Каковы причины биологических ритмов: Биологические ритмы | Info-Farm.RU

Биологические ритмы | Info-Farm.RU

Биологические ритмы — циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов, их количественные и качественные изменения, происходящие на всех уровнях жизни.

Виды биологических ритмов

Все биологические ритмы по частоте повторения цикла делятся на три группы:

• ритмы высокой частоты с периодом, не превышающим получасовой интервал (ритмы сокращения мышц, дыхания, биохимических реакций)
• ритмы средней частоты с периодом от получаса до суток (смена сна и бодрствования, активности и покоя, колебания артериального давления и температуры тела)
• ритмы низкой частоты (изменение метаболизма живых организмов в течение года) связаны с сезонными явлениями: изменением температурного, светового и режима влажности.

По факторам биологические ритмы подразделяются на внешние и внутренние.

Внешние биоритмы

Внешние биоритмы связанные с расположением Земли в космическом пространстве. Они имеют разную периодичность — от доли секунды до определенного количества лет.

Солнечно-суточный

Суточные вращения Земли вокруг своей оси и изменение дважды в сутки освещенности, вызывает колебания температуры, влажности и других абиотических факторов. Суточный цикл присущ большинству физиологических процессов (размножение одноклеточных, колебания температуры тела, интенсивность метаболизма). У растений солнечный свет определяет периодичность процессов фотосинтеза, испарения воды растениями, время раскрытия и закрытия цветков. У животных биологические ритмы выражены преимущественно в чередовании периода активности и покоя. В зависимости от типа суточной активности животных делят на дневных (большинство) и ночных (совы, ежи, летучие мыши, большинство грызунов). Неактивными днем ​​и активными ночью есть большинство животных пустынь (днем повышенная температура и низкая влажность).

При постоянных условиях солнечно-суточный ритм превращается в циркадианного ритм (навколодобовий). Такой ритм образуется у организмов выращенных в неизменных условиях после кратковременного изменения таких условий. Это доказывает врожденную склонность организмов к такому ритму. Например, циркадианного ритм возникает у дрозофил (Drosophila), выращенных в темноте, после одной вспышки света в течение 0,5 мс.

У животных найдены нейрогуморальные центры, координирующие суточную ритмику физиологических процессов. Выделяют монофазный и полифазный суточные ритмы. В процессе индивидуального развития многих животных и человека происходит переход от многофазного к однофазного ритма. Например, у новорожденных характерно довольно частое чередование сна и активности в течение суток. Важнейший для человека именно суточный ритм — чередование сна и бодрствования. Суточные биоритмы контролируются «биологическим часам» — приспособительным механизмом, обеспечивающим способность живых организмов ориентироваться во времени. Изучение биоритмов дает возможность человеку производить благоприятное режим труда и отдыха.

Лунно-суточный

Изменение в течение лунных суток (24 часа 50 минут) двух приливов и отливов. Важный цикл для жителей литорали. Во время отливов жители литорали закрывают свои раковины, прячутся в почву, меняют цвет тела, планктон совершает вертикальные движения в толще воды. Приточный ритм прослеживается в тесной связи с солнечно-суточным. Вместе с звездно-суточным (23 часов 54 минуты), имеет большое влияние на навигацию животных (птиц, насекомых).

Лунно-месячный

Циклическая смена интенсивности притяжения Луны в течение 29 суток 9:00, что хорошо прослеживается на побережьях в зоне литорали. В определенные фазы Луны размножаются тихоокеанские многощетинковые черви пололи (Eunice viridis). Во время высоких приливов рыбы атерины-грунион (Leuresthes tenuis) откладывают и закапывают в песок икру на побережье Калифорнии (США), мальки с которой выходят в следующий высокого прилива. С этим циклом достаточно тесно связаны циклы онтогенеза водных насекомых, водорослей.

Менструальный цикл женщин коррелирует с лунно-месячным циклом. Это было замечено еще в древности, поэтому образ ночного светила приобрел сакральное значение в культурах большинства народов мира.

Годовой

Цикл колебания численности и активности животных и растений в течение года. В основном регулируется изменениями длины светового дня, температуры и влажности воздуха. Сезонные вращения Земли вокруг Солнца, что приводит годовые циклы изменения климатических условий, в первую очередь температуры.

Осенью у растений формируются зимующие почки, деревенеют побеги на деревьях и кустарниках, происходит отток питательных веществ из листьев в другие органы, листья затем опадают; уменьшается количество насекомых; перелетные птицы улетают в теплые края. Зимой наступает зимний покой у растений; у холоднокровных животных зимуют взрослые организмы (комары, мухи, некоторые жуки), куколки (Капустница), яйца (непарный шелкопряд). У холоднокровных животных снижается содержание воды в организме, обмен веществ и использования кислорода, большое содержание питательных веществ в тканях (жиров и углеводов), повышается концентрация глицерина в тканях растений, который предотвращал замерзания клеточного сока. В теплокровных животных осенняя линька птиц и млекопитающих улучшает теплоизоляцию; перелетные и кочуя птицы мигрируют; летучие мыши и некоторые грызуны впадают в спячку или в зимний сон (медведи и барсуки).

Многолетние

Многолетние ритмы связаны с циклическими колебаниями планетарных факторов — непериодические изменения солнечной активности в течение нескольких лет. Выражаются в интенсивности размножения и колебания численности отдельных видов — массовые размножения перелетной саранчи, бабочек, мышевидных грызунов.

Внутренние биоритмы

Внутренние биоритмы (ритм дыхания, сердцебиения, пищеварения, выделения) относительно самостоятельные биологические циклы живых организмов.

Причины биологических ритмов

Существует две точки зрения на причины биологических ритмов:

• способность организмов реагировать на течение времени в результате периодических биохимических и других процессов, происходящих в каждой клетке организма — наличие «биологических часов». Внешние факторы служат спусковым крючком для внутреннего механизма, они способны влиять на время начала фазы определенного ритма. При постоянных условиях внешней среды ритмичность полностью спонтанная. Примером может служить несовпадение циркадианного ритма и колебаний внешних геофизических факторов.
• циклические изменения напряженности внешних геофизических факторов (геомагнитное поле, температурные колебания и т.д., суточное вращение Земли, приливно-отливные движения Луны). Живой организм только воспринимает циклы внешней среды. Изменения освещения, температуры, влажности могут корректировать биологические часы. При постоянных неестественных условиях может возникнуть регулярное сдвиги биологических ритмов.

История исследования

В 1960-е годы Мишель Сифр, французский спелеолог и «спелеонавт» проводил серию исследований биоритмов, находясь в глубокой пещере в одиночестве и без возможности определения времени и даты. В результате его исследований было открыто, что человеческий организм самостоятельно способен поддерживать близкий до 24 часов биологический цикл. Также было открыто двухсуточный цикл, когда в течение 22 суток средняя продолжительность физиологической суток Сифра составила около 48 часов.

Теория человеческих «трех биоритмов»

Согласно теории «трех главных человеческих биоритмов», каждый человек сочетает в себе набор различных биоритмов: физический, эмоциональный и интеллектуальный. Все биоритмы стартуют одновременно в момент рождения и сразу же начинают расти, потом уменьшаются, затем вновь растут, периодически возвращаясь к исходному значению. Все изменения происходят для всех биоритмов периодически, но не синхронно. Обычно, полный цикл физического биоритма повторяется каждые 23 дня, эмоционального — через 28 дней, а интеллектуальный биоритм имеет период в 33 дня.

Академические исследования отрицают теорию «трех биоритмов». Многочисленные экспериментальные проверки 1970-80х лет полностью опровергли «теорию» как неспособную. В наше время теория трех ритмов научным обществом не признается в и рассматривается как псевдонаука.

Сторонниками теории биоритмы рассматриваются как фундаментальное свойство органического мира, обеспечивает способность организмов к адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды. В организме человека отчетливо выделяются колебания, имеющие периоды уровне или близкие по продолжительности суток, недели, месяца, сезона или года.

Видео по теме

Какие причины биологических ритмов человека?

#1

На
любой организм оказывает влияние определённое время года. Именно из-за
воздействия временного цикла биоритмы постоянно меняются. Стоит учесть, что у
каждого существа и растения существуют различные биоритмы, которые формируются
в период развития и взросления. Например, в осенний период у многих существ
начинается подготовка организма к зиме. Биоритм влияет на линьку животного, его
самочувствие и состояние. Именно биологические
ритмы отвечают за наступление брачного периода у многих особей и его
продолжительность.

#2

Также, на организм влияет изменения, связанные с
продолжительностью дня. Освещение и солнечный свет – это основной жизненный
фактор, который необходим любому организму. Например, если растение находится в
постоянном освещении, даже при искусственном , оно может расти в
непрерывном режиме. Длительность дня тоже влияет на созревание и цветение.
Если летом идёт развитие организма животных и насекомых, то осенью наступает
подготовка к зиме. Это накопление жиров, линька, которая способствует
образованию новой шерсти, подготовка к спячке.

#3

Причины
биологических ритмов обусловлены ;внутренними биологическими часами.
Именно они могут влиять на организм таким образом, что с их помощью можно
определить точное время дня. Они влияют на активность организма в течение
суток. В дневное и утреннее время, например, он активен. С наступлением вечера
и ночи идёт подготовка ко сну и отдыху. Очень важно соблюдать режим, чтобы
поддерживать хорошее самочувствие, активность и здоровье.

Биологические ритмы здоровья | Наука и жизнь

Все живые существа на Земле — от растений до высших млекопитающих — подчиняются суточным ритмам. У человека в зависимости от времени суток циклически меняются физиологическое состояние, интеллектуальные возможности и даже настроение. Ученые доказали, что виной тому колебания концентраций гормонов в крови. В последние годы в науке о биоритмах, хронобиологии было сделано многое, чтобы установить механизм возникновения суточных гормональных циклов. Ученые обнаружили в головном мозге «циркадный центр», а в нем — так называемые «часовые гены» биологических ритмов здоровья.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

‹

›

ХРОНОБИОЛОГИЯ — НАУКА О СУТОЧНЫХ РИТМАХ ОРГАНИЗМА

В 1632 году английский естествоиспытатель Джон Врен в своем «Трактате о травах» («Herbal Treatise») впервые описал дневные циклы тканевых жидкостей в организме человека, которые он, следуя терминоло гии Аристотеля, назвал «гуморы» (лат. humor — жидкость). Каждый из «приливов» тканевой жидкости, по мнению Врена, длился шесть часов. Гуморальный цикл начинался в девять часов вечера выделением первой гуморы желчи — «сhole» (греч. cholе — желчь) и продолжался до трех утра. Затем наступала фаза черной желчи — «melancholy» (греч. melas — черный, chole — желчь), за которой следовала флегма — «phlegma» (греч. phlegma — слизь, мокрота), и, наконец, четвертая гумора — кровь.

Конечно, соотнести гуморы с известными ныне физиологическими жидкостями и тканевыми секретами невозможно. Современная медицинская наука никакой связи физиологии с мистическими гуморами не признает. И все же описанные Вреном закономерности смены настроений, интеллектуальных возможностей и физического состояния имеют вполне научную основу. Наука, изучающая суточные ритмы организма, называется хронобиологией (греч. chronos — время). Ее основные понятия сформулиро вали выдающиеся немецкий и американский ученые профессора Юрген Ашофф и Колин Питтендриг, которых в начале 80-х годов прошлого века даже выдвигали на соискание Нобелевской премии. Но высшую научную награду они, к сожалению, так и не получили.

Главное понятие хронобиологии — дневные циклы, длительность которых периодична — около (лат. circa) дня (лат. dies). Поэтому сменяющие друг друга дневные циклы называются циркадными ритмами. Эти ритмы напрямую связаны с циклической сменой освещенности, то есть с вращением Земли вокруг своей оси. Они есть у всех живых существ на Земле: растений, микроорганизмов, беспозвоночных и позвоночных животных, вплоть до высших млекопитающих и человека.

