|
Биологические часы или по волнам биоритмов.
Очередную обзорную лекцию о времени начинаем рассказом о биоритмах.
Врачи уже давно установили, что между природными ритмами и состоянием
нашего здоровья существует связь. Количество сердечно-сосудистых
заболеваний увеличивается в периоды солнечной активности и возмущения
магнитного поля Земли. Весной и осенью происходят обострения язвенной
болезни. В своё время профессор В.М. Банщиков провёл наблюдения
над группой научных работников, больных атеросклерозом. Выяснилось,
что все они нарушали нормальный временной режим жизни: работали
более 10 часов в сутки, часто - ночью, в выходные и отпускные
дни, не отказывалась от совместительства. Был проведен ещё один
эксперимент, который дал противоположные результаты. Исследовали
опять-таки группу научных работников, которые переносили большие
нагрузки. Тем не менее здоровье их было в полном порядке. Почему
же такое различие? Это обусловлено двумя факторами, Во-первых,
все участники второго эксперимента четко придерживались определённого
ритма жизни, сочетали активную умственную деятельность пусть даже
с коротким, но активным отдыхом. Во-вторых, основной ритм, согласно
гипотезе, высказанной тюбингенским профессором-биологом Эрвином
Бюннингом, запрограммирован в нашем организме наследственным путём.
Подтвердить это предположение удалось серией экспериментов. Профессор
Рютгер Вевер из Мюнхенского института Макса Планка неделями держал
добровольцев в подземном помещении без окон. "Они могли делать
там всё, что хотели. Многие работали над докторскими диссертациями.
У них не было лишь одного: часов или других датчиков времени".
У этих испытуемых, изолированных от окружающего мира, ритмы организма
сохранялись в такте "день-ночь". В соответствии со своими ощущениями
они в привычное для них время ложились спать или принимали еду.
Дальнейшие измерения показали, что за каждые 24 дня внутренние
часа организма отставали на один день.
Чем же регулируются в организме внутренние часы? Эту функцию осуществляет
шишковидная железа, называемая эпифизом. Она определяет ритм "сон-бодрствование".
Важную роль при этом играет смена света и темноты. Импульсы поступают
через глаза и по расположенным за ними нервам к эпифизу, последний
регулирует количество мелатонина в крови. Эпифиарный гормон мелатонин
был открыт в 1958 году дерматологом А. Лернором с соавторами.
Дж.Аксельрод и Х.Вайсенбах установили основные ферменты, участвующие
в синтезе мелатонина, и осуществили этот синтез. За эти исследования
в 1962 году они были удостоены Нобелевской премии. Открытие мелатонина
послужило мощным стимулом для исследования эпифиза. У людей уже
в относительно ранние периоды жизни определяется кальцификация
эпифиза, но она не имеет решающего значения для продукций мелатонина.
У человека эпифиз мал (его масса варьирует от 40 до 800 мг, но
кровоток в нем очень интенсивный) по скорости кровотока занимает
второе место после почек, что косвенно свидетельствует о важности
его роли в организме, большинство исследователей считают эпифиз
единственным местом синтеза мелатонина у человека. Однако имеется
ряд работ, указывающих на возможность его образования в сетчатке
глаза и кишечнике. Ритмичность секреции мелатонина у людей впервые
описана в 1973 году и с этого времени многократно подтверждена.
Днём его уровни в крови и других биологических жидкостях низкие,
часто неопределяемые. Ночью наблюдается повышение содержания мелатонина
с максимумом в крови около 2 ч. Зарегистрирована стабильность
индивидуальной ритмической секреции мелатонина у здоровых людей
с интериндивидуальными её колебаниями. У небольшой части здоровых
людей секреция его аритмична. Однократное воздействие интенсивного
света в ночное время быстро и резко снижает ночное повышение уровня
мелатонина в сыворотке крови. Наиболее эффективно подавляется
секреция мелатонина монохроматическим светом с длиной волны 509
нм.
