А.А.Говорухина, Н.С.Москалюк
Сургутский государственный педагогический университет, г. СургутАдаптация целостного организма к условиям среды, в том числе и к интенсивным физическим нагрузкам, обеспечивается не отдельными органами, а скоординированными в пространстве и во времени и соподчиненными между собой специализированными функциональными системами. Понимание и интерпретация различных физиологических процессов, происходящих в живом организме при адаптации, невозможны без знания природы биологических ритмов.[1] Изучением проблемы биологического времени, включающего в себя особенности процессов восприятия времени, и закономерности осуществления процессов жизнедеятельности организма во времени занимается хронобиология. Эта отрасль биологии начала свое интенсивное развитие во второй половине ХХ столетия, после проведения в 1960 году первого международного симпозиума по биологическим часам в Колд-Спринг-Харборе. [5] Современные спортивные достижения находятся на таком высоком уровне, что нужны новые подходы к построению тренировочного процесса и, особенно, к сохранению здоровья спортсмена. Современные исследования позволяют ставить вопрос о необходимости нового качественного подхода к планированию физических нагрузок с учетом индивидуального состояния организма спортсмена.[11]
В условиях Среднего Приобья это приобретает особую значимость. Многолетние исследования биоритмов человека на разных широтах и анализ динамических региональных различий многих физиологических показателей (терморегуляции, газообмена, системы крови и др.) указывают на то, что с увеличением широты четкость проявления ритмов уменьшается, а на Севере (66 с.ш.) вообще характерен «размытый» тип суточных биоритмов.[7] Это связано с широтными особенностями структуры геофизических датчиков, и в первую очередь фотопериодизма.
Особенностью фотопериодизма на севере является значительное изменение продолжительности светового дня с годовой периодичностью. Суточные смены света и темноты управляют физиологическими процессами, функционирующими согласно 24-часовому циклу. Мозг следит за изменениями света с помощью ганглиозных клеток в сетчатке глаза. Особый пигмент некоторых клеток (меланопсин) регистрирует свет, заставляя ганглиозные клетки сетчатки передавать информацию о яркости и продолжительности света в супрахиазматическое ядро (СХЯ). Ядро доставляет информацию в участки головного мозга и тела, управляющие циркадными (суточными) процессами. Становится понятным, почему эпифиз (шишковидная железа) выделяет мелатонин. Именно он является гормоном сна. Помимо этого СХЯ управляет суточными изменениями кровяного давления, температуры тела, уровнем активности и внимания. Так, например, температура тела регулярно повышается к вечеру и падает за несколько часов до утреннего пробуждения, кровяное давление начинает расти между 6 и 7 часами. По утрам секреция стрессового гормона кортизона в 10-20 раз выше, чем ночью. Позывы к мочеиспусканию и работа кишечника обычно подавляются ночью и возобновляются утром.[4, 8]
В северных широтах продолжительность светового дня в зимнее время может сокращаться до 4-х часов.[7] Получается, что люди встают за 2-3 часа до рассвета, а иногда и ранее. Их цикл сон-бодрствование отстает на несколько часовых поясов от сигналов, подаваемых дневным светом. Для спортсменов ситуация усугубляется тем, что в условиях недостаточной активности функциональных систем они должны выполнять тяжелую физическую нагрузку. Вследствие этого происходит перестройка многих физиологических функций. То, как она будет происходить, зависит от длительности проживания человека на Севере. Соответственно переносить нагрузку будет легче тому, у кого стаж проживания в этом регионе больше.
