Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 portalstudcon@gmail.com

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Біологічні ритми: психофізіологічні та клінічні аспекти

Предмет: 
Тип роботи: 
Контрольна робота
К-сть сторінок: 
18
Мова: 
Українська
Оцінка: 
1. Хронологія – наука про біоритми
 
Живі організми існують у просторі і часі, які є об’єктивними реальними формами буття. Навколишня нежива природа ритмічна: зміна дня і ночі, пір року пов’язані з основними ритмами Землі – її обертанням навколо своєї осі та навколо Сонця. Живі організми залежать від цих ритмів; впродовж сотень мільйонів років еволюції відбувався процес пристосування до них, вироблялись ритмічні процеси життєдіяльності – біоритми. Вивченням їх займається хронобіологія (гр. chronos – час). У вивчення біологічних ритмів великий внесок зробили відомі учені. Над проблемою сприйняття часу тваринами і людиною працювали І. П. Павлов, В. М. Бехтерев, С. С. Корсаков. Екологічні та фізіологічні аспекти ритмічних процесів вивчав О. Д. Слонім. Роль біоритмів у регуляції функцій організму і їх зміни в умовах космічного польоту вивчались В. В. Паріним і його співробітниками.
Біоритми – результат природного добору. У боротьбі за існування виживали тільки ті організми, які могли сприймати час і реагувати на нього. У результаті поступово виробився ендогенний ритм організму, синхронний з періодичними процесами зовнішнього середовища. Найбільш вивчені добові ритми (24-годинні) і навколодобові, або циркадіанні (від 20 до 28 годин; лат. circa – навколо, біля; dies – день).
Періодично впродовж доби коливається більшість фізіологічних процесів у людини. Відомо близько 300 функцій, які мають добову періодичність. Різні функції організму мають неоднаковий ритм інтенсивності. Час, на який припадає максимум величини процесу, називають акрофазою добового ритму. Знання цих періодів має велике значення для теорії і практики медицини. Ще до систематичного вивчення біоритмів у клінічній практиці було встановлено, що температура тіла людини ритмічно змінюється впродовж доби: у денні години вона підвищена (максимальне значення – у 18 год), вночі знижується. Найнижчий рівень – між 1 год ночі і 5 год ранку, амплітуда коливань складає 0, 6-1, 3 °С.
Хоч сучасна людина створила навколо себе штучне температурне середовище, але температура її тіла впродовж доби коливається, як і багато років тому назад. Справа у тому, що температура тіла залежить від швидкості перебігу біохімічних реакцій. У денний час обмін речовин іде швидше (інтенсивніше) і це визначає більшу активність людини. Добовий ритм температури тіла є досить сталим стереотипом. Проте в екстремальних умовах герметичності та малорухомості (тривале перебування у ізольованій камері із штучною атмосферою) відбувається спотворення добової температурної кривої.
Поява добового ритму температури тіла, який дозволяє чергування ступеня активності, була одним із найважливіших факторів у еволюції тваринного світу. Ритмічні добові коливання характерні для артеріального тиску: удень він вищий, а вночі знижується. При патології спостерігається порушення багатьох ритмів. Наприклад, у хворих гіпертонічною хворобою у нічні години відбувається не зниження, а навпаки, підвищення артеріального тиску, що призводить до погіршення їх стану.
Впродовж доби змінюється інтенсивність мітотичного поділу: найбільша швидкість поділу клітин у ранкові години; вночі вона знижується. Рано вранці (близько 5 год) відмічається найбільша активність поділів у кістковому мозку. Активність у ниркових клубочках найвища між 3 год ночі і 6 год ранку.
У більшості людей найвища біоелектрична активність мозку спостерігається ранком (з 8 до 12 год) і ввечері (між 17 і 19 год). Проте є індивідууми, у яких найбільш висока працездатність припадає на вечірні і нічні години (особливо при розумовій праці).
Кількість кров’яних пластинок у периферичній крові у людини зменшується вночі і збільшується у ранкові та денні години. Встановлено, що здатність до зсідання крові вища у денні години. Відмічена періодичність вмісту адреналіну у крові: його рівень найвищий ранком і знижується до мінімуму на 18 год. Як видно із наведених прикладів, інтенсивність більшості фізіологічних процесів підвищується вранці і знижується вночі. Дані добової періодичності активності різних систем людини необхідно враховувати у клініці (час доби для проведення операцій, призначення сильнодіючих лікарських речовин).