Влияние светового цикла на ритм секреции мелатонива показано в
наблюдениях. У болшинства из них обнаружена ритмичная секреция
гормона, но со свободно меняющимся периодом, на несколько часов
отличающимся от суточного. Доказано наличие у людей циркадианной
мелатониновой волны, свободно бегущей в отсутствие смены циклов
свет- темнота; она возникает у зрячих в темный период и
может быстро прерываться при воздействии интенсивного света. Циркадный
ритм секреции мелатонина изменяется в зависимости от образа жизни.
У людей, работающих в ночную смену, ритмы секреции оказались сдвинутыми,
с повышением секреции его днём и отсутствием ночной волны. Сдвиг
ритма секреции мелатонина происходит при перелёте через часовые
пояса, синхронность с нормальным циклом день-ночь возвращается
через несколько дней. Более молодые люди демонстрируют более быстрое
возвращение ритмической адаптации. Показано, что мелатонин, введенный
в индивидуально подобранное время, теоретически подходящее для
индукции изменения собственного ритма, способен облегчить людям
перелёт через временные зоны, что сказывается на сне, настроении,
чувстве усталости. Одна из функций эпифиза - регуляция ритмов
в организме. Нарушение ритмов, например, расстройства сна, может
привести и психическим заболеваниям. При депрессии обнаруживают
низкий уровень мелатонина. У больных с маниями могут обнаруживаться
высокие уровни мелатонина. Больные с маниакально-депрессивным
синдромом сверхчувствительны к свету, даже в период затихания
болезненного процесса.
Мелатонин может служить маркером этого заболевания - супреоссия
секреции мелатонина выявляется у них при воздействии света слабой
интенсивности, недостаточной для подобных изменений у здоровых
людей. Обсуждается возможное успокаивающее и в то же время галлюциногенное
действие мелатонина. Высказано предположение, что при нарушении
метаболизма мелатонин может превращаться в 10-метоксигармолан,
один из сильнейших галлюциногенов. В литературе обсуждается возможная
роль эпифиза в противоопухолевой резистентности организма. Он
оказывает подавляющее действие на некоторые обменные нарушения,
лежащие в основе опухолевого роста. Имеются работы, показавшие,
что введение мелатонина, экстрактов эпифиза либо имплантация ткани
эпифиза больным раком молочной железы, матки, предстательной железы
дополнительно к традиционному лечению улучшало его результаты.
Выявлено снижение содержания мелатонина в крови и отсутствие его
суточного ритма секреции при таком заболевании, как псориаз. Отмечено
уменьшение уровня мелатонина в крови у лиц обоего пола, употребляющих
табак и страдающих алкоголизмом. Мелатонин обладает широким спектром
действия. Приводит к осветлению кожи, участвует в проведении нервных
импульсов. Обнаружено повышение уровня мелатонина в плазме крови
в дневное время при значительной физической нагрузке и после 10-дневного
голодания.
Непременное условие жизни клетки, правильного функционирования
каждой мельчайшей частицы нашего организма - это строгое равновесие
между концентрацией отдельных веществ, молекул и атомов, количеством
ионов металлов, солей и кислот. В целях сохранения такого равновесия
эволюция создала чёткие регуляционные системы, основанные на обратной
связи. Нет физиологического процесса, который не совершался бы
в присущем ему ритме, колеблясь вокруг определённых оптимальных
величин. Частоты этих колебаний существенно разнятся друг от друга
- от длящихся доли секунды ритмов мозга и нервов, до суточного
ритма сна и бодрствования. Все эти ритмические изменения различными
способами взаимосвязаны и вводят тем самым соответственный временной
распорядок. Подобно тому как специализированные клетки соединяются
в ткани, из которых построены органы, образующие в конечном счёте
целый организм, отдельные ритмы внутренних функций должны быть
соответственно согласованы в каком-то временном порядке. В этом
явлении и заключается тайна наших биологических часов.
Наши органы функционируют в строго предписанных временных ритмах,
соответствующих суточным, месячным и годичным циклам. Различные
внутренние ритмы согласованы, что позволяет телу функционировать
как хорошо смазанной машине. Однако это может быть нарушено такими
факторами, как изменение режима еды или сна, начавшейся болезнью,
даже просто путешествием на самолёте или сдвигом цикла освещенности.