Говоря о физиологических механизмах и динамике акклиматизации человека в условиях Севера, можно отметить, что под влиянием многообразных социальных и природных факторов формируется новый динамический стереотип, зависящий от состояния ЦНС. Нормальный ход акклиматизации в течении 1-2 лет сопровождается развитием торможения в ЦНС и, как следствие этого, гипо- и арефлексией. Особенно ярко торможение рефлексов проявляется в период первой зимы у всех прибывших на Север здоровых людей сильного, уравновешенного и подвижного типов нервной деятельности. В акклиматизации человека на Севере выделяют:
начальную фазу, когда четко проявляются реакции организма на новые климатические условия. В ответ на влияние комплекса раздражителей изменяется течение многих интероцептивных рефлексов и соответственно соотношение процессов возбуждения и торможения в высших отделах ЦНС, что приводит к изменению реактивности организма. Самочувствие человека в этой фазе чаще не нарушается;
фазу перестройки динамического стереотипа, которая может проходить по типу адекватного уравновешивания с внешней средой, или по типу нарушения механизмов адаптации и наступления явлений дизадаптации;
фазу устойчивой акклиматизации, которая наступает обычно в течение 1-го года проживания, иногда через 2-3 года. Большое значение при этом имеют условия труда и жизни человека. Мышечная деятельность повышает приспособляемость организма.[7]
Как уже отмечалось выше, Среднее Приобье характеризуется изменениями фоторежимов в зависимости от времени года (значительное укорочение светового дня зимой и нормальная фотопериодичность летом). Это является немаловажным стрессорным фактором, воздействующим на внутренние циркадные часы человека. Изменения, происходящие при этом в организме можно сравнить со сменой часового пояса при перелете. Перемещение в тренсмеридиональном направлении приводит к сдвигу как геофизических, так и социальных датчиков времени и как следствие к перестройке всех циркадианных ритмов организма, проявлениям так называемого десинхроноза.
По данным Матюхина при пересечении 2-3 часовых поясов внутренняя десинхронизация проявлялась в изменении формы суточных кривых (в частности, уменьшалась их амплитуда), но рассогласование фаз большинства показателей не происходило, также не наблюдалось ухудшения субъективного состояния. Таким образом, десинхроноз, возникающий при пересечении 2-3 часовых поясов, можно определить как скрытый и внутрисистемный.[7]
Перелет через 4 часовых пояса и более вызывает выраженную фазовую перестройку циркадианной системы и сопровождается ухудшением субъективного состояния. При переезде через 6-7 часовых поясов показатели нормализуются спустя 10 дней и более, при переезде через 5 часовых поясов это занимает около 4-5 дней. [10, 7]
Скорость перестройки циркадианных ритмов в соответствии с новыми условиями окружающей среды для различных функциональных систем различна. Сравнительно быстро перестраиваются режимы поведенческих реакций (режим питания, сна-бодрствования). Нейрогуморальная основа регуляции физиологических функций приходит в соответствие с измененной ритмичностью воздействия факторов новой среды обитания значительно медленнее. Для этого требуется не менее 2-3 недель.[2, 3]
Еще одним фактором, влияющим на особенности перестройки внутренних ритмов человека, является направление перемещения. Так, судя по результатам теста выносливости статического усилия и динамической работы, скорости восприятия простых зрительных раздражителей, объема и скорости переключения внимания, его устойчивости и концентрации, максимальная работоспособность после перемещения на запад отмечается в ранние утренние часы, а минимальная – во второй половине дня. При перелете в восточном направлении максимумы этих показателей смещаются на вторую половину дня, а минимумы – на первую. Среднесуточные показатели работоспособности снижаются после переезда в обоих направлениях. [3]
Хотя десинхронизация циркадианных колебаний физиологических функций после трансмеридианного перелета неизбежна, степень ее отрицательного воздействия на организм человека зависит от индивидуальных особенностей биоритмов и может быть уменьшена правильным подбором режима жизнедеятельности в прежней и новой временной зоне. Адаптации к новым временным условиям способствует специально организованная двигательная деятельность, диета, мотивация, коррекция режима работы и отдыха, изменение характера деятельности и другие средства. В то же время нерациональное поведение спортсмена в последние дни перед перелетом и в первые дни пребывания на новом месте может очень затруднить процесс синхронизации сна и активности, повлиять на работоспособность, замедлить восстановительные реакции, ухудшить психологическое состояние и т.п. [6]
Помимо дальних перелетов причиной десинхроноза у спортсменов могут служить явления переутомления и перетренированности. Так некоторые авторы [6, 9] отмечают нарушение ритма температуры тела при интенсивной тренировке, когда она вечером перед сном не снижалась, иногда даже повышалась. Авторы полагают, что эти нарушения возникали из-за чрезмерной тренировочной нагрузки при недостаточном отдыхе, рекомендуют использовать циркадианный ритм температуры тела для обнаружения болезненных и предболезненных состояний.