Крім добових виділяють і тривалі біоритми: місяцевий ритм (28 діб), який найбільше виражений у мешканців морів. У людини цьому ритму підпорядкований менструальний цикл у жінок (тривалість вагітності у акушерстві вимірюють синодичними місяцями).
У організмі тварин і людини спостерігаються і сезонні коливання, які пов’язані із збільшенням світлового дня весною і зменшенням його восени і взимку. Біeлектрична активність мозку і м’язової системи вища весною і у літній період та знижується взимку. Зміна тривалості дня є важливим фактором, який дозволяє організму перебудувати свою діяльність; це здійснюється за участю гіпоталамо-гіпофізарної системи.
Перерізка зорових шляхів у тварин порушує багато біоритмів, які пов’язані з фотоперіодизмом (гр. photos – світло, periodos – чергування). У більшості тварин час розмноження припадає на весняно-літній сезон, коли умови найсприятливіші для вирощування потомства.
Гадають, що неузгодженість деяких біоритмів і зміни тривалості дня у осінній і весняний період року є однією із імовірних причин загострення хронічних хвороб органів дихання, серцево-судинної системи. Так, описана сезонна динаміка загострення туберкульозу, гіпертонічної хвороби, ревматизму. Трансмісивні хвороби людини мають виражену сезонну залежність, яка пов’язана з періодами розмноження членистоногих – переносників збудників хвороб (кліщі, комари, москіти тощо).
У середині минулого сторіччя було встановлено, що зміна сонячної активності відбувається періодично, причому тривалість середнього періоду складає 11, 1 року. Спостереження за кількістю сонячних плям і їх площею ведуться вже близько 200 років. При збільшенні кількості цих плям, які являють собою збурені ділянки, або активні частини Сонця, на Землю надходять потужні потоки випромінювання, які впливають на її магнітне поле і іоносферу.
Ритмічні зміни сонячної активності впливають на живі організми, змінюють їх реактивність і функціональний стан різних систем. Радянський учений О. Л. Чижевський ще у 20-ті роки цього сторіччя показав імовірність зв’язку поширення деяких інфекційних хвороб з рівнем сонячної радіації. Є дані, що кількість хворих, що потрапляють у психіатричні клініки, різко зростає у дні посиленої сонячної активності. Клініцисти відмічають збільшення частоти серцево-судинних захворювань і ускладнень під час найбільшої активності Сонця (Гнєвишов, Сосунов, 1966). Однією із причин цього може бути активація у такі періоди системи зсідання крові. За даними роботи швидкої допомоги у Ленінграді і Свердловську, у дні підвищеної активності Сонця кількість інфарктів міокарда і приступів стенокардії на 20% більше (Купріянович, 1976). Встановлення таких геліобіологічних зв’язків було зроблено на базі вивчення як короткочасних (27-денних), так і 11-річних циклів сонячної активності. На сьогодні ученими багатьох країн світу проводиться вивчення впливу на організм людини географічних і метеорологічних факторів і розробляються профілактичні заходи.
Виявлені і більш тривалі цикли сонячної активності (80-90 років, 600- 800 років).
 
2. Основні біоритми людини
 
У кінці XIX – початку XX ст. чеський психолог Г. Свобода і німецький лікар В. Флейс висловили гіпотезу, що у кожної людини з моменту народження є три цикли, які пов’язані з фізіологічною активністю (23 дні), емоційною (28 днів) і інтелектуальною (33 дні). Посередині кожного циклу є критичний, або нульовий день. Перша половина циклу, яка передує цьому дню, вважається позитивним періодом (зростання працездатності, фізичного, емоційного та інтелектуального стану). Друга половина – негативний період, впродовж якого стан погіршується.
Є спостереження, що у нульові дні фізичного циклу частіше відбуваються нещасні випадки, у нульові дні емоційного циклу – емоційні зриви, інтелектуального – погіршення розумової діяльності. Співпадання усіх критичних днів буває один раз на рік. Гіпотеза про наявність стабільних біоритмів з моменту народження людини з інтервалами 23, 28, 33 дні підтримується рядом дослідників. Проте вона не знайшла загального визнання. Висловлюється і критична точка зору з приводу фатального впливу нульових днів на організм людини, системи якої мають великий діапазон пристосувальних можливостей у збереженні гомеостазу. Питання про наявність і значення цих циклів потребує подальшого вивчення.