Пересечение часовых поясов или резкое изменение рабочих смен приводит
к дезорганизации ритмов, нарушению функциональных способностей
организма. Считают, что в шоковых ситуациях (авариях, катастрофах)
"внутренние часы" ответственны за так называемый, эффэкт замедленной
съёмки, когда мозг запечатлевает молниеносно произошедшие события
в замедленном темпе.
Любопытное наблюдение принадлежит американским учёным: "внутренние
часы", оказывается, практически бездействуют, когда люди развлекаются,
то есть получают удовольствия. В этом состоянии человек перестаёт
обращать внимание на свои "внутренние часы". Строгая суточная
периодичность прослеживается в работе желез внутренней секреции.
Количество гормонов в крови колебается в ритме день-ночь.
Железы внутренней секреции в утренние и дневные часы усиливают
выработку большинства гормонов, но не всех. О том, что каждый
гормон "знает своё время" говорит наблюдение акушеров: час пик
для них наступает около полуночи, так как младенцы "любят" появляться
на свет именно в это время. Такую приуроченность родов к концу
суток специалисты связывают с усилением деятельности в это время
задней доли гипофиза, в частности с выделением гормона окситоцина,
стимулирующего сократительную способность матки.
Практически все функции организма изменяются в околосуточном ритме.
Получены точные данные о колебаниях температуры, пульса, давления,
синтеза белка, сна, частоты сердечных сокращений, деятельности
печени. Каждая функция имеет свои пики и спады. Физическая выносливость
человека достигает максимума в 21.00 - 24.0 чч., но в то же время,
в ночные часы быстрее наступает кислородное голодание мышц ибо
обмен кровотока в это время снижен. Стало быть, от 21.00 до 24.00
часов человеку если и легче выполнить тяжёлую работу, чем днём,
то долго заниматься ею будет трудно. Рабочие промышленных предприятий
чаще ошибаются в три часа ночи. И всё из-за того, что с 22.00
до 04.00 часов у человека наименьшая скорость ответной реакция.
Работоспособность изменяется не только в околосуточном режиме.
Ещё в древнем Вавилоне существовало понятие неделя. Исследования
учёных доказали существование недельного цикла. Практика показала,
что работоспособность человека в понедельник невысока. К четвергу
она возрастает. В пятницу и субботу опять снижается. Было отмечено,
что в понедельник и пятницу в Москве происходит наибольшее количество
дорожно-транспортных происшествий. Пионер в области хронобиологии
мюнхенский профессор Юрген Ашофф писал более 30 лет назад: "Всё
живое следует в такте космических часов. Все функции организма
человека подчиняются определённому ритму, который устанавливается
в результате адаптации к четырем временным программам окружающего
мира, а именно: ко времени суток и года, а также к фазам Луны
и приливам и отливам".
Хронобиологи с помощью новейших датчиков обнаружили в организме
человека уже сотни ритмов, регулирующих функции нашего организма:
температуру тела и степень внимательности, потенцию и способность
к зачатию. Русский физиолог Н.Пэрн в течение 18 лет вёл своеобразный
физиологический дневник, в котором записывал свои ощущения и настроение.
Ему удалось обнаружить, что, например, сексуальная восприимчивость,
ясность мышления, склонность к сочинительству повышаются через
7, 14, 21, 28, 30 дней.
Ритм есть форма движения живой материи. Материя существует в движении,
а движение это ритмично. Ритм - это естественное, природное свойство
живой материи, такое же, как масса или объём Источник этого ритмичного
движения - борьба противоположностей. Прежде всего борьба жизни
и смерти. Она начинается с рождения организма: чтобы он мог расти
и развиваться, клетки должны делиться, а значит, и отмирать. И
в процессе функционирования организма, уже прекратившего рост,
органы обновляются.
Ни одна живая система не может существовать, не подчиняясь закону
борьбы противоположностей. В этой борьбе преимущество получает
то одна, то другая сторона. С учётом того, что наследственность
у всех разная, каждый человек имеет свой геноритм. Это природный
ритм, очищенный от влияния среды, окружающей человека на Земле.