При нарастании величины физической нагрузки от оптимальной к чрезмерной повышенная ритмичность циркадных ритмов переходит в выраженный десинхроноз, снижающий адаптационные возможности организма, и характеризующийся ухудшением выраженности циркадианных ритмов, и их избыточной стабилизацией. Гиперкинезия вызывает сдвиг акрофаз циркадианных ритмов температуры тела и частоты сердечных сокращений на более позднее время суток, что характеризуется как удлинение суточного цикла сон-бодрствование. При стрессе, обусловленном физической нагрузкой, наблюдается увеличение амплитуды циркадианных ритмов, а также и взаимная синхронизация ритмов отдельных функциональных структур. На увеличение физической нагрузки аналогичным образом реагируют и инфрадианные (1,16-5,99 суток) ритмы показателей нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем: происходит увеличение амплитуды и укорачивается период ритма. [6]
Проблема десинхроноза является весьма актуальной для современного спорта, поэтому очень важно при многоразовых тренировках в течение суток изучить циркадианные ритмы физиологических функций, что позволяет уточнить величины и пределы колебаний отдельных показателей. В свою очередь, это помогает правильно интерпретировать результаты исследования функционального состояния спортсменов и рационально планировать тренировочные нагрузки.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что исследования в области хронобиологии и хрономедицины необходимы для решения проблемы сохранения здоровья и повышения эффективности тренировочного процесса. Особое значение эти исследования принимают в условиях Среднего Приобья, где на спортсмена, помимо физической нагрузки, воздействует множество других стрессорных факторов.
Список литературы
Агаджанян, Н.А. Биоритмы, спорт, здоровье / Н.А.Агаджанян, Н.Н.Шабатура. - М.: Физическая культура и спорт, 1989. – С. 183 - 194.
Евцихевич А.В. Суточные (циркадные) ритмы физиологических процессов при перелетах в широтном направлении. Автореф.дис.канд. – Новосибирск, 1970. – 23с.
Ежов С.Н. Влияние дальних широтных перелетов на функциональное состояние спортсменов. Автореф.дис.канд. – Владивосток, 1979. – 23с.
Комаров Ф.И., Рапопорт С.И. Хронобиология и хрономедицина. – М., «Триада – Х», 2000 – 448с.
Корягина Ю.В. Восприятие времени и пространства в спортивной деятельности. – М.: Изд. «Теория и практика физической культуры и спорта», 2006. – 224с., ил.
Корягина Ю.В., Вернер В.В. Спортивная хронобиология: Учебное пособие. – Омск: СибГАФК, 2002. – 56с.
Матюхин В.А., Разумов А.Н. Экологическая физиология человека и восстановительная медицина / Под ред. И.Н.Денисова. – М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 1999 – 336с.
Райт К. Время нашей жизни / К.Райт // В мире науки. – 2003. - №1. – с.45 – 51.
Тристан В.Г. Двигательная активность, временная регуляция жизнедеятельности и уровень здоровья человека. – Омск: ОГИФК, 1994. – 144с.
Фомин Н.А. Адаптация: общебиологические и психофизиологические основы. - М.: Изд. "Теория и практика физической культуры", 2003. - 383с., ил.
Шапошникова В.И. Хронобиология, индивидуализация и прогноз в спорте / В.И.Шапошникова // Теория и практика физической культуры. - 2002 . - № 3. - С. 34 - 36.
Сведения об авторах
Говорухина Алена Анатольевна, к.б.н., доцент кафедры медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеятельности СурГПУ.
Москалюк Наталья Сергеевна, студентка 3 курса гр.6131 ф-та физической культуры и спорта СурГПУ.
Раздел образовательного портала: Здоровье, физическая культура и спорт.
www.ronl.ru
Основное внимание автор акцентирует на функциональных изменениях организма индивидуума в процессе адаптации. В статье раскрываются процессы, происходящие в организме в момент, когда индивидуум в ходе своей деятельности подвергается конкретному ритму воздействия различных факторов окружающей среды, изменяющихся как по частоте, так и по интенсивности. Данная статья отображает, как сопоставляются ритмы воздействия окружающей среды с собственными и индивидуальными ритмами живого организма.