Каждому из нас известен циркадный цикл «бодрствование — сон». В 1959 году Ашофф обнаружил закономерность, которую Питтендриг предложил назвать «правилом Ашоффа». Под этим названием оно вошло в хронобиологию и историю науки. Правило гласит: «У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте». И действительно, как впоследствии установил Ашофф, при длительной изоляции человека или животных в темноте цикл «бодрствование — сон» удлиняется за счет увеличения продолжительности фазы бодрствования. Из правила Ашоффа следует, что именно свет определяет циркадные колебания организма.

ГОРМОНЫ И БИОРИТМЫ

В течение циркадного дня (бодрствования) наша физиология в основном настроена на переработку накопленных питательных веществ, чтобы получить энергию для активной дневной жизни. Напротив, во время циркадной ночи питательные вещества накапливаются, происходят восстановление и «починка» тканей. Как оказалось, эти изменения в интенсивности обмена веществ регулируются эндокринной системой, то есть гормонами. В том, как работает эндокринный механизм управления циркадными циклами, есть много общего с гуморальной теорией Врена.

Вечером, перед наступлением ночи, в кровь из так называемого верхнего мозгового придатка — эпифиза выделяется «гормон ночи» — мелатонин. Это удивительное вещество производится эпифизом только в темное время суток, и время его присутствия в крови прямо пропорционально длительности световой ночи. В ряде случаев бессонница у пожилых людей связана с недостаточностью секреции мелатонина эпифизом. Препараты мелатонина часто используют в качестве снотворных.

Мелатонин вызывает снижение температуры тела, кроме того, он регулирует продолжительность и смену фаз сна. Дело в том, что человеческий сон представляет собой чередование медленноволновой и парадоксальной фаз. Медленноволновый сон характеризуется низкочастотной активностью коры полушарий. Это — «сон без задних ног», время, когда мозг полностью отдыхает. Во время парадоксального сна частота колебаний электрической активности мозга повышается, и мы видим сны. Эта фаза близка к бодрствованию и служит как бы «трамплином» в пробуждение. Медленноволновая и парадоксальная фазы сменяют одна другую 4-5 раз за ночь, в такт изменениям концентрации мелатонина.

Наступление световой ночи сопровождается и другими гормональными изменениями: повышается выработка гормона роста и снижается выработка адренокортикотропного гормона (АКТГ) другим мозговым придатком — гипофизом. Гормон роста стимулирует анаболические процессы, например размножение клеток и накопление питательных веществ (гликогена) в печени. Не зря говорят: «Дети растут во сне». АКТГ вызывает выброс в кровь адреналина и других «гормонов стресса» (глюкокортикоидов) из коры надпочечников, поэтому снижение его уровня позволяет снять дневное возбуждение и мирно заснуть. В момент засыпания из гипофиза выделяются опиоидные гормоны, обладающие наркотическим действием, — эндорфины и энкефалины. Именно поэтому процесс погружения в сон сопровождается приятными ощущениями.

Перед пробуждением здоровый организм должен быть готов к активному бодрствованию, в это время кора надпочечников начинает вырабатывать возбуждающие нервную систему гормоны — глюкокортикоиды. Наиболее активный из них — кортизол, который приводит к повышению давления, учащению сердечных сокращений, повышению тонуса сосудов и снижению свертываемости крови. Вот почему клиническая статистика свидетельствует о том, что острые сердечные приступы и внутримозговые геморрагические инсульты в основном приходятся на раннее утро. Сейчас разрабатываются препараты, снижающие артериальное давление, которые смогут достигать пика концентрации в крови только к утру, предотвращая смертельно опасные приступы.

Почему некоторые люди встают «ни свет, ни заря», а другие не прочь поспать до полудня? Оказывается, известному феномену «сов и жаворонков» есть вполне научное объяснение, которое базируется на работах Жэми Зейцер из Исследовательского центра сна (Sleep Research Center) Станфордского университета в Калифорнии. Она установила, что минимальная концентрация кортизола в крови обычно приходится на середину ночного сна, а ее пик достигается перед пробуждением. У «жаворонков» максимум выброса кортизола происходит раньше, чем у большинства людей, — в 4-5 часов утра. Поэтому «жаворонки» более активны в утренние часы, но быстрее утомляются к вечеру. Их обычно рано начинает клонить ко сну, поскольку гормон сна — мелатонин поступает в кровь задолго до полуночи. У «сов» ситуация обратная: мелатонин выделяется позже, ближе к полуночи, а пик выброса кортизола сдвинут на 7-8 часов утра. Указанные временные рамки сугубо индивидуальны и могут варьировать в зависимости от выраженности утреннего («жаворонки») или вечернего («совы») хронотипов.

«ЦИРКАДНЫЙ ЦЕНТР» НАХОДИТСЯ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ

Что же это за орган, который управляет циркадными колебаниями концентрации гормонов в крови? На этот вопрос ученые долгое время не могли найти ответ. Но ни у кого из них не возникало сомнений, что «циркадный центр» должен находиться в головном мозге. Его существование предсказывали и основатели хронобиологии Ашофф и Питтендриг. Внимание физиологов привлекла давно известная анатомам структура головного мозга — супрахиазматическое ядро, расположенное над (лат. super) перекрестом (греч. chiasmos) зрительных нервов. Оно имеет сигарообразную форму и состоит, например, у грызунов всего из 10 000 нейронов, что очень немного. Другое же, близко расположенное от него, ядро, параветрикулярное, содержит сотни тысяч нейронов. Протяженность супрахиазматического ядра также невелика — не более половины миллиметра, а объем — 0,3 мм³ .

В 1972 году двум группам американских исследователей удалось показать, что супрахиазматическое ядро и есть центр управления биологическими часами организма. Для этого они разрушили ядро в мозге мышей микрохирургическим путем. Роберт Мур и Виктор Эйхлер обнаружили, что у животных с нефункционирующим супрахиазматическим ядром пропадает цикличность выброса в кровь гормонов стресса — адреналина и глюкокортикоидов. Другая научная группа под руководством Фредерика Стефана и Ирвина Цукера изучала двигательную активность грызунов с удаленным «циркадным центром». Обычно мелкие грызуны после пробуждения все время находятся в движении. В лабораторных условиях для регистрации движения к колесу, в котором животное бежит на месте, подсоединяется кабель. Мышки и хомячки в колесе диаметром 30 см пробегают 15-20 км за день! По полученным данным строятся графики, которые называются актограммами. Оказалось, что разрушение супрахиазматического ядра приводит к исчезновению циркадной двигательной активности животных: периоды сна и бодрствования становятся у них хаотичными. Они перестают спать в течение циркадной ночи, то есть в светлое время суток, и бодрствовать циркадным днем, то есть с наступлением темноты.

Супрахиазматическое ядро — структура уникальная. Если ее удалить из мозга грызунов и поместить в «комфортные условия» с теплой питательной средой, насыщенной кислородом, то несколько месяцев в нейронах ядра будут циклически меняться частота и амплитуда поляризации мембраны, а также уровень выработки различных сигнальных молекул — нейротрансмиттеров, передающих нервный импульс с одной клетки на другую.

Что помогает супрахиазматическому ядру сохранять такую стабильную цикличность? Нейроны в нем очень плотно прилегают друг к другу, формируя большое количество межклеточных контактов (синапсов). Благодаря этому изменения электрической активности одного нейрона мгновенно передаются всем клеткам ядра, то есть происходит синхронизация деятельности клеточной популяции. Помимо этого, нейроны супрахиазматического ядра связаны особым видом контактов, которые называются щелевыми. Они представляют собой участки мембран соприкасающихся клеток, в которые встроены белковые трубочки, так называемые коннексины. По этим трубочкам из одной клетки в другую движутся потоки ионов, что также синхронизирует «работу» нейронов ядра. Убедительные доказательства такого механизма представил американский профессор Барри Коннорс на ежегодном съезде нейробиологов «Neuroscience-2004», прошедшим в октябре 2004 года в Сан-Диего (США).

По всей вероятности, супрахиазматическое ядро играет большую роль в защите организма от образования злокачественных опухолей. Доказательство этого в 2002 году продемонстрировали французские и британские исследователи под руководством профессоров Франсис Леви и Майкла Гастингса. Мышам с разрушенным супрахиазматическим ядром прививали раковые опухоли костной ткани (остеосаркома Глазго) и поджелудочной железы (аденокарцинома). Оказалось, что у мышей без «циркадного центра» скорость развития опухолей в 7 раз выше, чем у их обычных собратьев. На связь между нарушениями циркадной ритмики и онкологическими заболеваниями у человека указывают и эпидемиологические исследования. Они свидетельствуют о том, что частота развития рака груди у женщин, длительно работающих в ночную смену, по разным данным, до 60% выше, чем у женщин, работающих в дневное время суток.

ЧАСОВЫЕ ГЕНЫ

Уникальность супрахиазматического ядра еще и в том, что в его клетках работают так называемые часовые гены. Эти гены были впервые обнаружены у плодовой мушки дрозофилы в аналоге головного мозга позвоночных животных — головном ганглии, протоцеребруме. Часовые гены млекопитающих по своей нуклеотидной последовательности оказались очень похожи на гены дрозофилы. Выделяют два семейства часовых генов — периодические (Пер1, 2, 3) и криптохромные (Кри1 и 2). Продукты деятельности этих генов, Пер- и Кри-белки, обладают интересной особенностью. В цитоплазме нейронов они образуют между собой молекулярные комплексы, которые проникают в ядро и подавляют активацию часовых генов и, естественно, выработку соответствующих им белков. В результате концентрация Пер- и Кри-белков в цитоплазме клетки уменьшается, что снова приводит к «разблокированию» и активации генов, которые начинают производить новые порции белков. Так обеспечивается цикличность работы часовых генов. Предполагается, что часовые гены как бы настраивают биохимические процессы, происходящие в клетке, на работу в циркадном режиме, но то, как происходит синхронизация, пока непонятно.

Интересно, что у животных, из генома которых генно-инженерными методами исследователи удалили один из часовых генов Пер 2, спонтанно развиваются опухоли крови — лимфомы.

СВЕТОВОЙ ДЕНЬ И БИОРИТМЫ

Циркадные ритмы «придуманы» природой, чтобы приспособить организм к чередованию светлого и темного времени суток и поэтому не могут не быть связаны с восприятием света. Информация о световом дне поступает в супрахиазматическое ядро из светочувствительной оболочки (сетчатки) глаза. Световая информация от фоторецепторов сетчатки, палочек и колбочек по окончаниям ганглионарных клеток передается в супрахиазматическое ядро. Ганглионарные клетки не просто передают информацию в виде нервного импульса, они синтезируют светочувствительный фермент — меланопсин. Поэтому даже в условиях, когда палочки и колбочки не функционируют (например, при врожденной слепоте), эти клетки способны воспринимать световую, но не зрительную информацию и передавать ее в супрахиазматическое ядро.

Можно подумать, что в полной темноте никакой циркадной активности у супрахиазматического ядра наблюдаться не должно. Но это совсем не так: даже в отсутствие световой информации суточный цикл остается стабильным — изменяется лишь его продолжительность. В случае когда информация о свете в супрахиазматическое ядро не поступает, циркадный период у человека по сравнению с астрономическими сутками удлиняется. Чтобы доказать это, в 1962 году «отец хронобиологии» профессор Юрген Ашофф, о котором шла речь выше, на несколько дней поместил в абсолютно темную квартиру двух волонтеров — своих сыновей. Оказалось, что циклы «бодрствование — сон» после помещения людей в темноту растянулись на полчаса. Сон в полной темноте становится фрагментар ным, поверхностным, в нем доминирует медленноволновая фаза. Человек перестает ощущать сон как глубокое отключение, он как бы грезит наяву. Через 12 лет француз Мишель Сиффрэ повторил эти эксперимен ты на себе и пришел к аналогичным результатам. Интересно, что у ночных животных цикл в темноте, наоборот, сокращается и составляет 23,4 часа. Смысл таких сдвигов в циркадных ритмах до сих пор не вполне ясен.

