Заказ 248. Загальна біологія та основи генетики.
Біоритми.Зміст
Вступ
Інтерес до біологічних ритмів людина проявляла, напевно, протягом усієї своєї історії. Періодичність сну і
неспання, зміна рослинності у різні часи року, сезонні міграції птахів і тварин, життя яких знаходилось у
прямій залежності від явищ оточуючої природи, не могли не привернути увагу дослідників. Поступово
накопичувалися емпіричні знання про періодичність у живій та неживій природі і про причини, що її обумовлюють.
Ще два з половиною тисячоліття тому давньогрецький поет Архілог писав: "Пізнай, який ритм володіє людьми." І
люди накопичували ці знання й робили спроби знайти причинно-наслідкові зв'язки між процесами в неживій
природі, що повторюються, та долею людини.
Стародавні мислителі робили спроби пояснити взаємозв'язок між змінами у неживій природі і процесами, що
протікають у біологічних системах. Їхні погляди, з позиції сучасної науки, є наївними, але сутність їх
залишається правильною. Вона зводиться до того, що жива і нежива природа на Землі являє собою одне нероздільне
ціле і що ритмічність у живій природі породжена силами неживої. Сучасні науковці продовжують досліджувати
біоритмічну діяльність усіх живих організмів, в тому числі і людини. Результати їх праці надають значної
користі в вивченні такого складного біосоціопсихічного явища як людська істота.
1. Поняття та сутність біологічних ритмів людини.
Біологічний ритм – це „повторюваність деякої події у біологічній системі через більш-менш регулярні проміжки
часу”
Смірнов С.М. Біологічні ритми і наше здоров’я, М., 2000.– С. 12.. Механізми, що лежать в основі прояву
ритмічності в біологічних системах і які дозволяють живим організмам з достатньою точністю вести відлік часу,
називаються біологічним годинником.
Наука, котра займається вивченням біологічних ритмів –хронобіологія – сформувалася у самостійну галузь
біології лише в другій половині двадцятого сторіччя, хоча і стверджувала своє давнє походження ще від
Гіппократа. Вона була прийнята як рівноправна серед інших наук навесні 1969 року в американському місті
Колдспринг-Харбаре на міжнародному симпозіумі, присвяченому дослідженню ритмів у живих системах. Науковий
напрям у біології, який займається дослідженням біологічних ритмів, називається біоритмологією. Її бурхливому
розвитку значною мірою сприяло освоєння людиною космосу. Вже перші тривалі космічні польоти показали, що
порушення добової ритмічності призводить до погіршення стану організму космонавтів.
На сьогоднішній день біоритмологія має великий експериментальний матеріал, котрий дозволяє стверджувати, що
будь-яка біологічна система певним чином організована не тільки у просторі, але й у часі (це є основним
принципом біоритмології). Виникнення ритмів у живих системах визначається вже тим, що зворотний зв'язок, який
лежить в основі механізмів саморегулювання, неминуче породжує коливні процеси.
У нинішній час виявлена надзвичайна різноманітність біологічних ритмів на різних рівнях організації живого –
починаючи з молекулярного і закінчуючи біосферним. Ритми є у мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин.
Ритмічність виявляється навіть у спалахах епідемій грипу – вірусного захворювання А.Л.Чижевський простежив
синхронізацію епідемій грипу із змінами сонячної активності протягом 500-річного періоду. Він дійшов висновку,
що, в середньому, період грипозних епідемій рівний 11,3 року, що їхня тривалість у кожному 11-річному
сонячному циклі рівна в середньому 4 рокам і що епідемії мають тенденцію починатися за два-три роки до
максимуму сонячної активності або за два-три роки після неї
Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия, М., Мысль, 1995. – С.55..
Біологічні ритми звичайно не мають строгої періодичності, оскільки вони є результатом взаємодії різноманітних
абіотичних і біотичних факторів з процесами, що забезпечують підтримання гомеостазу в організмі, популяції або
біоценозі. Такі нестрогі періодичні процеси називають квазіперіодичними (майже періодичними). В цілому, в
хронобіології прийнято розрізняти добові, сезонні, місячні, річні, багаторічні біоритми.