Багато тварин і людей мають здатність сприймати час, проводити ніби внутрішній відлік часу. Це можна спостерігати і у повсякденному житті (пробудження майже у точно призначений час). У собак вдається виробити умовні рефлекси на час, вони здатні визначити різні інтервали, які вимірюються секундами і хвилинами. Після руйнування гіпокампа ці рефлекси зникають і тварини не можуть розрізняти навіть такі інтервали, як 30 і 300 секунд. На стан інших умовних рефлексів ця операція не впливала. Припускають, що ця стародавня ділянка мозку може брати участь у відліку часу, бо нейрон гіпокампа мають досить тривалі слідові реакції.
Російський психіатр С. С. Корсаков у 1887 р. описав психологічний синдром у хворих хронічним алкоголізмом: втрата хворими здатності до орієнтації у часі. Вони не можуть виконувати ритмічні спроби, у них не виробляються умовні рефлекси на час, хоч формальне значення часу зберігається (вони знають кількість хвилин у годині, секунд у хвилині). Є дані про ураження у таких хворих ядер, які утворюють стінку третього шлуночка, і у ділянці гіпокампа. Відомий опис хворого, у якого було двобічне враження ділянки гіпокампа. Всі події минаючого року, дня миттєво стирались у його пам’яті, він навіть не пам’ятав того, що зробив або сказав кілька хвилин тому. Кожний день безслідно зникав із його пам’яті.
Крім центральних механізмів орієнтації у часі є і клітинні; припускають, що вони пов’язані з періодичними процесами, які відбуваються у мембранах клітини.
У людини поряд з біологічними факторами великий вплив на біоритми мають соціальні фактори, трудовий розпорядок. Перебудова ритмів, яка зв’язана із зміною режиму праці і відпочинку, спостерігалась при тривалому перебуванні у штучно ізольованому середовищі (сурдокамері). Перетинання кількох годинних поясів на літаку порушує природну періодичність біоритмів організму. Спостерігається дезадаптація, порушення сну і неспання, зниження працездатності. Пристосування до нових умов триває кілька днів; це необхідно враховувати при тривалих перельотах.
Останнім часом вважається більш доцільним рекомендувати відпочинок і лікування видужуючих хворих (зокрема, при серцево-судинній патології) у санаторіях цього ж регіону. Це диктується тим, що людина, яка прибула з іншого годинного поясу, кілька днів (7-10) знаходиться у стані десинхронозу, те ж спостерігається при поверненні – перебудова біоритмів у зворотному напрямі.
Досягнення хронобіології починають використовуватися на практиці. Врахування особливостей біоритмів необхідне для складання раціонального режиму праці і відпочинку у представників ряду професій: робітників нічних змін, пілотів, космонавтів. Значення біоритмів, пов'язаних з сезонними і геліофізичними циклами активності, має бути використане у профілактичній медицині у боротьбі за здоров’я людини.
 
3. Психофізіологія біологічних ритмів людини
 
Ритмічність біологічних процесів – фундаментальна властивість організації життя. Характеристика стимуляторів ритму. Механізми взаємозв'язку середовища й організму у процесі формування ритмічних змін. Адаптивні і фізіологічні ритми. Порушення синхронізації фізіологічних функцій – дисинхроз (внутрішній і зовнішній).
Останніми десятиріччями посилився інтерес до вивчення ритмічної організації процесів в організмі людини в умовах норми і патології. Це пов'язано з вивченням часової організації функцій організму для діагностичних цілей, а також для оптимізації функціонального стану організму, застосування лікувальних і профілактичних засобів впливу на нього з урахуванням циклічної організації фізіологічних процесів.
Ритмічність біологічних процесів є фундаментальною властивістю всього живого і становить основу організації життя. Організація процесів у часі має таке саме важливе значення, як і просторова організація, але перша вивчена менше.
Ритмічні біологічні зміни спостерігаються на всіх рівнях біосистеми, в тому числі і на молекулярному. Біоритмічними називаються явища живої природи, які періодично повторюються.
