Biologiniai ritmai įvairiuose organizacijos lygiuose. Biologiniai ritmai

Yra daug spėlionių apie bioritmus. Šiame straipsnyje mes kalbėsime apie biologinius ritmus mokslinis taškas viziją, sužinome, kas jie yra, koks jų pobūdis ir vaidmuo mūsų gyvenime.

Ritmas – tai įvykio pasikartojimas biologinėje sistemoje daugiau ar mažiau reguliariais intervalais. Bioritmologija arba chronobiologija tiria bioritmus. Šis mokslas tiria periodinius procesus, vykstančius visuose gyvosios medžiagos organizavimo lygiuose: nuo atskiros mūsų kūno ląstelės iki visos visuomenės. Milijardus metų gyvi organizmai prisitaikė prie egzistavimo sąlygų, keisdami laikiną savo organų sistemų darbo organizavimą. Tai leido jiems geriau prisitaikyti prie besikeičiančių gyvenimo sąlygų, išgyventi ir gyventi.

Vienybė skirtumuose

Bioritmus galima suskirstyti į kelias grupes:

1. pagal ritmo laikinąsias charakteristikas – po kokių laikotarpių atsiranda tam tikri pokyčiai;
2. pagal tai, kur stebimas šis ritmas – ląstelėje, organe ar visame organizme;
3. pagal ritmo funkciją.

Biologiniai ritmai gali apimti labai platų laiko tarpą – nuo ​​sekundės dalies iki dešimčių metų. Periodinius kūno pokyčius gali sukelti grynai išorinės priežastys (pavyzdžiui, sezoninis paūmėjimas, gerai žinomas gydytojams lėtinės ligos), ir vidinius procesus (širdies ritmą). Pirmojo tipo bioritmai vadinami egzogeniniais (išoriniais), antrasis – endogeniniais (vidiniais).

Paprastai bioritmai savo periodo trukme gali labai skirtis, kaip ir anksčiau skirtingi žmonės, ir gyvūnams. Tačiau yra keturi pagrindiniai ritmai, kurių laikotarpiai praktiškai nesikeičia. Jie siejami su gamtoje vykstančiais procesais: potvyniais, diena ir naktimi, mėnulio fazėmis, metų laikais. Jie išlaiko savo periodiškumą, net jei kūnas nepatenka į periodinių veiksnių įtaką. Taigi mokslininkai atliko eksperimentus, kad ištirtų žmonių cirkadinį ritmą. Grupė savanorių nusileido į gilų urvą, kad žmonės niekaip nepajustų paviršiuje vykstančios dienos ir nakties kaitos. Savanoriai, aprūpinti viskuo, ko reikia, tokiomis sąlygomis turėjo gyventi apie savaitę.

Dėl to paaiškėjo, kad žmonės išlaikė miego ir budrumo periodiškumą. Tik toks veiklos ritmas turėjo ne 24 valandų periodą, kaip įprastą dieną, o 25 valandas.

Ritmai, susiję su dienos ir nakties kaita, vadinami cirkadiniais arba dienos ritmais (maždaug - išvertus iš lotynų kalbos reiškia „apie“, miršta - „diena“). Likę ritmai buvo vadinami perlunar, peri-tidal ir periannual.

Kadangi cirkadiniai ritmai vaidina pagrindinį vaidmenį mūsų gyvenime, visi kiti ritmai jų atžvilgiu buvo suskirstyti į ultradinius ir infradinius, tai yra į ritmus, kurių laikotarpis yra atitinkamai trumpesnis nei ir ilgesnis nei 24 valandos.

Pavyzdžiui, ultradijos ritmai apima ritmus motorinė veikla ir žmogaus veikla. Taigi. našumas (t.y. kokio nors darbo atlikimo, duoto uždavinio sprendimo efektyvumas), nustatomas paprastais testais, tokiais kaip nerišlių skiemenų įsiminimas, stipriai priklauso nuo paros laiko. Taip atsitinka todėl, kad skirtingi laikotarpiai funkcinė būklė nervų sistema ne tas pats: „letargijos“ periodus keičia aktyvumas, padidėjęs imlumas, padidėjęs nervinių procesų greitis - galva švari, mintys aiškios ir apibrėžtos, bet koks darbas įsibėgėja.

Motorinės veiklos svyravimai yra susiję su nervų sistemos veiklos ritmais. Skirtingu paros metu (tyrimų metu miego ir nuovargio įtaka buvo atmesta) žmogaus atliekamų judesių skaičius skirsis. Pastebėję save, galite rasti kintančius aktyvumo ir apatijos periodus.

Infrado ritmai apima nustatytą trijų savaičių periodiškumą žmogaus endokrininėje sistemoje. Įrodytas 21 dienos ritmo buvimas streso hormonų gamybos ir seksualinio aktyvumo dinamikoje: testosteronas, kortikosteroidai, adrenalinas (su atitinkamais šių hormonų kontroliuojamų funkcijų pokyčiais – nustatytas periodiškas seksualinio aktyvumo padidėjimas daugumai sveikų žmonių po 3 ir 7 dienų).

Iš žmogaus infradijos ritmų bene labiausiai ištirtas cikliškas moters kūno funkcionavimas, kurio trukmė apytiksliai prilygsta mėnulio mėnesiui (28 dienos). Menstruacinio ciklo metu į moteriškas kūnas atsiranda ritminių pokyčių kompleksas: kūno temperatūra, cukraus kiekis kraujyje, kūno svoris ir kiti fiziologiniai rodikliai. Visi bioritmai yra glaudžiai susiję vienas su kitu ir nuolat sąveikauja, darydami įtaką vienas kitam. Pavyzdžiui, gydytojai puikiai žino širdies susitraukimų moduliavimą kvėpuojant: po greito bėgimo keli lėti įkvėpimai ir iškvėpimai greitai normalizuoja širdies ritmą. Valandiniai ritmai keičiasi veikiant dienos ritmams, o dienos ritmai keičiasi veikiant metiniams ritmams.

Kodėl mums reikia „biologinio laikrodžio“?

Bioritmų funkcijos itin įvairios ir labai svarbios organizmo veiklai. Informacijos perdavimas kai kuriose nervų ląstelės priklauso nuo jų impulsų dažnio pokyčių; teisingas darbas Mūsų širdis aprūpinta širdies stimuliatoriais (širdies stimuliatoriais), paros, per mėnulio, per potvynio ir per metus ritmai padeda maksimaliai prisitaikyti prie periodinių aplinkos pokyčių, koordinuoti organizme vykstančius procesus su supančio pasaulio procesai.

Kartodamas natūralius ciklus savo bioritmais, žmogus gauna laiko matavimo įrankį – vadinamąjį biologinį laikrodį. Mūsų gamta nuostabiai ritminga, nuostabiai pasikartojanti. Šis reiškinių pakartojamumas ir nuspėjamumas įgalina patį gyvenimą, kuris internalizuoja šį natūralų ritmą. Biologiniai laikrodžiai skaičiuoja ne tik absoliutų laiką – valandas ir dienas, bet ir pačią mūsų gyvenimo trukmę.

Naujagimio miegas ir būdravimas kaitaliojasi kas 3-4 valandas. Visi kūdikio bioritmai yra vienodai periodiški. Tada vyksta laipsniškas koregavimas 24 valandų laikotarpiui, o kartu ir asmenybės tipo nustatymas („naktinė pelėda“/“larkas“).

Mūsų biologiniai ritmai stabiliausias laikotarpiu nuo 20 iki 50 metų. Tada ima įvykti pokyčiai ("naktinės pelėdos" tampa panašios į "lyrus" ir atvirkščiai), ritmai keičiasi periodiškumu, dažnai pasitaiko gedimų, žmogui darosi vis sunkiau persireguliuoti veikiant išoriniams veiksniams. Kuo reguliariau veikia mūsų laikrodžiai, tuo didesnės mūsų ilgaamžiškumo galimybės.