Ключевые слова: адаптация, биоритм, изменения, функциональная нагрузка, материальная база
Адаптация организма того или иного живого существа к воздействию окружающей среды достигается прежде за счет определенных колебаний активности функций органов и тканей, другими словами изменения скоростей биохимических реакций. На сегодняшний день используя современные цитологические методы стало возможным получить больше информации о системе структурного обеспечения тех самых приспособительных функциональных изменений. Эта система состоит из количественной и качественной части. [1,2]
Количественный компонент данной системы заключается в том, что в определенный момент для каждого уровня функциональной активности всегда существует в строгом порядке эквивалентное число структур, так называемые структуры «вырабатывающие» данную функцию. [3] Для достижения всего этого существуют разные методы. Один из них это варьирование структур которые считаются активно функционирующими из числа основного запаса. Во время относительного функционального покоя из основного общего количества одноименных структур активными модно назвать лишь малую часть. По ходу изменения требований на функциональном уровне к тому или иному органу соответственно изменяется и число активных и функционирующих структур из имеющихся в норме. Таким образом, при увеличении функциональной нагрузки в активную работу вовлекается все большее их число, при снижении функциональной нагрузки, число структур, имеющих высокий уровень биосинтеза, понижается. Данный принцип известен как принцип попеременной (асинхронной) работы одноименных структур.[2] Начиная на молекулярном и заканчивая на системном уровне, это принцип достаточно справедлив тем самым охватывает большой диапазон структурных уровней организма.
В случаях когда функциональная нагрузка имеет длительный и средний уровень умеренности, тогда происходит недостаточное включение в активную работу даже всех структур, которыми располагает орган, происходит увеличение их числа, т. е. гиперплазия, количественно соответствующая уровню возросшей функциональной нагрузки. [3] Под воздействием функционального перенапряжения или влияние чрезмерно сильного патогенного воздействия доля структур погибает, в незамедлительном порядке увеличивается их репродукция и нужное их количество в быстром темпе достигают норму и восстанавливается в результате репаративной регенерации.
Постепенный ввод в активную фазу работы всех структур, находящихся в наличии в органе, и впоследствии их гиперплазии, возможности организма по отношению увеличения «материальной базы» разного рода функций не ограничиваются. Такие шансы в значительной мере увеличиваются за счет широкого использования живой системой принципа дублирования структурного обеспечения каждой из ее функций. Таким образом, при регуляции артериального давления участвуют в процесс вовлекаются клетки мозгового (адреналин) и коркового (кортикостероиды) слоя надпочечников, клетки почек (ренин), половых желез, энтерохромаффинные клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта (серотонин), гломусные клетки артериовенозных анастомозов и, однозначно, еще ряда других органов.[1,2,3] В основном множество типов клеток осуществляют свои функции в роли синергист-дублеров в системе гемостаза, иммунитета, секреторной деятельности желудочно-кишечного тракта и др.[4]
Принцип дублирования в структурном плане обеспечения гомеостаза, а значит и адаптации организма к воздействию внешней среды не имеет границ в плане, что та или иная функция поддерживается работой разных клеток. Этот принцип выражается еще и в том, что клетки того или иного вида обычно выполняют не одну, а несколько функций. Сейчас с глубоким изучением организма, становится все более ясным, что «материальная база» функций организма выходит далеко за пределы тех клеток и тканей, которым мы традиционно приписывали эти функции. Также по мере открытия представлений о механизмах работы клеток выяснилось, что в основном все большее их количество являются полифункциональными. Еще к концу прошлом столетия ученые руководствовались золотым правилом «одна клетка — одна функция», то в на сегодняшний день во все большей степени этот заявление верно превращается в исключение, в то время как правилом становится утверждение «одна клетка — несколько функций».[4] Рассмотрим на примере фибробластов, известно, что они продуцируют не только коллаген, но и гликозаминогликаны. Использование электронно-микроскопических исследований продемонстрировало наличие так называемых миофибробластов, которые функционируют в зависимости от обстоятельств в основном преимущественно в направлении или мио-, или фибриллогенеза. Также клетки гладких мышц не только принимают активное участие в выработке волокнистых структур, но и помимо этого обладают сократительной функцией. Еще один пример, тучные клетки продуцируют ряд абсолютно различных видов биологически активных веществ. Фактически все клетки организма, наравне со своей специфической функции, осуществляют еще и неспецифическую, другими словами «общественную», т. е. одинаковую функцию для всех них, а также заключающуюся в синтезе таких необходимых веществ общерегуляторного назначения, как простагландины, кейлоны и др.[2,3]
