмі людини забезпечує нормальну роботу всіх її органів і систем, тому слух людини дає найбільшу точність оцінки інтервалу часу 0,5-0,7 с, що характерно для темпу рухів при ходьбі.

Тактові ритми.У коливаннях психічних процесів, крім тимчасових ритмів, було виявлено звані тактові ритми, що залежать не від часу, як від номера проби: людина неспроможна постійно однаково реагувати на предъявляемые стиму-

ли, якщо у попередній пробі час реакції був коротким, то наступного разу організм заощаджуватиме енергію, що призведе до зниження швидкості реагування та коливання значення цього показника від проби до проби. Тактові ритми більш виражені в дітей віком, а й у дорослих посилюються при зниженні функціонального стану нервової системи. При вивченні розумової втоми виділено тактові декасекундні або двохвилинні (0,95-2,3 хв) і десятихвилинні (2,3-19 хв) ритми.

Циркадіані ритмивикликають значні перебудови у діяльності організму, що впливають психічний стан і працездатність людини. Так, електрична чутливість ока змінюється протягом дня: о 9 годині ранку вона підвищується, до 12 години дня досягає максимуму і потім знижується. Подібна добова динаміка притаманна як психічним процесам, а й психо- емоційним станам індивіда. У літературі описані добові ритми інтелектуальної працездатності, суб'єктивної готовності до роботи та здатності до зосередження, короткочасної пам'яті. У осіб з ранковим типом працездатності відзначається вищий рівень тривоги, вони відрізняються меншою стійкістю до фрустрирующих факторів. Люди ранкового та вечірнього типів мають різний поріг збудливості, схильність до екстралілі інтроверсії.

ЕФЕКТИ ЗМІНИ ЧАСІВНИКІВ

Біологічні ритми відрізняються великою стійкістю, зміна звичних ритмів часозадавців далеко ще не відразу зрушує біоритми і призводить до десинхронозу.

Десинхроноз - неузгодженість циркадіанних ритмів - порушення вихідної архітектоніки циркадіанної системи організму. При порушенні синхронізації ритмів організму та датчиків часу (зовнішній десинхроноз) організм входить у стадію тривоги (внутрішній десинхроноз). Сутність внутрішнього десинхронозу полягає у неузгодженні по фазі циркадіанних ритмів організму, внаслідок чого виникають різні порушення його благополуччя: розлади сну, зниження апетиту, погіршення самопочуття, настрої, падіння працездатності, невротичні розлади і навіть органічні захворювання (гастрити, виразкова хвороба). . Найбільш яскраво перебудова біоритмів проявляється при швидких переміщеннях (авіаперельотах) у глобальному масш-табі.

Далекі переміщення викликають виражений десинхроноз, характер та глибина якого визначаються: напрямом, часом, тривалістю перельоту; індивідуальні особливості організму; трудовими навантаженнями; кліматичним контрастом тощо. Виділено п'ять типів переміщень (рис. 4-3).

Мал. 4-3.Хронофізіологічна класифікація типів переміщення:

1 - трансмеридіанна; 2 – трансширотне; 3 - діагональне (змішане);

4 - трансекваторіальне; 5 – асинхронне. (В.А. Матюхін та ін., 1999)

Трансмеридіанний рух (1). Головний показник такого переміщення – кутова швидкість руху, що виражається у градусах довготи. Її можна вимірювати числом часових поясів (15?), перетнутих за добу.

Якщо швидкість переміщення перевищує 0,5 часового поясу на добу, виникає зовнішнійдесинхроноз - різниця фаз фактичного та належного максимумів добової кривої фізіологічних функцій.

Зміна 1-2 часових поясів не викликає десинхронізації (є зона нечутливості, в межах якої фазова десинхронізація не виявляється). При перельотах через 1-2 годинні пояси типові для фазової десинхронізації ущільнення добових коливань фізіологічних функцій не відзначаються, і ритм м'яко «затягується» зовнішніми датчиками часу.

При подальшому переміщенні Схід чи Захід фазове неузгодженість зростає як функція часу. На різних географічних широтах критична кутова швидкість досягається за різних лінійних швидкостях переміщення: у приполярних широтах навіть за невеликих швидкостях, відповідних швидкості руху пішохода, можливе виникнення десинхронізації. Практично швидкість усіх транспортних засобів суттєво перевищує 0,5 кутових годин на добу. Ефект десинхронізації біологічних ритмів проявляється за такого типу переміщень у найбільш вираженій формі.

При швидкості переміщення, що перевищує три і більше часових поясів на добу, зовнішні синхронізатори вже не в змозі «затягувати» циркадіанних коливань фізіологічних функцій і настає десинхроноз.

Трансширотне переміщення (2) - вздовж меридіана, з півдня на північ або з півночі на південь - не викликаючи фазового неузгодження датчиків, дає ефект, що сприймається як неузгодженість фактичної та очікуваної амплітуд синхронізаторів. У цьому змінюються фази річного ритму, проявляється сезонна десинхронізація.

На перше місце за таких переміщень виступає невідповідність сезонної готовності фізіологічних систем вимогам іншого сезону в новому місці. Фазового неузгодженості ритмів зовнішніх датчиків та біоритмів організму немає, але не збігаються їх добові амплітуди.

Дальність переміщення, за якої кліматичні умови та структура фотоперіодизму на новому місці починають викликати напругу механізмів підтримки сезонного ритму фізіологічних функцій, залежить від географічної широти: оцінка ширини зони нечутливості показує, що вона може змінюватися від 1400 км у екватора до 150 км на широті .

- «Вікно хронофізіологічної нечутливості», його лінійні та кутові розміри залежать від широти. Швидкість, виражена в числі «вікон», що перетинаються за добу, при рівній лінійній швидкості зростатиме у напрямку від екватора до полюса до дуже великих величин. Звуження

«Вікна» у міру руху на північ - важлива обставина, що свідчить про підвищену хронофізіологічну напруженість при переміщеннях в приполярних широтах порівняно з низькими або середніми широтами.

