Rütmilisus bioloogias. Bioloogiliste rütmide tähtsus. Inimese biorütmid

Teadus, õppides rütmi bioloogias, tekkis XVIII sajandi lõpus. Selle asutajaks on saksa arst Christopher William Gufeland. Pikaajalisest avaldusest arvatakse , et organismi bioloogilised rütmid sõltuvad üksnes välistest tsüklilistest protsessidest, peamiselt Maa pöörlemisest Päikese ja selle enda telje ümber. Täna on kronobioloogia populaarne. Selle valitseva teooria kohaselt on biorütmide põhjused nii konkreetse organismi sees kui ka väljaspool seda. Ja muutused, mida aja jooksul korratakse, on omapärased mitte ainult üksikisikutele. Nad läbivad kõik bioloogiliste süsteemide tasemed - alates rakust biosfääri.

Rütmilisus bioloogias: määratlus

Seega on vaadeldav vara üks elusaine põhiomadusi. Rütmilisust bioloogias võib määratleda kui protsesside intensiivsuse ja füsioloogiliste reaktsioonide kõikumist. See esindab perioodilisi muutusi elusüsteemi keskkonna seisundis, mis tekivad väliste ja sisemiste tegurite mõjul. Neid nimetatakse ka sünkroonijatena.

Biorütmid, mis ei sõltu välistest teguritest väljaspool süsteemi, on endogeensed. Vastavalt eksogeensed omadused ei reageeri sisemise (süsteemis töötava) sünkronaatorite toimele.

Põhjused

Nagu juba märgitud, oli uue teaduse kujunemise esimestel etappidel bioloogias rütmilisus tingitud ainult välisteguritest. See teooria asendati sisemise determinismi hüpoteesiga. Selles anti välistest teguritest ebaoluline roll. Kuid üsna kiiresti teadlased mõistsid mõlemat tüüpi sünkroonistajate suurt väärtust. Täna arvatakse, et looduse endogeense elu bioloogilised rütmid on muutunud väliskeskkonna mõjul. See idee on selliste protsesside reguleerimise mitmeostuvõetava mudeli keskmes.

Teooria olemus

Vastavalt sellele kontseptsioonile mõjutavad väliseid sünkroniseerureid endogeenseid geneetiliselt programmeeritud võnkeid. Ühes hierarhilises järjekorras on ehitatud arvukalt karkassi sisese rütmilise vibratsiooni hulk. Selle hoolduse keskmes on neurohumoraalsed mehhanismid. Nad koordineerivad erinevate rütmide faasi suhteid: ühesuunalised protsessid toimivad sünkroonselt ja kokkusobimatud töötavad antifaasis.

Kõiki seda tegevust on raske ette kujutada ilma ostsillaatori (koordinaatori). Selles teoorias eristatakse kolme omavahel seotud reguleerimissüsteemi: epifüüsi, hüpofüüsi ja neerupealiste näärmeid. Epifüüsi peetakse kõige vanemaks.

Eeldatavasti on organismides, mis seisavad evolutsioonilise arengu madalas tasemes, oluline osa epifüüsil. Tema poolt toodetud melatoniin toodetakse pimedas ja taandub valgus. Tegelikult ütleb ta kõigile rakkudele päevaajast. Organisatsiooni komplikatsiooniga hakkab epifüüsi mängima teist rolli, andes hüpotalamuse suprahiaasmaatilistele tuumadele ülimuslikkuse. Mõlema struktuuri biorütmi reguleerimise suhte küsimus pole täielikult lahendatud. Igal juhul on teoreetiliselt neil "assistent" - neerupealised.

Tüübid

Kõik biorütmid on jagatud kahte põhikategooriasse:

• Füsioloogilised näitavad kehasüsteemide töö kõikumisi;

• Ökoloogiline või adaptiivne on vajalik pidevalt muutuvate keskkonnatingimustega kohanemiseks.

Samuti on levinud chronobioloogi F. Halbergi pakutud klassifikatsioon. Bioloogiliste rütmide eraldamise aluseks võttis ta nende kestuse:

• Suure sagedusega kõikumised - mõnest sekundist kuni pool tundi;

• Keskmise sageduse kõikumised - pool tundi kuni kuus päeva;

• Madalate sageduste kõikumine - kuus päeva aastas.