Вероятно всего, в процессе эволюции и все большей структурно-функциональной дифференцировки органов и тканей происходило два противоположных друг другу процесса, а именно не только четкое разграничение функций между отдельными видами клеток, но и одновременно вовлечение в выполнение той или иной функции клеток разных типов.[5] В результате такого не одностороннего, а многоходового развития существенное количество клеток организма, а возможно, и все они, оказались «нацеленными» на исполнение не той или иной, а той и иной функции. Часто в таких случаях речь идет о преимущественной специализации клетки в отношении какой-либо одной, главной для нее функции и менее заметном участии ее в других. Благодаря развитию технологий и использованию новейших очень точных средств исследования, так называемая картина «вторая жизнь» клеток стала все отчетливее вырисовываться, затушевываемая выступающей на первый план их главной деятельностью. Важно отметить, что особенно четко это проступает в условиях патологии, когда необходимо компенсирование определенных нарушений той или иной функции организма. [1,2]
Так, широко используемый тезис «один ген — разные функции» и «несколько генов — одна функция», можно приписать к таким глубоким молекулярным основам которые обладают свойствами как полифункциональность клеток, дублирование разными вилами клеток одной функции и, обратному действию, «выработку» одной клеткой разных функций.[1]
Также не маловажный источник больших запасов организма заключается в том, что гиперплазия структур, обусловливающая приспособительную интенсификацию одной функции, в основном, происходит вместе с незамедлительным торможением других функций, т. е. автоматическим отключением из активного режима работы соответствующих данным функциям ультраструктур и переходом их в состояние покоя. Следовательно, при умеренной деятельности той или иной системы органов функциональная активность остальных многих других систем падает: возбуждение определенных эмоций, зачастую, сопровождается с резким подавлением других, если взять одну и ту же клетку, то адаптивная интенсификация выработке одних ферментов в обязательном порядке сопутствует ингибированием синтеза других и так далее. Это говорит о том, что у организма в высшей степени есть такая способность как экономия материальных ресурсов и акцентирование внимания на максимальной концентрации этих ресурсов на главном месте развертывания адаптационной реакции в той или иной момент. Так, для приспособления к определенному фактору среды у живого организма имеется в наличии достаточно широкая «материальная база»:
Во-первых, клетки, напрямую несущие ответственность за адаптационную интенсификацию соответствующей функции;
Во-вторых, упомянутые несколько видов клеток, дублирующие в той или иной мере работу первых клеток;
В-третьих, клетки, находящиеся в различного рода органах и обладающие способностью при необходимости резко перестраивать свою деятельность, отчуждаясь от «своих прямых обязанностей» и приступая к исполнению функций, которые стремятся сохранить гомеостаз.[2,3,4]
Постепенно ввод в активную работу всех имеющихся в наличии работающих структур («мобилизация наличных производственных мощностей») и впоследствии увеличение их количества, случаях если того, что есть, не хватает («расширение материальной базы производства»), структурное обеспечение реакций для приспособления никак не ограничивается.[2] Стоит отметить, что чрезмерно важную роль этого обеспечения занимает временная синхронизация между началом действия раздражителя и развертыванием гиперпластического процесса. Так же важно, чтобы сроки использования этих ресурсов соответствовали срокам действия физиологического раздражителя или патогенного фактора, другими словами временная адекватность между «действием» и «противодействием» должна присутствовать. В итоге именно эта степень временной адекватности между моментом действия раздражителя, с одной стороны, и началом развертывания нейтрализующей его приспособительной реакции организма, с другой, определяет уровень адаптационных способностей и шансов организма в тои или ином конкретном случае. Материальные ресурсы органа, имеют остаточный потенциал, но не были реализованные в свое время, т. е. в унисон с действиями патогенных факторов, не в силах предотвратить разрушительного влияния последних.
