Біологічні ритми: психофізіологічні та клінічні аспекти

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