Изменение длительности светового дня влияет на активность супрахиазматического ядра. Если животных, которых в течение нескольких недель содержали в стабильном режиме (12 часов при свете и 12 часов в темноте), затем помещали в другие световые циклы (например, 18 часов при свете и 6 часов в темноте), у них происходило нарушение периодичности активного бодрствования и сна. Подобное происходит и с человеком, когда изменяется освещенность.

Цикл «сон — бодрствование» у диких животных полностью совпадает с периодами светового дня. В современном человеческом обществе «24/7» (24 часа в сутках, 7 дней в неделе) несоответствие биологических ритмов реальному суточному циклу приводит к «циркадным стрессам», которые, в свою очередь, могут служить причиной развития многих заболеваний, включая депрессии, бессонницу, патологию сердечно-сосудистой системы и рак. Существует даже такое понятие, как сезонная аффективная болезнь — сезонная депрессия, связанная с уменьшением продолжительности светового дня зимой. Известно, что в северных странах, например в Скандинавии, где несоответствие длительно сти светового дня активному периоду особенно ощутимо, среди населения очень велика частота депрессий и суицидов.

При сезонной депрессии в крови больного повышается уровень основного гормона надпочечников — кортизола, который сильно угнетает иммунную систему. А сниженный иммунитет неминуемо ведет к повышенной восприимчивости к инфекционным болезням. Так что не исключено, что короткий световой день — одна из причин всплеска заболеваемости вирусными инфекциями в зимний период.

СУТОЧНЫЕ РИТМЫ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ

На сегодняшний день установлено, что именно супрахиазматическое ядро посылает сигналы в центры мозга, ответственные за циклическую выработку гормонов-регуляторов суточной активности организма. Одним из таких регуляторных центров служит паравентрикулярное ядро гипоталамуса, откуда сигнал о «запуске» синтеза гормона роста или АКТГ передается в гипофиз. Так что супрахиазматическое ядро можно назвать «дирижером» циркадной активности организма. Но и другие клетки подчиняются своим циркадным ритмам. Известно, что в клетках сердца, печени, легких, поджелудочной железы, почек, мышечной и соединительной тканей работают часовые гены. Деятельность этих периферических систем подчинена своим собственным суточным ритмам, которые в целом совпадают с цикличностью супрахиазматического ядра, но сдвинуты во времени. Вопрос о том, каким образом «дирижер циркадного оркестра» управляет функционированием «оркестрантов», остается ключевой проблемой современной хронобиологии.

Циклично функционирующие органы довольно легко вывести из-под контроля супрахиазмати ческого ядра. В 2000-2004 годах вышла серия сенсационных работ швейцарской и американской исследовательских групп, руководимых Юли Шиблером и Майклом Менакером. В экспериментах, проведенных учеными, ночных грызунов кормили только в светлое время суток. Для мышей это так же противоестественн о, как для человека, которому давали бы возможность есть только ночью. В результате циркадная активность часовых генов во внутренних органах животных постепенно перестраивал ась полностью и переставала совпадать с циркадной ритмикой супрахиазматического ядра. Возвращение же к нормальным синхронным биоритмам происходило сразу после начала их кормления в обычное для них время бодрствования, то есть ночное время суток. Механизмы этого феномена пока неизвестны. Но одно ясно точно: вывести все тело из-под контроля супрахиазматического ядра просто — надо лишь кардинально изменить режим питания, начав обедать по ночам. Поэтому строгий режим приема пищи не пустой звук. Особенно важно следовать ему в детстве, поскольку биологические часы «заводятся» в самом раннем возрасте.

Сердце, как и все внутренние органы, тоже обладает собственной циркадной активностью. В искусственных условиях оно проявляет значительные циркадные колебания, что выражается в циклическом изменении его сократительной функции и уровня потребления кислорода. Биоритмы сердца совпадают с активностью «сердечных» часовых генов. В гипертрофированном сердце (в котором мышечная масса увеличена из-за разрастания клеток) колебания активности сердца и «сердечных» часовых генов исчезают. Поэтому не исключено и обратное: сбой в суточной активности клеток сердца может вызвать его гипертрофию с последующим развитием сердечной недостаточности. Так что нарушения режима дня и питания с большой вероятностью могут быть причиной сердечной патологии.

Суточным ритмам подчинены не только эндокринная система и внутренние органы, жизнедеятельность клеток в периферических тканях тоже идет по специфической циркадной программе. Эта область исследований только начинает развиваться, но уже накоплены интересные данные. Так, в клетках внутренних органов грызунов синтез новых молекул ДНК преимущественно приходится на начало циркадной ночи, то есть на утро, а деление клеток активно начинается в начале циркадного дня, то есть вечером. Циклически меняется интенсивность роста клеток слизистой оболочки рта человека. Что особенно важно, согласно суточным ритмам меняется и активность белков, отвечающих за размножение клеток, например топоизомеразы II α — белка, который часто служит «мишенью» действия химиотерапевтических препаратов. Данный факт имеет исключительное значение для лечения злокачественных опухолей. Как показывают клинические наблюдения, проведение химиотерапии в циркадный период, соответствующий пику выработки топоизомеразы, намного эффективнее, чем однократное или постоянное введение химиопрепаратов в произвольное время.

Ни у кого из ученых не вызывает сомнения, что циркадные ритмы — один из основополагающих биологических механизмов, благодаря которому за миллионы лет эволюции все обитатели Земли приспособились к световому суточному циклу. Хотя человек и является высокоприспособленным существом, что и позволило ему стать самым многочисленным видом среди млекопитающих, цивилизация неизбежно разрушает его биологический ритм. И в то время как растения и животные следуют природной циркадной ритмике, человеку приходится намного сложнее. Циркадные стрессы — неотъемлемая черта нашего времени, противостоять им крайне непросто. Однако в наших силах бережно относиться к «биологическим часам» здоровья, четко следуя режиму сна, бодрствования и питания.

Иллюстрация «Жизнь растений по биологическим часам.»

Не только животные, но и растения живут по «биологическим часам». Дневные цветы закрывают и открывают лепестки в зависимости от освещенности — это известно всем. Однако не каждый знает, что образование нектара тоже подчиняется суточным ритмам. Причем пчелы опыляют цветы только в определенные часы — в моменты выработки наибольшего количества нектара. Это наблюдение было сделано на заре хронобиологии — в начале ХХ века — немецкими учеными Карлом фон Фришем и Ингеборгом Белингом.

Иллюстрация «Схема «идеальных» суточных ритмов синтеза «гормона бодрствования» — кортизола и «гормона сна» — мелатонина.»

У большинства людей уровень кортизола в крови начинает нарастать с полуночи и достигает максимума к 6-8 часам утра. К этому времени практически прекращается выработка мелатонина. Приблизительно через 12 часов концентрация кортизола начинает снижаться, а спустя еще 2 часа запускается синтез мелатонина. Но эти временные рамки весьма условны. У «жаворонков», например, кортизол достигает максимального уровня раньше — к 4-5 часам утра, у «сов» позже — к 9-11 часам. В зависимости от хронотипа смещаются и пики выброса мелатонина.

Иллюстрация «График зависимости количества инфарктов со смертельным исходом.»

На графике представлена зависимость количества инфарктов со смертельным исходом среди больных, поступивших в клинику Медицинского колледжа университета Кентукки (США) в 1983 году, от времени суток. Как видно из графика, пик количества сердечных приступов приходится на временной промежуток с 6 до 9 часов утра. Это связано с циркадной активацией сердечно-сосудистой системы перед пробуждением.

Иллюстрация «Супрахиазматическое ядро.»

Если супрахиазматическое ядро поместить в «комфортные» физиологические условия (левый снимок) и записать электрическую активность его нейронов в течение суток, то она будет выглядеть как периодические нарастания амплитуды разрядов (потенциала действия) с максимумами каждые 24 часа (правая диаграмма).

Иллюстрация «Ночные животные — хомяки в период бодрствования находятся в постоянном движении.»

В лабораторных условиях для регистрации двигательной активности грызунов к колесу, в котором животное бежит на месте, подсоединяется кабель. По полученным данным строятся графики, которые называются актограммами.

Иллюстрация «Главный «дирижер» биологических ритмов — супрахиазматическое ядро (СХЯ) располагается в гипоталамусе, эволюционно древнем отделе мозга.»

Гипоталамус выделен рамкой на верхнем рисунке, сделанном с продольного разреза мозга человека. Супрахиазматическое ядро лежит над перекрестом зрительных нервов, через которые оно получает световую информацию из сетчатки глаза. Правый нижний рисунок — это срез гипоталамуса мыши, покрашенный в синий цвет. На левом нижнем рисунке то же самое изображение представлено схематически. Парные шарообразные образования — скопление нейронов, формирующих супрахиазматическое ядро.

Иллюстрация «Схема синтеза «гормона ночи» — мелатонина.»

Мелатонин вызывает засыпание, а его колебания в ночное время суток приводят к смене фаз сна. Секреция мелатонина подчиняется циркадной ритмике и зависит от освещенности: темнота ее стимулирует, а свет, наоборот, подавляет. Информация о свете у млекопитающих поступает в эпифиз сложным путем: от сетчатки глаза до супрахиазматического ядра (ретино-гипоталамический тракт), затем от супрахиазматического ядра до верхнего шейного узла и от верхнего шейного узла в эпифиз. У рыб, амфибий, рептилий и птиц освещенность может управлять выработкой мелатонина через эпифиз напрямую, поскольку свет легко проходит через тонкий череп этих животных. Отсюда еще одно название эпифиза — «третий глаз». Как мелатонин управляет засыпанием и сменой фаз сна, пока непонятно.

Иллюстрация «Супрахиазматическое ядро — контролер циркадной ритмики различных органов и тканей.»

Оно осуществляет свои функции, регулируя выработку гормонов гипофизом и надпочечниками, а также с помощью непосредственной передачи сигнала по отросткам нейронов. Циркадную активность периферических органов можно вывести из-под контроля супрахиазматического ядра, нарушив режим питания — принимая пищу по ночам.

Что такое биологические ритмы человека и их влияние

Что такое биологические ритмы

Биологические ритмы — это определенные процессы в организме человека, которые повторяются с периодичностью, влияют на жизнь, работоспособность человека. Их значение нельзя недооценивать. Биоритмы предусмотрены в ходе эволюционных изменений, крайне важны. В этой статье мы подробно рассмотрим существующие биоритмы, опишем их влияние на жизнедеятельность человека.

Все процессы в организме человека имеют цикличность. Изменения внешней среды, различного рода процессы оказывают сильное влияние на биологические ритмы человека. Явления природы также цикличны, существуют годовые, сезонные циклы, приливы, отливы, лунные, солнечные циклы. Любые изменения во внешней среде влияют на внутренние ритмы человека.
Все живые существа, начиная с одноклеточных имеют биоритмы.

Доказано учеными, в генетическом материале заложена цикличность. Биоритмы имеют довольно-таки важное значение, любые нарушения цикличности внутренних процессов организма могут привести к различным заболеваниями, даже смерти. Влияние биоритмов на жизнь человека полностью научно доказано.

Виды на которые делятся биологические ритмы

1. Биоритмы бывают различными по времени. Выделяют: многолетние, годовые, месячные, суточные. Примеры, суточное колебание температуры тела – до одного градуса, менструальные циклы у женщин.
2. Биоритмы подразделяются в зависимости от своих функций на экологические, физиологические. Условия окружающей среды изменчивы, к ним нужно адаптироваться, за это отвечают экологические биологически ритмы. Пульс, дыхание, периоды бодрствования на протяжении дня, сна – физиологические биоритмы.
3. Также биоритмы можно поделить на интеллектуальные, эмоциональные, физические.

Еще периоды биологических ритмов:

• 33 дня – период интеллектуального биоритма. В середине цикла умственные способности усиливаются. Данный цикл связан с памятью, логикой, вниманием, сообразительностью. В большей степени проявляется у людей, занимающихся интеллектуальным трудом.

