3. Понятие о биоритмах и биоритмологии

Биоритм – это самоподдерживающийся (как автономный, так и зависимый от окружающей среды) процесс колебаний метаболических, структурных и физиологических изменений различных уровней организации живых организмов. Эти ритмические колебания обеспечивают адаптацию, резистентность, умственную и физическую работоспособность и продолжительность жизни организма.

Биоритмология - наука, изучающая биоритмы и являющаяся разделом хронобиологии – науки, изучающей закономерности периодически повторяющихся биологических процессов в живом мире.

Хронофизиология – раздел хронобиологии, изучающий ритмическую активность органов, систем и целостного организма, а также механизмы генерации этой ритмической активности в условиях нормы.

Хронопатология - наука, изучающая особенности биоритмических процессов в условиях патологии.

Колебательные процессы характеризуются следующими основными показателями:

Период – продолжительность цикла какого–либо проявления жизнедеятельности. Период обратно пропорционален частоте ритма.

Частота – число циклов определенного биоритма, совершающихся в единицу времени.

Мезор – средний уровень исследуемого показателя биосистемы за один цикл.

Амплитуда – разность между максимальным или минимальным значением показателя и мезором (то есть, половина разности между максимальным и минимальным значениями показателя).

Фаза – любая, отдельно выделенная, часть цикла.

Акрофаза – максимальное отклонение амплитуды биоритма от мезора (наибольший подъем параметра биоритма).

Батифаза – наибольший спад (наибольшее снижение) параметра биоритма.

Эти колебания наступают примерно через равные промежутки времени, интенсивности или скорости того или иного биологического процесса.

7.4. Классификация биоритмов

Биоритмы чаще всего классифицируют по происхождению, длительности периодического цикла, по характеру регулирующих механизмов, по уровню организации биосистемы.

Классификация биоритмов по происхождению

Различают экзогенные и эндогенные биоритмы, соответственно вызываемые внешними и внутренними ритмогенными факторами.

Экзогенные ритмы (геофизические, геосоциальные и космические) четко отражают периодические процессы, протекающие в окружающей как биологической, так и социальной среде. Например, ритмичность процесса фотосинтеза в растениях определяется соотношением и интенсивностью светового и темного времени суток.

Эндогенные ритмы являются истинными (физиологическими) ритмами организма. Они обнаруживаются при отсутствии периодических процессов в окружающей среде. Например, эндогенные ритмические колебания могут исчезнуть при резком снижении температуры тела, при резком уменьшении содержания кислорода, уровня гормонов, макроэргов, ферментов и других веществ в крови и тканях.

Эндогенные биоритмы имеют очень широкий диапазон колебаний в единицу времени (от сотен и десятков колебаний в секунду до нескольких колебаний в минуту, час, сутки, неделю, месяц).

• К эндогенным биоритмам относятся ритмические изменения:

• обмена веществ и энергии;

• биоэлектрической активности головного мозга, ганглиев и других нервных структур;

• количества и соотношения нейропептидов, гормонов, ФАВ в тканях, крови и других биосредах организма;

• температуры различных частей тела, органов, тканей;

• функциональной активности сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной, детоксицирующей и других систем;

• количества клеток крови, белков, углеводов, электролитов в циркулирующей крови и тканях и т.д.

• физической активности (23 дня);

• эмоциональной активности (28 дней);

• интеллектуальной активности (33 дня);

• работоспособности и других показателей.

В частности, у ряда людей (так называемых «жаворонков», рано ложащихся спать и рано просыпающихся лиц) наибольший подъем работоспособности наблюдается в 7-14 и 16-20 часов. В этой связи, они должны выполнять самую трудную работу именно в эти отмеченные периоды максимальной деятельности.

Но есть другие люди (так называемые «совы»,поздно засыпающие ипоздно просыпающиеся лица), у которых наибольшая работоспособность отмечается вечером и в полночь.

Выделяют и третью, самую распространенную, группу людей – аритмиков (так называемых «голубей»), которые довольно легко приспосабливаются и хорошо выполняют труд как в утреннее, так и в вечернее время.

По данным немецкого физиолога Хамппа, 1/6 часть людей – «жаворонки», 1/3 – «совы», 1/2 – «аритмики».

Хронотип человека, как выяснилось, зависит, главным образом, от врожденных свойств человека, а также от приобретенных в процессе онтогенеза свойств.

