Примеры суточных ритмов – Примеры суточных ритмов. — колледж-группа — LiveJournal

Биологические РИТМЫ: суточные ритмы ОРГАНОВ

Экология здоровья: 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.

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.

Биологические ритмы

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 терминологии 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.


Биологические ритмы

"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.

Биологические ритмы

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 длительности 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 супрахиазматического 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 противоестественно, как для человека, которому давали бы возможность есть только ночью. В результате циркадная активность часовых генов во внутренних органах животных постепенно перестраивалась 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»

Биологические ритмы
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.»

Биологические ритмы

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.»

Биологические ритмы

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.»

Биологические ритмы
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.»

Биологические ритмы
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.»

Биологические ритмы
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.»

Биологические ритмы
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.»

Биологические ритмы
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.опубликовано econet.ru

Автор: Владимир Гриневич

Это Вам будет интересно: 

Эта простая процедура поможет быстро очистить лимфатическую систему

Фасция — «секретный» орган вашего тела

econet.ru

Суточные биоритмы в жизни человека: lady_dalet — LiveJournal

Pитмы присущи всем. И галактикам, и клеткам. Смена дня и ночи, времени года приводит к тому, что органы человека также ритмично изменяют свою активность. Включающими и выключающими факторами являются физические изменения внешней среды, например, изменение интенсивности светового потока, связанного с движением Солнца и фазами Луны.

.
Причем активизация органов подчиняется внутренним биологическим часам.
.
При энергетическом возбуждении организма происходит взаимодействие главных органов, подстройка их друг под друга, и под изменения окружающей среды.

.
Полный цикл энергетического возбуждения
органов завершается примерно за 24 часа.

.
Причем максимальная активность органов длится около двух часов.
.
Именно в это время органы человека лучше поддаются лечебному воздействию. В организме запускается целый каскад дополнительных биохимических реакций, комплексно использующих вещества натуральных препаратов и лекарств.

.

Время максимальной активности человека в его суточном биоритме:

.
печень - с 1 до 3 часов ночи;
.
легкие - с 3 до 5 часов утра;
.
толстая кишка - с 5 до 7 часов утра;
.
желудок - с 7 до 9 часов утра;
.
селезенка и поджелудочная железа - с 9 до 11 часов утра;
.
сердце - с 11 до 13 часов дня;
.
тонкая кишка - с 13 до 15 часов дня;
.
мочевой пузырь - с 15 до 17 часов дня;
.
почки - с 17 до 19 часов вечера;
.
органы кровообращения, половые органы - с 19 до 21 часов вечера;
.
органы теплообразования - с 21 до 23 часов ночи;
.
желчный пузырь - с 23 до 1 часу ночи.

Максимальные показания температуры тела и давления крови наблюдаются в 18 часов, веса тела - в 20 часов, минутного объема дыхания - в 13, лейкоцитов в крови в 24 часа.
.

Установлено, что снижение температуры тела способно вызывать перестройку физиологических ритмов. Биологические часы замедляются. Жизнь человека продлевается.
При повышении температуры тела, например, при заболевании гриппом, биологические часы человека, наоборот, начинают спешить.

Работоспособность органов кровообращения в различное время суток также не одинаково. Дважды в день она резко снижается - около 13 часов и около 21 часа. В это время нежелательно подвергаться большим физическим нагрузкам.

Существует суточный ритм и в работе органов пищеварения. В утренние часы усиливаются перистальтика кишечника и моторная функция желудка. Очищение кишечника создает в организме дефицит поваренной соли и воды. В эти часы вырабатывается наименее кислый желудочный сок.
Вечером наиболее выражена выделительная деятельность почек, минимум же ее приходится на период между 2 часами ночи и 5 часами утра.

Ритм работы органов пищеварения и выделения призывает нас регламентировать время приема пищи, ее количество и качество. В частности, в первой половине дня должна преобладать белковая и жирная пища, а во второй - углеводная и молочная.

В течение суток у человека имеют место несколько подъемов физиологической активности.

В дневное время они наблюдаются с 10 до 12 часов и с 16 до 18 часов. Это время наиболее благоприятно для выполнения физической работы, принятия решений, новых начинаний.

Ночной физиологический подъем приходится на время от 0 до 1 часа ночи. Некоторые с успехом используют это время для творчества.