• 28 дней – период эмоционального цикла. Данный цикл отвечает за психоэмоциональный фон. Пик активности – середина цикла. Наиболее характерен для коммуникабельных людей, людей творческих процессий.

• 23 дня – физический цикл. Наиболее характерен для спортсменов. Пик активности – середина цикла.

Влияние биологических ритмов на сон

Биоритмы крайне важны, они влияют на процессы бодрствования и сна. Предусмотрены генетически. Люди подразделяются на три типа.

1. «Совы» — любят поздно ложиться спать, при этом тяжело рано вставать. Основной пик активности приходится на вечерние, ночные часы.
2. «Жаворонки» — любят рано вставать, при этом рано ложатся спать. Наиболее трудоспособны в первой половине дня.
3. «Голуби» — по-разному ложатся спать, по-разному просыпаются. Наиболее трудоспособны днем, в середине дня.

Каждый человек должен подстраиваться под внутренние биологические ритмы, чтобы организму было наиболее комфортно, это касается сна.

Питание

Питание должно быть сбалансированным, разнообразным, здоровым. Важно соблюдать определенные биоритмы.

Все приемы пищи должны быть в строго определенное время. Таким образом, организму будет легче, можно будет избежать нарушений работы пищеварительного тракта, проблем с ожирением, плохого настроения.

Неправильное, несбалансированное питание плохо сказывается на самочувствие, здоровье человека. Важно не нарушать внутренние биологические ритмы, питаться правильно, вовремя. В противном случае возможно появление различного рода болезней, ухудшение психоэмоционального состояния, апатия, депрессия, упадок сил.

Немаловажно соблюдать питьевой режим. Важно пить до двух литров жидкости в день. Чистая вода имеет ряд положительных свойств, которые позитивно влияют на состояние организма. При заболеваниях необходимо обильное питье, вода вымывает бактерии, инфекции из организма, очищает организм.

Нарушение биологических ритмов

Если постоянно нарушать присущую организму цикличность, не прислушиваться к сигналам собственного организма, можно существенно ухудшить состояние здоровье. Из-за этого влияния возможно возникновение ряда соматических заболеваний, ухудшение настроения, состояния организма в целом. Нарушение биоритмов снижает работоспособность, в некоторых случаях ведет к инвалидности.

Индивидуальные особенности нужно учитывать при выборе режимов трудовой деятельности. Работа в ночные часы может быть непосильна ряду людей. Это может негативно сказаться на здоровье, нарушаться работа внутренних органов, может наступить апатия, депрессия, психозы, плохой сон. Очень важно правильно соблюдать периоды сна, бодрствования, соблюдать режим.

Как предотвратить сбои биоритмов

Один из способов не сбивать биологические ритмы — это здоровый образ жизни, правильное питание в одно и то же время.

Всем известно, что важно вести здоровый образ жизни, правильно питаться.

Несбалансированное, нерегулярное питание может привести к болезни, ухудшению настроения, снижению работоспособности. Питание должно быть четко в определенные часы, сбалансированным, разнообразным.

• Регулярные спортивные нагрузки.
  Спорт крайне полезен для здоровья. Он нормализует внутренние процессы организма, нормализует биологические ритмы. Люди, ведущие малоподвижный образ жизни, больше склонны к возникновению различного рода болезней. Даже если у вас уже есть болезнь, спорт не стоит полностью исключать.
  Пример, при болезни суставов необходимо делать специальные упражнения, чтобы улучшить состояние организма.
  С помощью спорта можно добиться больших успехов, хорошего самочувствия, отличного настроения. Кардионагрузки, силовые нагрузки, бег, плаванье, йога помогут быть в тонусе, хорошо выглядеть, хорошо себя чувствовать и будут положительно влиять на биологические ритмы.
  
• Избежание стрессов.
  Современная жизнь имеет динамичный темп. Каждый день мы сталкиваемся с новыми задачами, ищем пути их разрешения. Возникают стрессовые ситуации. Они могут быть как на работе, так и в семейной жизни. Реакцией организма на стресс может быть повышенная раздражительность, агрессия, нарушение режима сна. Может возникнуть бессонница. Это крайне негативно сказывается на работу всех внутренних систем. Силы организма истощаются. В данном случае необходимо обратиться к специалисту. Чтобы не было проблем со здоровьем, чтобы было хорошее самочувствие, необходимо избегать стрессов. Можно грамотно оптимизировать свою жизнь, правильно её улучшить, убрать стрессовые факторы. Перестать ходить на нелюбимую работу, сменить вид деятельности. Необходимо избавиться от источника стресса, тогда удастся наладить собственные биологические ритмы. Если избавится от проблемы не удается, можно изменить свою реакцию, отношение. Попробуйте найти внутренний баланс, думайте позитивно. Ведь вы не в силах изменить то, что вам неподвластно. Ищите во всем плюсы.
  
• Правильный режим сна, бодрствования.
  Подбор работы с учетом личных биоритмов. После бурного дня, полного яркими впечатлениями, необходимо восстанавливать силы, спать. Лучше следовать внутренним биоритмам, ложиться в нужное время, во время вставать. Лучше ложиться спать и вставать в конкретное время. Организм привыкнет к распорядку, станет лучше функционировать и будет хороший сон. Работа в ночные часы может быть опасна для здоровья. Ночью ухудшаются память, внимание, организм нацелен на сон, функции внутренних органов замедляются. Стоит избегать нарушений режима, работы в ночные часы, работать нужно в наиболее продуктивное время, днем.
  
• Работа в наиболее активные часы. Такой подход поможет увеличить работоспособность.

Заключение

Биологические ритмы – присущи каждому живому существу на планете. Они обусловлены адаптации живых организмов в процессе эволюции к динамично меняющимся условиям внешней среды. Биоритмы представляют собой повторяющиеся циклы различных процессов организма.

Важно не нарушать биологические ритмы. Они могут выйти из-под контроля. Начнутся серьезные проблемы со здоровьем.

Нарушение биоритмов может негативно сказаться на общем самочувствии, работе внутренних органов, настроении, психоэмоциональном состоянии. Может наступить депрессия, апатия, другие расстройства.

Чтобы не было проблем с биологическими часами, важно вести правильный образ жизни, заниматься спортом, регулярно питаться, во время ложиться спать, во время вставать, избегать стрессов. Неправильный режим, нездоровый образ жизни негативно влияют на здоровье, состояния организма в целом, внешний вид, самочувствие, работоспособность.

Биоритмы – важная часть человеческой жизни. Важно прислушиваться к своим внутренним часам, во время удовлетворять нужды, потребности организма.

Биологический ритм — это… Что такое Биологический ритм?

Биологи́ческие ри́тмы — периодически повторяющиеся изменения в ходе биологических процессов в организме или явлений природы. Является фундаментальным процессом в живой природе. Наукой, изучающей биоритмы, является хронобиология. По связи с естественными ритмами окружающей среды биоритмы подразделяются на физиологические и экологические.

Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающей среды. (суточные, сезонные, приливные и лунные ритмы). Благодаря экологическим ритмам, организм ориентируется во времени и заранее готовится к ожидаемым условиям существования. Экологические ритмы служат организму как биологические часы.

Физиологические ритмы не совпадают с каким-либо естественным ритмом (ритмы давления, биения сердца и артериального давления). Имеются данные о влиянии, например, магнитного поля Земли на период и амплитуду энцефалограммы человека. По причине возникновения биоритмы делятся на эндогенные (внутренние причины) и экзогенные (внешние). По длительности биоритмы делятся на циркадианные (около суток), инфрадианные (более суток) и ультрадианные (менее суток).

Инфрадианные ритмы

Ритмы длительностью больше суток. Примеры: впадение в зимнюю спячку (животные), менструальные циклы у женщин (человек).

Существует тесная зависимость между фазой солнечного цикла и антропометрическими данными молодежи. Акселерация весьма подвержена солнечному циклу: тенденция к повышению модулируется волнами, синхронными с периодом «переполюсовки» магнитного поля Солнца (а это удвоенный 11-летний цикл, то есть 22 года). В деятельности Солнца выявлены и более длительные периоды, охватывающие несколько столетий. Важное практическое значение имеет также исследование других многодневных (околомесячных, годовых и пр.) ритмов, датчиком времени для которых являются такие периодические изменения в природе, как смена сезонов, лунные циклы и др.

Ультрадианные ритмы

Ритм длительностью меньше суток. Пример-концентрация внимания, уменьшение болевой чувствительности вечером, процессы секреции, цикличность фаз, чередующихся на протяжении 6-8-часового нормального сна у человека. В опытах на животных было установлено, что чувствительность к химическим и лучевым поражениям колеблется в течение суток очень заметно

Циркадианные (околосуточные) ритмы

Центральное место среди ритмических процессов занимает циркадианный ритм, имеющий наибольшее значение для организма. Понятие циркадианного (околосуточного) ритма ввел в 1959 году Халберг. Он является видоизменением суточного ритма с периодом 24 часа, протекает в константных условиях и принадлежит к свободно текущим ритмам. Это ритмы с не навязанным внешними условиями периодом. Они врожденные, эндогенные, то есть обусловлены свойствами самого организма. Период циркадианных ритмов длится у растений 23-28 часов, у животных 23-25 часов.

Поскольку организмы обычно находятся в среде с циклическими изменениями ее условий, то ритмы организмов затягиваются этими изменениями и становятся суточными. Циркадианные ритмы обнаружены у всех представителей животного царства и на всех уровнях организации. В опытах на животных установлено наличие ЦР двигательной активности, температуры тела и кожи, частоты пульса и дыхания, кровяного давления и диуреза. Суточным колебаниям оказались подвержены содержания различных веществ в тканях и органах, например, глюкозы, натрия и калия в крови, плазмы и сыворотки в крови, гормонов роста и др. По существу, в околосуточном ритме колеблются все показатели эндокринные и гематологические, показатели нервной, мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем. В этом ритме содержание и активность десятков веществ в различных тканях и органах тела, в крови, моче, поте, слюне, интенсивность обменных процессов, энергетическое и пластическое обеспечение клеток, тканей и органов. Этому же циркадианному ритму подчинены чувствительность организма к разнообразным факторам внешней среды и переносимость функциональных нагрузок. У человека выявлено около 500 функций и процессов, имеющих циркадианную ритмику.

Установлена зависимость суточной периодики, присущей растениям, от фазы их развития. В коре молодых побегов яблони был выявлен суточный ритм содержания биологически активного вещества флоридзина, характеристики которого менялись соответственно фазам цветения, интенсивного роста побегов и т. д. Одно из наиболее интересных проявлений биологического измерения времени — суточная периодичность открывания и закрывания цветков и растений.

Экзогенные биологические ритмы

Влияние (отражение) лунных ритмов на отлив и прилив морей и океанов. Соответствуют по циклу фазам Луны (29.53 суток) или лунным суткам (24.8 часов). Лунные ритмы хорошо заметны у морских растений и животных, наблюдаются при культивировании микроорганизмов.

Психологи отмечают изменения в поведении некоторых людей, связанные с фазами луны, в частности, известно, что в новолуние растёт число самоубийств, сердечных приступов и пр. Возможно, менструальный цикл связан с лунным циклом.

Псевдонаучная теория «трёх ритмов»

Теория «трех ритмов» о полной независимости этих многодневных ритмов как от внешних факторов, так и от возрастных изменений самого организма. Пусковым механизмом этих исключительных ритмов является только момент рождения (или зачатия) человека. Родился человек, и возникли ритмы с периодом в 23, 28 и 33 суток, определяющие уровень его физической, эмоциональной и интеллектуальной активности. Графическим изображением этих ритмов является синусоида. Однодневные периоды, в которые происходит переключение фаз («нулевые» точки на графике) и которые якобы отличаются снижением соответствующего уровня активности, получили название критических дней. Если одну и ту же «нулевую» точку пересекают одновременно две или три синусоиды, то такие «двойные» или «тройные» критические дни особенно опасны. Не подтверждено исследованиями.