Kasdienė rutina nėra prabanga

Yra žinoma, kad žmogaus veiklos ritmą įtakoja tokie veiksniai kaip motyvacija, darbo aplinka ir psichinės savybės. Remdamiesi tuo, kas išdėstyta pirmiau, galime pateikti keletą rekomendacijų.

Svarbu stebėti save: kada geriausiai sekasi kūrybai, o kada grynai mechaniniam darbui, ir atitinkamai planuoti savo darbo dieną, skirdami laiką, kai atliekate didžiąją dalį užduočių. Žinoma, ne visada darbą renkamės pagal savo norus, ne kiekvienas darbas 100 atitinka mūsų ritmą. Tačiau neturėtumėte didinti šio disbalanso savo netvarka. Štai kodėl jums reikia bent grubios dienos rutinos. Žmogaus organizmo ritmai gali prisitaikyti prie išorinių poveikių – svarbu tik, kad jie turėtų ir tam tikrą periodiškumą.

Kiek miego reikia?

Minimalus suaugusiojo miego laikas yra 4,5 valandos per dieną. Ilgalaikis miego laiko sumažėjimas žymiai sumažina darbingumą. Mokslininkai taip pat įrodė, kad ilgalaikis miego ribojimas pailgina nevaržomo miego laiką – prisiminkite, kaip po sunkios darbo savaitės miegame 11 valandų.

Tačiau svarbu pažymėti, kad žmonių miego poreikis yra labai individualus. Pavyzdžiui, Winstonui Churchilliui prireikė 4 valandų miego per dieną ir šiek tiek miego per dieną, o Albertas Einšteinas mėgo miegoti – iki 10 valandų kasdien. Taip pat reikia atsiminti, kad miego trukmė turėtų būti ilgesnė dirbant intensyvų darbą, ypač dirbant protinį darbą, arba esant nerviniam pertempimui, kuris gali apimti ir nėštumą. Budrumo ir miego režimo palaikymas yra normalus kitų biologinių ritmų pagrindas.

Bioritmai medicinoje

Biologiniai ritmai turi didelę reikšmę medicinoje, ypač diagnostikos ir terapijos srityse įvairių ligų, nes organizmo reakcija į bet kokį poveikį priklauso nuo cirkadinio ritmo fazės. Taigi, suleidus E. coli toksino pelėms ramybės fazės pabaigoje (kai susilpnėję visi gyvybiniai požymiai), mirtingumas siekė 80 proc., o jei injekcija buvo atlikta aktyvumo fazės viduryje (su padidėję rodikliai), mirtingumas buvo mažesnis nei 20 proc.

Žmonėms aiškiai nustatyta vaistų poveikio priklausomybė nuo cirkadinio bioritmo. Pavyzdžiui, dantų skausmo malšinimo poveikis ryškiausias laikotarpiu nuo 12 iki 18 valandų per parą. O skausmo jautrumo slenkstis šiuo metu yra pusantro karto didesnis nei naktį, o sustingimas dėl anestezijos trunka kelis kartus ilgiau. Štai kodėl visai protinga pas odontologą lankytis ne anksti ryte, o po pietų. Galima daryti prielaidą, kad gimdymo skausmas taip pat turi skirtingą slenkstį, priklausomai nuo paros laiko. Tačiau šių reiškinių mokslininkai dar netyrė.

Žmogaus organizmo jautrumo vaistams ritmų tyrimas davė pradžią chronofarmakologijos raidai. Remiantis žiniomis apie kasdienius bioritmus, galima sukurti veiksmingesnius dozavimo režimus vaistai. Pavyzdžiui, svyravimų ritmai kraujo spaudimas Kiekvienas žmogus yra individualus, o kraujospūdį mažinančių vaistų poveikis priklauso ir nuo paros laiko. Žinant šiuos parametrus, galima tiksliau parinkti vaistus hipertenzijai ir koronarinei širdies ligai gydyti.

Norėdami išvengti hipertenzinės krizės, žmonės, linkę į tai, vaistus turėtų vartoti vakare (būtent šiuo metu žmogus yra labiausiai pažeidžiamas).

Sergant bronchine astma vaistai Geriausia vartoti prieš pat vidurnaktį; adresu pepsinė opa- ryte ir vakare. Diagnozės metu taip pat reikia atsižvelgti į cirkadinius (cirkadinius) ritmus, ypač kai naudojami kiekybiniai rodikliai, tokie kaip kūno temperatūra, kurie taip pat gali svyruoti per dieną. Būtina, kad tokių rodiklių matavimai būtų atliekami toje pačioje cirkadinėje fazėje.

Be to, kad mūsų organizmo bioritmai veikia terapinį vaistų poveikį, sudėtingų ritmų sutrikimai gali tapti įvairių ligų (dinaminių ligų) priežastimis. Bioritmams koreguoti naudojamos medžiagos, galinčios paveikti įvairias biologinio ritmo fazes (chronobiotikai). Vaistiniai augalai leuzea ir angelica, kava ir arbata, eleuterokokai, pušų ekstraktai yra dienos chronobiotikai, veikiantys dienos bioritmus; valerijonas, raudonėlis, apyniai, pipirmėtė, bijūno šaknis – naktiniai chronobiotikai.

Apie "pelėdas" ir "lyrus"

Dabar pažvelkime į atlikimo ritmus. Be jokios abejonės, labai svarbus klausimas, kaip keičiasi mūsų veiklos rezultatai, priklausomai nuo paros laiko. Šios problemos tyrimo istorija siekia daugiau nei šimtą metų, tačiau vis dar daug kas lieka neaišku, o išvados dažnai neleidžia pateikti konkrečių rekomendacijų. Kas šiandien žinoma? Patikimai nustatyta, kad našumas tikrai labai priklauso nuo paros laiko. Ši priklausomybė gali būti labai skirtinga. Taigi kai kuriais atvejais pastebimas rytinis padidėjusio našumo pikas ir po pietų sumažėjimas. Kita vertus, Bekhterevas tikėjo, kad ryte viskas psichiniai procesaižmonių yra sulėtinti, o vakare – pagreitinti. Be to, tyrimai, naudojant greito informacijos apdorojimo testą, taip pat nustatė, kad didžiausias našumas buvo maždaug 21 valanda. Moksleivių, kurių buvo paprašyta atlikti paprastus aritmetinius skaičiavimus, veiklos tyrimas atskleidė du aktyvumo pikas: ryte (apie 11 val.) ir vakare (po pietų). Nedidelis kritimas buvo pastebėtas apie 12 val. ryto ir po pietų. Taip pat įrodyta, kad darbo našumo maksimumai ir minimumai priklauso ir nuo darbo pobūdžio: grynai mechaninio kai kurių užduočių atlikimo ar darbo, reikalaujančio intelektualinių pastangų. Nors trumpalaikė atmintis geriausiai pasireiškia ryte, ilgalaikė geriausiu įmanomu būdu veikė, kai popiet mokiniams buvo pristatyta medžiaga įsimintinai. Taigi vakare, ramioje aplinkoje įsiminta informacija geriausiai įsisavinama.

Tačiau aukščiau pateikti duomenys jokiu būdu negali parodyti naktinio budėjimo pranašumų – pavyzdžiui, būdingų studentams prieš sesiją. Taip įsimenama informacija labai greitai išgaruos iš atminties. O bandymai per savaitę išmokti šešių mėnesių medžiagos pakeis atlikimo ritmą.

Po tokio sukrėtimo gana sunku grįžti į vėžes. Juk žmogui reikia sveiko maisto, kurio užtenka bent 7 valandas per dieną. Tačiau kartais tai gali sukelti naujo, savotiško ritmo atsiradimą - „skubo darbo“ ir „atsipalaidavimo“ kaitą.