В 5-6 часов утра у человека самая высокая работоспособность: давление увеличивается, сердце бьется чаще, кровь пульсирует. У вирусов и бактерий в это время меньше всего шансов внедриться в наш организм.

На утренние часы приходится самый значительный пик нормальных родов.

Наиболее благоприятное время отхода ко сну - 21-23 часа - приходится на один из физиологических спадов. И если не удается заснуть к 23 часам, то позже это сделать труднее из-за приближающегося к 24 часам физиологического подъема. Особенно это полезно знать людям, страдающим от бессонницы.

Утро может хранить опасность для людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Их организм особенно чувствителен к сигналу "просыпайся". Обычно давление крови, сниженное ночью, резко подскакивает при пробуждении. Изменение биоритма под действием светового раздражителя заставляет гланды выбрасывать в кровь повышенное количество гормонов. Это вызывает слипание кровяных телец, что в итоге может привести к инсульту.

После 12 часов дня проходит первый период дневной активности. В кровь из печени поступает меньше глюкозы. Начинает чувствоваться усталость. Нужен отдых. После 13 часов кривая выработки энергии идет вниз, наши реакции замедляются. Эта вторая нижняя точка в суточном цикле.

После 14 часов самочувствие начинает улучшаться. Органы чувств и, прежде всего, обоняние и вкус, становятся особенно чувствительными. Это лучшее время для приема пищи.

В 16 часов берет начало второго суточного физиологического подъема. В это время хорошо заниматься спортом: организм чувствует потребность в движениях, а психическая активность постепенно угасает. Во время вечерних тренировок гибкость спортсменов возрастает, зато их рост уменьшается, причем это наиболее заметно у людей астенического типа, а наименее - у пикников.

После 18 часов возрастает давление крови, мы становимся нервными, легко возникают ссоры по пустякам. Это плохое время для аллергиков. Часто в это время начинает болеть голова.

После 19 часов наш вес достигает максимума (суточного), реакции становятся необычайно быстрыми. В это время регистрируется меньше всего дорожно-транспортных происшествий.

После 20 часов психическое состояние стабилизируется, улучшается память.

После 21 часа почти в 2 раза возрастает количество белых кровяных телец, температура тела понижается, продолжается обновление клеток. Организм нужно подготавливать ко сну.

Между 2 и 4 часами ночи ухудшаются память, координация движений, появляется замедленность в действиях, возрастает количество ошибок при выполнении умственной работы, уменьшается на 2-4 килограмма мышечная сила, и на 15-20 ударов сокращается частота сердцебиения, на 4-6 вздохов-выдохов снижается легочная вентиляция, на 4-5% падает насыщение крови кислородом.

Лишь печень использует этот период для интенсивного обмена веществ, удаляя из организма все ядовитые вещества. В нашем организме происходит большая чистка.

В четвертом часу ночи мозг получает минимальное количество крови. Хотя организм работает на минимальных оборотах, но слух обостряется. Человека может разбудить даже малейший шум. В это время умирает больше всего людей.

Значение суточных ритмов можно использовать для усиления, а также для снижения доз лекарственных препаратов, так как в период активности органов максимально усваиваются даже небольшие дозировки.

Quelle

lady-dalet.livejournal.com

Суточные (циркадные) ритмы • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

Спасибо за высказанные мысли, извиняюсь, что не было времени ответить раньше, попробую пояснить свою позицию:

1. Имеется множество видов животных внутренние ритмы, которых не зависят от освещенности (животные глубоких пещер, внутрипочвенные животные (черви), эндопаразиты животных, животные океанического дна, глубоководные рыбы, животные арктических и антарктических широт (за полярным кругом) где ½ года свет, ½ года ночь…). Нельзя забывать и о слепых но в остальном вполне здоровых субъектах (муж. и жен.) у которых циклические процессы не нарушены, а пределы жизни не ограничены. Т.о. свет не может быть «всеобщим» цайтгебером.

2. Температура среды обитания многочисленных видов живых существ стабильна (животные глубоких пещер, эндопаразиты животных, животные океанического дна, глубоководные организмы…). Т.о. температура окружающей среды т.ж. не может быть «всеобщим» цайтгебером. Более того каждый организм стремиться поддержать постоянство температуры своей внутренней среды. Известно, что составные части живого организма: клетки, органы и системы органов эффективно функционируют только в очень узком интервале оптимальных температур.