В обычной земной жизни мы подчиняемся феноритму. Это сплав геноритма
с внешними влияниями, или, иначе, геноритм, приспособленный к
условиям существования. Группа физиологов под руководством профессора
К.Смирнова исследовала физическую работоспособность человека в
разные сезоны года. У 123 человек с помощью обычных шагомеров
изучали двигательную активность. Их заставляли подниматься и спускаться
по небольшой лестнице до тех пор, пока частота пульса не достигала
170 ударов в минуту. По количеству шагов и пульсу высчитывали
проделанную человеком работу. Выяснялось, что летом люди двигаются
гораздо больше, чем в другое время и уровень физической работоспособности
был значительно выше, чем в другие сезоны. Природные сезонные
колебания активно вмешиваются в нашу жизнь. Летом дети растут
быстрее. Светочувствительность глаза осенью и зимой понижается.
Содержание белка в сыворотке крови увеличивается зимой, а летом
уменьшается. Мужская борода растёт быстрее всего в начале зимы.
Наш организм беспрерывно приспосабливается к среде существования,
потому что сама среда беспрерывно меняется. Французский биоритмолог
Рейнберг считает лучшим временем для любви и начала супружеской
жизни - осень. По мнению профессора Смоленски из Техасского университета,
дети зачатые осенью, отличаются высокой жизнестойкостью. Любой
внешний раздражитель - нехватка кислорода, необычная температура,
иной временной пояс, невесомость и т. д.,- всегда создаёт высокое
напряжение в организме и требует существенной перестройки всей
работы организма. Эта перестройка есть не что иное, как изменение
хода огромной массы процессов, которыми переполнен человеческий
организм. Представьте, как изменяются условия функционирования
организма высоко в горах, где низкое давление и разрежённый воздух.
Первым перестраивается ритм кровоснабжения: из кровяных депо (печени,
селезёнки) в артерии начинают поступать дополнительные порции
крови. Ускоряется циркуляции крови - учащается пульс.
Американский исследователь Э. Гудвин в книге "Временная организация
клетки" рассматриваег клетку как генератор ритмов, из которых
складываются более сложные ритмы, тканевые. А из этих, в свою
очередь, составляются ритмы органов и так далее - до организма
в целом. В этой огромной многоярусной системе есть ритмы, ведущие,
и есть - ведомые. Предполагают, что роль дирижёра в этом оркестре
ритмов принадлежит тому отделу головного мозга, который называется
гипоталамус. Принимая сигналы извне он воздействует на внутренние
процессы эндокринным путём, вырабатывая специфичесние гормоны,
которые адресуются гипофизу, а через него - щитовидной железе,
надпочечникам и т.д. Согласовывает внешние факторы с внутренним
миром организма.
Адреналин в сердечной мышце накапливается к рассвету, когда надо
вставать и приниматься за дело. Но зимой это происходит на несколько
часов позже, чем летом, поэтому и вставать утром зимой несравненно
труднее, чем летом. Мы все равно встаём в одни и те же часы за
счёт некоторого напряжения механизмов адаптации. Механизмы адаптации
нужно тренировать. Даже самый пунктуальный человек не всегда соблюдает
режим. От этого в организме возникает напряжение: не поел - появилась
раздражительность, разболелась голова, не выспался - полдня вялый.
Такие небольшие отклонения в жизни неизбежны, и они служат хорошей
тренировкой механизмов адаптации. Но эти отклонения не опасны
только в разумных пределах. Беспорядочный же и неритмичный образ
жизни, на который ещё накладываются сезонные влияния, приводит
к разрушению организма.
Исследователи А.Голиков и П.Голиков, проанализировав частоту вызовов
"скорой помощи" в разное время года, сделали такой вывод: зима
- самое неблагоприятное время для больных гипертонической болезнью,
весной чаще всего нарушается мозговое кровообращение, а инфаркты
миокарда и приступы стенокардии особенно распространены осенью.