Переміщення по діагоналі (3) передбачає зміну довготи та широти, великий кліматичний контраст та значні зміни поясного часу. Ці переміщення є простою сумою (суперпозицією) ефектів «горизонтального» (1) і «вертикального» (2) переміщення. Це складний комплекс хронобіологічних подразників, реакція на який може суттєво відрізнятися від реакцій на кожен вид десинхронізації, що розглядається ізольовано.

Переміщення в іншу півкулю (4) з перетином екваторіальної зони. Головний фактор такого переміщення - контрастна зміна сезону, що викликає глибокий сезонний десинхроноз, зміщення та інвертування фази річного циклу фізіологічних функцій.

П'ятий тип переміщень - хроноекологіческій режим, при якому коливальні властивості середовища різко ослаблені або відсутні. До таких переміщень належать:

Орбітальні польоти;

Перебування в умовах із різко ослабленими добовими та сезонними синхронізаторами (підводних човнах, космічних кораблях);

Вахтові режими праці зі ковзним графіком змін тощо. Середовища такого типу запропоновано називати «асинхронними». Вплив подібної «хронодепривації» викликає грубі порушення добової та іншої періодики.

СУБ'ЄКТИВНІСТЬ СПРИЙНЯТТЯ ЧАСУ

Протягом часу сприймається суб'єктивно, залежно від інтенсивності фізичної чи психічної діяльності кожного окремого індивідуума. Час стає більш ємним при більшій зайнятості або при необхідності прийняти правильне рішення в екстремальній ситуації.

За лічені секунди людина встигає виконати найскладнішу роботу. Наприклад, льотчик в аварійній ситуації вирішує змінити тактику керування літаком. При цьому він

миттєво враховує та зіставляє динаміку розвитку численних факторів, що впливають на умови польоту.

У процесі вивчення суб'єктивного сприйняття часу дослідники застосовували тест "індивідуальна хвилина". Людина сигналом відраховує секунди, а експериментатор стежить за стрілкою секундоміра. Виявилося, що в одних «індивідуальна хвилина» коротша за істинну, в інших — довшу, розбіжності в той чи інший бік можуть бути дуже значними.

БІОЛОГІЧНІ РИТМИ В РІЗНИХ КЛІМАТОГЕОГРАФІЧНИХ УМОВАХ

Високогір'я. В умовах високогір'я навколодобові ритми гемодинаміки, дихання, газообміну залежать від метеофакторів та змінюються прямо пропорційно змінам температури повітря та швидкості вітру та обернено пропорційно змінам атмосферного тиску та відносної вологості повітря.

Високі широти. Специфічні властивості полярного клімату та особливості середовища визначають особливості біоритмів у мешканців:

У період полярної ночі відсутні вірогідні циркадіані коливання споживання кисню. Оскільки значення коефіцієнта використання кисню відображає інтенсивність енергообміну, зниження розмаху коливань споживання кисню під час полярної ночі є непрямим свідченням на користь фазового неузгодження різних енергозалежних процесів.

У жителів Крайньої Півночі та у полярників у період полярної ночі (взимку) спостерігають зниження амплітуди добового ритму температури тіла та зміщення акрофази на вечірні години, а навесні та влітку - на денні та ранкові години.

Аридна зона. При адаптації людини до пустелі ритмічні коливання умов довкілля призводять до синхронізації ритміки функціонального стану організму із цими коливаннями. Таким шляхом досягається часткова оптимізація діяльності компенсаторних механізмів у екстремальних умовах середовища. Наприклад, акрофаза ритму середньозваженої температури шкіри припадає на 16 год 30 хв, що практично збігається з максимумом температури повітря, температура тіла

досягає максимуму о 21 год, корелюючи з максимумом теплоутворення.

МЕТОДИ СТАТИСТИЧНОЇ ОЦІНКИ У ХРОНОБІОЛОГІЇ

Косинусоїдальна функція. Найпростішим періодичним процесом є гармонійний коливальний процес, що описується косинусоїдальною функцією (рис. 4-4):

Мал. 4-4.Основні елементи гармонійного (косинусоїдального) коливального процесу: М – рівень; Т – період; ρ A , ρ B , αφ A ,αφ B - амплітуди та фази процесів А та В; 2ρ A – розмах процесу А; αφ Ч - різниця фаз процесів А та В

x(t) = М + рХcos2π/ТХ(t-αφ Ч),

де:

М – постійна складова; ρ - амплітуда коливань; Т – період, год; t - поточний час, год; аαφ Ч - фаза, год.

При аналізі біоритмів зазвичай обмежуються першим членом ряду - гармонікою з періодом, рівним 24 год. Іноді враховується також гармоніка з періодом 12 год.

Фазові співвідношення між двома гармонійними коливальними процесами можуть бути різними. Якщо фази двох процесів однакові, вони називаються синфазними, якщо різниця між фазами дорівнює Т/2 - протифазними. Про фазове випередження або фазове відставання одного гармонійного процесу А щодо іншого, говорять тоді, коли αφ A<αφ B или αφ A >αφ B відповідно.

Описані параметри, строго кажучи, можна використовувати тільки стосовно гармонійного коливального процесу. Фактично добова крива відрізняється від математичної моделі: вона може бути несиметричною щодо середнього рівня, а інтервал між максимумом та мінімумом, на відміну від косінусоїди, виявитися рівним не 12 год і т.д. З огляду на зазначені причини використання цих параметрів для опису реального коливального періодичного або близького до періодичного процесу вимагає відомої обережності.

Хронограми.Поруч із гармонійної апроксимацією часового ряду широко використовується традиційний метод представлення результатів біоритмологічного дослідження як добових хронограм, тобто. усереднених за безліччю індивідуальних вимірів добових кривих. На хронограмі одночасно із середнім значенням показника на певну годину доби вказується довірчий інтервал у вигляді середньоквадратичного відхилення або середньої помилки.