Показано, что перестроить «жаворонков» на «сов» не удается. В то время как «совы» при необходимости могут довольно быстро переучиваться на «жаворонков».

Можно полагать, что ритм (режим) «сов» является не потребностью организма, а длительно формирующейся привычкой.

Ритм (режим) «жаворонков», в отличие от этого, является естественной, наследственно закрепленной, потребностью организма.

Классификация биологических колебательных процессов по длительности периодического цикла и уровню организации организма

По длительности (или частоте) периодические ритмы делят на физиологические (функциональные), геофизические и геосоциальные.

Первые являются высокочастотными, вторые и третьи – соответственно средне – и низкочастотными. Физиологические и геофизические биоритмы являются врожденными, а геосоциальные представляют сплав врожденных и приобретенных.

Длительность физиологических циклов, обеспечивающих непрерывную деятельность организма, составляет от долей секунд до долей, нескольких единиц и десятков минут. К этим, высокочастотным, ритмам относятся циклы нервно-мышечного возбуждения и торможения, цикличность деятельности различных уровней организации организма (клеток, тканей, органов, систем целостного организма).

Например, ритмы мозга (по данным ЭЭГ или ЭкоГ) включают:

• дельта ритм, составляющий 0,5-3 Гц (кол/сек);

• тета ритм - 4-7 Гц (кол/сек);

• альфа ритм - 8-13 Гц (кол/сек);

• бета ритм - 14-30 Гц (кол/сек);

• гамма ритм - более 30 Гц (кол/сек);

Ритмы различных органов, как правило, более длительные. В частности, ритм сердца составляет 60-80 кол/мин (1-1,3 кол/сек) внешнего дыхания – 15-20 кол/мин (0,25-0,35 кол/сек) и т.д.

К среднечастотным ритмам относятся:

• приливные (12,8 часа);

• ультрадианные (164 часа);

• циркадианные или околосуточные (24  4 часа);

• инфрадианные (28 ч - 4 суток).

К низкочастотным ритмам относятся:

• околонедельные (7 суток);

• полулунные (14-15 суток);

• лунные (28 суток);

• околомесячные (около 30 суток);

• сезонные (около 3 месяцев);

• цирканнуальные (окологодичные);

• мегаритмы (более 1-10 лет).

На биологические ритмы у человека наибольшее влияние оказывают взаимное расположение Земли, Луны, Солнца и других светил (звезд и созвездий), периоды их вращения вокруг своей оси, продолжительность и смена дня и ночи.

Каждый физический, эмоциональный и интеллектуальный цикл включает положительные и отрицательные составляющие (полуволны), когда соответствующая активность либо нарастает, либо снижается (ухудшается).

При переходе положительной полуволны в отрицательную (то есть при пересечении линии цикла с нулевой линией) формируются критические дни, ухудшающие либо физическую, либо эмоциональную, либо интеллектуальную активность и приводящие нередко к обострению заболеваний и возникновению различных несчастных случаев.

Например, у женщин, в связи с менструальным циклом, изменяется самочувствие, активность, настроение (САН). У мужчин, в силу ритмических процессов, также отмечается околомесячный ритм колебаний САН.

Наилучшим временем для зачатия считается 8 ч утра. Рождаются же дети преимущественно в период между 24 ч и 4 ч утра.

Пик производительности умственного труда отмечается в период от 10 до 12 ч дня, а также в период между 16 ч 30 мин и 18 ч.

Наибольший спад умственной работоспособности выявляется обычно в период между 12 ч 30 мин и 15 ч.

Известно, что кожа обладает наименьшей чувствительностью к парентеральным инъекциям примерно в 9 ч утра.

Органы вкуса, обоняния и слуха наиболее активны (обострены) в период между 17 и 19 часами.

Наиболее эффективно иммунная система предохраняет организм от инфекционных возбудителей в 22 часа.

Показано, что психическая и мышечная возбудимость человека выше весной и в начале лета.

Дети летом растут быстрее, чем в другие сезоны года.

Смертность от пневмоний и гриппа в США, по данным Халберга, наибольшая в конце декабря, в январе и начале февраля как в центре, так и на севере и юге страны.

Повышение риска смертности от этих заболеваний в данное время года определяется не столько метеорологическими влияниями, сколько повышением чувствительности организма к этим видам инфекции в данный период года.

Классификация биоритмов по уровню организации организма

По уровню организации организма выделяют следующие виды биоритмов: организменный, системный, органный, тканевой, клеточный, субклеточный, молекулярный.