Время и биологические ритмы как экологический фактор

Работа выполнена на оценку: 5. Декабрь 2015 года. ...

Введение 3
1. Биоритмология. Биологические ритмы 5
2. Классификация биологических ритмов 10
Заключение 17
Список использованных источников 19

Изучением ритмов активности и пассивности, протекающих в нашем организме, занимается особая наука биоритмология. Согласно этой науке, большинство процессов, происходящих в нашем организме, синхронизированы с периодическими солнечно-лунно-земными, а также космическими влияниями.
Одно из фундаментальных свойств живой природы – это цикличность большинства происходящих в ней процессов. Между движением небесных тел и живыми организмами на Земле существует связь.
Живые организмы обладают различными механизмами, точно определяющими положение Солнце, реагирующими на ритм приливов, фазы Луны и движение нашей планеты. Они растут и размножаются в ритме. Которой приурочен к продолжительности дня и смены года, обусловленном в свою очередь движением Земли вокруг Солнце. Совпадение фаз жизненного цикла с временем года, к условиям которого они приспособлены, имеет решающее значение для существование вида. В процессе исторического развития циклические явления, происходящие в природе, были восприняты и усвоены живой материей, и у организмов выработалось свойство периодически изменять свое физическое состояние.
Биологические ритмы это изменения, периодичность которых сохраняется при изоляции от внешних источников отсчета времени в течение двух циклов (периодов) или более. Это один из механизмов, который позволяет организму приспособиться к меняющимся условиям жизни.
Любая живая система, в том числе и человек, постоянно находится в состоянии обмена информацией, энергией и веществом с окружающей средой. Если по каким-либо причинам этот обмен (на любом уровне информационном, энергетическом и материальном) нарушается, то это отрицательно сказывается на развитии и жизнедеятельности организма.
Поэтому человеку важно учитывать свои индивидуальные биоритмы при разработке и обосновании различных режимов деятельности, так как обнаружено, что они могут влиять на работоспособность.
Цель исследования: изучить особенности биоритмов
Предмет исследования: Время и биологические ритмы как экологический фактор
Объект исследования: биологические ритмы
Равномерное чередование во времени каких-либо состояний организма называется биологическим ритмом.
Различают внешние (экзогенные), имеющие географическую природу и следующие за циклическими изменениями во внешней среде, и внутренние (эндогенные), или физиологические, ритмы организма.

Так, современные миграционные процессы, в связи с глобализацией экономики и развитием авиапассажирской техники, стимулировали проведение специальных хронофизиологических обследований людей, совершающих трансконтинентальные перелеты, где выделяются воздействия временных и климатопогодных факторов. Такие работы стали выполняться с 1960–1970х гг. практически во всех странах, имеющих развитую гражданскую авиацию. Возникла прикладная область хронобиологии – хронофизиология перемещений человека. В медикобиологической науке появилось новое направление – хрономедицина, и наметилось выделение главных ее разделов: хронотерапия, хронодиагностика, хронофармакология, хронопатология, хронопрофилактика. Первое крупное обобщение этих направлений отразилось в монографии «Хронобиология и хрономедицина» (ред. Ф.И. Комаров. М.: Медицина , 1989), где поставлены большие и сложные задачи, заключающиеся в применении хронобиологических данных для совершенствования профилактики, диагностики и эффективности лечения заболеваний.