21.3. Классификация биоритмов, их характеристика

Биоритмы целесообразно разделить по двум признакам: физиологические биоритмы (гео­физические и геосоциальные биоритмы) и по длительности периода — от 1—2 мс до 1 года.

А. Физиологические биоритмы — непре­рывная циклическая деятельность всех орга­нов, систем, отдельных клеток организма, обеспечивающая выполнение их функций. Физиологическими биоритмами являются, например, циклические возбуждения нейро­нов ЦНС. Элементарный цикл возбуждения определяется скоростью движения ионов в клетку и из нее, что в свою очередь зависит от циклических изменений проницаемости клеточной мембраны; более медленно разви­ваются сердечный, дыхательный циклы и др. (см. табл. 21.1).

Околочасовые (от 30 мин до 3 ч) физиоло­гические биоритмы свойственны клеточным, органным и организменным уровням и про­являются в изменении скорости синтеза белка, проницаемости клеток, их дыхания, концентрации гормонов, электрической ак­тивности коры большого мозга, двигательной активности желудка и кишечника, частоты дыхания и сердечных сокращений. У изоли­рованных клеток печени обнаружена трехча­совая функциональная ритмичность энерге­тических реакций митохондрий. Околочасо­вые клеточные биоритмы не соответствуют ни одному из известных циклов внешней среды. Они, очевидно, связаны со специфи­кой клеточного обмена. В эту же группу био­ритмов следует включить фазы сна — орто­доксального, парадоксального с быстрыми движениями глаз определенной периодич­ности. Основные физиологические биорит­мы исследованы достаточно детально.

554

Физиологические биоритмы сформирова­лись в процессе эволюции в результате воз­растания функциональной нагрузки на от­дельные клетки, органы, системы, что было обусловлено увеличением двигательной ак­тивности организма и параллельным нара­щиванием энергетического обмена. Большая двигательная активность и высокий метабо-лизм оказались взаимосвязанными. Как вы­яснилось, у теплокровных животных функ­циональная нагрузка на органы и систе­мы находится в зависимости от массы тела. У мелких животных она выше, чем у круп­ных, из-за того, что обмен веществ у мел­ких животных протекает на более высоком уровне. Не случайно частота сердечных со­кращений, дыхания, ритм деятельности дру­гих органов у мелких животных превышают аналогичные показатели крупных животных. Физиологические биоритмы генетически за­программированы, они обладают видовой специфичностью.

Значение физиологических биоритмов за­ключается в обеспечении оптимального функционирования клеток, органов, систем организма. Исчезновение физиологических биоритмов означает прекращение жизни. Возможность быстрого изменения частоты физиологических биоритмов обеспечивает приспособительные реакции — адаптацию организма к различным условиям жизнедея­тельности. Нередко это мгновенные адаптив­ные реакции. Например, после начала физи­ческой нагрузки очень быстро (через 1—2 с) повышаются частота и сила сердечных сокра­щений, интенсивность дыхания, что улучша­ет доставку кислорода и питательных ве­ществ к усиленно работающим мышцам. Де­ятельность желудочно-кишечного тракта при этом угнетается. Физиологические биоритмы быстро меняются под влиянием изменений внешней и внутренней среды организма: это реакции по принципу стимул—ответ, они могут изменяться и по механизму условного рефлекса. В покое физиологические биорит­мы обычно быстро (через минуту, через не­сколько десятков минут) возвращаются к ис­ходному уровню.

Б. Геофизические биоритмы — цикличес­кие изменения деятельности клеток, органов, систем и организма в целом, а также резис-тентности, миграции и размножения, обу­словленные геофизическими факторами. Таким образом, геофизические биоритмы представляют собой циклические колебания физиологических биоритмов, обусловленные изменениями факторов среды обитания. Главными геофизическими биоритмами яв-

ляются околомесячные и окологодовые. Геофи­зические биоритмы, как и физиологические, генетически запрограммированы, но в отли­чие от физиологических они не обладают ви­довой специфичностью.

Формирование геофизических биоритмов обусловлено действием природных факторов. во многом они связаны с временами года, фазами Луны. Таковыми являются, напри­мер, сезонные циклические изменения ин­тенсивности обмена веществ (зимой он боль­ше, чем летом), изменения цвета шерсти у некоторых животных и др.

Значение геофизических биоритмов отли­чается от физиологических, несмотря на то, что они формировались параллельно. Геофи­зические биоритмы обеспечивают приспо­собление организма к циклическим измене­ниям в природе. Их необходимо учитывать при организации труда, отдыха, планирова­нии лечебно-профилактической деятельнос­ти врача.