Daugumą atlikimo ritmų galima suskirstyti į tris klases:

1) nuolatinis darbingumo padidėjimas didžiąją dienos dalį;

2) rytinis pakilimas, po kurio įvyksta nuosmukis;

3) ryte maksimalus našumas, po pietų sumažėjimas ir dar vienas pikas po pietų. Paprastai tipiškiems „naktiniams pelėdoms“ ir „leivukams“ būdingos 1 ir 2 atlikimo ritmo klasės, o dauguma jų turi du našumo maksimumus.

Koncepcijos pagal... metų laikus

Taip pat nėra jokių abejonių, kad žmonės turi kasmetinį ritmą. Įdomiausi duomenys yra apie koncepcijas. Skaičiai rodo, kad didžiausias pastojimas būna gegužės pabaigoje – liepos mėn., tačiau laikui bėgant metiniai svyravimai tampa vis mažiau ryškūs. Taip atsitinka dėl civilizacijos vystymosi ir gyvenimo sąlygų gerinimo. Dauguma žmonių tampa mažiau priklausomi nuo oro sąlygų ir metinių temperatūros svyravimų. Taigi, mokslininkai mano, kad didžiausia pastojimas įvyksta gegužės pabaigoje būtent todėl, kad iki to laiko temperatūra pasiekia + 18 ° C, o tai laikoma „optimalia“ pastojimui (tyrėjų teigimu).

Tačiau atsiradus centriniam šildymui ir galimybei ištisus metus gaunant šviežias daržoves ir vaisius, kuriant įvairius vitaminų papildus ir kitus dalykus, kurie palengvina mūsų gyvenimą, mažėja žmogaus priklausomybė nuo išorinių sąlygų. Esame liudininkai, kaip materialinės kultūros raida panaikina ritmą formuojančią gamtos veiksnių įtaką. Iš tiesų, be temperatūros, metinius ritmus nustato ir šviesos paros valandų trukmė, ir kompozicija saulės šviesa. O atsiradus fluorescencinėms ir infraraudonųjų spindulių lempoms galime priimti šviesos ir šilumos spindulius, kurių mums trūksta. Tačiau visiškai pašalinti natūralių veiksnių įtakos mūsų gyvenimo veiklai negalime, o tai patvirtina sezoniniai nuotaikų svyravimai (sezoninė depresija).

Miegas ir bioritmai

Kitas svarbus žmogaus organizmo veiklos rodiklis – mūsų miegas. Kas yra miegas moksliniu požiūriu, koks jo ryšys su bioritmais?

Visų pirma, reikia pažymėti, kad miegas nėra pasyvi būsena, atsirandanti nutrūkus budrumui, o aktyvus tam tikrų smegenų struktūrų darbo procesas. Miegant mažėja kvėpavimo judesių dažnis, pulsas, lėtėja medžiagų apykaita, mažėja kūno temperatūra. Šis ritmiškas fiziologinių parametrų svyravimas yra labai svarbus tinkamam mūsų organizmo funkcionavimui, lemia mūsų sveikatą.

Yra dvi miego fazės – lėtas ir greitas (paradoksalu). REM miego fazei būdingi greiti akių judesiai (25 kartus per minutę) ir smegenų veikla, panaši į mieguistą būseną. Pirmoje nakties pusėje vyrauja gilios, lėtas miegas su trumpais REM miego epizodais, o antroje nakties pusėje – negilus miegas su reikšmingais (20-30 min.) REM miego laikotarpiais. Per naktį gali įvykti iki 5 miego fazės pokyčių ciklų. Pirmoje nakties pusėje žmogui vyrauja lėtas, gilus miegas. antroje pusėje – negilus miegas su reikšmingais REM miego laikotarpiais.

Būtent REM miego fazėje gali atsirasti sapnų. Šiuo metu suaktyvėja smegenų sričių, atsakingų už vizualinių vaizdų suvokimą, veikla: žmogus akimis nieko nemato, tai tik smegenų atmintis, jų vidiniai vaizdai. Mokslininkai mano, kad sapnai yra fiziologiniai naudingas procesas, palaiko nervų sistemos funkcinę būklę, išvalo atmintį nuo nereikalingų dalykų. Sapnų dažnis gali padidėti sergant ligomis, sunkiomis gyvenimo situacijomis, susijusiomis su padidėjusia nervine įtampa. Garsus fiziologas Sechenovas sapnus pavadino „precedento neturinčiais patirtų įspūdžių deriniais“. Aktyvus darbas smegenys naktį nesustoja, jos tik perkeliamos iš sąmonės srities į pasąmonę, kuri savaip sujungia dienos įvykius. Todėl ryte kartais randame sėkmingų problemų, kurios vargino dieną prieš tai, sprendimus. Yra hipotezė, kad sapnuojame kiekvieną naktį, bet prisimename tik mažą dalį.

Miego ir budrumo periodų kaitaliojimasis yra vienas svarbiausių žmogaus ritmų, jis labai nulemia mūsų sveikatos būklę. Taigi, būtent miego metu, pirmosiomis valandomis, į kraują išsiskiria augimo hormonas. Pabudimo būsenoje jo lygis paprastai būna žemas. Šio hormono išsiskyrimas vyksta ir po pietų miego. Štai kodėl vaikams taip svarbu laikytis dienos režimo, ne veltui sakoma, kad maži vaikai auga miegodami.

Galiausiai vėl noriu atkreipti skaitytojų, ypač besilaukiančių, dėmesį į du svarbius principus– tai savistaba ir kasdienybė. Atminkite, kad visos mokslininkų sukurtos aktyvumo ir veiklos kreivės yra suvidurkintos, apibendrintos iš stebėjimų didelės grupės savanoriai. Tik stebėdami save galite nustatyti savo ritmus, individualius nuotaikos ir aktyvumo svyravimus ir stengtis kiek įmanoma prie šių ritmų pritaikyti savo kasdienybę. Žmonės gali dirbti net ir naktinėmis pamainomis – koreguojamas jų ritmas, tačiau ir čia svarbiausia reguliarumas ir periodiškumas.

Tik tokiu atveju organizmas, jo ląstelės ir audiniai gali prisitaikyti prie tam tikros rutinos, o vidinis laikrodis atlikti savo vaidmenį: skaičiuoti mums skirtą laiką pilnaverčiam ir sveikam gyvenimui.

Savivaldybės švietimo įstaiga

Filippenkovskajos vidurinė mokykla

Biologiniai ritmai

Parengė 10 klasės mokinė

Boiko Oksana

Patikrintas biologijos mokytojo

Chaly N.S.

Biologiniai ritmai yra periodiški, pasikartojantys biologinių procesų ir reiškinių pobūdžio ir intensyvumo pokyčiai.

Biologinius ritmus galima stebėti visuose gyvosios medžiagos organizavimo lygiuose: nuo tarpląstelinės iki populiacijos; vystosi glaudžiai sąveikaujant su aplinka ir yra prisitaikymo prie tų aplinkos veiksnių, kurie keičiasi aiškiai periodiškumu (Žemės sukimasis aplink Saulę ir jos ašį, apšvietimo, temperatūros, drėgmės, įtampos svyravimai) rezultatas. elektro magnetinis laukasžemė ir kt.)

Objektyvi biologinių ritmų analizė apima įvairių jų parametrų, įskaitant. amplitudė, dažnis, virpesių periodas ir kt.

Yra vadinamieji aukšto dažnio biologiniai ritmai, vidutinio dažnio virpesiai ir žemo dažnio biologiniai ritmai. Aukšto dažnio biologinių ritmų svyravimų periodai svyruoja nuo sekundės dalių iki pusvalandžio. Pavyzdžiui, smegenų, širdies, raumenų ir kitų organų bei audinių bioelektrinio aktyvumo svyravimai. Išorinio kvėpavimo ritmas gali būti priskirtas tai pačiai biologinių ritmų grupei.