К настоящему времени хронобиология добилась заметных успехов. Чрезвычайно важным является обнаружение в любой, независимо от уровня сложности, биологической системе ритмических колебаний процессов жизнедеятельности. Установлены основные закономерности взаимодействия организма с времязадателями во внешней среде. Крупнейшим достижением являются данные о генетической регуляции биоритмов. Выявлена тесная связь биоритмов с механизмами гомеостаза в организме и выяснена их роль в процессе адаптации. Несомненное значение для теоретической и экспериментальной хронобиологии имеет разработка методов количественного исследования биоритмов. Акцентированы приоритетные направления, в частности, большой интерес для хрономедицины представляет понятие хронобиологической нормы, в которое включаются не только состояние биоритмов организма в условиях его обычного существования, но и те изменения, которые в качестве реакции имеют место при перемене условий (или воздействии факторов) среды. К приоритетному направлению относится и обоснование представления о хронотипе человека, которое необходимо, например, для разработки режимов труда и отдыха людей при выполнении поставленных задач в разных географических регионах. Уже можно говорить об определенных теоретических и практических успехах хронобиологии в таких сферах деятельности человека, как космонавтика, спорт высших достижений, организация трудовой деятельности с многократными перемещениями в новые климатогеографические регионы. Успехи в области хронобиологии (хронофизиологии) создают основу для перехода медицины на более высокий качественный уровень.Классификация биологических ритмовВ основу всех классификаций биоритмов положена длина периода (T или t), время между одинаковыми состояниями соседних циклов. Понятия «цикл» и «ритм» близки, их употребление определяется семантическими оттенками, что зависит от контекста. Под цикличностью чаще имеют в виду только повторяемость событий, употребляя термин «ритм », обычно подразумевают, что кроме периода известны и другие его параметры. Конечно, колебания процессов в организме не остаются неизменными , но на протяжении некоторого времени их свойства могут меняться столь незначительно, что их можно считать стационарными. Поэтому о биоритмах часто говорят как о квазипериодических.Спектр возможных ритмов жизни охватывает широкий диапазон масштабов времени – от волновых свойств элементарных частиц (микроритмов) до глобальных циклов биосферы (макро и мегаритмов). Пределы их длительности – от многих лет до миллисекунд, группировка иерархическая, хотя границы между группами в большинстве случаев условны. Самое крупное деление – на ритмы высоко, средне и низкочастотные. Применительно к человеку наиболее устоявшаяся классификация, не охватывающая, правда, очень короткие и очень длительные периоды колебаний, опубликована в работе Ф. Халберга и А. Рейнберга.В живой природе наиболее отчетливо выражены и поэтому наиболее изучены ритмы с периодом около 24 ч (соответственно, область от 20 до 24 ч), названные Ф. Халбергом циркадианными (лат. circa – около, dies – день). Причины, определяющие эту область в таких границах, состоят в том, что в данных пределах возможны изменения длительности ритма в условиях, когда продолжительность циклов среды обитания начинает отклоняться от суток. В обычных условиях сутки никогда точно не соответствуют 24 ч: нам приходится ложиться то позже, то раньше, и если регистрировать длительность наших суток по моментам отхода ко сну несколько дней подряд, то окажется, что сутки варьируют по длительности примерно в границах 20–28 ч. Другими словами, термины «циркадианный» и «суточный» стали использовать как синонимы, не забывая, однако, о первоначальном смысле термина «циркадианный».Префикс «цирка» был использован и для всех остальных эндогенных ритмов, отвечающих циклам внешней среды: околоприливных, окололунных, окологодовых (circatidal, circalunar, circannual).Суточный (24часовой) ритм естественно связан с вращением Земли вокруг оси. По аналогии с видимым светом ритмы с периодом более коротким, чем у циркадианных, названы ультрадианными, с более длинным – инфрадианными. Среди инфрадианных ритмов выделяют циркасептанные (лат. septem – семь) с периодом ≈7 сут, циркадисептанные – ≈14 сут, циркавигинтанные (лат. viginti – двадцать) – ≈21 сут, циркатригинтанные – ≈30 сут и, наконец, цирканнуальные (лат . annus – год) – ≈ 1 год. Ритмы с такими периодами выявлены в ходе систематических исследований. В то же время в литературе приводятся данные о биологических колебаниях с периодами, достигающими нескольких лет (инфрааннуальные ритмы).