До природних ритмів належать ті, що виникли під впливом обертання Землі відносно Сонця, Місяця і зірок. Кожний із цих факторів утворює на Землі періоди; перший з них називається сонячною добою, другий – місячною, третій – зоряною. Сонячна доба дорівнює 24 години, супроводжується змінами світла і темряви. Місячна доба становить 24, 8 години, збігається з морськими припливами і відпливами.
До складних факторів, що спричинюють ритми, можна зарахувати зміну сезонів року, які специфічно впливають на стан організму, зокрема, на його реактивність, стійкість до різних факторів, рівень обміну речовин, спрямованість обмінних реакцій, ендокринних порушень.
Найсильніше на організм впливає сонячне випромінювання, яке ритмічно змінюється. Потужні потоки енергії, які викидаються під час спалаху, досягають Землі, різко змінюють стан магнітного поля іоносфери планети, впливають на поширення радіохвиль, змінюють погоду тощо.
З підвищенням сонячної активності змінюється збудливість нервової системи організму. «Приймальним пунктом» магнітних збуджень є безпосередньо мозок, але при цьому загострюються судинні захворювання, частішають інфаркти міокарда, психічні розлади.
Існує поняття хронобіологічної норми як відображення сукупності психофізіологічних показників організму, що характеризують його стан. З хронобіологічної точки зору існує закон хвилеподіб-ності адаптаційного процесу, згідно з яким на будь-якій стадії (специфічній і неспецифічній) цей процес протікає у коливальному (хвилеподібному) режимі.
Часова організація біосистеми – не просто комплекс біоритмів організму. Вона характеризується механізмами регуляції, зв'язками із зовнішнім середовищем і взаємодією між ритмами. Схематично вона містить такі компоненти:
• блок регуляції часової організації;
• блок, який сприймає сигнали регуляції;
• блок, який виконує ефекторні (робочі) функції;
• блок, який зв'язує часову організацію біосистеми із зовнішнім середовищем та іншими біосистемами.
З позицій взаємодії організму і середовища розрізняють два типи коливальних процесів:
• адаптивні ритми, або біоритми – коливання з періодами, які близькі до основних геофізичних циклів; їх роль полягає в
адаптації організму до періодичних змін навколишнього середовища;
• фізіологічні, або робочі, ритми – коливання, які відображають часовий компонент діяльності фізіологічних систем організму. В організмі людини існує понад 100 біологічних ритмів, які відображають різні фізіологічні і психофізіологічні процеси. Вирізняють біологічні ритми на всіх рівнях біосистеми: клітинному, органному, на рівні всього організму і навіть популяції.
Вивчення біологічних ритмів організму людини – складне завдання, бо для цього необхідно усунути вплив усіх зовнішніх факторів, які заважають рухові внутрішнього «годинника» людини.
При дослідженнях добової періодики біоритмів встановлено різні закономірності функцій окремих органів і систем.
Найменший відрізок часу, на який може реагувати мозок і нервова система людини, становить 0, 5-0, 8 с. Скорочення серця відбуваються з інтервалом 0, 8 с. Такий самий темп мають рухи рук і ніг під час ходьби. Інтервал часу 0, 5-0, 7 с відповідає швидкості реагування слухового і зорового аналізаторів.
Добові біоритми людини мають таку властивість, що максимум і мінімум активності різних біологічних процесів не збігаються в часі. Максимум температури тіла і артеріального тиску спостерігається о 18 годині, маси тіла – о 20, хвилинного об'єму дихання – о 13, лейкоцитів крові – о 23 годині.
Особливо важливе значення має характер періодичних змін температури тіла, тому що від цього, а також від ритму дихання залежить рівень обміну речовин.
Встановлено, що і підвищення, і зниження температури тіла впливає на перебудову фізіологічних ритмів.
Працездатність системи кровообігу вдвічі на день знижується (о 13 і 21 годині). У цей час небажані великі навантаження, вплив високої температури і киснева недостатність, прискорення.
Після 12 години падає загальна активність, у кров з печінки менше надходить глюкози, гальмуються реакції. З 14 години стан і самопочуття поступово поліпшуються і близько 16. 00 відбувається фізіологічне піднесення. У цей час можна переносити значні фізичні навантаження, але психічна активність зменшується. Підвищується чутливість до болю. Після 18. 00 підвищується артеріальний тиск, посилюється психофізіологічна напруженість організму, посилюється агресія. Психічний стан стабілізується лише після 20. 00.