3. Пищевой фактор один из важнейших факторов существования, и может запускать отдельные ритмические процессы. Однако известны немало видов, которые способны длительно сохранять жизнеспособность, равно как и поддерживать внутренние ритмические процессы без приема пищи: животные находящиеся в спячке (при низкой либо высокой температуре окружающей среды), вынужденное (напр. клещи) либо целенаправленное голодание (напр. человек), «отказ» от приема пищи в брачные периоды (напр. нерестовые виды рыб), миграции - длительные переходы (верблюды) примеров много. Т.о. пища думается т.ж. не может быть «всеобщим» цайтгебером.

Гравитация не ведущий, но один из важнейших факторов внешней среды. К ней однозначно живые системы приспособлены и «настроены» на ее колебания. Колебания величины гравитации зависят от сил притяжения Земли, Луны, Солнца и ближайших планет. В невесомости (на околоземной орбите) сила притяжения земли мало влияет на человека, равно как и другую живую систему. Однако циклическое влияние луны, солнца и ближайших планет сохраняется. В своей работе посвященной морфомеханике, я гравитацию рассматриваю как одну из составляющих механического фактора, под которым подразумеваю сумму всех механических воздействий на живую систему. Я говорю, что живая система способна приспосабливаться к механическому фактору и он может влиять на биологические процессы. Гравитационные колебания это одно из глобальных ритмических воздействий, оно сохраняет стабильность на протяжении тысячелетий и соизмеримо со временем формирования и существования видов. Живые системы (разных видов) однозначно к нему приспособлены. Мне видится, что суточные колебания гравитационного фона выступают в виде синхронизатора значительного числа биологических процессов, являются внешним «камертоном» для них, что важно при непостоянстве освещения, температуры, влажности, пищи….

До сих пор циклические гравитационные колебания мало учитываются при изучении течения биологических процессов в живых системах. Интересна работа которая дает пищу для размышлений: http://elementy.ru/news/431454 Думается, что дорсомедиальная часть супрахиазматического ядра (СХЯ) способна отслеживать колебания гравитации и/или механического фактора внешней среды, с которыми согласуются внутренние циклические процессы у человека…

В своей работе «Рассуждение о морфомеханике», я более подробно рассмотрел влияние механического фактора (включающего и «гравитационную» составляющую), на биологические процессы, в том числе циклические, подробнее см.: http://archipov-sergey.livejournal.com/ Может там, Вы сможете лучше понять мою позицию.

Прошу прощения за мнослов
С уважением Сергей Архипов

elementy.ru

Суточные ритмы Википедия

Некоторые показатели циркадного (24-часового) биологического ритма человека

Цирка́дные (циркадианные) ритмы (от лат. circa «около, кругом» + dies «день») — циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Период циркадных ритмов обычно близок к 24 часам.

Несмотря на связь с внешними стимулами, циркадные ритмы обусловлены внутренними (эндогенными) факторами, представляя, таким образом, биологические часы организма.[1]

Циркадные ритмы присутствуют у таких организмов как цианобактерии[2], грибы, растения, животные.

История открытия[ | ]

Впервые об изменении положения листьев в течение дня у тамаринда (Tamarindus indicus) упоминает описывавший походы Александра Македонского Андростен.

В Новое время в 1729 году французский астроном Жан-Жак де Меран сообщил о ежедневных движениях листьев у мимозы стыдливой (Mimosa pudica). Эти движения повторялись с определённой периодичностью даже если растения помещались в темноту, где отсутствовали такие внешние стимулы как свет, что позволило предположить эндогенное происхождение биологических ритмов, к которым были приурочены движения листьев растения. Де Мейрен предположил, что эти ритмы могут иметь что-то общее с чередованием сна и бодрствования у человека.

Декандоль в 1834 году определил, что период, с которыми растения мимозы совершают данные листовые движения, короче длины суток и составляет примерно 22-23 часа.

В 1880 году Чарльз Дарвин и его сын Фрэнсис сделали предположение о наследственной природе циркадных ритмов. Предположение о наследственной природе циркадных ритмов было подтверждено окончательно опытами, во время которых скрещивались растения фасоли, периоды циркадных ритмов которых различались. У гибридов длина периода отличалась от длины периода у обоих родителей.