Відповідно від добової зміни біоритмів, людей можна розділити на п'ять біоритмічних типів, чи хронотипів. Це:
1) "сови" – люди, що пізно лягають спати і є найбільш активними в другій половині дня чи ввечері і вночі; 2)
"жайворонки" – рано встають, найбільш активні ранком; 3) слабко виражений ранковий тип; 4) "голуби" – однаково
активні в різний час доби; 5) слабко виражений вечірній тип.
На добові біоритми великий вплив здійснює Місяць Як показали дослідження вчених, періодичні процеси в природі
й організмі людини дуже сильно зв'язані з періодом обертання Місяця навколо Землі. На їх думку, добові ритми
активності людського організму складаються під впливом процесів, що протікають на поверхні Землі, що
погоджують дану функцію організму з зовнішнім рухом, а Місяць, у свою чергу, дає силу цим процесам, наповнюючи
працюючий орган живильними речовинами (за допомогою крові) і магнітоелектричною енергією, що активізує
біологічні процеси даного органу.
Велике значення мають сезонні біоритми. Вони визначають залежність захворюваності від часу року. Наприклад,
медики давно звернули увагу на те, що восени й особливо навесні більш частими стають загострення виразки
шлунка, алергії і ревматизму.
Режим праці і відпочинку повинні відповідати хронотипу. "Жайворонкам" не рекомендується працювати у вечірню
зміну чи по ночах, тому що може порушитися синхронність дії біоритмів організму. Результат – різке погіршення
стану здоров'я. Збій біоритмів може відбутися і коли людина різко змінює режим праці і відпочинку. Наприклад,
при переході на позмінну роботу чи роботу повну, цілодобову. Для дослідження цих явищ у сучасній медицині
виник новий напрямок – хрономедицина, що вивчає біоритми різних захворювань і розробляє методи ефективного
впливу на хворобу з їх врахуванням.
Дослідження вчених щодо біоритмів живих істот дозволяють зробити висновок про їх велику значущість в житті
людини. Розуміння цих процесів грають велику роль при діагностуванні захворювань функціональних систем
організму, при виникненні різних збоїв в режимі праці і відпочинку
2. Біологічні ритми як система адаптацій.
Біологічні ритми мають величезне значення для організмів, зокрема в системі їх адаптації до умов середовища,
що піддаються багатоманітним змінам. Передусім слід виділити ритми, обумовлені закономірностями протікання
ферментативних реакцій, швидкість і спрямованість яких регулюється за принципом зворотного зв'язку. Тривалість
таких ритмів вимірюється мілісекундами. Вони не мають для організму пристосувального значення. Скоріше
організм повинен пристосовуватися до них і забезпечувати підтримання своєї відносної сталості з урахуванням
величезної кількості автоколивальних процесів, що відбуваються у ньому. Такі ритми одержали назву
неадаптивних, тобто ритмів, які не забезпечують адаптацію організму до змін умов довкілля.
Проте саме неадаптивні ритми, що мають стабільний період, можливо, використовуються організмами в якості
своєрідного маятника, котрий дозволить здійснювати відрахунок часу – біологічні години.
До неадаптивних ритмів можна віднести й цілий ряд фізіологічних ритмів, наприклад, ритми сердечних скорочень
та дихання. Ці процеси мають ритмічну природу, зумовлену фізичними принципами, що лежать в основі роботи серця
(вчені уявляють його як насос, що має фазу наповнення і фазу виштовхування рідини) і дихальної системи
(повітряний двухфазний насос). Зміна частоти даних ритмів має пристосувальне, тобто адаптивне значення
(наприклад, збільшення частоти дихання і сердечних скорочень пропорційно інтенсивності фізичної роботи), а
вихідна частота у стані спокою визначається морфологічними особливостями організму і, передусім, його
розмірами (частота сердечних скорочень у миші складає біля 400 ударів за хвилину, у слона – 30, у
новонародженої дитини – біля 200, у дорослої людини – 70).