У нічний час падає загальний тонус людини. Між другою і четвертою годинами погіршується пам'ять, спостерігається гальмування рухів, збільшується кількість помилок при виконанні розумової роботи, зменшується здатність виявляти максимальні м'язові зусилля. Знижується частота серцевих скорочень і дихання, падає рівень оксигенації крові.
Таким чином, кожна система і кожний орган людини мають свій час найбільшої і найменшої активності, що необхідно враховувати, оцінюючи психофізіологічний стан.
Рушійною силою для добових ритмів є чергування світла і темряви. Однак для біологічних коливальних систем це може бути зміна будь-яких факторів середовища.
До мікроритмів людини (менше однієї години) належать коливання біопотенціалів у нервовій системі, зміни біохімічних реакцій, коливання активності клітинних органел, окремих органів (серцевий м'яз) тощо. Тобто «водії» таких ритмів автономні стосовно цілісного організму.
Мезоритми (півторагодинний цикл) – чергування стадій сну.
Макроритми (більше одного місяця) – це багаторічні ритми, наприклад, зміни фізіологічних і психічних показників організму людини з періодом близько трьох років або 5-7 років.
Діапазон тривалих періодів – це довгострокові варіації сонячної активності. Вони не спричинюють біоритмічних змін в організмі людей протягом одного покоління.
У людини виявлено фазові співвідношення між найважливішими ритмами функцій окремих фізіологічних систем організму (синхронізація). В експериментах, які проводились в ізоляції і темряві, суб'єктивна оцінка стану була вищою тоді, коли фізіологічні функції збігались за фазою. Виникала синхронізація біологічних ритмів людини. Коли ж фізіологічні функції не збігалися за фазою, функціональний стан погіршувався.
Такий стан людини можна спостерігати під час трансконтинентальних перельотів. Він характеризується тим, що протягом певного часу погіршується самопочуття: спостерігається стомленість, нездужання, бажання спати вдень тощо. Найвиразніше такі симптоми спостерігаються при перельоті зі сходу на захід. Це відбувається тому, що внаслідок перетину меридіанів порушується відповідність внутрішнього «годинника» організму людини з місцевим часом, чого не буває при перельотах з півночі на південь або навпаки у межах одного часового поясу.
Таке порушення синхронізації фізіологічних функцій дістало назву дисинхрозу. При дисинхрозі організм у нових умовах деякий час продовжує функціонувати, як і раніше, а потім поступово починає звикати до нового добового розпорядку. Відбувається синхронізація біологічного часу з місцевим, астрономічним. Це відбувається протягом двох тижнів.
Завдяки пристосуванню до ритмічно змінюваних умов зовнішнього середовища в організмі людини відбувається психофізіологічна підготовка до активної діяльності навіть тоді, коли організм перебуває у стані сну. І навпаки, організм людини в такому стані готується до сну задовго до засинання.
Підготовка організму людини до стану неспання і спокою супроводжується порушенням реакцій організму на фізичні і розумові навантаження, що виявляється в змінах працездатності.
Дисинхроз поділяють на такі види:
• внутрішній, який виникає при порушеннях узгодження ритмів усередині організму. Наприклад, порушення ритму харчування стосовно ритмів сну і неспання (звідси поганий настрій, самопочуття, роздратованість, відсутність апетиту, безсоння тощо) ;
• зовнішній, який виникає при порушенні синхронізації біоритмів і
фаз зовнішнього середовища (зміна часових поясів).
Дисинхроз може бути також гострий і хронічний, явний і прихований, загальний і частковий. Так, швидке переміщення через велику кількість часових поясів призводить до гострого дисинхрозу, а багаторазове – до хронічного. Тому, скажімо, для льотчиків існують певні норми польотів зі зміною часових поясів.
Розглянемо нейрофізіологічні механізми формування біоритмів. Так, поширена теорія єдиного біологічного «годинника» базується на сприйнятті зміни світла. Інформація про освітленість поширюється по зорових нервах і окремих нервових волокнах до гіпоталамуса. Це підтверджено електрофізіологічними експериментами. До механізму сприйняття світла залучається епіфіз, який секретує гормон мелатонін. Він бере участь у регулюванні рівня статевих гормонів, а також кортикоїдів, які мають чітку добову періодику діяльності. В результаті залучення цих систем виникають зміни вегетативних процесів, які регулюються як деякими ядрами гіпоталамуса, так і залозами внутрішньої секреції під контролем гіпофіза.