Эндогенная природа циркадных ритмов была окончательно подтверждена в 1984 году во время опытов с грибами вида Нейроспора густая (Neurospora crassa), проведёнными в космосе. Эти опыты показали независимость околосуточных ритмов от геофизических сигналов, связанных с вращением Земли вокруг своей оси.

В 1970-е годы Сеймур Бензер и его ученик Рональд Конопка изучали, можно ли идентифицировать гены, которые контролируют циркадный ритм у плодовых мух. Они продемонстрировали, что мутации неизвестного гена нарушают циркадные часы мух. Неизвестный ген получил название ген периода — Per (от англ. period).

В 1984 году Джеффри Холл и Майкл Росбаш, работающие в тесном сотрудничестве в Брандейском университете в

ru-wiki.ru

»Суточные или циркадные биоритмы | Журнал Слагаемые Успеха от Виктора Кириченко на www.rusoul.ru

Суточные или циркадные биоритмы и хронотип человека.

«Часто люди плывут по течению времени! А между тем утлый челнок наш снабжен рулем;
зачем же человек несется по волнам, а не подчиняется собственным стремлениям?»
Данте Алигьери

Человек, как и многие организмы, подчиняются множеству биологических ритмов, часть из которых  управляются внутренними часами в организме. Такие процессы изучает наука хронобиология. Исследователи обнаружили у большинства живых существ большое количество таких часов и все они управляют основными процессами жизнедеятельности.

Одним из важнейших биоритмов человека являются суточные или циркадные биоритмы. Циркадные (циркадианные) ритмы (от лат. circa — около, кругом и лат. dies — день) — циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. У человека и у других животных существуют внутренние часы, которые идут даже в отсутствие внешних стимулов, которые могут дать информацию о времени суток.

Представляет интерес вопрос о том, как изменяются циркадные ритмы человека в условиях добровольной изоляции от внешнего мира. Были проведены наблюдения за людьми, длительно (до полугода и более) находящимися в пещере и организующими свою активность и сон независимо от дня и ночи на поверхности Земли.

У таких добровольцев в первые дни и недели оценка длительности суток могла укорачиваться (редко) и удлиняться (часто). При последующей изоляции «сутки» испытуемого стабильно удлинялись, приближаясь к 24,8-часовым «лунным суткам». В результате этого французский спелеолог Мишель Сиффр последний 179-й день своего пребывания в пещере оценил как 151-е сутки, считая каждые «сутки» за цикл бодрствование — сон.

Ключевой эксперимент провел немецкий психолог Юрген Ашофф в 1960-е годы. Он наблюдал за несколькими участниками эксперимента, которые добровольно 4 недели жили в подземном бункере без дневного света. У них было все необходимое, но они не получали никакой информации о времени суток. Результат: у участников эксперимента установился почти нормальный суточный ритм, однако продолжительность суток у них составляла в среднем 25 часов.

Таким образом, стало ясно, что в теле имеется хронометр и что внутренние часы идут без дневного света немного медленней. Проводились также исследования ритмов в изолирующих человека от внешней среды камерах и они показали возможность «укоротить» сутки до 18 ч, постепенно изменяя продолжительность фаз сна и бодрствования.

Попытка «сжать» сутки до 16 ч оказалась безуспешной, и у испытуемых проявлялись различные, в основном психические, расстройства.  «Удлинение» суток в условиях камеры испытуемыми переносилось несколько легче и функциональные расстройства у них отмечались при навязывании «суток» длительностью 40 ч и более.

В естественных условиях ритм физиологической активности человека синхронизирован с его социальной активностью, обычно высокой днем и низкой ночью. При перемещениях человека через временные пояса (особенно быстро на самолете через несколько временных поясов) наблюдается десинхронизация функций. Это проявляется в усталости, раздражительности, расстройстве сна, умственной и физической угнетенности; иногда наблюдаются расстройства пищеварения, изменения артериального давления.

Эти ощущения и функциональные нарушения возникают в результате десинхронизации циркадианных закрепленных ритмов физиологических процессов с измененным временем световых суток (астрономических) и социальной активности в новом месте пребывания человека.

