Біоритми, як загальні властивості живого

Вступ

 

В основі життєдіяльності живого організму лежать ритмічність і рухомість його фізіологічних, біохімічних та біофізичних функцій. Це енергетично вигідна і найбільш оптимальна форма існування. Узгодженність у часі і просторі всіх життєзабезпечуючих систем зумовлює нормальне функціонування організму. Напруженність його функціонування, в свою чергу, свідчить про інтенсивність впливу зовнішніх і внутрішніх факторів середовища. Всі ці явища сьогодні розуміються як біоритми - ритми життя.

Одним з основних критеріїв резистентності організма людини є стан системи добових ритмів організма. Добовий ритм фізіологічних процесів і поведінки є у всіх живих організмів. Він погоджений з добовою періодичністю зміни метеорологічних факторів. Знання динаміки добової ритміки фізіологічних показників є цінним діагностичним (оцінка причинно-наслідкових факторів виникнення хвороби) і прогностичним (компенсаторні можливості організма, прогноз розвитку патологічного процеса) прийомом, особливо в процесі пристосування до природних умов існування.

Відомо, що світло, особливо сонячне, чинить глибокий вплив на обмінні процеси організма. Тому, саме за цією причиною одним з найсильніших зовнішніх синхронізаторів біоритмів є зміна освітлення (Pittendrigh, 1965; Aschoff, 1968, 1969; Wever, 1968, 1969, 1970). Перебудову фізіологічних ритмів при експериментальній зміні освітлення спостерігали такі вчені, як О.П. Щербаков і Г.М. Черкович. В останні часи ця проблема привертає до себе все більше і більше уваги в зв’язку з частою позмінною працею населення, постійним відвідуванням молоддю різноманітних нічних клубів та інтернет-кафе.

З клінічних досліджень виявлено, що нічна праця чинить негативний вплив на системи травлення і кровообігу. Pierach (1955) У людей, які працюють в нічну зміну, в порівнянні з іншим населенням, набагато частіше

проявляються хвороби шлунково-кишечного тракту - від гастрита до язви. При цьому язва шлунку і дванадцятипалої кишки у працюючих вночі важче піддається лікуванню, частіше спостерігаються рецидиви, що ведуть до інвалідності. [4] Порушення серцево-судинної функції пов’язані з невідповідністю між необхідністю посилення функціонального напруження системи кровообігу і підвищенням тонусу парасимпатичного відділа нервової системи (падіння систолічного тиску, уповільнення пульсу і т.д.) в нічні години. Нічна праця призводить до зміни добового біоритму серцево-судинної діяльності - ритм приймає монотонний характер. А це в свою чергу, призводить до виникнення атеросклерозу (експериментальні роботи С.І. Серова, Г.М. Цветаєвої, 1979), частих приступах стенокардії, зниження толерантності до фізичного навантаження. У людей, працюючих в нічну зміну, порушується обмін речовин. відбувається ніби розмежування між доставкою в організм енергетичних з’єднань і швидкістю їх утилізації. І внаслідок цього в крові накопичуються недоокислені продукти обміну, спостерігається її закислення. [2] Нічна праця зменшує циркадну організацію екскрекції натрію зі слиною, що відбиває ритмічне виділення металокортикоїдних гормонів. Т.Д. Семенова (1971)

Світло в першу чергу впливає на функціонування зорового аналізатора. Так, під час перебування криз в режимі цілодобового освітлення у них збільшився офтальмотонус майже до 30 мм. рт. ст. Т.А. Красновид (1972)

Вночі зменшується координація рухів, лабільність нервово-м’язового апарату, сила м’язів і їх статистична витривалість. Праця, що викликає однакове підвищення ЧСС, вночі сприймається як більш важка в порівнянні з денним відчуттям. Витривалість, особливо до статичних зусиль, якість виконання роботи в нічні години помітно знижується. Людина, що працює передусім вночі, часто буває і більш роздратованою.

Вплив різних режимів освітлення на функціонування організму інтенсивно вивчався ще на початку XX століття, а зараз практично не розглядається. В сучасних роботах недостатньо клінічних та експериментальних даних.

Виходячи з актуальності теми, метою проведення нашого дослідження було дослідити поведінку самців щурів лінії Вістар при різних світлових режимах за допомогою методики “Відкрите поле”.

Завданнями роботи є:

· проаналізувати науково-методичну літературу з даної теми дослідження;

· визначити показники рухової активності, грумінгу, рерінгу, дефікації і інших складових поведінки щурів і порівняти їх з літературними даними;

· дослідити можливість використання даної теми дослідження на уроках біології та в позакласній діяльності вчителя.

Предметом дослідження є поведінка самців щурів лінії Вістар при різних світлових режимах.

Об’єкт дослідження: самці щурів, які знаходились в різних світлових режимах утримання.