Прихильники теорії єдиного біологічного «годинника», який включає гіпофіз, епіфіз та інші залози внутрішньої секреції, грунтуються у своїх міркуваннях на дослідженнях, проведених на сліпих людях, у яких не виражені добові біоритми в гіпофізі і епіфізі, від яких ці ритми залежать.
Згідно з іншими уявленнями, єдиного біологічного «годинника» немає. Під дією численних факторів, які по-різному діють, виникають коливання в системах, органах, тканинах. Однією з ланок, що зв'язує зовнішні датчики і внутрішній біологічний «годинник», може бути вода. Вона міститься в усіх клітинах організму як необхідна їх складова. Виявлено, що склад молекул води в організмі змінюється під впливом різноманітних гео- і геліофізичних факторів, залежно від яких порушується структура молекулярних кооперацій, які набувають при цьому різноманітних біофізичних властивостей. Від мінливості властивостей тканин – у міжклітинній речовині і всередині клітин – може залежати швидкість протікання і характер ферментативних процесів, метаболізму, проникливості мембран.
У цілому наведені теоретичні уявлення можуть суміщатися. Біоритми багато в чому генетичне зумовлені. Зв'язок окремих ритмів із зовнішніми факторами може бути прямим і опосередкованим, більш або менш міцним. Іноді фактори зовнішнього середовища є лише тригерами, під дією яких запускається певна ритмічна діяльність.
Встановлено, що вплив кори головного мозку на біоритми людини дуже обмежений. Навіть у разі відсутності обох півкуль періодичність різних фізіологічних процесів, наприклад сон – неспання, зберігається. Тому центр керування біоритмами, мабуть, розміщується на нижчих рівнях.
Крім єдиного біологічного «годинника» вирізняють і периферійні «годинники», які у своїй діяльності не пов'язані ні з центральним, ні з гомеостатичним «годинниками». Роль головного метронома в них можуть виконувати надниркові залози. Вони утворюють добовий ритм вироблення адреналіну і норадреналіну. Основною особливістю периферійних «годинників» є те, що вони дають змогу тривалий час зберігати послідовність фаз певного фізіологічного ритму при порушеннях чергування світла і темряви. Зміна фаз ритму у цьому разі свідчитиме про прямий або побічний вплив гіпоталамуса на периферійні «годинники».
Важливо зазначити, що в роботі периферійних «годинників» час від часу може брати участь і центральний «годинник», який по нейрон-них шляхах здійснюватиме регуляцію ритму з гіпоталамуса. У цьому разі розташування центру біологічного «годинника» людини може змінюватися. Те, що в іншому часовому поясі хід біологічного «годинника» перебудовується, свідчить про його умовно-рефлекторну регуляцію.
Найсуттєвішими для організму є зовнішні впливи, які пов'язані з активністю Сонця. Відомо, що клітинна енергетична станція оточена двійчастою мембраною. Енергія, яка утворюється в процесі клітинного дихання, потребує використання вуглеводів, жирних кислот, амінокислот. Процес перетворення цих речовин відбувається за участю елект-рично заряджених частинок – іонів. У процесі біологічного окислення беруть участь іони і електрони (вони мають негативний заряд). На останньому етапі утворюється вода і вуглекислий газ. Якщо з якоїсь причини на цьому етапі не вистачає атомів кисню, то вільний водень накопичується у вигляді позитивно заряджених іонів. У цьому разі подальший процес біологічного окислення закінчується і настає енергетична криза клітини.
Збудження клітини від зовнішнього подразника відбувається лише тоді, коли вона розташована у середовищі, де є іони кальцію, які забезпечують мембрані вибіркову проникливість для іонів натрію і калію. Чим більше іонів кальцію в організмі, тим більший поріг клітинного збудження. Таким чином, кальцій відіграє певну роль у нормальному функціонуванні нервової системи, а отже і в характері нервових процесів. Якщо такий електрохімічний генератор є в кожній клітині, то він реалізується і в цілому організмі.
Під дією потоку заряджених Сонцем частинок у магнітній оболонці Землі виникають електромагнітні процеси (магнітні бурі), які впливають на організм людини як на електричне заряджену біосистему. Цей вплив має назву геофізичного. Метеопроцеси (перепади атмосферного тиску, температури, вологості) залежать від геофізичного впливу і таким чином змінюють психофізіологічний стан людини.