Через некоторое время эти ритмы согласуются, но для разных направлений перемещения человека и разных функций это время будет неодинаковым. При перелетах в западном направлении биологические часы отстают по отношению к 24-часовому солнечному циклу, и для приспособления к распорядку дня в новом месте должна произойти фазовая задержка биологических часов.

При перелете в восточном направлении происходит их ускорение. Организму легче осуществить фазовую задержку, чем ускорение, поэтому после перелетов в западном направлении ритмы синхронизируются быстрее, чем при перелете в обратном направлении.

При трансконтинентальных перелетах циркадианные ритмы различных функций перестраиваются с разной скоростью — от 2-3 дней до 1 месяца Если поездка недлительная и предстоит скорое возвращение, то не стоит перестраивать на местное время свои биологические часы, так как предстоит их скорая возвратная «перенастройка».

Это небезвредно для организма человека, если такие «перенастройки» частые, например у пилотов дальних авиалиний. Они предпочитают скорое возвращение и на новом месте недлительного пребывания биологические часы «не переводят на местное время».

Суточный цикл, один из основных циклов, влияющих на работоспособность человека. В связи с этим необходимо разумно организовать свой режим труда,отдыха и приема пищи.

Отклонение от правильного режима питания может привести к существенному увеличению веса, который в свою очередь, нарушая жизненные ритмы организма, вызывает изменение обмена веществ.Однако эти общие закономерности иногда скрывают многообразие индивидуальных особенностей биологических ритмов. Не всем людям свойственны однотипные колебания работоспособности.

Одни, так называемые «жаворонки», энергично работают в первой половине дня; другие, «совы», — вечером. Люди, относящиеся к «жаворонкам», вечером испытывают сонливость, рано ложатся спать, но, рано просыпаясь, чувствуют себя бодрыми и работоспособными. Еще ученые выделяют и «голубей», это люди которые имеют наивысшую работоспособность в середине дня.

Примерно 20 % людей имеет хорошо выраженный утренний или вечерний тип активности. Определение хронотипа человека производится на основе специально разработанных тестов. Хронотип передается по наследству. Это такой же генетически запрограммированный показатель, как, например, цвет глаз или цвет волос. С хронотипом связаны определенные черты характера, показатели здоровья и адаптационных возможностей.

Например, «совы» в большей степени, чем «жаворонки», подвержены риску возникновения сердечно-сосудистой патологии, однако их биоритмы более пластичны, и они лучше приспосабливаются к новым режимам жизнедеятельности. У «жаворонков» многие показатели здоровья лучше, чем у «сов», но они более консервативны и с трудом переносят изменения привычного режима жизни.

«Совы» — люди, у которых наблюдается отставание фазы сна. Установлено, что лица вечернего типа легче приспосабливаются к работе в ночную смену и трехсменному труду. Совы лучше контролируют ритм сон-бодрствование по сравнению с другими людьми. Они предпочитают ложиться спать позже 23—24 часов, но зато им тяжелее вставать в ранние утренние часы. Они с удовольствием работают по ночам и выбирают такие профессии, чтобы не вставать слишком рано, а еще лучше — самим планировать свой рабочий график.

«Жаворонки» — люди, у которых циркадный ритм сдвигается вперед, то есть имеющие синдром опережающей фазы сна. У них период колебания околосуточных ритмов меньше 24 часов. Люди «жаворонки» спят столько же времени, сколько остальные, но их ритм отхода ко сну сдвинут на более ранний вечер. Они рано хотят спать, быстро засыпают и очень рано встают в одни и те же утренние часы. Лучше всего им работается утром на «свежую голову», а к концу дня их работоспособность снижается. Вечерние и третьи смены не для «жаворонков», они с трудом переносят ночные дежурства, клубы и дискотеки.

«Голуби» — люди дневного типа. Их циркадный ритм наиболее приспособлен к обычной смене дня и ночи. Период их наилучшей умственной и физической активности отмечается с 10 до 18 часов. Они лучше адаптированы к смене света и темноты. Но даже у них при переездах на большие расстояния со сменой часовых поясов и ночной работе наблюдается сбой собственных биологических часов. Например, при 3-часовой разнице во времени у них возникает бессонница ночью, сонливость и усталость днем, снижение работоспособности.

