Итак, биологические ритмы и их классификация
Тема работы: Биологические ритмы и их влияние в режиме для обучающегося.
Немного о том, что же такое биологический ритм.
В ходе исторического развития человек и все другие живые существа, населяющие нашу планету, на всех уровнях организации живой системы, усвоили определенный ритм жизни.
Все живые организмы, начиная от простейших одноклеточных и заканчивая человеком, обладают биологическими ритмами, проявляющимися в периодическом изменении биологических процессов (жизнедеятельности) - развиваются они в тесном взаимодействии с окружающей средой и являются результатом приспособления к тем факторам окружающей среды, которые изменяются с точной периодичностью (ритмические явления природы). Под воздействием циклической деятельности Солнца и вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца и возникла периодичность явлений, происходящих в природе.
Из всех ритмических воздействий, поступающих из Космоса на Землю, наиболее сильным является воздействие ритмически изменяющегося излучения Солнца. На поверхности и в недрах нашего светила непрерывно идут процессы, проявляющиеся в виде солнечных вспышек. Мощные потоки энергии, выбрасываемые при вспышке, достигая Земли, резко меняют состояние магнитного поля и ионосферы, влияют на распространение радиоволн, сказываются на погоде. В результате возникающих на Солнце вспышек изменяется общая солнечная активность, имеющая периоды максимума и минимума.
Излучение Солнца также оказывает влияние на умственную деятельность людей, на творческую активность человека и т.д. и т.п.
Жизнь на нашей планете связана с вращением Земли вокруг своей оси, определяющим суточный ритм, и с вращением вокруг Солнца, от которого на Земле зависит смена времен года. Большинством живых организмов сезонный ритм воспринимается как смена времен года. Он определяет рост, развитие и гибель растений. Вращение Земли вокруг своей оси обуславливает ритмичное изменение факторов внешней среды: температуры, освещенности, относительной влажности воздуха, барометрического давления, электрического потенциала атмосферы, космической радиации и гравитации.
Все перечисленные факторы внешней среды оказывают влияние на жизненные процессы живых организмов, среди них особое значение имеет чередование света и темноты. От суточного режима зависит обмен веществ в растениях — поглощение углекислоты днем и отдача кислорода ночью. У животных и человека суточные ритмы проявляются в виде чередования периодов бодрствования и активности с периодами сна и покоя.
Интенсивность большинства физиологических процессов на протяжении суток имеет тенденцию повышаться в утренние часы и падать в ночное время. Примерно в эти же часы повышается чувствительность органов чувств: человек утром лучше слышит, лучше различает оттенки цветов.
Последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей средой способствует гармоничному согласованию разных ритмических биологических процессов и обеспечивает нормальную жизнедеятельность целого организма, т.е. выявляется важное адаптивное значение биоритмов для жизнедеятельности организма.
Все живое на Земле развивалось под влиянием суточных и сезонных ритмов.
Итак, биологические ритмы и их классификация
Повторяемость процессов — один из признаков жизни. При этом большое значение имеет способность живых организмов чувствовать время.
Ритмы физиологических процессов в организме, как и любые другие повторяющиеся явления, имеют волнообразный характер (расстояние между одинаковыми положениями двух колебаний называются периодом, иди циклом).
Благодаря биоритмам живой организм гораздо легче приспосабливается к условиям внешней среды, которые регулируют деятельность циклов и отдельных их фаз. Такое действие внешних условий на живой организм принято называть синхронизирующим, а сами факторы воздействия — синхронизаторами (ких числу относятся свет, шум, запахи, время кормления и т.д, синхронизация биоритмов с геофизическими ритмами природы имеет большое приспособительное значение).
Функциональные ритмы, обеспечивающие непрерывную жизнедеятельность организма, как правило, имеют короткие циклы — от долей секунды до минут. К их числу относятся, например, циклы нервно-мышечного возбуждения и торможения, а также множество других процессов на уровне молекул, клеток, отдельных органов.
Иногда функциональные ритмы сочетаются с суточными ритмами. Так, например, в сердце, кишечнике и других органах животных амплитуда ритмов меняется в течение суток.
Происхождение биоритмов определяется двумя факторами — эндогенным (внутренним, врожденным) и экзогенным (внешним, приобретенным).
Экзогенные ритмы полностью зависят от изменения внешней среды. Это биохимические процессы.
Эндогенные ритмы протекают при постоянных оптимальных условиях внешней среды и имеют широкий диапазон частот: от двух тысяч циклов в секунду до одного цикла в год. К эндогенным относятся ритмы сердцебиения, пульса, дыхания, кровяного давления, умственной активности, изменения глубины сна и другое.
Существуют ритмы промежуточного характера. К ним можно отнести, например, серию постепенно затухающих мышечных сокращений, возникающих в результате одиночного внешнего раздражения.
Но, хотя биологические ритмы важны для жизнедеятельности, они вовсе не определяют роковым образом физические, психические возможности человека, а тем более поведение личности в целом. В организме человека имеются беспредельные возможности для компенсации временного снижения тех или иных функций.
Вот и получается, что Биологические ритмы – это периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений, которые самоподдерживаются и самовоспроизводятся.
«Биологические часы» в организме — это отражение суточных, сезонных, годовых и других ритмов физиологических процессов, т.е. цикличность процессов, протекающих в живом организме.