У каждого из нас есть свои дни повышенного риска, когда может
случиться инфаркт, в прошлом столетии в Институте нормальной физиологии
АМН СССР установили, что эти пики повторяются через пять - пять
с половиной лет. И чаще обострение начинается в тот период активности
Солнца, который был при рождении человека. Болевые приступа при
заболевании сердца совпадает также с началом магнитных бурь, учащаются
при пересечении Землёй межпланетного магнитного поля. В течение
же дня наибольшее количество приступов приходится на вечер и позднее
утро. Минимум на три-четыре часа ночи. С возрастом человека эта
закономерность практически не изменяется.
На нас влияют ритмы небесных светил, космические излучения. Закону
ритма подчиняется не только всё живое, но и неорганический мир.
Это касается и солнечной активности с её 11-летними циклами и
ритмичного движения планет. Если взять периодическую систему элементов
Менделеева - свойства веществ в её вертикальных графах повторяются
в определенном ритме, и это позволило прогнозировать свойства
ещё не открытых элементов. Вернёмся вновь к человеку. Американские
отоларингологи обнаружили, что в полнолуние послеоперационных
кровотечений на 82 процента больше, нежели в другое время.
Для человека характерны три состояния: здоровье, предболезнь и
болезнь. Каждому из них соответствуют свои ритмы электрической
активности сердца, содержания липидов, ферментов свёртываемости
крови. Болезнь начинается задолго до того, как проявятся её первые
клинические симптомы, заметные человеку. А вот ритмы чувствуют
её мгновенно. Изменяются кривые температуры, частоты дыхания,
сердцебиения, биохимические показатели организма.
Знание ритмов и их закономерностей помогает своевременно распознать,
вылечить, а главное - предупредить болезнь. Выше мы уже писали,
что кроме суточных ритмов известны - недельные, месячные, сезонные,
годовые. У спортсменов обнаружены трёхлетние циклы и семилетние
циклы творческой активности. Их задача - защищать организм от
перегрузок и перенапряжений. Семилетние ритмы творческой активности
обнаружены у деятелей науки, искусства, литературы. Каждый из
них в течение семи лет испытывает подъём творчества, затем спад,
а потом снова подъём, в новом семилетнем цикле. В период подъёма
создаются лучше произведения. Здесь важно то, что творческая активность
снижается независимо от воли человека, а последний может расценить
это как признак возрастного упадка таланта и даже надломиться
психологически. Это временное снижение творческого потенциала
на самом деле - компенсация за напряженную работу в предшествующий
период. А возрастные ограничения здесь вовсе не обязательны. Тициан
и на десятом десятке создавал гениальные произведения.
Такое чередование подъёмов и спадов, напряжения и расслабления
(c разной длиной волны и разной периодичностью) защищает организм
от различных перегрузок - предохраняет его от преждевременного
износа. Многочисленными экспериментальными исследованиями и клиническими
наблюдениями доказано, что устойчивость и чувствительность организма
изменяются по закону физиологических часов. От того, в какое время
суток животному введут яд или болезнетворные микробы, зависит
результат: смертельной или несмертельной окажется доза яда, погибнет
животное, заражённое патогенными организмами, или справится с
заболеванием.
В исследованиях Ф.П.Космолинского и Г.К.Микушина, целью которых
была разработка эффективного метода лечения нагноительных процессов
мозга и его оболочек, было показано следующее. Если животным вводились
микробы непосредственно в спинномозговую жидкость в ночное время,
то гнойный менингит у них протекал значительно тяжелее, чем у
животных, заражённых таким же количеством микробов днём.
Замечено, что при тяжёлых заболеваниях и после операций смертность
в ночное время бывает несколько выше, чем днем. Когда врач настаивает
на необходимости соблюдать оптимальный режим, то делает он это,
исходя из характера биологических ритмов. Зная, что суточные физиологические
ритмы тесно связаны с ритмами бодрствования и сна, нетрудно понять,
как важно регулярно, изо дня а день соблюдать правильный режим
жизни. Сон спасает организм от истощения. Как человеческий, так
и животный организм без сна выдерживает значительно меньший срок,
чем без пищи. Человек, занятый напряжённым физическим или умственным
трудом, не должен "экономить" время за счёт сна. Важно ложиться
спать и вставать всегда в определённое время. Сон у человека,
который ложится спать на несколько часов раньше или позже привычного
времени, приходится на тот период, когда большинство физиологических
процессов протекает с другой интенсивностью и усилением обмена
веществ. Работать же такой человек вынужден тогда, когда организм
имеет минимальные биологические возможности.