Циркадные ритмы или суточные ритмы – это приливы и отливы; они говорят о том, каким образом и в какое время организм выделяет и использует гормоны и нейроносители. Эти ритмы влияют на каждый аспект нашей жизни, начиная с того, как мы спим и насколько мы активны после пробуждения, прежде чем мы вливаемся в активную деятельность. Несбалансированный циркадный ритм выделяет гормоны не в то время дня, в результате чего возникают проблемы сна и настроения.

Циркадный баланс или суточный баланс – это такое состояние, когда человек чувствует себя прекрасно. Это состояние, при котором чувствуешь себя физически здоровым, когда организм высыпается, когда у нас хороший аппетит, отличное настроение и мы полны энергии. Мы ощущаем себя наилучшим образом. Мы находимся в своем ритме!

Нарушения циркадного ритма проявляются в различных нарушениях настроения и сна. Некоторые люди страдают от нарушения настроения, таких как, например, депрессия, беспокойство, сезонные расстройства, тревога, потеря аппетита или скачки давления. Другие могут испытывать синдром хронической усталости, вялости, чрезмерной усталости или просто плохо себя чувствуют. Поэтому, просто необходимо, изучить свои биоритмы, понять к какому хронотипу вы относитесь по суточным ритмам и стараться максимально правильно применять эти знания на практике.

Также желательно познакомиться и с другими вашими биологическими ритмами и тоже жить в соответствии с ними, т.к. биологические ритмы реализуются в тесном взаимодействии с окружающей средой и отражают особенности приспособления организма к циклично изменяющимся факторам этой среды. Вращение Земли вокруг Солнца, с периодом около года; вращение Земли вокруг своей оси, с периодом около 24 ч; вращение Луны вокруг Земли, с периодом около 28 дней; приводят к колебаниям освещенности, температуры, влажности, напряженности электромагнитного поля и т. п., служат своеобразными указателями, или датчиками, времени для «биологических часов».

Перейти к расчету ваших суточных (циркадных) биоритмов »»

Перейти к расчету ваших биоритмов »»

Перейти к расчету совместимости по биоритмам »»

 

Автор: Виктор Кириченко
Сайт: Журнал Слагаемые успеха в online и offline

rusoul.ru

5.1. Суточный ритм. Общая экология

5.1. Суточный ритм

Суточный ритм обнаружен у разнообразных организмов, от одноклеточных до человека. У человека отмечено свыше 100 физиологических функций, затронутых суточной периодичностью: сон и бодрствование, изменение температуры тела, ритма сердечных сокращений, глубины и частоты дыхания, объема и химического состава мочи, потоотделения, мышечной и умственной работоспособности и т. п. У амеб в течение суток изменяются темпы деления. У некоторых растений к определенному времени приурочены открывание и закрывание цветков, поднятие и опускание листьев, максимальная интенсивность дыхания, скорость роста колеоптиля и т. д. (рис. 59).

Рис. 59. Суточные ритмы активности организмов

По смене периодов сна и бодрствования животных делят на дневных и ночных. Ярко выражена дневная активность, например, у домашних кур, большинства воробьиных птиц, сусликов, муравьев, стрекоз. Типично ночные животные – ежи, летучие мыши, совы, кабаны, большинство кошачьих, травяные лягушки, тараканы и многие другие. Животные обычно активны в наиболее благоприятное для них время суток. Конкретные типы активности достаточно разнообразны (рис. 60). Некоторые виды имеют приблизительно одинаковую активность как днем, так и ночью, с чередованием коротких периодов бодрствования и покоя. Такой ритм называют полифазным (многие землеройки, ряд хищных и др.).

У ряда животных суточные изменения затрагивают преимущественно двигательную активность и не сопровождаются существенными отклонениями физиологических функций (например, у грызунов). Наиболее яркие примеры физиологических сдвигов в течение суток дают летучие мыши. Летом в период дневного покоя многие из них ведут себя как пойкилотермные животные. Температура их тела в это время почти равна температуре среды; пульс, дыхание, возбудимость органов чувств резко понижены. Чтобы взлететь, потревоженная мышь долго разогревается за счет химической теплопродукции. Вечером и ночью – это типичные гомойотермные млекопитающие с высокой температурой тела, активными и точными движениями, быстрой реакцией на добычу и врагов.