Теории «трех биоритмов» около ста лет. Интересно, что ее авторами стали три человека: Герман Свобода, Вильгельм Флисс, открывшие эмоциональный и физический биоритмы, а также Фридрих Тельчер — исследовавший интеллектуальный ритм. Психолога Германа Свободу и отоларинголога Вильгельма Флисса можно считать «дедушками» теории биоритмов. В науке такое случается очень редко, но одинаковые результаты они получили независимо друг от друга. Свобода работал в Вене. Анализируя поведение своих пациентов, он заметил, что их мысли, идеи, импульсы к действию повторяются с определенной периодичностью. Герман Свобода пошел дальше и начал анализировать начало и развитие болезней, особенно цикличность сердечных и астматических приступов. Результатом этих исследований стало открытие ритмичности физических (22 дня) и психических (27 дней) процессов. Доктора Вильгельма Флисса, который жил в Берлине, заинтересовала сопротивляемость организма человека болезням. Почему дети с одинаковыми диагнозами в одно время имеют иммунитет, а в другое — умирают? Собрав данные о начале болезни, температуре и смерти, он связал их с датой рождения. Расчеты показали, что изменения иммунитета можно прогнозировать с помощью 22-дневного физического и 27-дневного эмоционального биоритмов. «Отцом» теории «трех биоритмов» стал преподаватель с Инсбрука (Австрия) Фридрих Тельчер. Новомодные биоритмы подтолкнули его к своим исследованиям. Как и все педагоги Тельчер заметил, что желание и способность студентов воспринимать, систематизировать и использовать информацию, генерировать идеи время от времени изменяется, то есть имеет ритмический характер. Сопоставив даты рождений студентов, экзаменов, их результаты, он открыл интеллектуальный ритм с периодом 32 дня. Тельчер продолжал свои исследования, изучая жизнь творческих людей. В результате он нашел «пульс» нашей интуиции — 37 дней, но со временем этот ритм «потерялся». Все новое с трудом пробивает себе дорогу. Несмотря на профессорские звания и то, что одинаковые открытия были сделаны независимо, основатели теории «трех биоритмов» имели многих противников и оппонентов. Исследования биоритмов продолжались в Европе, США, Японии. Особенно интенсивным этот процесс стал с открытием ЭВМ и более современных компьютеров. В 70 — 80 гг. биоритмы завоевали весь мир. Сейчас мода на биоритмы прошла, но все в природе имеет свойство повторяться.

Академические исследователи отрицают «теорию» трех биоритмов. Теоретическая критика «теории» излагается, например, в научно-популярной книге^[1] признанного специалиста в хронобиологии Артура Уинфри. К сожалению, авторы научных (не научно-популярных) трудов не сочли нужным специально уделить время критике, однако знакомство с их работами (на русском языке есть замечательный сборник^[2] под редакцией Юргена Ашоффа, книга^[3]Л. Гласса. и М. Мэки. и другие источники) позволяют сделать вывод, что «теория» трех биоритмов несостоятельна. Гораздо убедительнее, однако, экспериментальная критика «теории». Многочисленные экспериментальные проверки^[4][5][6] 70-80х годов полностью опровергли «теорию» как несостоятельную.

К сожалению, благодаря широкому распространению лженаучной теории трех ритмов, слова «биоритм» и «хронобиология» нередко ассоциируются с антинаукой. На самом деле, хронобиология представляет собой научную доказательную дисциплину, лежащую в традиционном академическом русле исследований, а путаница возникает в связи с недобросовестностью мошенников (например, первая ссылка в поисковике Google по запросу «хронобиология» — сайт, рекламирующий услуги шарлатанов).

Бытовое использование и программы для «определения биоритмов»

Термин Биори́тм используют также для определения предполагаемых циклов спадов и подъемов физической либо психической активности человека не зависящий ни от расы, ни от национальности человека, ни от каких либо других факторов.

Существуют многочисленные программы для определения биоритмов, все они привязываются к дате рождения и не имеют научного обоснования.

В многочисленных алгоритмах таких расчётов предполагается, что, якобы, человек со дня рождения находится под воздействием трех устойчивых и неизменных биологических ритмов: физическом, эмоциональном и интеллектуальном.

• Физический цикл равен 23 дням. Он определяет энергию человека, его силу, выносливость, координацию движения.
• Эмоциональный цикл равен 28 дням и обусловливает состояние нервной системы и настроение.
• Интеллектуальный цикл (33 дня), он определяет творческую способность личности.

Считается, что любой из циклов состоит из двух полупериодов, положительного и отрицательного. В положительный полупериод биоритма, человек испытывает положительное влияние данного биоритма, в отрицательный полупериод — отрицательное влияние. Существует также критическое состояние биоритма, когда его значение равно нулю — в этот момент влияние данного биоритма на человека имеет непредсказуемый характер. Энтузиасты таких вычислений считают, что общее состояние человека определяется его «уровнем положительных циклов». Программы суммируют амплитуды трёх «циклов» и выдают «благоприятные и неблагоприятные даты».

• Все эти алгоритмы и программы не имеют никакого научного обоснования, и относятся исключительно к сфере псевдонауки.

Научное обоснование есть: 1.Браун Ф. Биологические ритмы. В кн.: Сравнительная физиология животных. Т.2, М.: Мир, 1977, с.210-260.; 2.Горшков М. М. Влияние луны на биоритмы.//Сб.:Электромагнитные поля в биосфере. Т.2// М.: Наука, 1984, с.165-170.

Алгоритмы расчета биоритмов

Автор статьи выше использует формулу:

B=(-cos(2pi*(t-f)/P))*100 % где P={22,27,32}

Повсеместно используется формула:

B=(sin(2pi*(t-f)/P))*100 % где P={23,28,33}

B — состояния биоритма в % либо может выражатся как состояние относительно нуля а так же состояния нарастание или спадание.

pi — число π.

t — количество дней относительно нуля единиц измерения.до текущего момента.

f — количество дней от нуля единиц измерения времени до даты рождения.

P — фаза биоритма.

Поправка по значениям

Точные значения биоритмов:

• физический 23,688437
• эмоциональный 28,426125
• интеллектуальный 33,163812

PI 3.1415926535897932385

Расчет по усредненным значениям приводит к погрешности в несколько дней на каждый год расчета. По всей видимости, имеется некая профанация, кочующая туда-сюда из разных «авторитетных» источников.

Примечание: этот раздел является ересью от начала до конца, что подтверждает заведомую ложность «теории трех биоритмов». Дело в том, что, если бы действительно проводились исследования по измерению «физического», «эмоционального» и «интеллектуального» состояний, результат был бы известен с точностью, скажем с запасом, до 1 секунды (хотя обычно подразумеваются часы или даже дни). Таким образом, определить длину цикла даже для одного человека и в предположении, что циклы абсолютно стабильны, можно было бы не лучше, чем с точностью до 5 знаков после запятой (1 секунда = 0.00001 суток). Цифры, приведенные с точностью до шестого (после запятой) знака, подтверждают, что на самом деле никаких серьезных исследований на тему «трех биоритмов» не производилось. На самом деле, так оно и есть: если в существовании самих циклов сомнений нет, и это было подтверждено многими опытами, то утверждение о том, что есть три строго фиксированных ритма, является заблуждением или ложью (и это как раз доказано экспериментально, см. сноски внизу страницы).

Совместимость по биоритмам

Совместимость по отдельным биоритмам определяется по формуле:

S = [((D/P) — [D/P]) * 100]%, где P={23,28,33}

S — коэффициент совместимости биоритмов.

D — разница в датах рождения 2 людей в днях.

[] — функция округления десятичной дроби до меньшего целого (антье).

P — фаза биоритма.

K — Коэффициент совместимости биоритмов %

Коффициент находится по таблице

Примечания

1. ↑ Уинфри А. Т. — Время по биологическим часам. — М.: Мир, 1990
2. ↑ Биологические ритмы. — под ред. Ю. Ашоффа. — М.: Мир, 1984
3. ↑ Гласс Л., Мэки М. — От часов к хаосу: Ритмы жизни. — М.: Мир, 1991
4. ↑ D.K. Winstead, B.D. Schwartz and W.E. Bertrand, Biorhythms: fact or superstition?, Am J Psychiatry 1981; 138:1188-1192
5. ↑ J. W. Shaffer, C. W. Schmidt, H. I. Zlotowitz, R. S. Fisher, Biorhythms and Highway Crashes. Are They Related?, Arch Gen Psychiatry. 1978;35(1):41-46.
6. ↑ и многие другие

Биоритмы у некоторых людей могут быть в виде 12-часового суточного цикла, а не 24-часового, как у большинства людей. Это явление до конца не изучено, причины до сих пор не выяснены.

См. также

Ссылки

• Расчет биоритмов on-line, прогноз на месяц, сравнение биоритмов
• Биоритмы — автоматический расчет в реальном времени.
• Предложена новая модель «биологических часов»
• Расчёт биоритмов человека онлайн. Получение значений биоритмов на электронный ящик.
• Волны обучения.
• Биологические ритмы. Краткая Медицинская Энциклопедия, издательство «Советская Энциклопедия», издание второе, 1989, Москва
• В. Гриневич. Биологические ритмы здоровья. // Наука и жизнь, № 1, 2005.
• О. Белоконева. Триллионы беззвучных часов. // Наука и жизнь, № 5, 2009.

Литература

1. ↑ Уинфри А. Т. — Время по биологическим часам. — М.: Мир, 1990
2. ↑ Биологические ритмы. — под ред. Ю. Ашоффа. — М.: Мир, 1984
3. ↑ Гласс Л., Мэки М. — От часов к хаосу: Ритмы жизни. — М.: Мир, 1991
4. ↑ D.K. Winstead, B.D. Schwartz and W.E. Bertrand, Biorhythms: fact or superstition?, Am J Psychiatry 1981; 138:1188-1192
5. ↑ J. W. Shaffer, C. W. Schmidt, H. I. Zlotowitz, R. S. Fisher, Biorhythms and Highway Crashes. Are They Related?, Arch Gen Psychiatry. 1978;35(1):41-46.
6. ↑ и многие другие

• Губин Г. Д., Герловин Е. Ш. Суточные ритмы биологических процессов и их адаптивное значение в онто- и филогенезе позвоночных. — Новосибирск: Наука, 1980.
• Хронобиология и хрономедицина/Под ред. Ф. И. Комарова. — М.: Медицина, 1989. ISBN 5-225-01496-8
• Пэрна Н. Ритм, жизнь и творчество/Под ред. П. Ю. Шмидта — Л.-М.: Петроград, 1925.

Wikimedia Foundation.
2010.

Что такое биологические ритмы человека?

В природе все развивается циклично, если присмотреться, можно заметить определенную закономерность во всем. Приливы и отливы, смена времен года, день и ночь – явления, характеризующие их. За общее состояние организма человека отвечают биоритмы, которые запускаются в момент рождения.

Внимание! Временное приспособление всех систем организма к окружающим факторам, способствующее их жизнедеятельности и слаженной работе, называется биологическими ритмами.

Самочувствие и поведение человека меняется от времени суток, смены времен года. Вся жизнь подчинена суточным, месячным и годовым биоритмам. Человек индивидуален, поэтому каждому присущ свой образ жизни, со своим расписанием работы, питания и отдыха. При нарушении биоритмов в результате смены климата или часового пояса организм нуждается в адаптации, которая может длиться до трех дней.

Основные группы биоритмов

Условно их делят на ритмы:

1. Высокой частоты. Продолжительность не превышает получаса. К ним относят частоту дыхания, сокращения сердечной мышцы, биотоки мозга, перистальтику кишечника и скорость биохимических реакций.
2. Средней частоты. Продолжительность от получаса до недели. Сюда входят бодрствование и сон, работа и отдых, процесс обмена веществ, показатели давления, температуры тела и крови, частота деления клеток.
3. Низкой частоты. Недельные, сезонные и лунные периоды. Основные биологические процессы – функционирование эндокринной системы и изменение циклов в половой системе.