Daugybė biologinių ritmų sujungiami į vidutinio dažnio virpesių grupę, kurios periodai svyruoja nuo pusvalandžio iki 28 valandų. Biologiniai ritmai, trunkantys nuo pusvalandžio iki kelių valandų, vadinami ultradiniais. Svarbiausi iš jų – apie 90 minučių. Esant tokiam dažniui, kaitaliojasi įvairūs miego etapai, o budrumo metu – santykinai didelio našumo ir santykinio atsipalaidavimo laikotarpiai. Biologiniai ritmai, kurių laikotarpis yra 20–28 valandos, vadinami cirkadiniais (cirkadiniais arba cirkadiniais). Jų pavyzdžiai yra periodiniai kūno temperatūros ir pulso dažnio svyravimai.

Taip pat yra mažo dažnio biologinių ritmų grupė – maždaug savaitinis, maždaug mėnesinis, sezoninis, maždaug metinis, daugiametis ir kt.

Kiekvieno iš jų nustatymas grindžiamas aiškiai užfiksuotais bet kurio funkcinio rodiklio svyravimais.

Pavyzdžiui,

Kai kurių fiziologiškai aktyvių medžiagų išsiskyrimo su šlapimu lygis atitinka savaitės biologinį ritmą;

permėnesinis - ovuliarinis - menstruacinis ciklas moterims;

sezoniniai biologiniai ritmai – miego trukmės, raumenų jėgos pokyčiai ir kt.;

daugiamečiai ir ilgalaikiai biologiniai ritmai – vaikų augimo ir fizinio vystymosi tempai ir kt.

Dauguma ritmų susiformuoja ontogenezės metu. Jau naujagimio kūne užfiksuojamos funkcijos, turinčios cirkadinį ritmą (nuo 23 iki 25 valandų). Tačiau tokio ritmiškumo atsiradimas labai priklauso nuo vaiko organizmo brandumo lygio: neišnešiotiems kūdikiams ritmiškumas išsivysto daug vėliau, nei gimusiems neterminuotai.

Labiausiai tiriami cirkadiniai biologiniai ritmai. Eksperimentiniai ir klinikiniai duomenys leidžia manyti, kad šių ritmų būklė yra universalus bendros organizmo būklės kriterijus. Nustatyti cirkadiniai svyravimai daugiau nei 300 žmogaus kūno fiziologinių funkcijų.

Taigi didžiausias širdies susitraukimų dažnis būna 15-16 val., kvėpavimo dažnis - 13-16 val., sistolinio kraujospūdžio lygis - 15-18 val., eritrocitų kiekis kraujyje - 11-12 val., leukocitų. - 21-23 val., kai kurie hormonai kraujo plazmoje - 8-12 val., kraujo baltymai (bendrai) - 17-19 val., bilirubinas (bendras) - 10 val., Cholesterolis - 18 val. .

Naktį žmogus turi daugiausia žema temperatūra kūnai. Iki ryto jis didėja ir pasiekia maksimumą po pietų. Kadangi kūno temperatūra lemia biocheminių greitį. reakcijų, jo padidėjimas rodo, kad dieną medžiagų apykaita vyksta intensyviausiai ir taip suteikia žmogui galimybę būti aktyviam šviesiu paros metu. Miegas ir pabudimas yra glaudžiai susiję su paros kūno temperatūros ritmu.

Daugelio ligų gydymas turėtų būti pagrįstas biologiniais ritmais. Pavyzdžiui, buvo pasiūlyta miego sutrikimus, kurie turi įtakos daugeliui miesto gyventojų, gydyti tokiu būdu.

Žmonės, kenčiantys nuo nemigos naktį ir sunkiai miegantys dieną, apgyvendinami patalpose, kurios patikimai izoliuoja žmogų nuo visų žemiškojo laiko jutiklių. Esant tokioms sąlygoms, miego laikas kasdien „perkeliamas“ trimis valandomis: gydymas tęsiamas iki sveikų žmonių miegojimo.

Biologiniai ritmai yra pagrindas racionaliai reguliuoti visą žmogaus gyvenimo rutiną, nes aukštus našumus ir gerą sveikatą galima pasiekti tik kiek įmanoma išlaikant pastovią kasdienę rutiną. Nukrypimas nuo teisingas režimas mityba gali žymiai padidinti kūno svorį. Norint išlaikyti pastovų kūno svorį, pasiektą iki 20-25 metų, reikia valgyti 4-5 kartus per dieną, griežtai laikantis individualių paros energijos sąnaudų tomis valandomis, kai atsiranda pastebimas alkio jausmas. Jei valgote maistą, kurio bendras kalorijų kiekis yra 2000 kcal, tik ryte, pastebimas svorio kritimas. Jei tą patį maistą valgote vakare, svoris didėja.

Cirkadiniame biologiniame ritme keičiasi ir žmogaus veikla. Jis turi du pakilimus: nuo 10 iki 12 valandos ir nuo 16 iki 18. Naktį našumas mažėja, ypač nuo 1 iki 3 valandos ryto.

Asmenys, dirbantys naktinėse pamainose, patiria įvairius funkcinės organizmo būklės pokyčius. Dirbant naktimis tam tikromis sąlygomis, autonominių funkcijų būklė atitinka šią cirkadinio ritmo fazę. Antrojo tipo reakcija paprastai nustatoma intensyvesnio darbo metu, yra lydima mažiau nuovargio požymių ir dažniau stebima žmonėms, turintiems daugiau patirties dirbant pamaininėje gamyboje.

Ritminiai veiklos svyravimai yra mažiau stereotipiški ir kinta dažniau nei autonominių funkcijų ritmas. Tačiau dažni darbo pamainų pokyčiai sukelia neurotinius sutrikimus. GERAI. 20% žmonių negali prisitaikyti prie pamaininio darbo grafiko, o likusiems pilnas prisitaikymas dirbti pirmiausia naktinėje pamainoje neįvyksta po ištisų pamaininio darbo metų. Tuo pačiu metu specialiai sukurtas darbo ir poilsio režimas padeda išlaikyti aukštą našumą ilgą laiką. Visų pirma buvo įrodyta, kad kaitalioti tik rytines ir vakarines pamainas yra daug lengviau toleruoti nei dirbti trimis pamainomis arba tik naktį.

Ne visi žmonės patiria vienodus veiklos svyravimus. Vieni (vadinamieji „larkai“) energingai dirba pirmoje dienos pusėje, kiti („naktinės pelėdos“) – vakare. Žmonės, priskiriami anksti besikeliantiems, jaučiasi mieguisti vakare, anksti eina miegoti, tačiau anksti pabudę jaučiasi budrūs ir produktyvūs. Priešingai, „pelėdos“ užmiega vėlai, sunkiai pabunda ryte, dažniausiai būna produktyviausios po pietų, o kai kurios – vėlai vakare ar net naktį.

Yra keli paprastos taisyklės, kurio įgyvendinimas palengvina prisitaikymą prie laiko juostos pokyčių. Jei laiko juostos pasikeitimas neįvyksta trumpam, tuomet patartina laikytis darbo ir poilsio grafiko netoli nuolatinės gyvenamosios vietos. Jei naujoje vietoje laukia darbai, reikalaujantys maksimalių pastangų, tuomet būtina iš anksto (3-10 dienų) palaipsniui keisti darbo ir poilsio režimą nuolatinėje gyvenamojoje vietoje, pritaikant jį prie naujos laiko juostos. .

Be to, gali keistis ir biologiniai ritmai. Apskritai nėra jokių įtikinamų įrodymų apie apskaičiuotų ritmų teorijos tikrovę.

biologinio ritmo reguliavimo rutina

Taikymas

Išbandyti „Pelėdą“ ar „Lyuką“?

Kiekvienam testo klausimui pasirinkite vieną atsakymo variantą.