Однако существующие классификации, фиксируя те или иные биоритмы, не предусматривают их взаимного перехода. В результате иногда возникает ситуация, когда некоторые ритмические процессы, протекающие в живой материи, не вписываются в данные рамки. Этот пробел восполняет спектр физиологических ритмов, предложенный Н.А. Агаджаняном с соавторами.Несмотря на существование значительного числа ритмов, они составляют единую систему. Это обнаруживается в их стремлении к синхронизации, временнóй согласованности, при которой достигается равенство или кратность периодов, появляется упорядоченность во времени наступления разных фаз одного или нескольких колебаний. Характеристики отдельных ритмов. Ультрадианная ритмика. Биологические ритмы этого диапазона располагаются в порядке от многогерцевых до многочасовых колебаний. Наиболее высокой частотой (60–100 Гц) отличаются нервные импульсы. Декасекундные ритмы зарегистрированы в биопотенциалах мозга. К этому диапазону относятся колебания пульса, дыхания, перистальтика кишечника.Минутные ритмы описаны физиологами труда: биоэлектрическая активность мышц, частота сердечных сокращений, дыхания, амплитуда и частота движений изменяются в среднем через каждые 55 с.Декаминутные (10 мин) ритмы открыты в мозговых механизмах ночного сна, названных медленно и быстроволновой, или парадоксальной, фазами, и в сверхмедленных колебаниях биопотенциалов бодрствующего мозга. Циклы сходной длительности характерны для общей двигательной активности, работоспособности, функций желудка, почек.Околочасовые ритмы имеют многие явления, происходящие на клеточном уровне: синтез белка, изменение клеточных размеров и массы, ферментативной активности, проницаемости клеточных мембран, секреции, электрической активности.Циркадианная периодичность. Циркадианные колебания геофизических параметров на нашей планете не могли не оказать воздействия на становление жизни и ее эволюцию. Всеобщность околосуточных циклов, стабильность, высокая устойчивость и строгая закономерность дают основание считать 24часовые ритмы столь же фундаментальным свойством живого, как генетический код , а циркадианную систему ритмов – сопоставимой по значимости с нервной и эндокринной системами.Многочисленные циклы организма человека, в частности ритмы состояний и функций ЦНС, системы анализаторов и двигательного аппарата коры больших полушарий мозга, имеют суточную периодичность.Циркадианная периодичность обнаружена в интегральных показателях жизнедеятельности. Так, работоспособность в ночное время снижается, спортивная деятельность в ранние утренние часы дает несколько меньший эффект, чем в середине дня. Зарегистрированы 24часовые изменения церебральной и кардиальной гемодинамики, ортостатической устойчивости. Выявлен суточный ритм сопряженности фаз сердечного цикла и дыхания, легочной вентиляции и потребления кислорода. Циркадианную периодичность имеют функции системы пищеварения, концентрация макро и микроэлементов, суммарного содержания аминокислот, медиаторов. Суточная динамика характерна для основного обмены, системы половых гормонов, гормонов нейроэндокринной системы.Циклические, околосуточные изменения различных факторов внешней среды (продолжительности светового дня, температуры, на пряженности магнитного поля) вызывают значительные перестройки деятельности организма, влияющие на психосоматическое состояние и работоспособность человека. Имеются сообщения о суточной периодике порогов контрастной чувствительности, порогов ощущения света, двигательных реакций, мышечной эффективности. Описаны суточные ритмы интеллектуальной работоспособности, субъективной готовности к работе и способности к сосредоточению, кратковременной памяти, когнитивных функций человека, активности антиоксидантной системы.В начале ХХ в. М. О’Шиэ, И. Янделл и Х. Маш разделили людей на два типа с утренним (дневным) и вечерним (ночным) пиком работоспособности . В дальнейшем была показана связь между биоритмологическими типами, с одной стороны, и поведенческими и психологическими особенностями, с другой. У лиц с утренним типом работоспособности отмечается более высокий уровень тревоги, они отличаются меньшей устойчивостью к фрустрирующим факторам. Люди утреннего и вечернего типов имеют разный порог возбудимости, склонность к экстра или интраверсии.Инфрадианные ритмы.