Довольно часто у путешествующего человека на новом месте, отмечаются
явления так называемого десинхроноза. Человек чувствует себя разбитым,
он сонлив или страдает бессонницей, ощущает голод или отсутствие
аппетит, снижается физическая и умственная работоспособности.
Одни физиологические процессы синхронизируются с заданными или
новыми циклами в течение нескольких дней, для других требуется
более продолжительное время. Быстрее всего перестраиваются ритмы
бодрствования и сна, а медленнее - обменные процессы и другие
тонкие физиологические функции. Нужно по крайней мере две недели,
чтобы организм более или менее приспособился н новым суточным
ритмам.
О связи человека со Вселенной знали еще древние мудрецы. Наример,
слово "йога" переводится как связывать, соединять. А наиболее
сокровенные знания йоги относятся к области взаимосвязей ритмов
биологических процессов человека и Космоса. В Китае подобная система
знаний позволяла успешно лечить больных еше тогда, ногда анатомические
исследования и препарирование трупов запрещались, деятельность
функциональных систем способствует интеграции отдельных элементов
в единую системную организацию.
В целом организме, согласно теории функциональных систем, взаимодействие
многочисленных функциональных систем строится на основе двух важных
принципов: принципа доминанты и принципа многосвязного регулирования.
Принцип доминанты, открытый академиком А.А.Ухтомским, означает,
что в каждый данный момент времени деятельностью организма завладевает
ведущая функциональная система, обеспечивающая удовлетворение
ведущей потребности организма. По отношению к доминирующей функциональной
системе все другие по принципу доминирования результатов, выстраиваются
в соподчинённой иерархии.
Мультипараметрический принцип означает такую форму взаимодействия
функциональных систем, при которой отключение одного результата
от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, вызывает
сложные изменения всех взаимосвязанных с ним результатов других
функциональных систем. Синхронизация различных ритмов в организме
создает стройную систему, позволяющую человеку находиться в оптимальном
режиме по отношению к внешней среде.
Когда мы спим, у нас снижается кровяное давление, температура
опускается на полградуса по сравнению с дневным значением, а кровь
приливает к конечностям. Наступает утро, и организм переходит
к бодрствованию при помощи значительной дозы стимулирующих вешеств
- катехоламинов. Сердцебиение учащается, увеличиваются кроветворные
функции организма. Особенно велика в утренние часы слипаемость
кровяных телец - тромбоцитов. Когда, вскочив с постели, человек
усиливает действие катехоламинов, "разгоняющих" нашу кровь, её
густота и тенденции к образованию сгустков достигают максимума.
По утверждению кардиолога доктора Джеймса Мюллера из Госпиталя
"Нью-Ингланд Диконесс" в Бостоне: "Независимо от того, когда вы
встаёте, период максимального риска инфаркта миокарда наступает
через два-три часа после пробуждения".
Биологические часы даны человеку, чтобы соизмерять течение своих
жизненных процессов с Законами Вселенной. Не следует торопиться
в жизни. Не всегда попытка обогнать время приводит к цели. У Эльдара
Рязанова есть такие строки:
Я в мир вбежал легко и без тревоги...
Секундных стрелок ноги, семеня,
за мной гнались по жизненной дороге,-
да где там!- не могли догнать меня.
Не уступал минутам длинноногим, -
на равных с ними долго я бежал...
Но сбил ступни о камни и пороги
и фору, что имел, не удержал.
Вокруг летают странные тарелки...
Из прошлого смотрю на них в бреду.
Меня обходят часовые стрелки,-
так тяжело сегодня я иду.
|