У літературі трапляється кілька типів хронограм. Якщо дисперсія індивідуальних рівнів велика, періодична компонента може бути замаскованою. У разі застосовують попереднє нормування добових кривих, отже усередненню піддаються не абсолютні значення амплітуди р, а відносні (p/M). Для деяких показників хронограма обчислюється в частках (відсотках) загального добового об'єму споживання або виділення певного субстрату (наприклад, споживання кисню або виділення калію із сечею).

Хронограма дає досить наочне уявлення про характер добових кривих. Шляхом аналізу хронограми можна визначити фазу коливань, абсолютну і відносну амплітуду, а також їх довірчі інтервали.

Косинор- статистична модель біоритмів, заснована на апроксимації кривої коливань фізіологічного показника

гармонійною функцією – косинор-аналізу. Призначення косинораналізу - подання індивідуальних та масових біоритмологічних даних у порівнянні уніфікованій та доступній для статистичних оцінок формі. Добові косинор-параметри характеризують вираженість біоритму, перехідні процеси при його перебудові, наявність статистично значущої різниці одних груп від інших.

Косинор-аналіз має очевидні переваги порівняно з методом хронограм, оскільки дозволяє використовувати для аналізу структури біоритмів коректні статистичні методи.

Косинор-аналіз виконують у два етапи:

На першому етапі індивідуальні добові криві апроксимують гармонійною (косинусоїдою) функцією, в результаті чого визначають основні параметри біоритму - середньодобовий рівень, амплітуду та акрофазу;

На другому етапі виробляють векторне усереднення індивідуальних даних, визначають математичне очікування та довірчі інтервали амплітуди та акрофази добових коливань досліджуваного показника.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Наведіть приклади тимчасових параметрів організму та його систем?

2. У чому сутність синхронізації роботи різних систем організму?

3. Що таке біологічний ритм? Які має характеристики?

4. Які класифікації біоритмів ви можете навести? У чому важлива відмінність різних типів біоритмів?

5. Назвіть механізми ритмогенезу.

6. Які ритми психічної активності ви знаєте?

7. Що відбувається під час усунення чи зміни часозадавців?

8. Які види переміщень ви знаєте?

9. Назвіть методи статистичного аналізу у хронобіології.

10. У чому принципова відмінність косинор-аналізу?

Наука, що вивчає ритмічність у біології, виникла наприкінці XVIII ст. Її фундатором вважається німецький лікар Христофор Вільям Гуфелянд. З його подачі тривалий період організму вважалися залежними виключно від зовнішніх циклічних процесів, насамперед від обертання Землі навколо Сонця та власної осі. Сьогодні хронобіологія користується популярністю. Згідно з домінуючою в ній теорії, причини біоритмів лежать як поза, так і всередині конкретного організму. Причому повторювані у часі зміни властиві як окремим особинам. Вони пронизують усі рівні біологічних систем – від клітини до біосфери.

Ритмічність у біології: визначення

Таким чином, властивість є однією з фундаментальних характеристик живої матерії. Ритмічність у біології можна визначити як коливання інтенсивності процесів та фізіологічних реакцій. Вона є періодичні зміни стану середовища живої системи, що виникають під дією зовнішніх і внутрішніх факторів. Також їх називають синхронізаторами.

Біоритми, що не залежать від зовнішніх факторів, що діють на систему зовні, є ендогенними. Екзогенні, відповідно, не відгукуються вплив внутрішніх (діючих всередині системи) синхронізаторів.

Причини

Як зазначалося, на перших етапах формування нової науки ритмічність у біології вважалася обумовленої лише зовнішніми чинниками. На зміну цієї теорії прийшла гіпотеза внутрішнього детермінування. У ньому зовнішнім чинникам відводилася незначна роль. Проте досить швидко дослідники дійшли розуміння високого значення обох типів синхронізаторів. Сьогодні вважається, що біологічні ендогенні за своєю природою схильні до змін під впливом зовнішнього середовища. Ця ідея стоїть у центрі мультиосцилляторної моделі регуляції подібних процесів.

Суть теорії

Відповідно до цієї концепції, ендогенні генетично запрограмовані коливальні процеси зазнають впливу з боку зовнішніх синхронізаторів. Величезна кількість внутрішніх ритмічних коливань багатоклітинного організму побудовано певному ієрархічному порядку. У його підтримки лежать нейрогуморальные механізми. Вони узгоджують фазові взаємини різних ритмів: односпрямовані процеси протікають синхронно, а несумісні працюють у протифазі.

Всю цю діяльність важко уявити без якогось осцилятора (координатора). У аналізованої теорії виділяють три взаємопов'язані регулюючі системи: епіфіз, гіпофіз та надниркові залози. Епіфіз вважається найдавнішим.

Імовірно, у організмів, що стоять на низьких щаблях еволюційного розвитку, епіфіз грає головну роль. Мелатонін, що виділяється їм виробляється в темряві і розпадається на світлі. Фактично він повідомляє всім клітинам про час дня. При ускладненні організації епіфіз починає відігравати другу роль, поступаючись першістю супрахіазматичним ядрам гіпоталамуса. Питання про співвідношення у справі регулювання біоритмів обох структур остаточно не вирішено. У будь-якому разі, згідно з теорією, у них існує «помічник» — надниркові залози.

Види

Усі біоритми поділяються на дві основні категорії:

фізіологічні є коливання у роботі окремих систем організму;

екологічні, або адаптивні необхідні для пристосування до умов навколишнього середовища, що постійно змінюються.

Також поширена класифікація, запропонована хронобіологом Ф. Хальбергом. За основу поділу біологічних ритмів він взяв їхню тривалість:

коливання високої частоти - від кількох секунд до півгодини;

коливання середньої частоти – від півгодини до шести днів;

коливання низької частоти – від шести днів до року.

Процеси першого типу - це дихання, серцебиття, електрична активність головного мозку та інша аналогічна ритмічність у біології. Приклади коливань середньої частоти - це зміни протягом дня обмінних процесів, режиму сну та неспання. Третій включає сезонні, річні та місячні ритми.