Біоритми, як загальні властивості живого

 

Життєдіяльність різноманітних істот, незалежно від складності їх організації, протікає в незакінченній зміні станів, незупинної адаптації до навколишнього середовища за рахунок пластичності і рухомості властивих їм функціональних можливостей. Але подібна перебудова організму і погодження його систем з постійно змінюючимися умовами навколишнього середовища можливі лише при наявності безперервних коливальних процесів всередині організму. Причини цього в тому, що". адаптація, являючись однією з фундаментальних властивостей біосистеми, тісно пов’язана з її іншою фундаментальною властивістю - циклічностю. ”. Баєвский Р.М. (1979)

Основою гомеостаза і гомеокінеза - властивості організма зберігати постійність внутрішнього середовища і в той же час змінювати функціональний стан організму у відповідності з умовами навколишнього середовища - є ритмічна активність всіх систем, їх гармонійне пропорційне поєднання. Ритмічні коливання процесів являють собою загальну характеристику активності біологічних систем і основу їх регуляції і цілісності. [1]

Ритмічність і діапазон коливання фізіологічних, біохімічних, біофізичних і імунологічних процесів лежать в основі життєдіяльності живого організму. Періодичність функцій - енергетично вигідна і найбільш оптимальна форма життєдіяльності. Погодженість у часі і просторі всіх життєзабезпечуючих систем зумовлює нормальне функціонування організму. Напруженість його існування, в свою чергу, свідчить про інтенсивність впливу зовнішніх і внутрішніх факторів середовища. Всі ці явища сьогодні розуміються як біоритми - ритми життя. За образним висловлюванням Н.Я. Перна “життя - є складна тканина, що складається з безкінечних різноманітних ритмів”.

щур біоритм поведінкова реакція

С.И. Степанова (1977) стверджує, що життя - це ритм, втрата якого рівносильна смерті. Таким чином, виникнення життя йшло в напрямку ускладнення і удосконалення просторової і часової організації.

Біоритми -це послідовне чергування процесів напруги і розслаблення (Bunning, 1961, 1973), повторення однієї і тієї ж послідовності подій у фізіології координації часу (Hal berg, 1964, 1977). Вони являються невід’ємною властивістю живих систем і складають основу їх організації, незалежно від періодичності зовнішніх змін (Pittendrigh, 1964). За A. Sollberger (1965), це регулярні і якісні зміни біологічних процесів на всіх рівнях організації живого. B. Goodwin (1966), наголошує, що упорядкованість біосистем, існує не лише в просторі (морфологія організмів), але і в часі, про що свідчить погодженість їх поведінки.

Біоритми проявляються в багаточисленних адаптивних реакціях на періодичні зміни факторів навколишнього середовища. Вони являють собою цілий комплекс цитологічних, фізіологічних, поведінкових і інших реакцій, направлених на підтримку оптимальної послідовності фаз життєдіяльності в умовах коливання впливів середовища. Чим точніше біологічні реакції організма приурочені до окремого часу доби чи року, тим вище їх адаптація до умов існування. Істоти, які в ході еволюції виробили різні форми добової активності, змогли більш повніше освоїти природні міста середовища існування. Наявність в біогеоценозах суспільств, активність яких має періодичність, сприяє досконалішому використанню організмами енергетичних ресурсів по всій території. Завдяки різному ритму життя різні види можуть існувати на одній території, зберігаючи при цьому видову ізоляцію. В залежності від кліматичних умов змінюється характер біоритмів активності організмів. Різниця в протіканні активних фаз біоритмів однієї популяції спеціалізують групи по тим чи іншим “часовим” нішам і сприяють їх ізоляції. Використання різними видами різних “часових” ніш в межах однієї екологічної ніші являє собою еволюційний процес адаптативної радіації. Разом з тим функціонально-динамічні властивості організма відрізняються окремою стійкістю, константністю і, навіть, консервативністю, що являється проявом індивідуальних особливостей біоритміки і реактивності. Тому механізми адаптації і збереження добового динамічного стереотипу тісно пов’язані з стійкістю біоритмічного гомеостазу

(Василевський Н.Н., 1973; Баевський Р.М., 1977; Моісеєва Н.І., 1978; 1980).

Отже, біоритми - це функціональні системи організма, що забезпечують гомеостаз внутрішнього середовища, і адаптаційні реакції за відношенням до факторів навколишнього середовища побудовані так, що їх регулювання направлене на збереження цілісності системи, підтримку її стійкості і збереження рівноваги як єдиної функціональної системи на основі законів симетрії і гармонії. Завдяки наявності власних коливальних систем організм має здатність сприймати ритм навколишнього середовища та узгоджувати з ними власні ритми, проводячи настрій і сонастрій всіх підсистем у відповідності зі своїми потребами. При цьому зовнішні часові фактори не індукують ритмів, що перебігають в організмі, а лише впливають на них, - “захоплюючи”, модулюючи і т.д. Ось чому, біологічний годинник - “механізм часової організації функціональних процесів”, закріплено на кожному структурному рівні організації організму.