В исследованиях Саркисова, осущесвленных с помощью электронно-микроскопической радиоавтографии, было наблюдено, что клетка достаточно точно и незамедлительно отвечает реакциями на предъявляемые ей повышенные функциональные требования или в ответ на действие патогенных факторов. [4] Прояснилась несостоятельность до наших дней широко распространенного представления где говорится о том, что адаптивная и особенно регенераторная реакция активируются лишь на конкретном но довольно позднем этапе действия раздражителя, т.е. данные реакции в полной мере развертываются вскоре после наступления чрезвычайной ситуации. Немало важно, что такая способность организма к адаптационной перестройке умеренности и интенсивности биологических процессов не без ограничений. Стоит брать во внимание факт о существовании некоторых минимальных, фактически уже «несжимаемых» сроков развертывания данной перестройки и, в частности, гиперплазии ультраструктур и расширения «материальной базы» клетки, раньше которых они ни при каких условиях произойти не могут. Радио-автографические исследования дали возможность утвердить, что репликация ДНК, другими словами синтез новых матриц, зачастую происходит не ранее чем через 24–30 ч после начала действия патогенного фактора. Ни доза патогенного фактора, ни частота его воздействия никак не влияют на изменения этих сроков. [4]Тиунов отмечает, что ферментные системы повышают свою активность спустя 5–6 ч после внедрения индукторов. [4] Следовательно, можно заключить, что существует хоть и очень короткий, но латентный период между моментом действия раздражителя и временем мобилизации организмом материальных ресурсов для его нейтрализации, в течение которого есть вероятность возникновения серьезных, в определенных случаях, необратимых повреждений органов и тканей. Однако, это не воплощается в действие по причине того, что пока репликация ДНК не обеспечит синтез новых клеток или полиплоидию (гипертрофию) уже существующих, а значит функционирование новых «производственных мощностей», клетка вынуждена использовать наличные материальные ресурсы на момент действия раздражителя. Зачастую, это выражается в быстрой интенсификации синтеза рибонуклеиновых кислот c помощью вовлечения в активную деятельность структур, не принимавших активное участие в синтезе, стоит отметить, что происходит это резко, синхронно с началом действия раздражителя. на молекулярном уровне для того чтобы сохранить жизни клетки подвергшая морфологическим изменениям увеличение синтеза РНК можно рассматривать охарактеризовать как вынужденно экстренную меру, а увеличение синтеза ДНК как долгосрочно радикальную. Так, представления обоснованные биохимическими понятиями о экстренно «срочной» и более прочной «хронической», «долгосрочной» типов адаптации обмена были подтверждены на ультраструктурном уровне организации. [1,2,4]
Вышесказанное подчеркивает еще одно существенное утверждение в плане трудностей структурных основ адаптационных реакций: независимо от формы адаптации, даже той же самой «экстренной», адаптация никогда не происходит на «чисто функциональной» основе и практически всегда присутствует соответствующая материальная база этой адаптации. [3]
В повседневных условиях проживания организм регулярно находится не только под воздействием какого-либо одного фактора окружающей среды, но и совокупности множества различных факторов, причем в основном действующих с одинаковыми или разными интервалами и зачастую с непропорциональной силой. В итоге в целом организм подвергается конкретному ритму воздействия, без перерыва изменяющийся как по частоте, так и по интенсивности. Очевидно, что в таких условиях для приспособления организма к окружающему миру и сохранения внутреннего гомеостаза требуется непрерывная перестройка интенсивности биосинтетических процессов, которая соответствует колебаниям частоты и силам внешних воздействий.