Зовнішні стосовно людини синхронізатори поділяються на соціальні та фізичні. Перші — це розпорядок дня та різні норми, прийняті на виробництві, у побуті чи суспільстві загалом. Фізичні синхронізатори представлені зміною дня та ночі, напруженістю електромагнітних полів, коливаннями температур, вологості тощо.

Десинхронізація

Ідеальний стан організму виникає тоді, коли внутрішні біоритми людини працюють відповідно до зовнішніх умов. На жаль, так не завжди. Стан, коли відбувається неузгодженість внутрішніх ритмів та зовнішніх синхронізаторів, називають десинхронозом. Він також існує у двох варіантах.

Внутрішній десинхроноз – неузгодженість процесів безпосередньо в організмі. Поширений приклад - порушення ритмів сну та неспання. Зовнішній десинхроноз - це неузгодженість внутрішніх біологічних ритмів та умов середовища. Подібні порушення виникають, наприклад, при перельоті з одного часового поясу до іншого.

Десинхроноз проявляється як зміни таких фізіологічних показників, як артеріальний тиск. Часто він супроводжується підвищеною дратівливістю, відсутністю апетиту, швидкою стомлюваністю. На думку хронобіологів, як говорилося вище, будь-яка хвороба — результат неузгодженості тих чи інших коливальних процесів.

Добові біологічні ритми

Розуміння логіки коливань фізіологічних процесів дозволяє оптимально вибудовувати діяльність. У цьому сенсі особливо велике значення біологічних ритмів тривалістю близько доби. Їх використовують як визначення ефективного так медичної діагностики, лікування, і навіть вибору дози препаратів.

У людському організмі доба - період коливання величезної кількості процесів. Одні з них змінюються суттєво, інші мінімально. Важливо при цьому, що показники і тих, і інших не виходять за межі норми, тобто не загрожують здоров'ю.

Температурні коливання

Терморегуляція - запорука сталості внутрішнього середовища, а отже, правильної роботи організму для всіх ссавців, у тому числі й людини. Зміна температури відбувається протягом доби, причому діапазон коливань зовсім невеликий. Мінімальні показники характерні для періоду від години ночі до п'ятої ранку, максимальні реєструються близько шостої години вечора. Амплітуда коливань становить при цьому найчастіше менше одного градуса.

Серцево-судинна та ендокринна системи

Робота головного «мотора» людського організму також схильна до коливань. Існують дві часові точки, в які знижується активність серцево-судинної системи: година дня та дев'ять вечора.

Свої ритми властиві всім органам кровотворення. Пік активності кісткового мозку припадає на ранок, а у селезінки — на вісім годин вечора.

Секреція гормонів також непостійна протягом дня. Концентрація адреналіну в крові зростає рано вранці і досягає свого піку до дев'ятої години. Така особливість пояснює бадьорість та активність, які найчастіше властиві людям у першій половині дня.

Акушеркам відома цікава статистика: родова діяльність найчастіше починається близько опівночі. Це також пов'язано з особливостями роботи. На цей час активізується задня частка гіпофіза, що виробляє відповідні гормони.

Вранці – м'ясо, увечері – молоко

Для прихильників правильного харчування будуть цікаві факти, пов'язані з системою травлення. Перша половина дня - час, коли посилюється перистальтика шлунково-кишкового тракту, збільшується вироблення жовчі. Печінка вранці активно витрачає глікоген та віддає воду. З цих закономірностей хронобіологи виводять нехитрі правила: важку і жирну їжу краще їсти в першій половині дня, а по обіді та ввечері ідеальні молочні продукти та овочі.

Працездатність

Не секрет, що біоритми людини впливають на її активність протягом дня. Вагання у різних людей мають особливості, проте можна виділити і загальні закономірності. Три «пташиних» хронотипи, що пов'язують біологічні ритми та працездатність, мабуть, відомі всім. Це «жайворонок», «сова» та «голуб». Перші два – крайні варіанти. «Жайворонки» сповнені сил і енергії з ранку, легко встають і рано лягають спати.

«Сови», як і їхній прототип, ведуть нічний спосіб життя. Активний період для них починається приблизно о шостій вечора. Раннє піднесення їм буває дуже важко перенести. "Голуби" здатні працювати як вдень, так і ввечері. У хронобіології їх називають аритміками.

Знаючи свій тип, людина може ефективніше керувати своєю діяльністю. Втім, існує думка, що будь-яка «сова» може стати «жайворонком» за бажання і наполегливості, а поділ на три типи зумовлений, швидше, звичками, ніж закладеними особливостями.

Постійна зміна

Біоритми людини та інших організмів не є жорсткими, назавжди закріпленими ознаками. У процесі онто- та філогенезу, тобто індивідуального розвитку та еволюції, вони змінюються з певними закономірностями. Що відповідає за такі зрушення, до кінця ще незрозуміло. Існує дві основні версії з цього приводу. Відповідно до однієї з них, змінами керує закладений на клітинному рівні механізм його можна назвати

Інша гіпотеза основну роль цьому процесі відводить геофізичним чинникам, які ще належить вивчити. Прихильники цієї теорії пояснюють відмінності біоритмів особин їх становищем на еволюційних сходах. Чим вищий рівень організації, тим інтенсивніший обмін речовин. У цьому характер показників змінюється, але збільшується амплітуда коливання. Саму ж ритмічність у біології та її синхронізацію з геофізичними процесами вони розглядають як результат роботи природного відбору, що призводить до перетворення зовнішнього (наприклад, зміна дня та ночі) у внутрішнє (період активності та сну) коливання ритму.