1. Ar tau sunku anksti keltis ryte?

A. Taip, beveik visada.

B. Kartais.

D. Itin retai.

2. Jei turėtumėte pasirinkimą, kuriuo metu eitumėte miegoti?

A. Po 1 val.

B. Nuo 23:30 iki 1:00.

B. Nuo 22 valandų iki 23 valandų 30 minučių.

G. Iki 22 val.

3. Kokius pusryčius renkatės pirmąją valandą po pabudimo?

A. Tankus.

B. Ne per tankus.

K. Galite apsiriboti virtu kiaušiniu ar sumuštiniu.

D. Užtenka puodelio arbatos ar kavos.

4. Jei prisimenate savo paskutinius nesutarimus mokykloje ir namuose, tai daugiausia, kuriuo metu jie kilo?

A. Ryte.

B. Po pietų.

5. Ko galėtum lengviau atsisakyti?

A. Nuo rytinės arbatos ar kavos.

B. Nuo vakarinės arbatos.

6. Kaip lengvai per šventes suardomi jūsų mitybos įpročiai?

A. Labai lengva.

B. Visai lengva.

B. Sunku.

D. Lieka nepakitęs.

7. Jei ryte turite svarbių reikalų, kiek anksčiau einate miegoti, palyginti su įprasta kasdienybe?

A. Daugiau nei 2 val.

B. 1-2 val.

B. Mažiau nei valandą.

G. Kaip įprasta.

8. Kaip tiksliai galite nustatyti laiko tarpą, lygų minutei?

A. Mažiau nei minutę.

B. Daugiau nei minutę.

1	2	3	4	5	6	7	8
A	3	4	0	1	2	0	3	0
b	2	2	1	0	0	1	2	2
V	1	1	2	-	-	2	1	-
G	0	1	3	-	-	3	0	-

Jei surinkote 0-7 taškus, esate „ryto žmogus“; 8-13 - aritmiškas; 14-20 – „pelėda“.

1. Išvardykite žinomus biologinius ritmus.

Biologiniai kūno ritmai – tai tam tikru periodiškumu pasižymintys organizme vykstančių biologinių procesų pobūdžio ir intensyvumo pokyčiai. Jie yra kiekviename gyvame organizme ir yra tokie tikslūs, kad netgi vadinami „biologiniais laikrodžiais“ arba „vidiniais laikrodžiais“. Tiesą sakant, būtent bioritmai valdo mūsų gyvenimą, nors mes to net nežinome. Bet gerai pagalvojus, išryškėja žmogaus biologinių ritmų svarba, nes net pagrindinis organas – širdis – dirba tam tikru ritmu, kurį nustato būtent tas „vidinis laikrodis“. Bet kas yra šie biologiniai ritmai ir kokį vaidmenį jie atlieka žmonių gyvybių, kokia jų reikšmė? Pažvelkime į šias problemas šiek tiek išsamiau.

Biologinių ritmų tipai

Visi biologiniai ritmai skirstomi į tam tikrus tipus. Tačiau yra keletas skirtingų klasifikacijų, pagrįstų skirtingais kriterijais. Labiausiai paplitusi, netgi galima sakyti, pagrindinė klasifikacija yra ta, kurioje kriterijus yra biologinių ritmų periodo trukmė.

Pagal šią klasifikaciją išskiriami cirkadiniai, ultradiniai, infradiniai, cirkalūniniai ir mėnulio-mėnesiniai biologiniai ritmai. Cirkadiniai ritmai yra maždaug dvidešimt keturių valandų periodiškumas ir yra labiausiai tiriami iš visų. Ultradijos ritmai yra maždaug kas valandą. Infradų – ritmai, kurių periodiškumas didesnis nei dvidešimt keturios valandos. Likę du biologiniai ritmai yra susiję su mėnulio fazėmis.

Taip pat yra bioritmų klasifikacija pagal jų kilmės šaltinį. Jie skirstomi į fiziologinius, geofizinius ir geosocialinius. Fiziologiniai – tai žmogaus vidaus organų bioritmai, nepriklausantys nuo išorinių veiksnių. Geofiziniai bioritmai jau dabar labai priklausomi nuo išorinių aplinkos veiksnių. O geosocialiniai ritmai nėra įgimti, skirtingai nei pirmieji du, ir formuojasi veikiant tiek aplinkos veiksniams, tiek socialiniams veiksniams.

Biologinių ritmų vaidmuo žmogaus gyvenime

Yra labai sąlyginė, anot mokslininkų chronobiologų, trijų bioritmų teorija. Pagal ją žmogaus būklę lemia trys bioritmai: fizinis, intelektualinis ir emocinis. Ir yra dienų, kai vieni bioritmai yra aktyvesni už kitus, nes visi jie turi skirtingą periodiškumo laipsnį. Štai kodėl tam tikromis dienomis ir tam tikru laiku būna, pavyzdžiui, fizinio aktyvumo pliūpsniai bloga nuotaika, ar teigiamų emocijų protrūkiai, o gal yra didelis noras užsiimti kokia nors protine veikla.

Tai yra, žmogaus kūno veikla ir jo būklė visiškai priklauso nuo bioritmų. Todėl neturėtumėte „priversti“ savo kūno. Priešingai, reikia jo klausyti ir protingai naudoti savo išteklius.

Pavyzdžiui, sapnas ir jo reikšmė, kaip biologinis ritmas bene vienas svarbiausių. Štai kodėl niekada nereikėtų eiti miegoti per vėlai ar miegoti per mažai, nes taip pažeidžiami absoliučiai visi organizmo bioritmai. Apskritai mokslininkai tai nustatė geriausias miegasįvyksta nuo dvidešimt trijų valandų iki septynių. O ėjimas miegoti po vidurnakčio labai kenkia protinei veiklai, tai yra intelektualiniams bioritmams.

Reikia nepamiršti, kad žmogus vis dar yra gamtos dalis, todėl jam įtakos turi ir mėnulio fazės. Pavyzdžiui, per jaunatį daugelis žmonių patiria energijos netekimą, o per pilnatį – padidėjusį aktyvumą.

Biologiniai ritmai arba bioritmai – tai daugiau ar mažiau reguliarūs biologinių procesų pobūdžio ir intensyvumo pokyčiai. Gebėjimas atlikti tokius gyvenimo veiklos pokyčius yra paveldimas ir yra beveik visuose gyvuose organizmuose. Jie gali būti stebimi atskirose ląstelėse, audiniuose ir organuose, ištisuose organizmuose ir populiacijose. Biologiniai ritmai – tai periodiškas gyvų organizmų biologinių procesų ir reiškinių pobūdžio ir intensyvumo pokyčių pasikartojimas.

Biologiniai ritmai grindžiami biologinių sistemų metabolizmo pokyčiais, kuriuos sukelia išorinių ir vidinių veiksnių įtaka. Veiksniai, turintys įtakos procesų, vykstančių gyvame organizme, ritmui, vadinami „sinchronizatoriais“ arba „laiko jutikliais“.

KAM išoriniai veiksniai apima: apšvietimo pokyčius (fotoperiodizmas); temperatūros pokyčiai (termoperiodizmas); magnetinio lauko pokyčiai; kosminės spinduliuotės intensyvumas; atoslūgiai ir atoslūgiai; sezoninė ir saulės-mėnulio įtaka; socialinių įtakų, būdingas žmonėms. Biologinis ritmas veikia organizmą

Vidiniai veiksniai apima neurohumoralinius procesus, vykstančius tam tikru, paveldimu fiksuotu tempu ir ritmu.

Biologiniai ritmai aptikti visuose gyvosios gamtos organizavimo lygiuose – nuo ​​vienaląsčių organizmų iki biosferos. Tai rodo, kad bioritmika yra viena iš labiausiai bendrosios savybės gyvosios sistemos. Jie pripažįstami kaip svarbiausias mechanizmas, reguliuojantis organizmo funkcijas, užtikrinantis homeostazę, dinaminę pusiausvyrą ir adaptacijos procesus organizme. biologines sistemas. Nustatyta, kad biologiniai ritmai, viena vertus, turi endogeninį pobūdį ir genetinį reguliavimą, kita vertus, jų įgyvendinimas yra glaudžiai susijęs su išorinę aplinką modifikuojančiu veiksniu, vadinamaisiais laiko jutikliais. Šis ryšys, kurio pagrindas yra organizmo vienybė su aplinka, iš esmės lemia aplinkos modelius.