Давно известный факт о биологических процессах: они имеют свойство протекать с волнообразными колебаниями интенсивности, другими словами с конкретной ритмичностью. В широком ряде исследованиях в сфере хронобиологии были изучены особенности и характеристики биоритмов в разные личные времена года, суток, вдобавок биоритмы изучены и в различных органах и на всех уровнях организаций. Отличительная особенность данных исследований это в основном биологический их «оттенок», т.е., стремление исследовать особенности ритмов работы живой системы как таковых, а именно взятых самих по себе. Это, безусловно, важное звено биоритмологических исследований. Хотя, если вести речь о трудностях хронобиологии в широком медицинском понятии, охватывающее весь спектр адаптационных и компенсаторных реакций организма, то можно утверждать, что такого рода подхода к анализу и изучению его биоритмов окажется недостаточно, т.е. он будет односторонним. Для того чтобы исследования касательно биоритмов оказалось полезными для дальнейших разработок проблем этиологии, патогенеза, лечения и профилактики болезней человека, эта информация необходимо распространяться в плане выработке внешнего и внутреннего, другими словами сопоставления ритмов воздействия окружающей среды с собственными и индивидуальными ритмами живого организма.
Результаты электронно-радиографических исследований демонстрируют, что определенная временная адекватность реакции организма на действие физиологического или патогенного раздражителя наблюдается не только в случаях с однократным воздействием. Это можно посчитать справедливо и для многократных влияний с различной частотой и силой. Таким образом, при воздействии СС14единожды в неделю быстрые подъемы продуцирования ДНК возникают один раз в неделю, при инъекции химиката дважды в неделю эти подъемы возникают каждую неделю, закономерно.[5]Так, возрастание количества клеток, синтезирующих ДНК и обеспечивающих репаративную регенерацию печеночной ткани, зависит от частоты действия патогенного фактора: более частое введения СС14 соответствует и более частое повышение синтетической активности печеночной ткани. [5]В результате получается, что увеличения синтетической активности гепатоцитов по своей частоте повторяют частоту действия на организм данного фактора внешней среды. В итоге, формируется биоритм, который соответствует ритму патогенного воздействия и нивелирующий его отрицательное влияние. Адаптационные изменения интенсивности биосинтетических процессов, отображающиеся в изменении скоростей обновления (регенерации) на молекулярном, ультра-структурном и клеточном уровнях, различаются высокой точностью. Биологические системы дифференцируют в четком направлении, даже однодневную разницу в перерывах между инъекциями токсического вещества. [5]
Нельзя оставить без внимания, что адекватность реакции организма на влияние патогенного и разрушающего агента проявляется не только в плане временных, но, и силовых соотношений. Это значит, что степень напряженности регенераторного восстановительного процесса, напрямую в зависимости от дозы введенного химиката. Получается, чем доза продолжительней и больше, тем, соответственно, выше интенсивность репаративной реакции, и наоборот.
Поведение организма как ответная реакция, характеризующаяся интенсификацией синтетических процессов и выработкой их определенного ритма, наблюдается не только при действии чрезвычайных факторов, т. е. когда возникают деструктивные и некротические изменения тканей, но и в тех случаях, когда приспособительные процессы развертываются под влиянием различных физиологических раздражителей. Поэтому сегодня можно утверждать, что адаптация организма к факторам окружающей среды никогда не бывает явлением «чисто функциональным», она всегда на всех уровнях организации находится на прочном структурном основании.
Литература:
moluch.ru
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. С. АМАНЖОЛОВА
ГАЙСИН АЙДАР БАЛКАШЕВИЧ
КУРС ЛЕКЦИИ
по дисциплине
ХРОНОБИОЛОГИЯ
для специальности
БИОЛОГИЯ
Усть-Каменогорск, 2007
СОДЕРЖАНИЕ
Более 300 различных функций организма человека работают в режиме ритмов. Они определяют различную чувствительность человека к внешним факторам, действующим на него в различное время суток, сезонов года, и поэтому, в частности лечение лекарствами или физиопроцедурами будет эффективным в большей или меньшей степени в зависимости от того, когда применялась терапия. Одним из важных достижений современной биологии и медицины является создание новой отрасли знаний – хронобиологии.
Хронобиология (хронос – время, биос – жизнь, логос – наука, учение) – наука о времени в биологических объектах, текущих в режиме колебательных процессов.