Рис. 60. Типы ритмов активности насекомых (по В. Б. Чернышеву, 1984): А – уровень активности; Д – день; Н – ночь

У одних видов периоды активности приурочены к определенному времени суток (рис. 61), у других могут сдвигаться в зависимости от обстановки (рис. 62). Так, открывание цветков шафрана зависит от температуры, соцветий одуванчика – от освещенности: в пасмурный день корзинки не раскрываются. Активность пустынных мокриц или жуков-чернотелок сдвигается на разное время суток в зависимости от температуры и влажности на поверхности почвы. Они выходят из норок либо рано утром и вечером (двухфазный цикл), либо только ночью (однофазный), либо в течение всего дня.

Рис. 61. Ежедневные вертикальные миграции самок веслоногого рачка Calanus finmarchicus (по Р. Дажо, 1975)

Рис. 62. Сезонные изменения суточной активности больших песчанок (по Н. П. Наумову, 1963)

Отличить эндогенные суточные ритмы от экзогенных, т. е. навязываемых внешней средой, можно в эксперименте. У многих видов при полном постоянстве внешних условий (температуры, освещенности, влажности и т. п.) продолжают длительное время сохраняться циклы, близкие по периоду к суточному. У дрозофил, например, такой эндогенный ритм прослеживается в течение десятков поколений. Таким образом, суточная цикличность жизнедеятельности переходит во врожденные, генетические свойства вида. Такие эндогенные ритмы получили итшштициркадных (от лат. circa – около и dies – день, сутки), так как длительность их неодинакова у разных особей одного вида, слегка отличаясь от среднего, 24-часового периода. При снятии внешней ритмики дня и ночи эндогенный ритм становится свобод-нотекущим и через некоторое время перестает совпадать с суточными изменениями (рис. 63).

Рис. 63. Свободпотекущий (циркадпый) ритм активности таракана в пашой темноте (по J. Aschoff, 1984). Горизонтальными линиями разделены отдельные сутки

Летяги, для которых характерна сумеречная активность, просыпаются вечером синхронно, в строго определенный час. В эксперименте, находясь в полной темноте, они сохраняют околосуточный ритм. Однако одни особи начинают свой «день» на несколько минут раньше; другие – на несколько минут позже обычного суточного цикла. Если, например, цир-кадиый ритм короче суточного на 15 мин, то для такого зверька через три дня расхождение во времени с внешним ритмом составит 45 мин, через 10 дней – уже 2,5 ч и т. д. Поэтому все летяги через несколько суток просыпаются и начинают двигаться в совершенно разное время, хотя каждая сохраняет постоянство своего цикла. При восстановлении смены дня и ночи сои и бодрствование зверьков вновь синхронизируются. Таким образом, внешний (-уточный цикл регулирует продолжительность врожденных циркадных ритмов, согласуя их с изменением среды.

У человека циркадные ритмы изучались в различных ситуациях: в пещерах, герметических камерах, подводных плаваниях и т. п. Обнаружилось, что в отклонениях от суточного цикла у человека большую роль играют типологические особенности нервной системы. Циркадные ритмы могут быть различны даже у членов одной и той же семьи.

Известный стереотип поведения, обусловленный циркадным ритмом, облегчает существование организмов при суточных изменениях среды. Однако при расселении животных и растений и попадании их в географические условия с иной ритмикой дня и ночи слишком прочный стереотип может стать неблагоприятным. Поэтому расселительные возможности ряда видов ограничены глубоким закреплением их циркадных ритмов. Так, например, серые крысы отличаются от черных значительно большей пластичностью суточного цикла. У черных крыс он почти не поддается перестройке, и вид имеет ограниченный ареал, тогда как серые крысы распространились практически по всему миру.

У большинства видов перестройка циркадного ритма возможна. Обычно она происходит не сразу, а захватывает несколько циклов и сопровождается рядом нарушений в физиологическом состоянии организма. Например, у людей, совершающих перелеты на значительные расстояния в широтном направлении, наступает десинхронизация их физиологического ритма с местным астрономическим временем. Организм сначала продолжает функционировать по-старому, а затем начинает перестраиваться. При этом чувствуется повышенная усталость, недомогание, желание спать днем и бодрствовать ночью. Адаптивный период продолжается от нескольких дней до двух недель.

Десинхронизация ритмов представляет важную медицинскую проблему в организации ночной и сменной работы лиц ряда профессий, в космических полетах, подводных плаваниях, работах под землей и т. п.

Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Эту способность живых существ называют «биологическими часами».

Ряду высокоорганизованных животных присуща сложная врожденная способность использовать ориентацию во времени для ориентации в пространстве. Птицы при длительных перелетах также постоянно корректируют направление по отношению к Солнцу или поляризованному свету неба, учитывая время суток. «Биологические часы» живых организмов ориентируют их не только в суточном цикле, но и в более сложных геофизических циклах изменений природы.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

bio.wikireading.ru

Суточные ритмы - это... Что такое Суточные ритмы?


Суточные ритмы
        циклические повторение (усиление, ослабление) с интервалом в сутки каких-либо биологических явлений или процессов. Различают солнечные С. р. (24 часа) и лунные, или приливные, С. р. (24,8 часа). С. р., характеризующие образ жизни обитателей Земли, — одни из наиболее четко выраженных биологических ритмов (См. Биологические ритмы). С. р. складываются из реакций организма на суточные изменения внешних условий и спонтанных физиологических ритмов (См. Физиологические ритмы). Под влиянием постоянных условий спонтанные С. р. могут менять свой период, превращаясь в околосуточные, или Циркадные ритмы. Спонтанные С. р. обнаружены у отдельных клеток, в том числе у клеток, искусственно лишённых ядра. У человека отмечено несколько десятков физиологических функций, проявляющих С. р. Практическое значение имеют суточные изменения чувствительности животных и растений к химическим и физическим воздействиям (лекарствам, ядам, радиации и т. д.). При нарушении естественного ритма внешних условий возникает десинхронизация С. р. разных физиологических функций, что в дальнейшем приводит к заболеваниям. Явления такого рода наблюдаются при разведении животных и растений в искусственных условиях, а также при изоляции человека от естественной среды (например, в космическом полёте). См. также «Биологические часы».

        

         Лит.: Биологические ритмы в механизмах компенсации нарушенных функций, М., 1973; Уорд Р., Живые часы, пер. с англ., М., 1974.

         В. Б. Чернышев.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Сутора
  • Суточный параллакс

Смотреть что такое "Суточные ритмы" в других словарях:

  • СУТОЧНЫЕ РИТМЫ — периодические изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений, обусловленные сменой дня и ночи. С суточными ритмами связана суточная ритмичность активности животных, положение листьев и лепестков у растений и др. Суточные… …   Экологический словарь

  • СУТОЧНЫЕ РИТМЫ — изменения интенсивности и характера биол. процессов и явлений, повторяющиеся с суточной периодичностью. С. р. свойственны большинству биохимич. и физиол. процессов (частота деления клеток, колебания темп ры тела, интенсивность обмена веществ и т …   Биологический энциклопедический словарь

  • Суточные ритмы — (circadian rhytms) – «внутренние часы», настроенные на или отражающие естественные или нарушенные биологические ритмы организма …   Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

  • Суточные ритмы — Паттерны активности и биологические ритмы, регулярно проявляющиеся с периодичностью, равной суткам, т. е. 24 часам …   Психология ощущений: глоссарий

  • Суточные ритмы — (circadian rhytms) внутренние часы , включающие повторяющиеся биологические изменения …   Общая психология: глоссарий

  • РИТМЫ ЭКЗОГЕННЫЕ — периодические изменения компонентов окружающей среды (чередование дня и ночи, приливы и отливы, лунные фазы, смена сезонов и др.). Эвотносятся к группе первичных периодических факторов, обусловливающих биологические ритмы (фотопериодизм,… …   Экологический словарь

  • БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ — периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биол. процессов и явлений. Б. р. в той или иной форме присущи, по видимому, всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации: от внутриклеточных процессов до… …   Биологический энциклопедический словарь

  • Биологические ритмы — Биологические ритмы  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… …   Википедия

  • БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ — Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью. Примеры быстрых ритмов сокращения сердца или дыхательные движения с периодом всего в несколько секунд. У… …   Энциклопедия Кольера

  • Биологические ритмы —         циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Б. р. наблюдаются почти у всех животных и растений, как одноклеточных, так и многоклеточных, у некоторых изолированных органов и отдельных клеток. Одни Б.… …   Большая советская энциклопедия


dic.academic.ru