Biologiniai ritmai skirstomi į tris grupes:

• 1) Ritmai aukštas dažnis su laikotarpiu, kuris neviršija pusės valandos intervalo. Tai širdies raumenų susitraukimo, kvėpavimo, smegenų biosrovių, biocheminių reakcijų ir žarnyno motorikos ritmai.
• 2) Vidutinio dažnio ritmai nuo pusvalandžio iki septynių dienų. Tai apima: miego ir budrumo, aktyvumo ir poilsio pokyčius, kasdienius medžiagų apykaitos pokyčius, temperatūros, kraujospūdžio svyravimus, ląstelių dalijimosi dažnį, kraujo sudėties svyravimus.
• 3) Žemo dažnio ritmai su laikotarpiu nuo ketvirčio mėnesio iki vienerių metų: savaitės, mėnesio ir sezoniniai ritmai. Tokio periodiškumo biologiniai procesai apima endokrininius pokyčius ir žiemos miegą.

Skirtingų ritmų pagrindas yra periodinis bangų procesas. Bioritmui apibūdinti svarbūs šie rodikliai: periodas, lygis (mezoras), amplitudė, fazė, dažnis ir kt.

Savo biologinio ritmo žinojimas leidžia aiškiai koordinuoti savo organizmo veiklą, o tai padės siekti kasdienių tikslų. Biologinis ritmas kiekvienam žmogui yra individualus, pirmiausia nuo jo priklauso mūsų darbo efektyvumas, nes biologinis ritmas yra glaudžiai susijęs su našumu. Asmens būsenos nustatymas pagal ritmo tipą: „lyrukas“, „pelėda“ ar „balandis“ apriboja ritmingą per dieną atliekamą darbą. Todėl labai svarbu sinchronizuoti gyvenimo veiklą per dieną su ritmo tipu, nes asinchronizacija pablogina visą žmogaus būklę. Viena vertus, biologinis žmogaus ritmas suteikia tam tikrų privalumų sąveikaujant su išorinė aplinka: iš anksto nustatant vidinių gyvybės procesų pertvarkos reikalavimus pagal numatomą aplinkos kintamumą, kita vertus, pažeidus vidinė harmonija procesų metu prarandama tam tikra našumo fazė per dieną, o tai vėliau sukelia vidinę desinchronizaciją su paros laikotarpiais. Yra žinoma, kad žmogaus organizme įvairioms funkcinėms organizmo sistemoms sąveikaujant su aplinka, atsiskleidžia harmoninga įvairių ritminių biologinių procesų koordinacija, užtikrinanti normalią, sveikam žmogui būdingą organizmo veiklą. Be to, Žmogaus kūnas paklūsta pačios gamtos nulemtiems ritmams, o šie ritmai įtakoja visus organizme vykstančius procesus, tada į šiuos ritmus atsižvelgti ir gerbti yra žmogaus sveikatos pagrindas.

Todėl svarbu žinoti savo emocinį, fizinį ir protinį ritmą. Kiekvienas iš šių ritmų pasiekia aukščiausią fazę per pusę savo ilgio. Tada jis smarkiai nukrenta žemyn, pasiekia pradinį tašką (kritinį tašką) ir patenka į nuosmukio fazę, kur pasiekia žemiausią tašką. Tada vėl kyla į viršų, kur prasideda naujas ritmas. Bioritmų įtaka pasireiškia nuolat, jie prasiskverbia į mus, suteikia jėgų arba visiškai atima energiją. Visi trys bioritmai yra susiję vienas su kitu ir su kitais veiksniais (sveikata, amžiumi, aplinka, stresu ir kt.). Kūno, jausmų ir dvasios santykis lemia tai, kad kiekvieno iš jų poveikis negali būti aiškinamas vienareikšmiškai, šiuo požiūriu kiekvienas žmogus vėl yra individualus.

Daugelis biologinių procesų gamtoje vyksta ritmiškai, t.y. skirtingos kūno būsenos kaitaliojasi su gana aiškiu periodiškumu. Greitų ritmų pavyzdžiai- širdies susitraukimai ar kvėpavimo judesiai, trunkantys vos kelias sekundes. Kiti gyvybiškai svarbūs ritmai, tokie kaip budrumo ir miego kaitaliojimas, trunka apie dieną. Jei biologiniai ritmai sinchronizuojami su potvynio ir atoslūgio (kas 12,4 val.) arba tik viena iš šių fazių (kas 24,8 val.) pradžia, jie vadinami potvyniais. Mėnulio biologiniuose ritmuose laikotarpis atitinka trukmę mėnulio mėnuo, o metiniams – metus. Širdies plakimas ir kitos greitos ritminės veiklos formos, nesusijusios su natūraliais pokyčiais aplinką, paprastai tiria fiziologija ir šiame straipsnyje jie nebus aptariami.

Biologiniai ritmai yra įdomūs, nes daugeliu atvejų jie išsaugomi net tada, kai aplinkos sąlygos yra pastovios. Tokie ritmai vadinami endogeniniais, t.y. „ateina iš vidaus“: nors jie dažniausiai koreliuoja su ritminiais išorinių sąlygų pokyčiais, pavyzdžiui, dienos ir nakties kaitaliojimu, jie negali būti laikomi tiesioginiu atsaku į šiuos pokyčius. Endogeniniai biologiniai ritmai randami visuose organizmuose, išskyrus bakterijas. Vidinis mechanizmas, palaikantis endogeninį ritmą, t.y. leidžiantis kūnui ne tik pajusti laiko eigą, bet ir matuoti jo intervalus, vadinamas biologiniu laikrodžiu.

Biologinio laikrodžio veikimas dabar yra gerai suprantamas, tačiau vidiniai procesai, kuriais jis grindžiamas, lieka paslaptimi. 1950-aisiais sovietų chemikas B. Belousovas įrodė, kad net ir vienalyčiame mišinyje kai kurie cheminės reakcijos gali periodiškai pagreitėti ir sulėtėti. Taip pat alkoholio fermentacija mielių ląstelėse yra suaktyvinama arba slopinama maždaug kas intervalus. 30 sekundžių. Kažkaip šios ląstelės bendrauja tarpusavyje taip, kad jų ritmai yra sinchronizuojami ir visa mielių suspensija „pulsuoja“ du kartus per minutę.

Manoma, kad tokia yra visų biologinių laikrodžių prigimtis: cheminės reakcijos kiekvienoje kūno ląstelėje vyksta ritmiškai, ląstelės „prisiderina“ viena prie kitos, t.y. sinchronizuoti savo darbą ir dėl to pulsuoti vienu metu. Šiuos sinchronizuotus veiksmus galima palyginti su periodiniais laikrodžio švytuoklės svyravimais.

Cirkadiniai ritmai. Didelį susidomėjimą kelia biologiniai ritmai, kurių laikotarpis yra apie parą. Jie vadinami cirkadiniais, cirkadiniais arba cirkadiniais – iš lotynų kalbos. maždaug - aplink ir miršta - diena.

Cirkadinio periodiškumo biologiniai procesai yra labai įvairūs. Pavyzdžiui, trijų rūšių šviečiantys grybai kas 24 valandas didina ir mažina savo švytėjimą, net jei jie dirbtinai laikomi nuolatinėje šviesoje arba visiškoje tamsoje. Vienaląsčio jūros dumblio spindesys keičiasi kasdien

Gonyaulax . U aukštesni augalai Cirkadinio ritmo metu vyksta įvairūs medžiagų apykaitos procesai, ypač fotosintezė ir kvėpavimas. Citrinų auginiuose transpiracijos intensyvumas svyruoja per 24 valandas. Ypač akivaizdūs pavyzdžiai yra kasdieniai lapų judesiai ir žiedų atidarymas bei uždarymas.