Дія зовнішнього електромагнітного поля позначається на нервовій регуляції, серцево-судинній та ін. Підвищується зсідання крові, посилюється тромбоутворення, кров стає в'язкішою. Це змінює мозковий кровотік, призводить до порушення функцій півкуль, появи агресії, тривоги, різноманітних нервових розладів. Особливо несприятливий стан організму розвивається у хворих людей.
За даними роботи швидкої допомоги, у дні підвищеної сонячної активності на 20% збільшується кількість інфарктів міокарда, інсультів та інших загострень.
Здоровий організм здатний включати в ці періоди компенсаторні механізми адаптації, тому негативні процеси у здорових людей не проявляються.
Отже, в кожної людини протягом життя відбувається постійне чергування, ритмічні зміни сприятливих, нейтральних і критичних періодів. Знання цих процесів може бути корисним для нормалізації функціонального стану організму, його підготовки до певної діяльності, реалізації розумових, фізичних і творчих здібностей.
БІОЛОГІЧНІ РИТМИ, біоритми – циклічні коливання інтенсивності й характеру біологічних процесів і явищ. Спостерігаються майже в усіх тварин і рослин, у т. ч. мікроорганізмів, в ізольованих органах і клітинах. Б. р. властиві й окремим біохім. ферментативним реакціям. Одні Б. р. (серцебиття, частота дихання тощо) відносно самостійні, інші (власне Б. р.) відповідають циклічним змінам напруженості факторів навколишнього середовища. Періоди Б. р. коливаються в широких межах – від секунд (біохім. реакції) до багатьох днів. Розрізняють Б. р. добові (циркадні), припливні, місячні тощо. Деякі Б. р. зберігаються і в штучних умовах – при постійних освітленні, т-рі, вологості й атм. тиску. Є дві точки зору на природу Б. р. Згідно з першою, Б. р. зумовлені періодичними біохім. та фіз. -хім. процесами («біологічним годинником), що відбуваються в кожній клітині орг-му. Згідно з другою точкою зору в Б. р. відображені циклічні зміни напруженості геофіз. факторів (геомагнітного поля, температурних коливань тощо). Фаза Б. р. зрушується при зміні освітленості й т-ри. Б. р. є важливою пристосувальною ознакою живих істот.
Роль біологічних ритмів у житті людини та їх значення для медицини.
Вивченням біологічних ритмів нашого організму займається особлива наука – біоритмологія. Більшість процесів, які проходять в організмі, синхронізовані з періодичними сонячно-місячно-земними, а також космічними впливами, оскільки кожна жива система, в тому числі й людина, постійно перебуває у стані обміну інформацією, енергією і речовинами з навколишнім середовищем. Якщо з яких-небудь причин цей обмін порушується, то це негативно відбивається на розвитку і життєдіяльності організму.
Встановлено, що біологічні ритми є однією з фундаментальних адаптацій живої природи до умов існування. Біологічні ритми – це періодично повторювані зміни характеру та інтенсивності біологічних процесів і явищ. їх можна спостерігати на всіх рівнях організації живої матерії: від внутрішньоклітинного до популяційного. Біологічні ритми фізіологічних функцій настільки точні, що їх часто називають «біологічним годинником». Біоритми розвиваються у тісній взаємодії з навколишнім середовищем і є результатом пристосування до тих чинників довкілля, які змінюються з чіткою періодичністю (обертання Землі навколо своєї осі (з періодом близько 24 годин), обертання Місяця навколо Землі (з періодом близько 28 днів)), ведуть до коливання освітленості, температури, вологості, напруженості електромагнітного поля, вказують час «біологічним годинникам» живих організмів.
Більшість біоритмів формується у процесі онтогенезу. В організмі новонародженого уже реєструються функції, які мають щодобовий ритм (з періодом від 2 до 25 год). Проте поява такої ритмічності залежить від зрілості організму дитини: у недоношених дітей ритмічність розвивається значно пізніше, ніж у дітей, народжених у нормальний термін. На розвиток щодобових коливань біоритмів у новонародженого впливають умови зовнішнього середовища. Наприклад, ретельне дотримання режиму годування дитини прискорює появу щодобової ритмічності. Синхронізація щодобового режиму з соціальним добовим циклом у кожної дитини настає а різний час (між 6 і 16 тижнем після народження).
