Біологічні ритми: психофізіологічні та клінічні аспекти

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