Биологические ритмы и физическая деятельность

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Биологические ритмы и физическая деятельность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск

2012

 

 

Содержание:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

   Все живые  организмы начиная  от простейших одноклеточных  и заканчивая такими высокоорганизованными,  как  человек,   обладают   биологическими   ритмами, которые проявляются  в  периодическом  изменении  жизнедеятельности  и,  как самые точные часы, отмеряют время.  С  каждым  годом  ученые  находят  новые внутренние  ритмы.  Если  в  1931  году  шведскими   учеными   г.   Агреном, О.Виландером и  Е.Жоресом  впервые  было  доказано  существование  суточного ритма изменения содержания гликогена в печени и  мышцах,  то  в  60-х  годах обнаружено  уже  более  50-ти  биологических   функций,   имеющих   суточную периодичность. В настоящее время их насчитывается более ста.

   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.

   Изучение  биоритмов  организма   человека  позволит   научно   обосновать

применение  лекарственных препаратов при лечении  больных.

   В последнее время в нашей стране и за рубежом проводятся большие  работы по   исследованию   биоритмов   человека,   их   взаимосвязи   со   сном   и бодрствованием. Поиски исследователей направлены в основном  на  определение возможностей управления биоритмами с целью устранения нарушений сна.  Задача эта  особенно  актуальна   в   настоящее   время,   когда значительная часть взрослого населения земного шара страдает от бессонницы.

   Управление внутренними ритмами  человека имеет важное значение  не  только

для нормализации ночного сна, но и для устранения ряда  заболеваний нервной системы, имеющих функциональный характер (например, неврозов).  Установлено, что суточное изменение внутренних ритмов, свойственных  здоровому человеку, при болезненных состояниях искажаются. По характеру  искажений  врачи  могут судить о ряде заболеваний на начальной стадии.

   По-видимому,  большинство  болезней  у  человека  происходит  вследствие  нарушения ритма функционирования  ряда органов и систем его  организма.

   В ходе исторического развития  человек  и  все  другие  живые  существа,

населяющие  нашу планету,  усвоили  определенный  ритм  жизни,  обусловленный ритмическими изменениями геофизических параметров среды, динамикой  обменных процессов.

   Одна из быстроразвивающихся  наук XX века —  биоритмология,  т.е.  наука,

изучающая циклические биологические  процессы,  имеющиеся  на  всех  уровнях  организации  живой  системы.  Дело  в  том,  что  живая  система   постоянно находится  в состоянии обмена веществ с  окружающей средой и обладает  сложной динамикой процессов,  является  саморегулирующейся  и   самовоспроизводящей системой. «Биологические часы» в организме — отражение суточных,  сезонных, годовых и других ритмов физиологических процессов.

   А  так  как  темпы   научно-технического  прогресса  сейчас   приобретают

стремительный характер и предъявляют серьезные  требования  к  человеку,   проблема актуальности биоритмов является сегодня  самой  важнейшей.

Бездумное отношение человека к самому себе,  как  и  к  окружающей  природе, часто  является  следствием  незнания  биологических  законов,  эволюционных предпосылок,  адаптивных  возможностей  человека  и  т.д.,  и   т.п.   Чтобы сохранить  здоровье  человека,  всесторонне  и  гармонично   развивать   его физические  и  духовные  качества,  необходима  не  только   настойчивая   и плодотворная научно-исследовательская работа, но и большая  просветительская работа.

  

Современный подход к  проблеме биологических ритмов в  природе

 

   Одной  из  важнейших  проблем   современной  биологии  является  изучение цикличности  процессов,  протекающем  в  живом   организме.   Эта   проблема интересует  врачей  и  авиаторов,  садоводов  и  орнитологов,  биохимиков  и генетиков, биофизиков и иммунологов, физиологов и космонавтов.

   Идея  ритмического  течения   процессов   в   природе   и   человеческой

жизнедеятельности имела приверженцев еще  в  самый  ранний  период  развития естествознания. В IV в. до н. э. гениальный мыслитель  древности  Аристотель писал: “Продолжительность всех этих явлений, и беременности, и  развития,  и жизни совершенно естественно измерять периодами. Я называю периодами день  и ночь, месяц, год и времена, измеряемые  ими;  кроме  того,  лунные  периоды… “  

Итак, одним из условий существования  живых систем является  свойственная

живой материи ритмичность биологических  функций.