Биоритмы характеризуются: периодом — продолжительностью одного цикла колебаний в единицу времени; частотой ритмов - частотой периодических процессов в единицу времени; фазой - частью цикла, измеряемой в долях периода (начальная, конечная и т.д.); амплитудой - размахом колебаний между максимумом и минимумом.
По продолжительности (период - Т) выделяют следующие циклы:
· высокочастотные — продолжающиеся до 30 минут (колебания биоэлектрической активности Головного мозга, сердца, мышц, других органов и тканей; ритмика внешнего дыхания)
· среднечастотные — от 0,5 до 24 часов, 20-28 часов и 29 часов — 6 суток (биоритмы с T от получаса до нескольких часов – ультрадианные. Наиболее важные из них имеют T около 90 мин.– происходит чередование различных стадий сна, высокой работоспособности и относительной расслабления. Биоритмы с T=20–28 ч. называют околосуточными (циркадианными, циркадными) – периодические колебания t тела, частоты пульса.
· низкочастотные — с периодом 7 суток, 20 суток, 30 суток, около одного года (околонедельные, околомесячные, сезонные, окологодовые, многолетние и др. В основе лежат четко регистрируемые колебания какого-либо функционального показателя. (Околонедневному биоритму соответствует уровень выделения с мочой некоторых физиологически активных веществ; сезонный биоритм –изменения продолжительности сна).
В человеческом организме ритмично все: работа внутренних органов, тканей, клеток, электрическая активность мозга, обмен веществ.
У человека выявлены и исследованы среди многих других четыре основных биологических ритма, а именно:
Полутора часовой ритм (от 90 до 100 минут) чередования нейрональной активности мозга как во время бодрствования, так и во время сна, являющийся причиной полуторачасовых колебаний умственной работоспособности и полуторачасовых циклов биоэлектрической активности мозга во время сна. Через каждые полтора часа человек испытывает попеременно то низкую, то повышенную возбудимость, то умиротворенность, то беспокойство;
Суточный ритм (24 часа) влияет на состояние человека и выражается в цикле бодрствование — сон;
Месячный ритм. Месячной цикличности подчинены определенные изменения в организме женщины. Недавно установлен околомесячный ритм работоспособности и настроения мужчин;
Годовой ритм. Отмечаются циклические изменения организма ежегодно во время смены времен года. Установлено, что в разное время года различно содержание гемоглобина и холестерина в крови; мышечная возбудимость выше весной и летом и слабее осенью и зимой, максимальная светочувствительность глаза тоже наблюдается весной и ранним летом, а к осени и зиме падает.
Кроме ритмов, приведенных выше, жизнь человека подчиняется социальным ритмам. К ним люди приучаются постоянно. Один из них — недельный. Дробя в течение многих веков каждый месяц на недели — шесть рабочих дней, один день для отдыха, человек сам приучил себя к нему. В недельном цикле меняется прежде всего работоспособность. Причем одинаковая закономерность прослеживается у групп населения, различающихся по возрасту и характеру труда: у рабочих и инженеров на промышленных предприятиях, у школьников и студентов. Понедельник начинается с относительно низкой работоспособности, от вторника к четвергу — самый гребень недели — она набирает максимальный подъем, а с пятницы опять падает.
Биологическое значение биоритмов – они выполняют в организме человека по крайней мере четыре основные функции.
Первая функция — оптимизация жизнедеятельности организма.Цикличность — базисное правило поведения биосистем, необходимое условие их функционирования. Это связано с тем, что биологические процессы не могут интенсивно протекать длительное время. В биосистемах за всякой активностью должно следовать ее снижение для отдыха и восстановления. Поэтому принцип ритмической смены активности, при которой происходит расход энергетических и пластических ресурсов, и ее торможения, предназначенного для восстановления этих расходов, изначально заложен при возникновении (рождении) любой биологической системы, включая человека.
Вторая функция — отражение фактора времени. Биоритмы — биологическая форма преобразования шкалы объективного, астрономического времени в субъективное, биологическое время. Целью его является соотнесение циклов жизненных процессов с циклами объективного времени, т.е. осуществляются временная организация биологических процессов в организме и согласование их с периодами колебаний внешней среды, что обеспечивает адаптацию организма к окружающей среде и отражает единство живой и неживой природы.
Третья функция — регуляторная.Ритмование — это рабочий механизм создания функциональных систем в центральной нервной системе (ЦНС) и базисный принцип регуляции функций. Ритмование разрядов мозга имеет принципиальное значение для преобладания главной в данный момент реакции среди прочих. Так создается доминанта, господствующая в данное время функциональная система ЦНС. Она объединяет в едином ритме различные центры и определяет текущую последовательную их деятельность путем навязывания «своего» ритма. Так в структурах мозга создаются нервные программы, определяющие поведение.
Четвертая функция — интеграционная (объединительная). Биоритм — это рабочий механизм объединения всех уровней организации организма в единую суперсистему. Интеграция реализуется по принципу иерархичности: высокочастотные ритмы низкого уровня организации подчиняются средне- и низкочастотным уровням более высокого уровня организации. Иначе говоря, высокочастотные биоритмы клеток, тканей, органов и систем организма подчиняются базовому среднечастотному суточному ритму. Это объединение осуществляется по принципу кратности.