Выделяют три основных биоритма:

• физиологический – продолжительность 23 дня;
• эмоциональный – 28 дней;
• интеллектуальный – 33 дня.

Все они имеют одну точку отсчета – момент рождения человека.

Совместимость по биоритмам

Биоритмы совместимости можно рассчитать. Большое значение это имеет при подборе сотрудников, личного секретаря, помощника либо семейного доктора. Это простой способ определить, насколько будет высок процент взаимопонимания при совместной работе. Лучший вариант, когда биоритм одного снижается, а другого, напротив, идет на подъем.

Как эффективно использовать биоритмы?

В приведенной системе координат определите, где находятся ваши биоритмы по отношению к нулю. В таблице приведены все возможные сочетания и рекомендации.

При нарушении циклических периодов тяжелый труд может привести к серьезным заболеваниям. Изучив характер своих внутренних часов, можно эффективно использовать их для продуктивной деятельности и отдыха. Прислушивайтесь к своему организму и выстраиваете свою жизнь максимально эффективно и комфортно.

В ритме био — МК

Таким образом, создается порочный круг: десинхроноз способствует заболеваниям, а заболевания усугубляют десинхроноз. Что же делать? Наш гость — врач первой категории, эксперт по вопросам правильного питания и здорового образа жизни Наиля МИНДУБАЕВА поможет разобраться в тонкостях хронобиологии.

Жаворонки, просыпайтесь!

— Иногда на работе мы чувствуем усталость, никак не можем сконцентрироваться на выполнении служебных обязанностей, а к концу дня уже настолько устаем, что вечером даже нет сил пообщаться с близкими, — начала наш эксперт Наиля Рашитовна Миндубаева. — На такое состояние в большой степени оказывают влияние биоритмы человека. Каждый из нас имеет свой биоритм, различную работоспособность в разное время суток. Например, если вы по натуре «жаворонок», без проблем просыпаетесь рано утром, то ваша работоспособность максимальная в первой половине дня, затем она постепенно снижается.

В зависимости от характера биоритмов люди условно делятся на типы: «совы», «жаворонки», «голуби». Если вы поздно ложитесь спать, а более активны во второй половине дня, вечером и ночью, то вы — «сова». Рано встающие и наиболее активные утром относятся к «жаворонкам». Лица, одинаково активные в разное время суток, — настоящие «голуби». Но после 50 лет, как показали исследования, у большинства людей структура биологических ритмов становится менее устойчивой, а хронотипы — менее выраженными. У «совы» появляются черты «жаворонка», и наоборот.

Исходя из сказанного следовало бы самую трудную и ответственную работу выполнять в периоды естественного подъема работоспособности, оставляя для других менее важных дел остальное время суток. Но бешеный ритм современной жизни приводит к тому, что взрослому человеку часто приходится изменять своей природе, своему биоритму. Вот так возникает нарушение биоритмов — десинхроноз. Противостоять ему крайне сложно. Однако в наших силах бережно относиться к своим «биологическим часам» здоровья, четко следуя режиму сна, бодрствования и питания, а также используя так называемые хронобиотики, в том числе и лечебные растения, влияющие на биоритмы.

— Биоритмы — основа жизни, — пояснила Наиля Миндубаева. — Сейчас уже достоверно известно, что они закладываются на генном уровне — так же, как и цвет глаз. В этом механизме существует несколько регуляторных уровней: клеточный, надклеточный, гипофизарный и высший уровень, представленный гипоталамусом. Под руководством чудесного биологического хронометра в мозгу более чем 300 физиологических реакций происходят с поразительной аккуратностью каждые 24 часа. Этот биологический ритм называется суточным или циркадным. Суточный ритм биосистем был определен как спонтанная периодичность, и, вероятно, наследственно, эволюционно сложившийся. Это подтверждает то, что человек является частицей Вселенной.

«Сбои суточных ритмов приводят к ожирению»

— Режим питания является очень сильным синхронизатором биоритмов человека, — убеждена наш эксперт. — Прием пищи должен быть 5-кратным, небольшими порциями, всегда в одно и то же время. Ни в коем случае нельзя пропускать завтрак, так как еще до пробуждения начинает повышаться секреция желудочного сока (с 7 до 9 часов утра). Отсутствие пищи в это время в желудке может привести к повреждению его слизистой оболочки и возникновению язвы. Кроме того, отсутствие завтрака является причиной повышения уровня холестерина и сахара в крови. Периодичность питания является определяющим фактором цикличной работы печени. Сбои околосуточных ритмов органов пищеварения и приводят к нарушению обмена веществ, в том числе к ожирению, и не только. Исследователи выяснили, что для увеличения уровней аминокислот в крови важно не количество протеина, который вы едите, а то, когда вы едите.

Уровень гормонов, ферментов, пищеварительных соков меняется в зависимости от времени суток и в соответствии с нагрузками на органы и системы человека. И поэтому нарушение фаз сна и бодрствования «ломает» наши биоритмы. Недостаток сна приводит к снижению содержания в крови «гормона насыщения» — лептина и повышению «гормона голода» — грейлина. Таким образом, недосып может привести к проблемам с лишним весом.

Кстати. В восточной медицине определено время максимальной активности внутренних органов человека: желудок — с 7 до 9 утра; селезенка — с 9 до 11 утра; сердце — с 11 до 11; тонкий кишечник — с 13 до 15; мочевой пузырь — с 15 до 17; почки — с 17 до 19; перикард (тканевая оболочка, окружающая сердце) — с 21 до 23; желчный пузырь — с 1 до 23; печень — с 1 до 3; легкие — с 3 до 5; толстый кишечник — с 5 до 7.

«Почему инфаркты случаются ближе к утру?»

— Организм человека представляет собой уникальную биокибернетическую систему, зависимую и связанную со временем и пространством, — убеждена Наиля Миндубаева. — Естественный ритм жизнедеятельности организма обусловлен не только его внутренними факторами, но и внешними условиями: смена света и темноты, изменение фаз Луны, сезонность времен года…

Наблюдение за пациентами с сердечно-сосудистыми заболеваниями позволило определить и критические периоды для их состояния. В норме артериальное давление (АД) в ночное время на 10—20 мм рт. ст. снижается. Но более выраженное снижение сосудистого тонуса и сердечного выброса ночью (или наоборот, его отсутствие), затруднение венозного оттока из черепно-мозговых полостей, выброс гормонов, повышенная свертываемость крови (случаются с 3 до 5 часов утра) провоцируют развитие сосудистых катастроф — инфаркта миокарда, инсульта. Знание этих фактов позволяет проводить профилактические мероприятия и установить рациональный подбор препарата и режим его приема.

Между ритмом жизни и здоровьем есть прямая и тесная связь, которую можно сформулировать так: ритм — это бодрость и высокая работоспособность, нарушение ритма — нездоровье. Мерой устойчивости живой системы является именно стабильность ее ритмов и адаптация к изменениям окружающей среды. Рассогласование биоритмологических процессов — десинхроноз — может вызываться нарушениями режима труда и отдыха (высокая интенсивность деятельности и неполноценное восстановление, работа в ночную смену), недостаточной и нерегулярной физической активностью, чрезмерным употреблением психостимуляторов (чай, кофе), переходом на летнее или зимнее время, трансмеридиональными перелетами и многими другими факторами современных условий существования человека. Симптомы: расстройство сна, головные боли, тревожность, снижение внимания и пр. Пожилым, больным или ослабленным людям на адаптацию требуется больше времени, чем молодым и здоровым.

Магнитные бури, вызванные вспышками на Солнце, а также неблагоприятные погодные условия (перепады атмосферного давления, температура, влажность воздуха и другие метеофакторы) — также существенно влияют на биоритмы человека, особенно на функциональные показатели сердечно-сосудистой системы (скачки давления, состояние депрессии или агрессии и т.д.). Согласно статистике, 72% людей чувствительны к геофизическим факторам. У других людей указанные сдвиги наступают во время самих бурь или через 2—3 суток после них. Но существует и категория относительно здоровых людей (их около 30%), совершенно не реагирующих на эти изменения.

Постоянные электромагнитные излучения от телевышек, радиоантенн и сотовых антенн рядом с ними — также оказывают негативное влияние на организм.

Изменения часовых поясов — это тоже десинхроноз. В среднем при перелете на 1 часовую зону требуется 1 день на адаптацию организма. Кстати, пенсионный возраст стюардессы определяется не количеством лет ее жизни или трудового стажа, а количеством часов, проведенных в воздухе. Стать пенсионеркой может вполне молодая женщина лет тридцати пяти. Одна из причин тому — слишком частая смена часовых поясов. Каждый раз, когда бортпроводница оказывается в другом часовом поясе, ее организм испытывает настоящий стресс. Короче говоря, начинается «разбалансировка» слаженной работы почти всех органов, человек быстро утомляется, становится раздражительным, испытывает головную боль и головокружение, нарушение координации и пищеварения (от диареи до запоров), ломоту в мышцах, жажду. Все это — невеселые признаки: десинхроноз, несовпадение внутренних «настроек» наших биологических часов с природными ритмами в данной местности. Прежде всего может произойти расстройство сна, так как необходимо «перенастроить» свои биологические часы, подчинить их другим биологическим ритмам, а на это требуется время.

«Наши предки просыпались с восходом солнца»

— Вспомните: в недалеком прошлом наши предки укладывались спать с заходом, а просыпались с восходом солнца, — поясняет наш эксперт. — Живя по биоритмам, они обеспечивали полноценный трудовой день. Никому не приходило в голову поддерживать жизненный тонус кофейком или энерготониками. Нарушение биоритмов может привести к возникновению различных заболеваний. А можно ли «вылечить» биоритмы? Есть вещества растительного происхождения, повышающие приспособительные возможности организма, функции иммунитета, стрессоустойчивость. Применение их утром и в первой половине дня обеспечивает бодрость, энергию, собранность, способность противостоять стрессовым ситуациям, справляться с решением трудных задач. Все это помогает человеку правильно организовать свой рабочий день в соответствии со своими естественными биоритмами. Кстати, тонизирующим действием обладают родиола розовая, маралий корень (левзея), элеутерококк, зеленый чай, кофе.

Другие вещества нормализуют процессы возбуждения и торможения в центральной нервной системе, улучшают качество сна, позволяют восстановить организм. Успокаивающего действия — душица, хмель, валериана, мята, пустырник, пассифлора, эшшольция.

Одним из самых древних и широко известных хронобиотиков является кофеин, содержащийся в чае и кофе. По мере развития цивилизации в рационе человека появляется все больше таких веществ. Это связано с усиливающимся давлением социальной среды, которая требует все большей активности и способности справляться со стрессами. Отсюда и возникает неизбежный уклон в сторону сильных хронобиотиков тонизирующего действия. В течение некоторого времени это действительно позволяет выдержать ритм современной жизни, но очень быстро оборачивается другой стороной — бессонницей, нервным истощением и депрессией. Это происходит в результате подавления второй фазы суточных биоритмов — фазы отдыха и восстановления.

Кофеин и вещества с таким же действием называют «дневными», они регулируют активную фазу биологических ритмов, а релаксационную (ночную) фазу регулируют «ночные». Некоторые исследователи выделяют еще один очень узкий класс хронобиотиков, занимающий промежуточное положение. Это так называемые «круглосуточные», которые одновременно регулируют обе фазы биоритмов. Источниками «дневных» хронобиотиков могут быть маралий корень (левзея), дягиль, хвоя пихты, зеленый чай, кофейное дерево, элеутерококк. «Ночные» — валериана, душица, хмель, мята перечная, хохлатка, пион. Но использовать хронобиотики необходимо одновременно с восстановлением баланса витаминов и микроэлементов в организме.

