Лекция 7. Одним из принципов естетвознания является принцип единства организма и среды

МЕДИЦИНСКАЯ БИОРИТМОЛОГИЯ

Одним из принципов естетвознания является принцип единства организма и среды. Это означает, что организм не может существовать без среды. Внешняя же среда, как и все сферы мироздания, охвачена колебательными ритмическими движениями. Поэтому при обсуждении проблем организации биологических систем в качестве её основных принципов выделяют пространственный и временной аспект.

Как писал русский социолог П.Я.Соколов, «весь растительный и животный мир, а с ними и человек, извечно и непрестанно испытывает на себе ритмические воздействия внешнего физического мира и извечно отвечает на биение мирового пульса ритмическими пульсирующими реакциями».

Всё живое на Земле находится в динамическом равновесии, постоянно пульсируя, совершая колебания с определенной частотой и последовательностью. Всплески активности чередуются с моментами, когда силы на исходе и их нужно восстановить. Эти чередования активности называется биологическими ритмами.

Время наряду с пространством является одной из форм бытия. В процессе исторического развития циклические явления, происходящие в природе, были восприняты и усвоены живой материей как надёжная информация. У организмов выработалось свойство периодически изменять своё физиологическое состояние.

Ещё в 1928 году академик А.А.Богомолец заметил, что ритмы жизненных процессов по своим параметрам соответствуют природным циклам. Он писал, что ритмично протекают в организме вслед за природными ритмами все жизненные процессы. Ритмично сокращается сердце, и дышат легкие, ритмично идут процессы питания, своим ритмам подвержена неравная система и т.д.

Ритм – это универсальное свойство живых систем. Процессы роста и развития организмов имеют ритмический характер. Ритмическим колебаниям могут быть подвержены различные показатели структур биологических объектов: ориентация молекул, третичная молекулярная структура, тип кристаллизации, концентрация ионов, форма роста и т.д. У растений установлена зависимость суточной периодики от фаз их развития.

Актуальность изучения биоритмологических проблем существовала уже с ранних времён, когда человек пытался прогнозировать и планировать по звёздному небу самые различные ситуации. Предшественницей биоритмологии можно считать астрологию, зародившуюся ещё за 2000 лет до нашей эры. Раскопки показывают, что древние цари постоянно следили за перемещением светил. Однако, несмотря на свою долгую предисторию, наука биоритмология как самостоятельная наука сформировалась лишь в ХХ веке.

Развитие учения о биологических ритмах привело к возникновению новой междисциплинарной фундаментальной науки – хронобиологии. Она изучает закономерности осуществления жизнедеятельности организмов во времени.

Основные положения хронобиологии:

1. Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы – от одноклеточных до биосферы.

2. Биологические ритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма, обезпечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации в биологических системах.

3. Биологические ритмы имеют, с одной стороны эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой стороны, - их осуществление тесно связано с модифицирующим влиянием так называемых датчиков времени.

4. Положение о временной организации живых систем – один из основных принципов биологической организации.

5. Существуют биологические ритмы чувствительности организмов к действию химических и физических факторов.

6. Закономерности биологических ритмов учитываются при диагностике, профилактике и лечении заболеваний.

Составной частью хронобиологии является является учение о биологических ритмах в узком смысле слова – биоритмология. Наука биоритмология как самостоятельное и единое научное направление сформировалась в 1960 г. когда был проведен 1-й симпозиум по биоритмологии.

Биоритмология – наука о временной упорядоченности взаимосвязанных процессов жизнедеятельности от субклеточного уровня до биосферы в целом. Биологические ритмы - периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений в живых организмах на всех уровнях организации живой материи - от внутриклеточных до популяционных. Биоритм представляет собой колебания интенсивности или скорости какого-либо процесса, наступающие через приблизительно равные промежутки времени. Повторяемость биологического явления в ритме относительна. На самом деле каждый цикл повторения отличается по своему содержанию от предыдущего, но воспроизвидится по тем же закономерностям.