Esimese tüübi protsessid on hingamine, südamepekslemine, aju elektriline aktiivsus ja muu sarnane rütm bioloogias. Keskmise sageduse kõikumiste näited on muutused metaboolsete protsesside, une ja ärkveloleku ajal. Kolmas tüüpi võnkumine hõlmab hooajalisi, aastaseid ja kuutrütmi.

Inimese sünkroniseerijate välised sünkroonid on jagatud sotsiaalseks ja füüsiliseks. Esimene on igapäevane rutiin ja erinevad normid, mis võetakse vastu töökohas, kodus või ühiskonnas tervikuna. Füüsilised sünkroniseerijad on esindatud päeva ja öö muutusega, elektromagnetväljade intensiivsus, temperatuurikõikumised, niiskus ja nii edasi.

Desünkroonimine

Ideaalne keha seisund tekib siis, kui inimese sisemised biorütmid töötavad vastavalt välistele tingimustele. Kahjuks ei ole see alati nii. Riigiks, kui sisemise rütmi ja välise sünkroniseerija vahel esineb erinevus, nimetatakse desynchronosisiks. See on ka kahes variandis.

Sisemine desünkroosoos - otseselt keha mittevastav protsess. Tavaline näide on une ja ärkveloleku rütmide rikkumine. Väline desünkroosoos on sisemiste bioloogiliste rütmide ja keskkonnatingimuste mittevastavus. Sarnased rikkumised tekivad näiteks siis, kui sõidate ühest ajavööndist teise.

Desünkroosioon avaldub füsioloogiliste parameetrite nagu vererõhu muutuste kujul. Sageli kaasneb sellega suurenenud ärrituvus, isutus, kiire väsimus. Kronobiooloogide sõnul on mis tahes haigus, nagu juba eespool mainitud, põhjustanud mitmesuguste võnkumisprotsesside erinevuse.

Igapäevased bioloogilised rütmid

Füsioloogiliste protsesside kõikumiste loogika mõistmine võimaldab optimaalselt korraldada tegevusi. Selles mõttes on eriti tähtis päeva pikkune bioloogiline rütm. Neid kasutatakse nii tõhusa töö- ja puhkeviisi kindlakstegemiseks kui ka meditsiinilise diagnoosi, ravi ja isegi ravimite annuse valikuks.

Inimese kehas on päev suur hulk protsesse võnkamise periood. Mõned neist oluliselt muutuvad, teised - minimaalsed. On oluline, et mõlemad näitajad ei ületaks normi, st nad ei muutu tervisele ohtlikuks.

Temperatuuri kõikumine

Termomeguleerimine on sisemise keskkonna püsivuse ja seega kõigi imetajate, sealhulgas inimeste organismi korraliku toimimise tagamine. Temperatuuri muutus toimub päeva jooksul, kusjuures võnkumiste hulk on üsna väike. Minimaalsed indikaatorid on tüüpilised ajavahemikul alates kella kellest kuni kella 5-ni, maksimaalne kell umbes kuus kella õhtul. Selliste võnkumiste amplituud on sageli vähem kui üks kraad.

Kardiovaskulaarsed ja endokriinsüsteemid

Samuti mõjutab inimkeha peamine "mootor" tööd kõikumisi. Kaks ajahetked, kus kardiovaskulaarsüsteemi aktiivsus väheneb: tund päevas ja üheksa õhtuti.

Nende rütmid on iseloomulikud kõigile hematopoeesi organitele. Luuüdi aktiivsus on varahommikul ja põrn on õhtul kell kaheksa.

Hormoonide sekretsioon on kogu päeva jooksul ebastabiilne. Adrenaliini kontsentratsioon veres tõuseb hommikul varahommikul ja jõuab tipptasemeni kella 9-ks. See funktsioon selgitab elavnemist ja aktiivsust, mis inimestele hommikul kõige levinumad.

Ämmaemandad tunnevad uudishimulikku statistikat: tööjõu aktiivsus algab enamasti keskööst. Seda seostatakse ka endokriinsüsteemi eripäradega . Selleks ajaks aktiveeritakse hüpofüüsi tagakülg, mis toodab vastavaid hormoone.

Hommikul - liha, õhtul - piim

Õige toitumise järgijatele on huvitavad seedetraktiga seotud faktid. Päeva esimene pool on aeg, mil seedetrakti peristaltikumus halveneb, suureneb sapi tootmine. Maks kasutab aktiivselt hommikust glükogeeni ja annab vett. Nendest mustritest lähtuvad kronobioloogid lihtsatest reeglitest: raske ja rasvane toit on hommikul parem, pärast õhtusööki ja õhtul on piimatooted ja köögiviljad ideaalsed.