Найкраще вивчений щодобовий біологічний ритм. На основі експериментальних і клінічних даних припускають, що стан цього ритму є універсальним критерієм загального стану організму. Виявлено щодобові коливання близько 300 фізіологічних функцій організму людини. Ці дослідження дали змогу розробити і скласти «циркадну» (добову) систему людини. Згідно з цією системою, відмічаються такі максимальні добові параметри:
частота серцевих скорочень – о 15-16 годині, частота дихання – о 13-16, рівень систолічного артеріального тиску – о 15-18, кількість еритроцитів – об 11-12, лейкоцитів – о 21-23, гормонів у плазмі крові – о 8-12, білка крові (загального) – о 10, холестерину – о 18 годині тощо. Уночі в людини найнижча температура тіла. Вранці вона підвищується і досягає максимуму в другій половині дня, а протягом доби змінюється з амплітудою до 1, 3°С. Оскільки від температури тіла залежить швидкість біохімічних реакцій, то її підвищення свідчить про те, що вдень обмін речовин найінтенсивніший. Це забезпечує людині активну діяльність. Із добовим ритмом температури тіла тісно пов'язаний сон і пробудження. Більшість людей схильні засинати при зниженні температури тіла і прокидатися при її підвищенні. Чим швидше настає температурний мінімум у нічний період, тим коротший сон у таких людей.
Кожна людина повинна знати про сприятливі і несприятливі для неї періоди доби, щоб у випадку необхідності застосовувати певні засоби застереження. Потрібно прислухову-ватися до свого організму у «важкі» години доби. Наприклад, максимальна ймовірність виникнення інфаркту припадає на 9 год, на 17-18 год і на 2 год ночі. Тому «сердечникам» роботу потрібно починати пізніше 9-ої години, а закінчувати – раніше 17-ої години.
Підпорядковуючись біоритмам, кожний фізіологічний показник протягом доби може суттєво змінюватися, що слід враховувати при діагностиці різних захворювань. Незнання таких закономірностей може призвести до діагностичних помилок. Цей факт потрібно завжди враховувати при поясненні хворим шкідливості самодіагностики та самолікування на її основі.
Досить точно вивчений добовий біоритм симпатико-адреналінової системи. Найпростіша схема виглядає так: максимальна активність (збільшується виділення адреналіну) – вранці (о 8-12 год), мінімум – у середині дня (о 12-16 год), другий максимум – увечері (о 16-22 год) і найбільш виражений мінімум – уночі (о 22-8 год). Відповідно коливається рівень процесів життєдіяльності. Найбільша активність та продуктивність спостерігається у ранкові години, у другій половині дня вона спадає, увечері дещо посилюється і значно знижується уночі. Люди здавна жили згідно з вимогами біоритмів не тільки тому, що користувалися часом відповідно до Сонця, але й тому, що знали з власного досвіду – найпродуктивніше працювати зранку. Рано лягали спати не для економії світла, а, найперше, для того, щоб добре відпочити і продуктивно працювати протягом дня. Після обіду відпочивали, щоб відновити сили до кінця трудового дня. Такі умови диктувала природа, забезпечуючи значну трудову віддачу.
Учені багатьох країн світу намагаються використати дані про біоритми для прогнозування та профілактики деяких захворювань, нещасних випадків, синхронізації соціального ритму з біологічними можливостями людини, а також для вдосконалення системи планування спортивних змагань.
Нейтралізувати порушення у біоритмах допоможе здоровий спосіб життя, виконання конкретних рекомендацій для відповідних професій та видів праці. Сезонні біоритми тісно пов'язані з метеорологічними явищами природи: атмосферним тиском, температурою, вологістю повітря, кількістю кисню, режимом електромагнітних коливань атмосфери, космічною радіацією тощо. Усі ці коливання впливають на стан людського організму, зокрема, на обмінні процеси, артеріальний тиск, роботу ендокринних залоз, психіку, працездатність. Найзгубніше ці коливання біоритмів діють на хворий організм, стан якого за несприятливих умов значно погіршується.
Вивчення біологічних ритмів – основи прогнозів у багатьох галузях нашого життя, медицині, художній творчості, психології, спорті – має велике значення. Ритмічність властива природі, і наше завдання – жити у злагоді з нею.
Фото Капча