«Дозы лекарств больному можно уменьшить в несколько раз»

— Даже скорость всасывания и выведения лекарственных веществ варьируется в течение суток, — подчеркивает доктор Миндубаева. — Так родилась хронофармакология — новое направление фармакологии. Ее основателем является российский ученый профессор Р.М.Заславская. Она доказала, что прием лекарств должен происходить не по примитивной схеме «по 1 таблетке 3 раза в день», а в те моменты, когда организм наиболее чувствителен к действию препарата. При этом дозы лекарств можно уменьшить в несколько раз, резко уменьшая риск побочных действий при более выраженной эффективности действия.

Опыт фармакотерапии обусловил необходимость употребления лекарственных веществ в определенный период времени суток, месяца, сезона и т.д. Например, прием снотворных или седативных веществ показан в вечерние или ночные часы, тонизирующих и возбуждающих средств — в утренние или дневные часы и т.д. Хронофармакология тесно связана с хронотерапией и хронобиологией. Например, при лечении гипертонической болезни, особенно второй стадии, когда есть изменения в сердце и случаются кризы, для больных важно выявить часы максимального подъема артериального давления и принимать лекарства за 1 час до этого. Такая схема приема препаратов дает хорошее снижение давления уже на четвертые сутки — при 5—10% побочных явлений. При обычном приеме препарата улучшение наступает лишь на десятые сутки и при 60% побочных явлений.

В целях профилактики нарушения ритма сердечной деятельности препараты калия предпочтительнее вводить в вечернее и предполуночное время. Также знание принципов хронобиологии позволяет повысить качество профилактики заболеваний. Например, при интенсивной работе на компьютере повышается нагрузка на зрительный аппарат, что со временем способствует изменению его функционального состояния. Прием с утра, например, экстракта черники позволит поддержать нормальный уровень выработки зрительного пигмента и сохранить острову зрения. А вечером в качестве профилактики принимать витамины С, РР, В1,В2, В6 – для поддержания нормального тонуса кровеносных сосудов, полноценного питания и восстановления тканей глаза.

Кстати, особый интерес к биоритмам люди проявляют в последние десятилетия. Но до нашего времени дошли трактаты Гиппократа и Авиценны, в которых значительное место уделялось здоровому образу жизни, основанному на правильном чередовании фаз активности и отдыха. Не отрицалось и влияние фаз Луны и Солнца на здоровье жителей Земли. Но признание существования биологических ритмов пришло лишь в наше время.

биологический ритм | Определение, характеристики, примеры и факты

Биологический ритм , периодические биологические колебания в организме, которые соответствуют периодическим изменениям окружающей среды и находятся в ответ на них. Примеры таких изменений включают циклические изменения относительного положения Земли по отношению к Солнцу и Луне, а также непосредственные последствия таких изменений — например, день, чередующийся с ночью, прилив, чередующийся с отливом.

Подробнее по этой теме

Эндокринная система человека: Биоритмы

Некоторые гормоны, например инсулин, секретируются короткими импульсами каждые несколько минут.Предположительно, время между импульсами является отражением …

Внутренний механизм, с помощью которого возникает и поддерживается такое ритмическое явление, даже в отсутствие видимого внешнего стимула, называется биологическими часами. Когда животное, которое функционирует в соответствии с такими часами, быстро перемещается в географическую точку, где цикл окружающей среды больше не синхронен с циклом животного, часы продолжают какое-то время работать синхронно с исходным циклом окружающей среды.Люди, перенесенные на большие расстояния, часто испытывают усталость и снижение эффективности в течение нескольких дней — явление, известное как «сменяемость часовых поясов» или реактивный синдром.

биологический ритм: циркадный Узнайте о различных биологических ритмах, включая циркадный. Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Посмотреть все видео к этой статье

Ритм с 24-часовым циклом называется циркадным (от латинского около «около»; di, «день» — т.е. около суток »), солнечный день, диэль, суточный, суточный или ничемерный ритм.Лунный приливный ритм — регулярные приливы и отливы океанов и очень больших внутренних водоемов — подвергает прибрежные растения и животных ритмическим изменениям; обычно два прилива и два отлива происходят каждый день (около 24,8 часов). Многие виды куликов демонстрируют этот ритм, ища пищу только тогда, когда пляжи открыты во время отлива. Месячные ритмы, составляющие в среднем около 29,5 дней, отражаются в репродуктивных циклах многих морских растений и многих животных. Годовые ритмы отражаются в размножении и росте большинства наземных растений и животных умеренных поясов.

.

Биологические ритмы как основа расстройств настроения

Ниже приводится анализ связи биологических ритмов с расстройствами настроения. Цель состоит в том, чтобы идентифицировать и описывать различные циклы, существующие в организме для поддержания гармоничного ритма, включая циркадные ритмы, хронобиологические факторы и биопсихосоциальные ритмы, в частности их связь с временами года. Как только понимание этих ритмов будет достигнуто, можно определить внешние факторы, которые действуют, существенно нарушая их гармонию.

Наконец, связав функцию биологических ритмов с психикой, особенно их влияние на настроение и личность, можно показать, как сдвиг может привести к расстройству. В дополнение к рассмотрению заявленных взаимосвязей, этот анализ также будет охватывать методы профилактики и лечения расстройств настроения, возникающих в результате изменений биологических ритмов.

Биологические ритмы

Взяв два слова и разбив их на отдельные значения, определение биологических ритмов эволюционирует как жизнь, которая включает в себя узнаваемый образец изменения во времени.Есть две основные категории биологических ритмов: эндогенные и экзогенные. Эндогенные ритмы исходят изнутри и регулируются самим организмом, например, температурным циклом тела. Экзогенные ритмы являются результатом внешних факторов, таких как смена времен года или переход от дня к ночи. Стимулы окружающей среды, которые помогают поддерживать эти циклы, называются zietgebers, что происходит от немецкого языка и переводится как «дающие время». Цитгеберы включают солнечный свет, шум, еду и даже социальное взаимодействие — все сигналы, которые помогают биологическим часам поддерживать 24-часовой рабочий день.

Существует четыре категории биологических ритмов, которые выходят за рамки простой их классификации на основе внутренних и внешних источников. Эта система поддерживает эти критерии, но включает в себя продолжительность цикла в качестве определяющего фактора. Полученные категории — это циркадные ритмы, суточные ритмы, ультрадианные ритмы и инфрадианные ритмы.

Циркадные ритмы

Циркадные ритмы определяются как паттерн эндогенного ритма, повторяющийся ежедневно (примерно 24 часа) при нормальных обстоятельствах.Название циркадный происходит от латинского circa dia, что означает около суток. Циркадный цикл регулирует изменения в производительности, эндокринных ритмах, поведении и времени сна (Duffy, Rimmer, & Cheisler, 2001). В частности, эти физиологические и поведенческие ритмы контролируют цикл бодрствования / сна, температуру тела, артериальное давление, время реакции, уровень активности, паттерны секреции гормонов и функции пищеварения. Из-за большой степени контроля цикла циркадных ритмов его часто называют кардиостимулятором.

В исследованиях обычно обсуждаются две специфические формы циркадных ритмов: утренний и вечерний. Существует прямая корреляция между кардиостимулятором и поведенческими чертами утреннего и вечернего поведения (Duffy et al., 2001). Считалось, что утренние люди встают с 5 утра до 7 утра, а ложатся спать с 21 вечера. и 23:00, тогда как вечерние люди обычно просыпаются с 9:00 до 11:00 и уходят на пенсию с 23:00. и 3 часа ночи. Большинство людей попадают где-то между этими двумя типами.Фактические данные показали, что утренние типы имеют более жесткий циркадный цикл, вечерние типы проявляют большую гибкость при адаптации к новому расписанию (Hedge, 1999). Одна из теорий состоит в том, что вечерние типы людей меньше зависят от световых сигналов окружающей среды при формировании цикла сна / бодрствования и, следовательно, демонстрируют больший внутренний контроль над своими циркадными ритмами.

Суточные ритмы

Суточные ритмы являются продолжением циркадных ритмов. Проще говоря, суточный цикл идентичен циркадному циклу с одним дополнительным следствием, что он должен быть синхронизирован с дневным и ночным циклами.Другими словами, для того, чтобы циркадные ритмы человека стали дневными, этот субъект должен бодрствовать и нормально функционировать в дневное время и спать в ночное время на довольно постоянной основе. Обратите внимание, что циркадный цикл может быть не суточным, но не наоборот.

Ультрадианские ритмы

Ультрадианные ритмы определяются как паттерн эндогенного ритма, который встречается в более коротком временном масштабе, чем циркадные ритмы. В результате короткого времени цикла частота возникновения намного выше.Яркий пример ультрадианского ритма — схемы кормления. Для обычного человека этот цикл повторяется примерно 3 раза в день. В отличие от суточных ритмов, ультрадианные ритмы не имеют взаимосвязи с циркадными ритмами.

Инфрадианские ритмы

Инфрадианные ритмы определяются как паттерн эндогенного ритма, продолжительность цикла которого больше, чем у циркадных ритмов, то есть более 24 часов на цикл. Из-за более длительных временных рамок для каждого цикла частота появления в этих циклах ниже, чем у циркадных ритмов.Женский менструальный цикл — это пример инфрадианного ритма. Это циклическое биологическое событие, которое происходит довольно регулярно ежемесячно. Подобно ультрадиановому циклу, инфрадианные ритмы не связаны напрямую с циркадными и суточными ритмами. Кроме того, считается, что на эти ритмы не влияет дневной / ночной график или изменения доступного естественного света из-за того, что инфрадианные ритмы возникают в несвязанном временном режиме.

Анализируя функции этих различных биологических ритмов, становится ясно, что большинство наших физиологических систем и поведения напрямую контролируются или находятся под влиянием этих паттернов.Возникает вопрос: какие внешние факторы способствуют установлению биологических ритмов? Кроме того, что произойдет, если цикл будет изменен из-за изменения этих внешних факторов? В следующих разделах будут рассмотрены ответы на эти вопросы, особенно в том, что касается расстройств настроения.

Факторы, влияющие на биологические ритмы

Основные биологические ритмы, обсуждаемые до сих пор, носят в основном эндогенный или внутренний характер. То есть они происходят изнутри организма.Теоретически, если бы мы могли изолировать человека от всех внешних влияний, его биологические ритмы могли бы нормализоваться и происходить по строгому графику. В действительности, однако, мы все время подвержены множеству изменяющихся стимулов. Поэтому неудивительно, что было показано, что некоторые из этих изменяющихся стимулов влияют на регулярность наших биологических ритмов.

Циркадные часы

В физическом смысле циркадные циклы контролируются циркадными часами, кластером из примерно десяти тысяч нервных клеток, расположенных на супрахиазматических ядрах (SCN), обнаруженных в гипоталамусе в головном мозге.Основная функция циркадных часов — интерпретировать внешние изменения света и темноты, а также социальные контакты, чтобы установить суточные ритмы. Нередки случаи, когда циркадные часы временно нарушаются, такие события, как изменение рабочего графика с дня на ночь, изменение часовых поясов (также называемое сменой часовых поясов ) и в некоторой степени пожилой возраст могут повлиять на стабильность циркадных ритмов. ритмы.

Влияние света

Свет — важный фактор для поддержания биологических ритмов.Циркадные часы в значительной степени полагаются на изменения света, чтобы определить переходы от ночи к дню. В темное время суток часы SCN вырабатывают гормон мелатонин, который вызывает сон. Понятно, что изменение графика работы с дневной смены на ночную вызовет необходимость обратить этот процесс вспять, что требует времени и, в свою очередь, нарушает нормальные ритмические паттерны. Было показано, что циркадные ритмы у сменных рабочих корректируются за час или два в день (Hedge, 1999). Это означает, что человеку может потребоваться более одной недели, чтобы полностью приспособиться к 8-часовой смене.

Другой важный фактор, влияющий на интерпретацию света циркадными часами, — это сезонные изменения. В зимние месяцы световой день меньше, в результате уровень секреции мелатонина увеличивается вместе с количеством часов темноты.