Töövõime

Pole saladus, et inimese biorütmid mõjutavad selle tegevust päeva jooksul. Kogunemised varieeruvad inimese vahel, kuid üldisi mustreid saab samuti kindlaks teha. Võimalik, et kõigile on teada kõik kolm "lind" kronotüüpi, mis ühendavad bioloogilisi rütmi ja töövõimet. See on "lark", "öökull" ja "dove". Esimesed kaks on äärmuslikud võimalused. Hommikul on täis jõudu ja energiat täis "Larks", kergelt üles ja vara varsti magama minna.

"Owls", nagu nende prototüüp, on öösel. Nende aktiivne periood algab umbes kuus õhtul. Varasem tõus on neile väga raske kestma. "Pigeonid" on võimelised töötama nii pärastlõunal kui ka õhtul. Kronobioloogias nimetatakse neid arütmikeks.

Teades oma tüüpi, saab inimene oma tegevusi tõhusamalt hallata. Kuid on arvamusel, et ükskõik milline "öökull" võib soovi korral olla "lärmakas" ja püsivus ning kolme tüüpi jagunemine sõltub pigem tavapärasest harjumustest kui omadustest.

Pidev muutus

Inimese ja teiste organismide biorütmid ei ole jäigad, märgid püsivalt kinnitatud. Ontogeneesi ja fülogeneesi protsessis, st individuaalses arengus ja evolutsioonis, muutuvad nad teatud kindlate korrapärasustega. Selliste nihkumiste eest vastutab lõpuks veel ebaselge. Sellega seoses on olemas kaks põhiversiooni. Vastavalt ühele neist juhivad muutused rakulisel tasemel tehtud muudatusi - seda võib nimetada bioloogilise kellaks.

Teine hüpotees määrab selles protsessis peamise rolli veel uuritavatele geofüüsikalistele teguritele. Selle teooria pooldajad selgitavad individuaalsete biorütmide erinevusi nende positsioonil evolutsioonilises redel. Mida kõrgem on organisatsiooni tase, seda intensiivsem on ainevahetus. Sellisel juhul ei muutu näitajate iseloom, kuid võnkumiste amplituud suureneb. Bioloogia enda rütmi ja selle sünkroniseerimist geofüüsikaliste protsessidega peavad nad loodusliku valiku töö tulemusena, mis viib välise (näiteks päeva ja öö muutuse) muutumiseni sisemise (aktiivsuse ja une) rütmi kõikumiseks.

Vanuse mõju

Kronobioloogid suutsid tõestada, et sõltuvalt organismi poolt läbitud etapist sõltub ontogeneesi käigus ööpäevase rütmi muutus. Kõik postnataalse arengu perioodid vastavad sisemiste süsteemide kõikumistele. Ja bioloogiliste rütmide muutus sõltub teatud musterist, mida kirjeldas vene spetsialist G. D. Gubin. On mugav kaaluda seda imetajate näitel. Neis on sarnased muudatused seotud eelkõige tsirkadiaanrütmide amplituudidega. Individuaalse arengu esimestel etappidel kasvavad nad ja jõuavad maksimumini noorte ja täiskasvanueas. Siis hakkavad amplituudid vähenema.

Need ei ole ainsad muutused vanusega seotud rütmides. Samuti muutuvad akrofaaside järjestused (akrofaas - ajahetk, mil täheldatakse parameetri maksimaalset väärtust) ja vanusepiiri ulatust (kronodesma). Kui me võtame arvesse kõiki neid muutusi, siis saab selgeks, et täiskasvanueas on, et biorütmid on täiesti koordineeritud ja inimese keha suudab vastu pidada erinevatele välismõjudele, säilitades samal ajal oma tervise. Aja jooksul on olukord muutumas. Erinevate rüttide mittevastavuse tagajärjel lõpeb tervishoiupoliitika järk-järgult.

Kronobioloogid soovitavad kasutada sarnaseid mustreid haiguse prognoosimiseks. Kehalise elu jooksul tsirkadiaanrütmide kõikumisest tulenevate teadmiste põhjal on teoreetiliselt võimalik ehitada teatud graafik, mis kajastab tervishoiusüsteemi, maksimaalseid ja minimaalseid ajahetke. Enamiku teadlaste sõnul on selline testimine tulevikuperspektiiv. Kuid on olemas teooriaid, mis võimaldavad teil nüüd sellist ajakava midagi sellist kujundada.