Понятие цикла подразумевает повторяемость, периодичность процесса. Время между одинаковыми состояниями соседних циклов обозначают как длительность (длину) периода (или просто как период) и выражают в единицах времени. Число циклов, завершившихся за единицу времени – это частота процесса.

Существует несколько классификаций ритмов. Различают экзогенные и эндогенные биологические ритмы.

Экзогенные биологические ритмы - биологические ритмы, отражающие воздействия внешней среды и зависящие от физического состояния организма. Эндогенные биологические ритмы - биологические ритмы, связанные с внутренними процессами в организме и зависящие от природных условий.

С точки зрения взаимодействия организма и среды выделяют 2 типа колебательных процессов:

1. Физиологические, или рабочие ритмы – колебания, отражающие деятельность физиологических систем организма.

2. Адаптивные (экологические) ритмы - т.е. колебания с периодами, близкими к основным геофизическим и социальным циклам. К ним относятся суточные, годовые, сезонные, лунные и приливные ритмы. Их роль заключается в адаптации организма к периодическим колебаниям внешней среды.

Физиологические ритмы - рабочие циклы функционирования клеток, органов и систем организма с периодами от миллисекунд до минут. Физиологические ритмы модулируются суточными, годичными и другими биологическими ритмами.

Цикаритмы - группа биологических ритмов с периодами, близкими к геофизическим постоянным: солнечным суткам (24 часов), лунным суткам (24.8 или 12.4 часов), лунному месяцу (29.53 суток) и астрономическому году (365.25 суток).

Периодические процессы наблюдаются на всех уровнях организации живых систем и охватывают широкий диапазон частот. Благодаря биоритмам живые организмы имеют возможность приспосабливаться к меняющимся условиям существования: чередованиям дня и ночи, времен года, капризам погоды, магнитным бурям.

Благодаря адаптивным ритмам организм ориентируется во времени и заранее готовится к ожидаемым условиям существования. Так, хорошо известно, чсто многие животные впадают в зимнюю спячку или мигрируют задолго до наступления холодов.

Наличие биоритмов (колебательных процессов) обеспечивает сомообновление и самовоспроизводство организма как целого в конкретных условиях окружающей среды. Колебания способствуют возвращению организма к исходному состоянию, позволяя осуществить ответ на внешние воздействия. Ритмические же изменения исходного уровня функций обеспечивают различие реакций организма на одно и то же воздействие в зависимости от данных условий окружающей среды.

Ход реакций при этом должен меняться по отношению к внешним воздействиям не по жёсткой программе, а по программе обеспечивающей оптимальное взаимоотношение организма с внешней средой в каждый конкретный момент. При отсутствии колебательного процесса изменения в живом организме становятся необратимыми и при достижении определённого предела нарушается равновесение между организмом и окружающей средой. Это ведёт в конечном итоге к дезорганизации функций и гибели организма.

У человека, как и у других видов живых организмов, существуют ритмы с различной длительностью периодов. Так, биологические часы (физиологические механизмы, обусловливающие способность организмов реагировать на интервалы времени и на явления, связанные с этими интервалами) нейронов головного мозга отсчитывают каждое мгновение, сердце пульсирует ежесекундно, лёгкие – каждые несколько секунд, желудок настроен на 2-3-часовой цикл, который завершается желянием поесть. А уровень гормонов в крови имеет суточные, многодневные и годовые колебания.

Существует классификация циклов соответственно длительности периода. Пределы их длительности – от многих лет до миллисеккунд.

Halberg F. (1964) предложил классифицировать биологические ритмы следующим образом: ультрадианные ритмы с периодом меньше 20 часов, циркадианные - с периодом 24±4 часов и инфрадианные - с периодом больше 28 часов. Среди инфрадианных ритмов следует выделять: циркасемисептанные ритмы с периодом примерно 3±0,5 сут; циркасептанные ритмы с периодом 7±3 сут., циркадисептанные - с периодом 14±3 сут., циркавигинтанные - с периодом 21±3 сут., циркатригинтанные - с периодом 30±5 сут., цирканнуальные - с периодом 1 год ± 2 месяца.