В. Геосоциальные биоритмы формируются под влиянием социальных и геофизических факторов. Главными геосоциальными био­ритмами являются околосуточные (циркади-анные) и околонедельные (циркасептанные, около 7—8 дней). В частности, формируются они под действием суточного фотопериодиз­ма (день—ночь) и связанной с ним естест­венной смены режимов труда и отдыха: на­пример, днем — работа, ночью — отдых.

Геосоциальные биоритмы — сплав врожден­ных и приобретенных биоритмов организма. Предположение о том, что механизм цирка-дианных биоритмов генетически запрограм­мирован, имеет ряд экспериментальных под­тверждений. Имеются также эксперимен­тальные данные, что запрограммированный биоритм можно ускорить, при этом ускоряет­ся и процесс индивидуального развития.

Закономерно возникает вопрос: нельзя ли про­длить жизнь человека с помошью удлинения «суток»? Мнение о том, что в основе геосоциаль­ных биоритмов лежат врожденные и приобретен­ные свойства организма, подтверждается рядом фактов. Так, известно, что у животных имеются врожденные ритмы активности функционирова­ния эндокринной системы. Однако слепые ново­рожденные животные, воспитанные слепыми ма­терями, не имеют суточной периодичности коле­баний содержания кортикостерона в отличие от здоровых новорожденных и их матерей с нормаль­ной цикличностью. Сразу после вылупления цып­ленка устанавливается суточный ритм содержания гликогена в печени, свойственный взрослому ор­ганизму; у крыс это наблюдается с 3-й недели постнатального развития с минимумом в 16—17 ч и максимумом в 8 ч. Закономерные суточные ко-

555

Таблица ловека

лебания показателей внутриклеточного обмена печени мышей и крыс устанавливаются с 3—4-й недели постнаталъного онтогенеза. Установление биоритма является результатом реализации на­следственной информации; биоритм — это при­знак [Губин Г.Д., 1989].

Геосоциальные биоритмы, когда они уже сформированы, сохраняются в условиях изо­ляции организма. Например, изменения час­тоты и силы сердечных сокращений у челове­ка, закрепленные режимом смены труда и от­дыха, связанным со временем суток (день-ночь), наблюдаются и при постоянном осве­щении в течение длительного временного интервала.

Циркадианные ритмы организма находят­ся под модулирующим контролем централь­ной нервной и эндокринной систем. Все ос­цилляторы эффекторов, принадлежащих одной функциональной системе организма, имеют преимущественно одинаковую фазо­вую структуру активности.

Значение геосоциальных биоритмов — при­способление организма к режиму труда и от­дыха. Возникновение в живых системах авто­колебаний с периодами, близкими к геофи­зическим циклам (сутки, лунный месяц, год), а также циклам труда и отдыха, свидетельст­вует о совершенствовании физиологических механизмов приспособления организма к ок­ружающей среде. Усвоение ритма этих цик­лических колебаний внешней среды, режи­мов активности в результате постепенного формирования эндогенных механизмов гене­рации биоритмов — один из важнейших адаптационных механизмов организма.

Г. Соотношения физиологических, геофи­зических и геосоциальных биоритмов. Физио­логические биоритмы являются базисными, они первичны, а.теосоциальные и геофизи­ческие вторичны. Физиологические биорит­мы — основа жизни организма; без физиоло­гических биоритмов геосоциальных и геофи­зических быть не может.

Что касается геосоциальных и геофизи­ческих биоритмов с различной продолжи­тельностью цикла, то они независимы друг от друга. Например, температура тела изме­няется в различное время суток: днем она выше, чем ночью. Наряду с этим имеются колебания температуры тела, связанные со временем года. Но в любое время года темпе­ратура тела человека днем выше, чем ночью. По длительности периода околосуточное ко­лебание температуры «поглощается» сезон­ными колебаниями, но эти ритмы не зависят друг от друга, у них разные причины возник­новения, различно их значение. Суточное

колебание температуры тела связано с актив­ной деятельностью человека; днем деятель­ность обычно максимальна, ночью мини­мальна, поэтому обменные процессы ночью снижаются — уменьшается, естественно, и температура.

Общим для различных геосоциальных и геофизических биоритмов является то, что они сформировались в процессе эволюции как приспособительная реакция организма на циклические изменения внешней среды, эво-люционно закрепились, передаются по на­следству или формируются в раннем онтоге­незе. Отличительной особенностью геосоци­альных биоритмов является то, что они могут изменяться в онтогенезе при изменении ре­жима труда и отдыха. Принципиальные изме­нения физиологических биоритмов в онтоге­незе исключены. У детей параметры ряда фи­зиологических констант отличаются от тако­вых взрослых лиц, но они характерны для всех детей определенного возраста и соответствуют ему, становясь стабильными, как у взрослых, примерно в возрасте 20 лет. Основные свойст­ва биоритмов, согласно предложенной клас­сификации, представлены в табл. 21.1.