Основная задача хронобиологии – выяснение роли фактора времени в существовании и развитии биологических систем.
Дело в том, что процессы, протекающие в живых системах, осуществляются упорядоченным образом во времени. Это – основа их временной организации. К закономерностям течения времени в живых системах самое непосредственное отношение имеет особый класс периодических изменений деятельности и поведения этих систем, которые были названы биологическими ритмами, так как признак течения биологических процессов – их ритмичность.
Биоритмы – систематически повторяющиеся изменения направленности и интенсивности биологических явлений и процессов, во многих случаях соответствующих ритмам изменения во внешней среде и обеспечивающих необходимый уровень жизнедеятельности при тех или иных периодических сдвигах в окружающем мире, таким образом, они определяют адаптацию и выживание в неблагоприятных факторах внешней среды и активацию в благоприятных.
Биологический ритм представляет собой один из важнейших инструментов исследования роли фактора времени в деятельности живых систем и их временной организации. Поскольку одна из основных задач хронобиологии – изучение временной организации биологических систем, то это означает, что хронобиология – важнейший раздел теоретической биологии. Вместе с входящей в нее биоритмологией она относится к числу фундаментальных наук о жизни.
Место хронобиологии в системе биологических наук, изучающих различные природные явления, может быть определено лишь по мере установления ее роли в познании общебиологических закономерностей функционирования живой материи во всем многообразии форм ее проявления. Хронобиология исследует природу и основные закономерности периодических повторяющихся биологических процессов, жизнедеятельности организмов в условиях непрерывно-временного континуума. Хронобиология – междисциплинарная наука. Она включает в себя методы и представления других естественнонаучных представлений, пользуется достижениями точных наук. Со своей стороны хронобиология другим наукам о жизни дает более точное и объективное представление о биологических процессах и формирует правильную методологическую основу изучения различных сторон жизнедеятельности с учетом фактора времени. В отличие от других биологических наук хронобиология изучает не пространственные принципы организации биологических систем (анатомия, морфология, систематика и т.д.), а ее временные характеристики. Нет ни одной естественнонаучной дисциплины, которая не была бы заинтересована в изучении ритмичных процессов, основу пространственно-временного континуума Энштейна представляют последовательность, ритмичность, которые имели решающее значение для возникновения жизни.
Вопросы биоритмологии вплотную смыкаются с проблемой современного естествознания – проблемой адаптации. Биоритм – это наиболее выразительная часть процессов адаптации. В настоящее время хронобиология заняла особое место в исследовании жизни и здоровья людей. В хронобиологическом смысле здоровый человека – это система насквозь пронизанная биоритмами, находящимися в гармонии между собой и с условиями внешней среды. Первым признаком нарушения здоровья является дисгармония биоритмов системы.
Наиболее важные положения хронобиологии:
- биоритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы – от одноклеточных до человека. Это свидетельствует о том, что биологическая ритмика – одно из наиболее общих свойств живых систем от вариабельности рождаемости до частоты смертности;
- биоритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма, включающими принцип отрицательной обратной связи и обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации в биологических системах;
- установлено, что биоритмы имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию с одной стороны, и тесно связаны с модифицирующим действием факторов внешней среды с другой стороны;
- сформированы положения о временной организации живых систем, в том числе и человека;
- теоретически разработаны проблемы биологического времени, его свойств и закономерностей;
- обнаружены биологические ритмы чувствительности организмом к действиям химических факторов, в том числе лекарственных средств, что стало основой для развития хронофармакологии, т.е. способов применения лекарственных веществ с учетом зависимости их действия от фаз биологических ритмов, изменяющихся при развитии болезни; физиологических факторов – развитие хронофизиотерапии – применению физиотерапевтических методов лечения с учетом временной чувствительности;
- знания о закономерностях биоритмов используются в профилактике, диагностике и лечении заболеваний человека (раздел медицины назван хронотерапией) при организации режимов труда и отдыха людей (хроногигиена), в космической биологии и медицине и исследования суточной ритмичности биологических процессов в условиях космических полетов и трансконтинентальных перелетов, приводящих к нарушению ритмов и других современных отраслях науки.
do.gendocs.ru