Вплив віку

Хронобіологам вдалося встановити, що в процесі онтогенезу, залежно від стадії, що проходить організмом, змінюються навколодобові ритми. Кожному розвитку відповідають свої коливання внутрішніх систем. Причому зміна біологічних ритмів підпорядкована певної закономірності, описаної російським фахівцем Г.Д. Губіним. Її зручно розглянути на прикладі ссавців. У них подібні зміни пов'язані насамперед із амплітудами навколодобових ритмів. З перших етапів індивідуального розвитку вони наростають і досягають максимуму у молодому та зрілому віці. Потім амплітуди починають зменшуватись.

Це не єдині зміни ритмів, пов'язані із віком. Змінюються також послідовності акрофаз (акрофаза - точка часу, коли спостерігається максимальне значення параметра) та величини діапазону вікової норми (хронодезму). Якщо зважати на всі ці зміни, стає очевидним, що саме в зрілому віці біоритми чудово узгоджені і організм людини здатний протистояти різним зовнішнім впливам, зберігаючи своє здоров'я. З часом ситуація змінюється. В результаті неузгодженості різних ритмів запас здоров'я поступово закінчується.

Хронобіологи пропонують використовувати такі закономірності для прогнозування хвороб. На основі знання про особливості коливань навколодобових ритмів людини протягом життя теоретично можлива побудова якогось графіка, що відображає запас здоров'я, його максимуми та мінімуми у часі. Подібне тестування – справа майбутнього, на думку більшості вчених. Проте існують теорії, що дозволяють побудувати щось подібне до такого графіка вже зараз.

Три ритми

Розкриємо трохи завісу таємниці і розповімо про те, як визначити свої біоритми. Розрахунок у них виробляється з урахуванням теорії психолога Германа Свобода, лікаря Вільгельма Фісса та інженера Альфреда Тельчера, створеної ними межі XIX і XX століть. Суть концепції полягає в тому, що існує три ритми: фізичний, емоційний та інтелектуальний. Вони виникають у момент народження і протягом усього життя не змінюють своєї частоти:

фізичний - 23 дні;

емоційний - 28 днів;

інтелектуальний - 33 дні.

Якщо побудувати графік їх змін із плином часу, він набуде вигляду синусоїди. Для всіх трьох параметрів частина хвилі над віссю Ох відповідає підйому показників, під нею розташовується зона спаду фізичних, емоційних та розумових можливостей. Біоритми, розрахунок яких можна зробити за подібним графіком, у точці перетину з віссю сигналізують про початок періоду невизначеності, коли сильно падає стійкість організму до впливів довкілля.

Визначення показників

Розрахунок біологічних ритмів з урахуванням цієї теорії можна зробити самостійно. Для цього необхідно підрахувати, скільки ви вже прожили: помножити вік на кількість днів на рік (не забудьте, що у високосному їх 366). Отриману цифру потрібно розділити на частоту того біоритму, графік якого ви будуєте (23, 28 чи 33). Вийде деяке ціле число і залишок. Цілу частину знову помножте на тривалість конкретного біоритму? f отримане значення відніміть із кількості прожитих днів. Залишок буде числом днів періоду зараз.

Якщо отримане значення вбирається у однієї четвертої від тривалості циклу, — це час підйому. Залежно від біоритму воно передбачає бадьорість та фізичну активність, гарний настрій та емоційну стійкість, творче натхнення та інтелектуальне піднесення. Значення, що дорівнює половині тривалості періоду, символізує час невизначеності. Попадання в останню третину тривалості будь-якого біоритму означає перебування у зоні спаду активності. У цей час людині властиво швидше втомлюватися, зростає небезпека хвороб, якщо йдеться про фізичний цикл. У емоційному плані спостерігається зниження настрою до депресії, погіршення здатності стримувати сильні внутрішні пориви. На рівні інтелекту період спаду характеризується складністю прийняття рішень, деякою загальмованістю думки.

Ставлення до теорії

У науковому світі концепція трьох біоритмів у такому форматі зазвичай критикується. Немає достатніх підстав для припущення, що в організмі людини щось може бути настільки незмінним. Про це говорять усі виявлені закономірності, яким підпорядковується ритмічність у біології, характеристики внутрішніх процесів, властиві різним рівням живих систем. Тому описану методику розрахунку і всю теорію найчастіше пропонується розглядати як цікавий варіант проведення часу, але не серйозну концепцію, на основі якої варто планувати свою діяльність.

Біологічний ритм сну та неспання, таким чином, не єдиний, що існує в організмі. Коливань схильні до всіх систем, що становлять наше тіло, причому не тільки на рівні таких великих формувань, як серце або легені. Ритмічні процеси закладені ще клітинах, тому властиві живої матерії загалом. Наука, що вивчає подібні коливання, поки що досить молода, але вже прагне пояснити багато закономірностей, що існують у людському житті та у всій природі. Вже накопичені дані дозволяють припустити, що потенціал хронобіології насправді дуже високий. Можливо, найближчим часом її принципами керуватимуться і лікарі, призначаючи дози ліків відповідно до особливостей фази того чи іншого біологічного ритму.

Ритм багато хто асоціює з вальсом. Його мелодія - це стрункий ряд поставлених у певному порядку звуків. Але суть ритму набагато ширша, ніж музика. Це світанки і заходи сонця, зими і весни, і магнітні бурі - будь-яке явище і будь-який процес, що повторюється періодично. Ритми життя або, як ще кажуть, біоритми, - це процеси, що повторюються, в живій матерії. Чи завжди вони були? Хто їх вигадав? Як вони пов'язані між собою та на що можуть впливати? Навіщо вони взагалі природі потрібні? Може, ритми життя лише заважають, створюючи непотрібні рамки та не даючи вільно розвиватися? Спробуємо розібратися.

Звідки взялися біоритми?

