ОСНОВЫ ХРОНОФИЗИОЛОГИИ
Цикличность всех природных процессов связана с движением Земли вокруг Солнца, с вращением Земли вокруг собственной оси. Первое определяет смену сезонов года и соответствующие сезонные ритмы поведения, последнее — смену дня и ночи, т. е. суточные, или циркадные, ритмы поведения. Большинство млекопитающих не рождаются с готовым суточным ритмом, а постепенно приспосабливаются к нему, т. е. вырабатывают собственный внутренний ритм. Чем быстрее и полнее животное его сформирует, тем оно имеет больше шансов в борьбе за существование. Периодическая смена освещенности и сопутствующих внешних раздражений (прежде всего температурных) играет особо важную роль в период становления внутреннего ритма. Эти ритмы могут быть устойчивыми и поддерживаться без непосредственного сопровождения факторами внешней среды.[1]
Закономерности зависимости биологических процессов от времени изучает междисциплинарная наука хронобиология (chronobiologya от греч chronos – время + биология).[2]
В узком смысле хронобиология – синоним биоритмологии, в широком – совокупность разделов биологии, изучающих протекание жизненных процессов во времени. Широкое толкование термина хронофизиология, объединяющее биологические ритмы, онто- и филогенез, большинство специалистов считает искусственным. [3]
В состав хронобиологии входят хронофизиология, хрономедицина (часть ее — хронопатология) со многими ее разделами.
Хронофизиология — наука о зависимости физиологических процессов от времени.
Составной частью хронобиологии является учение о биологических ритмах — биоритмология, одним из разделов которой выступает учение о ритмичности физиологических процессов.
Биоритмология (biorhythmologia; био- + греч. rhythrnos размеренность, ритм + греч. logos учение, наука) — раздел биологии, изучающий биологические ритмы.
Как наука сложилась во второй половине XX в. Опирается на математическую теорию колебаний. Наиболее разработанный раздел концепция циркадианных ритмов, циркадианной системы. Основные области практического приложения: физиология труда, эргономика (рациональная организация режимов труда и отдыха), медицина (особенно терапия нарушений сна, эмоциональных расстройств, «хронофармакология»).
Понятие «биологический ритм»
Биологический ритм (биоритм) — регулярное, периодическое повторение во времени характера и интенсивности биологических процессов, явлений, состояний, событий [4].Следует подчеркнуть, что под биоритмом подразумевают, как правило, самоподдерживающееся и, в известной мере, автономное явление Разберем определение данное биоритмам в учебнике. Биологическим ритмом (биоритмом) называется регулярное самоподдерживающееся и в известной мере автономное чередование во времени различных биологических процессов, явлений, состояний организма.
С чем трудно согласиться? Под биоритмами понимают не «чередование», тем более «различных биологических процессов, явлений, состояний организма», именно повторениеодних и тех же процессов, состояний и т.д. Ещё раз об этом же. Действительно под ритмом (греч rhythmos) подразумевают всякое равномерное чередование, размеренность каких-либо процессов [++000+, ++51+], однако понятие «биоритм» предполагает именно повторение (регулярное возвращение) процессов, состояний, событий, т.е. периодические процессы. Для биоритмов характерны не стадии, а фазы. К сожалению, понятия фазы и стадия часто смешивают.
Примеры. Смену фаз потенциала действия кардиомиоцита (0, 1, 2, 3, 4) или другой возбудимой клетки мы не вправе рассматривать как биоритм, а регулярное повторение этих потенциалов действия и является биоритмом.
Биоритмы в той или иной форме присущи всем живым организмам. Ритмичность биологических процессов — неотъемлемое свойство живой материи. Живые организмы в течение многих миллионов лет живут в условиях ритмических изменений гелиогеофизических параметров среды.
Например, ритм «сон-бодрствование» синхронизируется с суточным вращением Земли, линька у животных – со сменой времен года. ++51
Биоритмы — это эволюционно закрепленная форма адаптации, определяющая выживаемость организмов путем приспособления их к ритмически меняющимся условиям среды обитания. Закрепленность этих биоритмов обеспечила опережающий характер изменения функций, т.е. функции начинают меняться еще до того, как произойдут соответствующие изменения в окружающей среде. Опережающий характер изменений функций имеет глубокий адаптационный смысл и значение, предупреждая напряженность перестройки функций организма под влиянием уже действующих на него факторов.
Классификация биологических ритмов [5]
По классификации Ф.Халберга, ритмические процессы в зависимости от длительности периода делятся на три группы ритмов:
1. высокой частоты с периодом до 0,5 ч
2. средней частоты имеют период от 0,5 ч до 6 сут.
3. ритмы с периодом от 6 сут до 1 года (недельный, лунный, сезонный, годичный ритмы).
Есть и другие классификации биоритмов в зависимости от длительности периода: высокочастотные (Т < 0,5 суток), среднечастотные (Т = 0,5¸5 суток), низкочастотные (T > 5 суток) [++617+].
Выраженность и наибольшая изученность околосуточных биоритмов среди ритмов средней частоты взяты за «точку отсчета» и потому распространено их деление на
1. околосуточные — циркадианные, или циркадные (circa — около, dies — день, лат.);
2. ритмы с периодом более суток — инфрадианные (infra — меньше, лат., т.е. цикл повторяется меньше одного раза в сутки);
3. ритмы с периодом меньше суток — ультрадианные (ultra — сверх, лат., т.е. частота больше одного раза в сутки).
Существуют и другие, более детальные классификации биоритмов.
Примерами физиологических процессов, протекающих в циркадианном ритме, являются чередование сна и бодрствования, суточные изменения температуры тела, работоспособности, мочеобразования, артериального давления и др.
Инфрадианные биоритмы также многочисленны, например менструальный цикл у женщин, зимняя спячка у некоторых животных и др.
Примерами ультрадианных ритмов являются фазы нормального сна, периодическая деятельность пищеварительного тракта, ритмы дыхания и сердечной деятельности и др.