Kolm rütmi

Andke meile pisut lahti salajase loori ja räägime teile, kuidas oma biorütmi määrata. Nende arvutamisel lähtutakse psühholoogi Herman Svoboda, arsti Wilhelm Fissi ja inseneri Alfred Telcheri teooriast, mille nad lõid XIX ja XX sajandi vahetusel. Põhimõtteliselt on kontseptsioonis kolm rütmi: füüsiline, emotsionaalne ja intellektuaalne. Need esinevad sündimise ajal ja kogu elu ei muuda nende sagedust:

• Füüsiline - 23 päeva;

• Emotsionaalne - 28 päeva;

• Intellektuaalne - 33 päeva.

Kui teete aja jooksul muudatusi, toimub see sinusoidi kujul. Kõigi kolme parameetri puhul vastab osa Ox-i telje kohal asetsev laine indeksite kasvust, selle all on füüsilise, emotsionaalse ja vaimse võimekuse vähenemise tsoon. Biorütmid, mille arvutamist saab teha sarnase graafikuga, on teljega ristumispunktis signaaliks ebakindluse perioodi alguses, mil organismi vastupanu keskkonnamõjudele on oluliselt vähendatud.

Näitajate määratlemine

Selles teoorias baseeruvate bioloogiliste rütmide arvutamist saab teha iseseisvalt. Selle tegemiseks peate arvutama, kui palju olete juba elanud: korrutage vanus iga-aastaste päevade arvuga (ärge unustage, et neil on 366 aastat hüppelaud). Tulemuseks olev joonis jagatakse biorütmi sagedusega, mille maatüki te ehitate (23, 28 või 33). Saadame täisarvu ja ülejäänu. Kogu osa korrutatakse kindla biorütmia kestusega? F lahutada eluruumide arvust. Ülejäänud on hetkel perioodi päevade arv.

Kui saadud väärtus ei ületa ühte neljandikku tsükliajast, on see tõusuaeg. Sõltuvalt biorütmist hõlmab see rõõmu ja kehalist aktiivsust, head meeleolu ja emotsionaalset stabiilsust, loomingulist inspiratsiooni ja intellektuaalset tõusu. Väärtus, mis võrdub poolega perioodi pikkusest, sümboliseerib ebakindluse kellaaega. Mis tahes biorütmia kestuse viimase kolmandiku löömine tähendab langemispiirkonna aktiivsuse leidmist. Sel ajal kipuvad inimesed kiiremini haavama, haiguste oht suureneb, kui see on füüsilise tsükli küsimus. Emotsionaalses plaanis on meeleolu langus nii depressiooni kui ka tugevate sisemiste impulsside piiramise võime halvenemiseks. Intellektuaalsuse tasandil iseloomustab langusperioodi raskusi otsuste tegemisel, teatud mõtete pärssimist.

Seos teooriaga

Teaduse maailmas kritiseeritakse reeglina selle vormi kolme biorütmi mõistet. Ei ole piisavalt tõendeid, mis viitaksid sellele, et inimkehas võib midagi muuta samaks. Seda kinnitavad kõik bioloogias rütmiga seotud täheldatavad seaduspärasused, elusüsteemide erinevate tasemete sisemise protsessi omadused. Seetõttu peetakse kirjeldatud arvutusmetoodikat ja kogu teooriat kõige sagedamini ajaviide huvitavaks variandiks, kuid mitte tõsist kontseptsiooni, mille alusel peaks oma tegevus planeerima.

Bioloogiline rütm une ja ärkveloleku, seega mitte ainult kehas. Kõikumised on kehtivad kõik süsteemid, mis moodustavad meie keha, mitte ainult tasemel suuremate gruppide, näiteks südant või kopse. Rütmiline protsesside sätestatud rakkudes, ja seega on iseloomulik elusaine tervikuna. Teadus, mis uurib neid kõikumisi, samas üsna noor, kuid püüab selgitada paljud seadused, mis eksisteerivad inimese elu ja kõik looduse. Juba kogunenud andmed näitavad, et potentsiaali Kronobioloogia on tegelikult väga suur. Ehk lähitulevikus juhindutakse selle põhimõtete ja arstid, määrates ravimannusest kooskõlas omadusi konkreetse etapi bioloogilist rütmi.