Це питання співзвучне з питанням, як виник наш світ. Відповідь може бути такою: біоритми створила сама природа. Подумайте: у ній усі природні процеси, незалежно від їхньої масштабності, циклічні. Періодично народжуються одні зірки і вмирають інші, на Сонці зростає і падає активність, рік за роком один сезон змінюється іншим, за ранком слідує день, потім вечір, ніч, а після знову ранок. Це всім нам відомі ритми життя, пропорційно з якими існує життя на Землі, та й сама Земля теж. Підкоряючись створеним природою біоритмам, живуть люди, звірі, птахи, рослини, амеби та інфузорії-туфельки, навіть клітини, з яких ми складаємося. Займається дослідженням умов виникнення, природою та значенням біоритмів всім живих істот планети дуже цікава наука біоритмологія. Вона є окремою гілкою іншої науки - хронобіології, що досліджує як ритмічні процеси у живих організмах, а й їх зв'язок з ритмами Сонця, Місяця, інших планет.

Навіщо біоритми потрібні?

Суть біоритмів – у стабільності перебігу явищ чи процесів. Стабільність, у свою чергу, допомагає адаптуватися живим організмам у середовищі, виробляти свої життєві програми, що дозволяють дати здорове потомство та продовжити свій рід. Виходить, ритми життя – це механізм, за допомогою якого життя на планеті існує та розвивається. Прикладом цього може бути здатність багатьох кольорів розкриватися у певний годинник. На основі цього явища Карл Лінней навіть створив перший у світі квітковий годинник без стрілок і циферблату. Час у них показували квіти. Як виявилося, ця особливість пов'язана з запиленням.

Кожна квітка, що розкривається по годинниках, має свого конкретного запилювача, і саме для неї у призначену годину виділяє нектар. Комаха знає (завдяки сформованим і в його організмі біоритмам), коли і куди йому потрібно вирушати за їжею. У результаті квітка не витрачає сили вироблення нектару, коли йому немає споживача, а комаха - на зайві пошуки потрібної їжі.

Які ще є приклади корисності біоритмів? Сезонні перельоти птахів, міграції риби для нересту, пошук статевого партнера в певний період, щоб встигнути народити і виростити потомство.

Важливість біоритмів для людини

Прикладів мудрих закономірностей між біоритмами та існуванням живих організмів можна навести десятки. Так, правильний ритм життя людини підпорядковується нелюбому багатьма розпорядку дня. Деякі з нас терпіти не можуть їсти або лягати спати в строго певні години, адже нашим органам набагато краще, якщо ми будемо дотримуватись циклічності. Наприклад, шлунок, звикнувши до графіка надходження їжі, саме до цього часу вироблятиме шлунковий сік, який почне перетравлювати їжу, а не стінки самого шлунка, нагороджуючи нас виразкою. Те саме стосується і відпочинку. Якщо робити його приблизно в однаковий час, в організмі виробиться тенденція у такі години уповільнювати роботу багатьох систем та відновлювати витрачені сили. Збиваючи організм із графіка, можна спровокувати неприємні стани та заробити серйозні захворювання, від поганого настрою до головного болю, від нервового зриву до серцевої недостатності. Найпростіший приклад - почуття розбитості у всьому тілі, що виникає після безсонної ночі.

Фізіологічні біоритми

Існує так багато ритмів життя, що їх вирішили систематизувати, розділивши на дві основні категорії – фізіологічні ритми життя організмів та екологічні. До фізіологічних відносяться циклічні реакції у клітинах, з яких складаються органи, биття серця (пульс), процес дихання. Протяжність фізіологічних біоритмів дуже мала, лише за кілька хвилин, а є такі, які тривають лише частки секунди. Для кожного індивіда вони свої власні, незалежно від приналежності до популяції чи родинних зв'язків. Тобто навіть близнюки можуть бути різними. Характерною особливістю фізіологічних біоритмів є їхня висока залежність від цілого ряду факторів. Явлення в навколишньому середовищі, емоційний та психологічний стан індивіда, захворювання, будь-яка дрібниця можуть викликати збій одного або одразу кількох фізіологічних біоритмів.

Екологічні біоритми

До цієї категорії відносять ритми, що мають тривалість природних циклічних процесів, тому можуть бути і короткими, і довгими. Наприклад, доба триває 24 години, а період розтягнутий на 11 років! Екологічні біоритми існують власними силами і залежить лише від дуже масштабних явищ. Наприклад, є думка, що колись доба була коротшою, бо Земля оберталася швидше. Стабільність екологічних біоритмів (довжини доби, сезонів року, пов'язаних із цим освітленості, температури, вологості та інших параметрів навколишнього середовища) у процесі еволюції закріпилася в генах усіх живих організмів, включаючи людину. Якщо штучно створювати новий ритм життя, наприклад, міняти місцями день і ніч, організми перебудовуються далеко не відразу. Це підтверджено дослідами з квітами, які надовго поміщали у темряву. Якийсь час вони, не бачачи світла, продовжували розкриватися вранці, а ввечері закриватися. Експериментально доведено, що зміна біоритмів патологічно відбивається на життєвих функціях. Наприклад, у багатьох людей з переведенням годинників на літній та зимовий час виникають проблеми з тиском, нервами, серцем.

Ще одна класифікація

Німецький лікар і фізіолог Ю. Ашофф запропонував розділяти ритми життя, орієнтуючись на такі критерії:

Тимчасові характеристики, наприклад, періоди;

Біологічні структури (у населення);

Функції ритмів, наприклад, овуляція;

Рід процесу, що породжує конкретний ритм.

Наслідуючи цю класифікацію, виділяють біоритми:

Інфрадіанні (тривають більше доби, наприклад, зимова сплячка деяких тварин, менструальний цикл);

Місячні (фази місяця, що дуже впливають на все живе, наприклад, при молоді збільшується число серцевих нападів, злочинів, автомобільних аварій);

Ультрадіані (тривають менше доби, наприклад концентрація уваги, сонливість);

Циркадіани (тривалістю близько доби). Як виявилося, період циркадіанних ритмів не пов'язаний із зовнішніми умовами та закладений у живих організмах генетично, тобто є вродженим. До циркадіанних ритм відносяться добовий вміст плазми, глюкози або калію в крові живих істот, активність гормонів росту, функції сотень речовин у тканинах (у людей і тварин – у сечі, у слині, у поті, у рослин – у листі, стеблах, квітах) . Саме на основі травники радять заготовляти ту чи іншу рослину в певні години. У нас, людей, виявлено понад 500 процесів із циркадіанною динамікою.