Gyvūnams taip pat žinomi įvairūs cirkadiniai ritmai. Pavyzdys yra koelenteratas, kuris yra arti jūros anemonų - jūros rašiklis (

Cavernularia obesa ), kuri yra daugelio mažų polipų kolonija. Jūros aptvaras gyvena smėlėtuose sekliuose vandenyse, dieną pasitraukia į smėlį, o naktį apsisuka, kad maitintųsi fitoplanktonu. Toks ritmas išlaikomas laboratorijoje esant pastoviam apšvietimui.

Biologinis vabzdžių laikrodis veikia tiksliai. Pavyzdžiui, bitės žino, kada atsiskleidžia tam tikros gėlės, ir kiekvieną dieną jas aplanko tuo pačiu metu. Bitės taip pat greitai sužino, kuriuo metu bityne jas veikia cukraus sirupas.

Žmonėms cirkadiniam ritmui priklauso ne tik miegas, bet ir daugelis kitų funkcijų. To pavyzdžiai yra kraujospūdžio padidėjimas ir sumažėjimas bei kalio ir natrio išsiskyrimas per inkstus, refleksinio laiko svyravimai, delnų prakaitavimas ir kt. Kūno temperatūros pokyčiai ypač pastebimi: naktį ji yra apie 1

° Su mažesniu nei dienos metu. Žmogaus biologiniai ritmai formuojasi palaipsniui individualaus vystymosi metu. Naujagimiui jie gana nestabilūs – miego, maitinimo ir kt. atsitiktinai pakaitomis. Reguliarus miego ir būdravimo periodų kaitaliojimas, pagrįstas 24- 25 valandų ciklas prasideda tik 15 savaičių amžiaus.Koreliacija ir „tiuningas“. Nors biologiniai ritmai yra endogeniniai, jie atitinka išorinių sąlygų pokyčius, ypač dienos ir nakties kaitą. Ši koreliacija atsiranda dėl vadinamųjų. "griebimas". Pavyzdžiui, augalų lapų cirkadinis judėjimas visiškoje tamsoje išlieka tik kelias dienas, nors kiti cikliniai procesai gali ir toliau kartotis šimtus kartų, nepaisant išorinių sąlygų pastovumo. Kai tamsoje laikomi pupelių lapai pagaliau nustojo plėstis ir kristi, užteko trumpo šviesos blyksnio, kad šis ritmas atkurtų ir tęstųsi dar kelias dienas. Gyvūnų ir augalų cirkadiniame ritme laiko stimulas dažniausiai yra apšvietimo pasikeitimas – auštant ir vakare. Jei toks signalas kartojamas periodiškai ir dažniu, artimu tam tikro endogeninio ritmo charakteristikoms, įvyksta tiksli sinchronizacija. vidinius procesus organizmas su išorinėmis sąlygomis. Biologinį laikrodį „pagauna“ aplinkinis periodiškumas.

Faziškai keičiant išorinį ritmą, pavyzdžiui, naktį įjungiant šviesą, o dieną palaikant tamsą, galima biologinį laikrodį „išversti“ taip pat, kaip ir įprastą laikrodį, nors toks reguliavimas užtrunka. Žmogui persikėlus į kitą laiko juostą, jo miego-budrumo ritmas kinta dviejų-trijų valandų per dieną greičiu, t.y. prie 6 valandų skirtumo jis prisitaiko tik po dviejų ar trijų dienų.

Tam tikrose ribose galima perkonfigūruoti biologinį laikrodį į ne 24 valandų ciklą, t.y. priversti juos važiuoti skirtingu greičiu. Pavyzdžiui, žmonių, kurie ilgą laiką gyveno urvuose su dirbtiniu šviesos ir tamsos periodų kaitaliojimu, kurių suma labai skyrėsi nuo 24 valandų, miego ritmas ir kitos cirkadinės funkcijos prisitaikė prie naujos „paros“ trukmės. “, kuris svyravo nuo 22 iki 27 valandų, tačiau pokytis buvo didesnis, todėl nebeįmanoma. Tas pats pasakytina ir apie kitus aukštesniuosius organizmus, nors daugelis augalų gali prisitaikyti prie „dienų“, kurių trukmė yra tik dalis įprastų, pavyzdžiui, 12 ar

8 valanda. Potvynių ir mėnulio ritmai. Pakrantės jūrų gyvūnai dažnai demonstruoja potvynio ritmą, t.y. periodiniai aktyvumo pokyčiai, sinchronizuojami su vandens kilimu ir kritimu. Potvynius sukelia Mėnulio gravitacija, o daugumoje planetos regionų per Mėnulio dieną (laikotarpis tarp dviejų nuoseklių mėnulio pakilimų) būna du potvyniai ir du atoslūgiai. Kadangi Mėnulis aplink Žemę juda ta pačia kryptimi kaip ir mūsų. planeta aplink savo ašį, mėnulio diena maždaug 50 minučių ilgiau nei saulės, t.y. potvyniai vyksta kas 12,4 val. Potvynių ritmai turi tą patį laikotarpį. Pavyzdžiui, krabas atsiskyrėlis atoslūgio metu slepiasi nuo šviesos, o potvynio metu išlenda iš šešėlių; prasidėjus potvyniui, austrės atskleidžia savo kiautus, išskleidžia jūros anemonų čiuptuvus ir kt. Daugelis gyvūnų, įskaitant kai kurias žuvis, atoslūgio metu suvartoja daugiau deguonies. Kvėpuojančių krabų spalvos pokyčiai yra sinchronizuojami su vandens kilimu ir kritimu.

Daugelis potvynių ritmų išlieka, kartais net kelias savaites, net kai gyvūnai laikomi akvariume. Tai reiškia, kad iš esmės jie yra endogeniniai, nors gamtoje juos „pagauna“ ir sustiprina išorinės aplinkos pokyčiai.

Kai kurių jūrų gyvūnų dauginimasis koreliuoja su Mėnulio fazėmis ir paprastai vyksta vieną kartą (retai du kartus) per Mėnulio mėnesį. Tokio periodiškumo nauda rūšiai akivaizdi: jei kiaušinėlius ir spermatozoidus į vandenį išleidžia visi individai vienu metu, apvaisinimo tikimybė yra gana didelė. Šis ritmas yra endogeninis ir manoma, kad jį nustato 24 valandų cirkadinio ritmo „susikirtimas“ su potvynio ritmu, kurio periodas yra 12,4 arba 24,8 valandos. Toks „susikirtimas“ (sutapimas) įvyksta kas 14 kartų

- 15 ir 29-30 dienų, o tai atitinka mėnulio ciklą.

Geriausiai žinomas ir tikriausiai labiausiai pastebimas potvynių ir mėnulio ritmas yra susijęs su gruniono dauginimu. jūros žuvis neršto Kalifornijos paplūdimiuose. Kiekvieną Mėnulio mėnesį stebimi du ypač dideli potvyniai – pavasariniai potvyniai, kai Mėnulis yra vienoje ašyje su Žeme ir Saule (tarp jų arba priešingoje šviestuvui pusėje). Per tokį potvynį grunionas išneršia, užkasdamas kiaušinėlius į smėlį pačiame vandens pakraštyje. Per dvi savaites jie išsivysto beveik sausumoje, kur jūrų plėšrūnai negali pasiekti. Kitą pavasario potvynį, kai vanduo uždengia jais prikimštą smėlį, visi kiaušinėliai per kelias sekundes išsirita, iškepa ir iškart nuplaukia į jūrą. Akivaizdu, kad tokia dauginimosi strategija įmanoma tik tuo atveju, jei suaugusieji nujaučia pavasario potvynių pradžią.