Сбои в циклах кормления

Ранее упоминалось, что ультрадианные ритмы регулируют краткосрочные закономерности, такие как циклы кормления. Кристалл (2001) показал, что поведение, связанное с кормлением, действительно вызвано биологическим ритмом, а не сигналами внешней среды.Для этого он сначала показал, что при использовании регулярного режима кормления крыс перед подачей пищи возрастает активность предвкушения. График был составлен таким образом, чтобы выходить за рамки 24-часового периода, чтобы исключить время суток и внешние факторы, такие как солнечный свет. Было показано, что упреждающая активность все еще увеличивалась, даже когда не давали пищу. Кроме того, крысы в ​​исследовании показали тенденцию постепенно приспосабливаться к изменениям в режиме питания, так же как сменные рабочие постепенно меняли режим сна / бодрствования после изменения рабочего времени.

Хотя было показано, что циркадные часы, расположенные на SCN, по-видимому, не отвечают за регулирование интервалов кормления, исследования, проведенные на крысах, показали, что крысы с циклом кормления от 22 до 26 часов (циркадный диапазон) лучше способны предвидеть прибытие корма, чем крысы, которые кормились по графикам вне этого диапазона, включая 7- и 34-часовые интервалы. Основываясь на этой информации, можно показать, что резкое изменение времени приема пищи будет иметь такой же эффект на ультрадианные ритмы, как изменение рабочей смены на циркадные ритмы.

Влияние кофеина на циркадные часы

В дополнение к этим основным влияниям существует множество других факторов окружающей среды, которые могут влиять на биологические ритмы. Среди тех, что сейчас исследуются, стоит выделить кофеин. Серия экспериментов с кофеином выявила различия в действии препарата в зависимости от времени суток. Утром было показано, что кофеин препятствует слабым импульсивным состояниям, одновременно помогая сильным импульсивным, в то время как вечером все было наоборот (Revelle, Humphreys, Simon, & Gilliland, 1980).Это открытие предполагает, что люди с низким и высоким импульсом различаются по фазе их суточных ритмов, что привело к различию в эффектах кофеина.

Установив понимание факторов окружающей среды, которые влияют на биологические ритмы, можно начать устанавливать связи между возникающими в результате сдвигами и расстройствами настроения. Также важно отметить, что прежде чем разовьется расстройство настроения или возникнет какая-либо другая проблема психического или физического здоровья, должен произойти значительный сдвиг.Большинство живых существ испытывают колебания в циклах бодрствования / сна и циклах кормления, однако амплитуда этих колебаний обычно достаточно мала, чтобы нормальные ритмические циклы могли адаптироваться без вредного воздействия на здоровье. Возникает вопрос: когда возникают проблемы со здоровьем, в частности расстройства настроения; развиваются в результате сдвигов биологических ритмов, и какое сочетание факторов окружающей среды приводит к этим сдвигам? Кроме того, что можно сделать для предотвращения сдвигов, вызывающих расстройство настроения, и как лечить существующие расстройства настроения этой формы?

Расстройства настроения и биологические ритмы

Расстройства настроения характеризуются противоположными полярными настроениями: депрессия, которая включает крайние чувства печали и уныния, и мания, которая включает нереалистичные чувства возбуждения и радости.Существует множество униполярных расстройств настроения, которые включают манию или депрессию, и биполярные расстройства, которые характеризуются как манией, так и депрессией.

Сон и депрессия

Как обсуждалось ранее, циркадные часы отвечают за управление режимом сна. Секреция мелатонина из этой области мозга на самом деле вызывает сон. Пациенты, обычно страдающие депрессией, испытывают самые разные нарушения сна. Поэтому неудивительно, что существует связь между нарушениями циркадного цикла и депрессивными расстройствами.Обычно уменьшение количества глубокого сна за ночь происходит непосредственно перед началом депрессии. Поэтому резкое изменение режима сна, вызванное частыми сменами часовых поясов или многократными сменами, может привести к нарушению функции циркадного ритма. В этих случаях циркадные часы могут вызывать быстрый сон на 15-20 минут раньше в цикле сна, что приводит к уменьшению продолжительности глубокого сна и, в конечном итоге, к начальным стадиям депрессии (Butcher, Mineka, & Hooley , 2004).

Чтобы предотвратить нарушения циркадного цикла сна, важно поддерживать регулярный график сна, который включает отходы на пенсию и пробуждение примерно в одно и то же время каждый день и постоянное количество часов сна каждую ночь. Это особенно важно для людей с утренним уклоном, поскольку их циркадные циклы менее приспособлены к изменениям в поведении.

Сезонное аффективное расстройство

В последние годы психологи осознали влияние сезонных изменений на настроение и поведение.Сезонное аффективное расстройство (САР) — это униполярное расстройство настроения, при котором пациенты очень чувствительны к общему количеству света, доступного в окружающей среде (Oren & Rosenthal, 1993). Люди, страдающие сезонным аффективным расстройством, проявляют признаки депрессии в осенние и зимние месяцы, когда в течение дня меньше часов солнечного света. Нарушения настроения — главный психологический компонент сезонности (Ennis & McConville, 2004).

У людей, страдающих сезонной депрессией, обычно наблюдается повышение аппетита и гиперсомния, что, как ни странно, противоположно поведению, обычно ассоциируемому с большинством других форм депрессии.Такое поведение согласуется с исследованиями, проводимыми на животных, и может быть связано с базовыми инстинктами выживания. Объяснение этой теории заключается в том, что, как и некоторые животные, люди могут иметь естественную тенденцию к увеличению запасов жира в организме зимой, а также чаще спать, чтобы сохранить уровень энергии.

Несколько более поздних исследований показывают, что у людей, страдающих сезонным аффективным расстройством, наблюдаются нарушения циркадных циклов, о чем свидетельствуют менее согласованные ритмы.Обычной терапией, применяемой для лечения сезонного аффективного расстройства, является световая терапия (Oren & Rosenthal, 1993). Хотя эффекты воздействия света до конца не изучены, было показано, что присутствие естественного или искусственного света, по-видимому, помогает исправить циркадные нарушения, вызванные сезонностью.

Заключение

Есть четыре типа биологических ритмов, которые регулируют циклы в организме. Основной тип, циркадные ритмы, контролирует работоспособность, эндокринные ритмы, поведение и время сна и регулируется циркадными часами, совокупностью нервов, расположенных на гипоталамусе.Суточные ритмы — это особая форма циркадных ритмов, которые тесно синхронизированы с дневными и ночными циклами. Оба цикла имеют продолжительность примерно 24 часа. Ультрадианные ритмы — это биологические ритмы, которые действуют в более коротком временном масштабе, чем циркадные ритмы, например графики кормления. Инфрадианные ритмы — это ритмы с циклами более 24 часов, наиболее часто изучаемым примером является менструальный цикл человека.

Хотя все эти биологические ритмы контролируются изнутри, существует ряд внешних факторов, способных влиять на их регулярность.Некоторые из наиболее ярких примеров — это воздействие света, в частности, изменения, вызванные сезонными переходами, изменения в рабочей смене, которые меняют график сна, смену часовых поясов и кофеин. За исключением воздействия света, другие влияющие факторы вызывают изменение режима сна. Из-за того, что циркадные ритмы могут сдвигаться только на один-два часа в день, резкие изменения в режиме сна могут пагубно сказаться на циркадных часах.

Сезонные изменения вызывают изменение количества света, которому подвергаются люди.В месяцы, когда дни короче, особенно зимой, нарушаются циркадные ритмы. Причина в том, что циркадные часы запрограммированы на высвобождение мелатонина, чтобы вызвать сон, функция, которая запускается темнотой. Поскольку в зимние месяцы солнце садится раньше, эта реакция начинается раньше вечером, что приводит к нарушению режима сна, что является распространенной проблемой для пациентов с депрессией. Люди с сезонным аффективным расстройством с большей вероятностью испытают последствия этого изменения и склонны к увеличению количества сна, известному как гиперсомния, и повышенному аппетиту.

Еще многое неизвестно о взаимосвязи между биологическими ритмами и психическими и физическими расстройствами здоровья, однако имеющихся данных достаточно, чтобы поддержать дальнейшие исследования в этой области. Лучшее понимание ритмов и факторов окружающей среды, влияющих на них, позволяет установить связь с расстройствами настроения. Как только связь будет прослежена, возможно, что будут разработаны новые методы лечения, предназначенные для исправления нарушений биологических ритмов, или, возможно, даже методы профилактики, которые помогут избежать серьезных сбоев.

Список литературы

Бартон, Дж. (1994). Выбор работы в ночное время: смягчающее влияние на индивидуальную переносимость сменной работы. Журнал прикладной психологии, 79, 449-454.

Бартон, Дж., И Фолкард, С. (1991). Реакция дневных и ночных медсестер на их график работы. Журнал профессиональной психологии, 64, 207-218.

Бутчер, Дж. Н., Минека, С., Хули, Дж. М. (2004). Аномальная психология (12-е изд.). новый
Йорк: Аллин и Бэкон.

Ченг, К. (2004). Что заставляет нас тикать: часы в мозгу. Познание животных, 7, 267-
268.

Кристалл, Дж. Д. (2001). Восприятие циркадного времени. Behavioral Neuroscience, 27, 68-78.

Чейслер, К. А., Кронауэр, Р. Э. и Муни, Дж. Дж. (1987). Биологические нарушения ритма,
депрессия и фототерапия: новая гипотеза. Психиатрические клиники Северной Америки, 10, 687-709.

Даффи, Дж. Ф., Риммер, Д. В., и Чейслер, К. А. (2001). Ассоциация внутреннего циркадного ритма
период с утренним и вечерним утром, обычное время бодрствования и циркадная фаза. Behavioral Neuroscience, 115, 895-899.

Эннис, Э., и МакКонвилл, К. (2004). Черты характера, связанные с сезонным
нарушения настроения и поведения. Current Psychology, 22, 326-338.

Эннис, Э., и МакКонвилл, К. (2004). Стабильные характеристики настроения и
сезонности. Личность и индивидуальные различия, 36, 1305-1315.

Фолкхард С., Монк Т. Х. и Лоббан М. К. (1979). К прогностическому тесту адаптации к сменной работе. Эргономика, 22, 79-91.

Кнаут, П. (1993). Проектирование сменных систем. Эргономика, 36, 15-28.

Гебали, Н. (1987). Алкоголь, алкоголизм и биологические ритмы. Алкоголизм: Клинический
and Experimental Research, 11, 139-143.

Хедж, А.(1999). Биологические ритмы: DEA 325. Получено 18 января 2005 г. из
Cornell University.

Крипке, Д.Ф. (1972). Ультрадианский биологический ритм, связанный с восприятием
депривация и быстрый сон. Психосоматическая медицина, 34, 221-234.

Монк, Т. Х. (1987). Параметры суточного температурного ритма с использованием разреженных и
нерегулярный отбор проб. Психофизиология, 24, 236-242.

Новак, К. М., и Альберс, Х. Э. (2004).Изменение циркадной фазы под действием ГАМК и света
отличается у дневных и ночных грызунов в течение дня. Поведенческая неврология,
118, , 498-504.

Ревелл В., Хамфрис М. С., Саймон Л. и Гиллиланд К. (1980). Интерактивный эффект
личности, времени суток и кофеина: тест модели возбуждения. Журнал экспериментальной психологии: Общие, 109, 1-31.

Сонис, В. А. (1992). Хронобиология сезонных расстройств настроения.В M. Shati (Ed.), Клиническое руководство по депрессии у детей и подростков (стр. 89-114). Вашингтон, округ Колумбия, Американская психиатрическая ассоциация.

Видачек, С., Калитерна, Л., и Радошевич-Видачек, Б. (1988). Личностные различия в
фаза циркадных ритмов: сравнение утренней активности и экстраверсии. Ergonomics, 31, 873-888.

.