Хрономедицина

Так називається нова область у медицині, що приділяє пильну увагу циркадіанним біоритмам. Відкриттів у хрономедицині вже є десятки. Встановлено, що перебувають у строго певному ритмі багато патологічних станів людини. Наприклад, інсульти та інфаркти частіше бувають вранці, з 7 години до 9, а з 9 вечора до 12 ночі їх виникнення мінімально, біль сильніше дошкуляє з 3 години ночі до 8 ранку, печінкові кольки більш активно викликають страждання приблизно о першій ночі, а гіпертонічний криз сильніше виявляє себе близько опівночі.

На основі відкриттів у хрономедиціні виникла хронотерапія, що займається розробкою схем прийому ліків у періоди їх максимального впливу на хворий орган. Наприклад, тривалість роботи антигістамінних засобів, випитих з ранку, триває майже 17 годин, а прийнятих увечері – лише 9 годин. Логічно, що діагнози по-новому ставляться за допомогою хронодіагностики.

Біоритми та хронотипи

Завдяки старанням хрономедиків з'явилося більш серйозне ставлення до поділу людей за їх хронотипами на сов, жайворонків та голубів. Сови при постійному ритмі життя, що не змінюється штучно, як правило, самі прокидаються в районі 11 години ранку. Їхня активність починає проявлятися з 2 години дня, вночі вони легко можуть не спати майже до самого ранку.

Жайворонки легко встають без побудови о 6-й ранку. При цьому вони почуваються чудово. Їхня активність помітна десь до години дня, далі жайворонкам потрібен відпочинок, після якого вони знову здатні займатися справами приблизно до 6-7 години вечора. Вимушене неспання після 9-10 години вечора ці люди переносять важко.

Голуби – проміжний хронотип. Вони легко прокидаються трохи пізніше жайворонків і трохи раніше сов, весь день можуть активно займатися справами, але вже десь об 11-й вечора повинні лягти спати.

Якщо сов змусити працювати з світанку, а жайворонків визначити в нічну зміну, ці люди почнуть серйозно хворіти, а підприємство через слабку працездатність таких працівників зазнає збитків. Тому багато керівників намагаються встановлювати робочі графіки згідно з біоритмами працівників.

Ми та сучасність

Наші прапрадіди жили більш спокійно. Годинниками їм служили схід та захід сонця, календарем – сезонні природні процеси. Сучасний ритм життя диктує нам інші умови, незалежно від нашого хронотипу. Технічний прогрес, як відомо, не стоїть на місці, постійно змінює багато процесів, до яких наш організм ледве встигає пристосуватися. Також створюються сотні препаратів, що істотно впливають на біоритми живих організмів, наприклад, на термін дозрівання плодів, на кількість особин у популяціях. Більш того, ми намагаємося коригувати біоритми самої Землі і навіть інших планет, ставлячи експерименти з магнітними полями, змінюючи як завгодно клімат. Це призводить до того, що в наших біоритмах, що формувалися роками, виникає хаос. Наука ще шукає відповіді, як усе це позначиться майбутньому людства.

Шалений ритм життя

Якщо вплив змін біоритмів загалом на цивілізацію поки що вивчається, то вплив цих змін на конкретну людину вже більш-менш зрозумілий. Нинішнє життя таке, що потрібно встигати робити десятки справ, щоб бути успішним та реалізовувати свої проекти.

Знаходиться навіть не залежно, а в кабалі своїх щоденних планів та обов'язків, особливо жінки. Їм потрібно вміти виділяти час на сім'ю, дім, роботу, навчання, на своє здоров'я та самовдосконалення і так далі, хоча в добу у них ті самі 24 години. Багато хто з нас живе в страху, що якщо вони не встигнуть, їхнє місце займуть інші, а вони опиняться за бортом. Ось і встановлюють вони собі шалений ритм життя, коли доводиться багато робити на ходу, льоту, бігу. Це призводить не до успіху, а до депресії, нервових зривів, стресів, захворювань внутрішніх органів. У шаленому ритмі життя багато хто просто не відчуває від неї задоволення, не отримує радості.

У деяких країнах альтернативою божевільній гонці за щастям став новий рух «Повільне життя», прихильники якого намагаються отримувати радість не від нескінченної низки справ і подій, а від проживання кожного з них із максимальним задоволенням. Наприклад, вони люблять просто гуляти вулицею, просто розглядати квіти чи слухати співи птахів. Вони впевнені, швидкий ритм життя ніяк не пов'язаний зі щастям, незважаючи на те, що він допомагає отримати більше матеріальних благ і вище піднятися службовими сходами.

Псевдотеорії про біоритм

Таким важливим явищем, як біоритми, давно зацікавилися провісники та оракули. Створюючи свої теорії та системи, вони намагаються пов'язати життя кожної людини та її майбутнє з нумерологією, рухом планет, різними прикметами. Наприкінці минулого століття на пік популярності злетіла теорія про "три ритми". Для кожної людини пусковим механізмом нібито є мить народження. При цьому виникають фізіологічні, емоційні та інтелектуальні ритми життя, що мають свої піки активності та спаду. Їх періоди становили відповідно 23, 28 та 33 дні. Прибічники теорії малювали три синусоїди цих ритмів, накладені однією сітку координат. У цьому дні, куди випадало перетин двох чи трьох синусоїд, звані нульові зони, вважалися дуже несприятливими. Експериментальні дослідження повністю спростували цю теорію, довівши, що в людей періоди біоритмів їх активності можуть бути різними.

Біоритми внутрішніх органів послідовно пристосовуються до певного часового поясу, завдяки чому організм може працювати без збоїв. Уважно прислухаючись до своєї сутності, можна досягати великих успіхів у різних видах роботи. Якщо біоритми людини порушуються, наприклад, після прибуття чужу країну з іншим кліматом і часовим поясом, то організму знадобиться адаптація. Вона може тривати приблизно три дні.