Moterų menstruacinis ciklas trunka keturias savaites, nors nebūtinai yra sinchronizuotas su mėnulio fazėmis. Tačiau, kaip rodo eksperimentai, šiuo atveju galime kalbėti apie mėnulio ritmą. Lengva pakeisti menstruacijų laiką, naudojant, pvz. speciali programa dirbtinis apšvietimas; tačiau jie pasireikš labai artimu 29,5 dienų dažnumu, t.y. iki mėnulio mėnesio.

Žemo dažnio ritmai. Biologinius ritmus, kurių periodai yra daug ilgesni nei vienas mėnuo, sunku paaiškinti remiantis biocheminiais svyravimais, kurie greičiausiai lemia cirkadinį ritmą, o jų mechanizmas iki šiol nežinomas. Tarp tokių ritmų ryškiausi metiniai. Jei vidutinio klimato medžiai persodinami į tropikus, jie kurį laiką išlaikys žydėjimo, lapų slinkimo ir ramybės ciklą. Anksčiau ar vėliau šis ritmas bus sutrikęs, ciklo fazių trukmė bus vis neaiškesnė, o galiausiai biologinių ciklų sinchronizacija išnyks ne tik tarp skirtingų tos pačios rūšies egzempliorių, bet net ir tarp skirtingų tos pačios rūšies atšakų. medis.

Atogrąžų vietovėse, kur aplinkos sąlygos beveik pastovios ištisus metus, vietiniai augalai ir gyvūnai dažnai pasižymi ilgalaikiais biologiniais ritmais, kurių laikotarpiai skiriasi nuo 12 mėnesių. Pavyzdžiui, žydėjimas gali įvykti kas 8 ar 18 mėnesių. Matyt, metinis ritmas – tai prisitaikymas prie vidutinio klimato juostos sąlygų.

Biologinio laikrodžio svarba. Biologiniai laikrodžiai naudingi organizmui pirmiausia todėl, kad leidžia savo veiklą pritaikyti prie periodiškų aplinkos pokyčių. Pavyzdžiui, atoslūgio metu šviesos vengiantis krabas automatiškai ieškos prieglobsčio, kuris apsaugotų jį nuo žuvėdrų ir kitų plėšrūnų, besimaitinančių atvirame substrate. Bitėms būdingas laiko pojūtis derina jų skrydį žiedadulkėms ir nektarui su žiedų prasiskverbimo periodu. Taip pat cirkadinis ritmas liepia giliavandeniams jūrų gyvūnams, kai naktis, priartėti prie paviršiaus, kur yra daugiau maisto.

Be to, biologinis laikrodis leidžia daugeliui gyvūnų rasti kryptį naudojant astronominius orientyrus. Tai įmanoma tik tuo atveju, jei dangaus kūno padėtis ir paros laikas yra žinomi vienu metu. Pavyzdžiui, šiauriniame pusrutulyje vidurdienį saulė yra tiksliai į pietus. Kitu metu norint nustatyti pietinę kryptį, žinant saulės padėtį, reikia atlikti kampinę korekciją priklausomai nuo vietos laiko. Naudodami savo biologinius laikrodžius kai kurie paukščiai, žuvys ir daugelis vabzdžių reguliariai atlieka tokius „skaičiavimus“.

Nėra jokių abejonių, kad migruojantiems paukščiams reikia navigacijos sugebėjimų, kad jie galėtų rasti kelią į mažas vandenyno salas. Tikriausiai jie naudoja savo biologinius laikrodžius, kad nustatytų ne tik kryptį, bet ir geografines koordinates.

taip pat žr PAUKŠČIAI.

Navigacijos problemos neapsiriboja vien paukščiais. Reguliarias ilgas migracijas vykdo ruoniai, banginiai, žuvys ir net drugeliai.

Praktinis biologinių ritmų taikymas. Augalų augimas ir žydėjimas priklauso nuo jų biologinių ritmų ir aplinkos veiksnių pokyčių sąveikos. Pavyzdžiui, žydėjimą daugiausia skatina šviesaus ir tamsiojo paros laikotarpių trukmė tam tikrais augalų vystymosi etapais. Tai leidžia pasirinkti pasėlius, tinkamus tam tikroms platumoms ir klimato sąlygos, taip pat kurti naujas veisles. Tuo pačiu yra žinomi sėkmingi bandymai pakeisti augalų biologinius ritmus norima kryptimi. Pavyzdžiui, arabinė paukštžolė (Ornithogallum arabicum ), dažniausiai žydi kovo mėnesį, galima padaryti, kad žydėtų apie Kalėdas – gruodį.

Išplitus ilgoms kelionėms oro transportu, daugelis susidūrė su desinchronizacijos reiškiniu. Reaktyvinio lėktuvo keleivis, greitai kertantis kelias laiko juostas, paprastai patiria nuovargį ir diskomfortą, susijusį su kūno laikrodžio „nustatymu“ pagal vietos laiką. Panaši desinchronizacija vyksta žmonėms, pereinantiems iš vienos darbo pamainos į kitą. Dauguma neigiamų padarinių atsiranda dėl to, kad žmogaus kūne yra ne tik vienas, bet ir daug biologinių laikrodžių. Paprastai tai nepastebima, nes juos visus „pagauna“ tas pats dienos ir nakties ritmas. Tačiau kai jis keičiasi faze, įvairių endogeninių laikrodžių perkonfigūravimo greitis nėra vienodas. Dėl to miegas atsiranda tada, kai kūno temperatūra, kalio išsiskyrimo per inkstus greitis ir kiti organizme vykstantys procesai vis dar atitinka budrumo lygį. Šis funkcijų neatitikimas prisitaikymo prie naujo režimo laikotarpiu padidina nuovargį.

Daugėja įrodymų, kad ilgas desinchronizacijos laikotarpis, pavyzdžiui, dėl dažnų skrydžių tarp laiko juostų, kenkia sveikatai, tačiau žalos mastas dar nėra aiškus. Kai fazės poslinkio išvengti nepavyksta, desinchronizaciją galima sumažinti tinkamai parinkus greitį, kuriuo vyksta poslinkis.

Biologiniai ritmai turi akivaizdžių pasekmių medicinai. Pavyzdžiui, gerai žinoma, kad organizmo jautrumas įvairiems žalingas poveikis svyruoja priklausomai nuo paros laiko. Atliekant eksperimentus su bakterijų toksino injekcijomis į peles, buvo įrodyta, kad vidurnaktį ji mirtina dozė didesnis nei vidurdienį. Šių gyvūnų jautrumas alkoholiui ir rentgeno spinduliams kinta panašiai. Žmogaus jautrumas taip pat svyruoja, bet antifazėje: jo kūnas labiausiai neapsaugotas vidurnaktį. Naktį operuotų ligonių mirtingumas tris kartus didesnis nei dieną. Tai koreliuoja su kūno temperatūros svyravimais, kurie yra didžiausi dieną žmonėms ir aukščiausią naktį pelėms.

Tokie pastebėjimai rodo, kad gydymo procedūras reikėtų derinti su biologinio laikrodžio eiga, o šiuo atžvilgiu jau pasiekta tam tikros sėkmės. Sunkumas tas, kad žmogaus, ypač sergančio, biologiniai ritmai dar nėra pakankamai ištirti. Yra žinoma, kad sergant daugeliu ligų

- nuo vėžio iki epilepsijos – jos sutrinka; Ryškus to pavyzdys – nenuspėjami pacientų kūno temperatūros svyravimai. Kol biologiniai ritmai ir jų pokyčiai nėra tinkamai ištirti, praktiškai jų panaudoti akivaizdžiai neįmanoma. Verta prie to pridurti, kad kai kuriais atvejais biologinių ritmų desinchronizacija gali būti ne tik ligos simptomas, bet ir viena iš jos priežasčių. LITERATŪRA Biologiniai ritmai , t. 1-2. M., 1984 m