21.1. Характеристика биоритмов че-

Вид биоритма	Наследуемость	Устойчивость	Видовая специ­фичность
Физио-	Врожденные	Постоянны в	Харак-
логиче-		покое, быстро	терна
ские		(секунды—ми-
		нуты) изменя-
		ются при изме-
		нении интен-
		сивности рабо-
		ты организма
Геосоци-	Сплав врож-	Устойчивы, но	Нехарак-
альные	денных и	могут медленно	терна
	приобретен-	изменяться при
	ных ритмов	изменении ре-
	с преоблада-	жима труда и от-
	нием пос-	дыха, места жи-
	ледних	тельства
Геофизи-	Врожденные	Весьма устойчи-	Свойст-
ческие		вы, могут мед-	венна не-
		ленно изменять-	которым
		ся через не-	биорит-
		сколько поколе-	мам (на-
		ний при изме-	пример,
		нении среды	менстру-
		обитания. Неко-	альному
		торые (менстру-	циклу)
		альный цикл)
		вообще не изме-
		няются L, „ __	_———

556

Продолжение

28 ч — 4 сут (напри­мер выделение не­которых гормонов с мочой)

7±3 сут

несколько месяцев

около 1-го года

Как отмечено выше, все биоритмы клас­сифицируют также по частоте осцилляции (длительности периодов) независимо от того, к какой из трех основных групп (физиологи­ческим, геосоциальным и геофизическим) они относятся. По этому признаку выделяют ритмы высокой частоты (с периодом менее 0,5 ч), ритмы средней частоты (0,5—28 ч), циркасептанные (около 7 сут), макроритмы (20 сут—1 год), мегаритмы (более Шлет).

Имеются и другие классификации биорит­мов по частоте их осцилляции. Однако необ­ходимо отметить, что в подобных классифи­кациях смешиваются ритмы трех различных групп: физиологические, геосоциальные и геофизические, что нецелесообразно, по­скольку и происхождение, и значение этих групп биоритмов различны; изучают их неза­висимо друг от друга, каждая из групп имеет свои собственные подгруппы биоритмов по длительности их периодов (табл. 21.2).

Таблица 21.2. Классификация биоритмов чело­века

Период биоритмов

Наименование биоритмов

инфрадианные

Околонедельные (циркасеп­танные) (например, уровень работоспособности)

Геофизические биоритмы

30±5 сут

Околомесячные (циркатри-гинтанные) (например, мен­струальный цикл)

Окологодичные (цирканнуальные):

• ультраннулярные (сопротивление дыхатель-j ных путей у женщин)

цирканнуальные (сопротивление дыхатель­ных путей у мужчин, со­держание В-лимфоцитов у человека, обмен веществ)

Период биоритмов

1 — 10 мс 0,03-1 с

0,8 с 4с

3-12 с

5-10 с

20 с

1,5 ч

Наименование биоритмов

Основные физиологические биоритмы

Цикл возбуждения нервных и мышечных клеток

Циклы электроэнцефало­граммы

Цикл сердечной деятельности Дыхательный цикл

Циклы пищеварительной системы

ебазальный электрический ритм

• маятникообразные сокра­ щения кишки

• перистальтические волны желудка

• голодные периодические сокращения желудка

Геосоциальные биоритмы

Околосуточные (циркадианные):

16±4 ч

24+4 ч

• ультрадианные (уровень работоспособ­ ности, гормональные сдвиги и др.)

• циркадианные

(уровень работоспособ­ности, интенсивность ме­таболизма и деятельности внутренних органов и др.)

Следует также отметить, что мегаритмы во­обще не являются биоритмами — в организме они сами по себе не возникают; это реакции на процессы, периодически (примерно через 7—17 лет или 22 года) возникающие на Со­лнце. Реакции организма на процессы со­лнечного происхождения изучать необходи­мо, поскольку они могут быть причиной обо­стрения или возникновения различных пато­логических состояний. Так, повышение со­лнечной активности сопровождается на Земле эпидемиями, у больных учащаются сердечные приступы, обостряются сердечно-сосудистые и другие заболевания (гипертонические кри­зы, стенокардия, инфаркт миокарда, мозго­вые инсульты). Ускоряется рост деревьев, рез­ко возрастает численность некоторых вреди­телей сельского хозяйства, например саранчи.

Не формируются также биоритмы на маг­нитные бури солнечного происхождения, возникающие более часто, например не­сколько раз в месяц, но хаотично, через не­равные промежутки времени. На геомагнит­ные бури организм реагирует так же, как на внешние раздражители.

Поскольку физиологические биоритмы изучаются на протяжении всего курса физио­логии по системам (дыхания, пищеварения, кровообращения и др.), далее рассмотрим только геосоциальные и геофизические био­ритмы.

557