Класифікація біоритмів

За даними сучасних досліджень, біологічні ритми у людей змінюються в залежності від віку. Наприклад, у новонароджених дітей тривалість біоритмічного циклу коротка. Активна фаза перетворюється на фазу розслаблення і навпаки буквально через 2-4 години. Крім цього, у дитини дошкільного розпізнати хронотип, згідно з яким вона є «совою» або «жайворонком», дуже складно. Біологічно ритми подовжуються поступово, при дорослішанні дитини. Приблизно під час статевого дозрівання вони стають добовими.

Біологічні ритми умовно можна поділити на три основні групи:

1. Ритми високої частоти, тривалість яких не більше ніж 30 хвилин. До них можна віднести частоту дихання, серцеві скорочення, перистальтику кишечника, мозкові біоструми та швидкість реакцій біохімії.
2. До середньочастотних ритмів, тривалість яких може становити від 30 хвилин до 6-7 діб, відносяться неспання та сон, дії та бездіяльності, денний обмін речовин, зміни температурних показників тіла та тиску, зміни у складі крові, а також частота поділів клітин.
3. Ритми з низькою частотою характеризуються тижневими, сезонними та місячними періодами. З основних біологічних процесів, що входять у цю періодичність, можна виділити зміни циклів у статевій системі та ендокринну діяльність.

Відомі також ритми, період яких фіксований (90 хв.). Сюди входять, наприклад, цикли емоційних коливань, сну, загострення уваги. Залежно від чергування активності та спокою систем та органів людини, виділяють добові місячні та сезонні біологічні ритми. З їхньою допомогою забезпечується відновлення фізіологічного потенціалу організму. Примітно, що ритмічний цикл відбивається на генетичному рівні і передається у спадок.

Іноді трапляється, що погане самопочуття людини не пов'язане з порушенням біоритмів чи хворобами. Вся справа в негативній енергетиці, яка може бути спрямована усвідомлено чи несвідомо іншими людьми. Позбутися цього негативу - псування чи пристріту самостійно дуже складно. У цьому випадку буде потрібна допомога цілителя, який допоможе швидко і ефективно позбутися напасті.

Розрахунок біоритмів

Сьогодні в Інтернеті існує велика кількість безкоштовних спеціальних програм, за допомогою яких можна легко визначити біоритми за датою народження. Ця інформація дає можливість з'ясувати, в які дні у людини активність буде підвищена, і який час краще присвятити відпочинку та не планувати важливих справ. У нашому Центрі, яким керує відомий екстрасенс, можна отримати детальну інформацію про біоритми, а також навчитися визначати їх самостійно.

Програми, які встановлюють біоритми за датою, зручні тим, що абсолютно не потребують розуміння методики розрахунків біоритмів. Потрібно лише запровадити необхідні дані і буквально відразу ж отримати результат, який зазвичай супроводжується цінними коментарями. Варто звернути увагу на те, що біологічні ритми людини багато в чому залежать від погодних умов: у сонячні дні настрій та активність значно підвищуються. Саме цим можна пояснити, чому в регіонах із тривалою зимою люди частіше страждають від затяжних депресій та апатії.

Сумісність з біоритмами

При порівнянні біоритмів можна зрозуміти, чому спілкування з одними людьми приносить величезне задоволення, тоді як з іншими, навпаки, дуже важко порозумітися. Сумісність з біологічними ритмами відіграє дуже важливу роль у серцевих справах та відносинах між подружжям. Якщо показник сумісності перевищує рівень 75-80%, це добре. За таких значень партнери відмінно ладнають один з одним і їхні стосунки можна назвати гармонійними. Причому чим вище цей показник, тим більше шансів стати ідеальною парою, адже в цьому випадку люди одержують задоволення від всебічного спілкування.

Також можна розрахувати біоритми сумісності при контактах з людьми, з якими доводиться спілкуватися, наприклад, за обов'язком служби або в інших життєвих ситуаціях: підбір особистого секретаря, співробітників на підприємство, особистого консультанта чи сімейного лікаря. Встановлення біоритмів сумісності - це простий метод визначити можливість взаєморозуміння людей у ​​разі майбутньої спільної роботи. Хорошим можна вважати варіант, коли біоритм одного з партнерів знижується, тоді як друга людина у цей період відчуває її підйом. За такого розкладу завдяки різним енергетикам людей можна уникнути сварок та непорозумінь.

Залежність життя людини від біоритмів

Якість життя кожної людини багато в чому залежить від біологічних ритмів. Таке поняття, як добовий хронотип, є денною активністю, яка властива якійсь окремій людині. Протягом усього дня пік фізичної та розумової активності для кожного з нас настає у певний час. Відповідно до цього людей можна поділити на три типи:

1. «жайворонки» (ті, хто засинають о 21.00-22.00 і прокидаються рано-вранці);
2. «голуби» (лягають після 23.00 і прокидаються по будильнику приблизно о 8.00);
3. "сови" (засиджуються до пізньої ночі і можуть проспати першу половину наступного дня).

Від хронотипу залежить те, наскільки швидко людина може пристосуватися до певних ситуацій чи умов, а також деякі показники її здоров'я. Наприклад, найгнучкішими вважаються біологічні ритми «сов» - вони найпростіше змінюють режим життєдіяльності. Однак, якщо говорити про їх серцево-судинні системи, то вони є найбільш уразливими. Більше корисної інформації на цю та інші теми читайте на нашому сайті.

Відомий той факт, що на тих підприємствах, де співробітники працюють відповідно до індивідуальних графіків, складених з урахуванням особистих хронотипів, продуктивність та ефективність праці істотно підвищується. Адже за нормалізації біоритмів не страшні фізичні навантаження. А ось у випадку, коли біологічний ритм порушено, важка робота може призвести не тільки до багатьох функціональних розладів організму, а й до серйозних захворювань.