   Выработанная   всем   ходом   эволюции   временная    последовательность

взаимодействия  различных  функциональных  систем  организма  с   окружающей средой   способствует   гармоничному   согласованию   разных    ритмических биологических  процессов   и   обеспечивает   нормальную   жизнедеятельность целостного  организма.  Тем  самым  выявляется  важное  адаптивное  значение биоритмов для жизнедеятельности организма.

   Биологические ритмы описаны  на  всех  уровнях —  начиная  от  простейших биологических реакций в клетке о кончая сложными  поведенческими  реакциями.

Таким образом, живой организм является совокупностью  многочисленных  ритмов с разными характеристиками.

   С понятием «ритма» связано  представление  о  гармонии,  организованности явлений  и  процессов.  В  переводе  с  греческого  слово  «ритм»,  «ритмос» означает соразмерность, стройность.

Ритмическими  называются  такие  явления природы, которые периодически  повторяются.  Это —  движение  небесных  тел, смена  времен  года,  дня  и  ночи,  периодичность   приливов   и   отливов, чередование максимумов и минимумов солнечной активности.

   Различные физические  явления   отличаются  периодическим,  волнообразным характером. К их числу можно отнести электромагнитные волны, звук и т.д.  В жизни  примером  служит  изменение  атомного  веса   элементов,   отражающее последовательное чередование химических свойств материи.   

Основные  ритмы в природе, наложившие свой  отпечаток  на  все  живое  на

Земле, возникли под влиянием вращения Земли  по отношению к  Солнцу,  Луне  и звездам.

   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.

   Многочисленные исследования, проведенные   отечественными  и  зарубежными

учеными, показали, что  во  время  наибольшей  активности  Солнца  возникает резкое ухудшение состояние  больных,  страдающих  гипертонической  болезнью, атеросклерозом и  инфарктом  миокарда.  В  этот  период  времени  происходят нарушения  функционального  состояния  ЦНС,  возникают  спазмы   кровеносных сосудов.

   Французские ученые Г.Сардау и  Г.Валло установили, что момент  прохождения пятен  через  центральный  меридиан  Солнца  в  84%  случаев   совпадает   с внезапными смертями, инфарктами, инсультами и другими осложнениями.

   Советский ученый В.П.Девятов   подсчитал,  что  в  первые  же  дни  после

появления  пятен  на  Солнце  количество  автомобильных  катастроф  возросло примерно в 4 раза по сравнению с периодами, когда пятен  было  немного.  Эти данные согласуются с результатами исследований  других  ученых,  показавших, что  в  период  неспокойного  Солнца  реакция  человека  на  любой   внешний раздражитель значительно замедляется.

   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  суточные ритмы проявляются в виде чередования периодов бодрствования и  активности  с периодами сна и покоя.

   Все живое на Земле развивалось  под влиянием суточных и сезонных  ритмов.Но всегда ил они имели  такую продолжительность, как  теперь?

   Многие ученые считают, что  миллионы лет назад Земля вращалась быстрее, и сутки  были  короче.  Причиной  замедления  вращения  Земли  стало   течение вещества в приливных водах океанов и в твердом  теле  Земли.  В  свое  время приливные силы прекратили вращение Луны, более легкой, чем Земля.   Под воздействием циклической деятельности Солнца и вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца возникла  периодичность  явлений,  происходящих  в природе. Она проявляется и в смене погоды, и  в  извержении  вулканов,  и  в землетрясениях, и в наводнениях и т.д. Эта периодичность создала тот ритм  в живых организмах, который составляет сущность их жизни.

               Биологические ритмы и их классификация

 

   Повторяемость процессов — один  из  признаков  жизни.  При   этом  важное значение имеет способность живых организмов чувствовать время. С ее  помощью устанавливаются суточные,  сезонные,  годовые,  лунные  и  приливно-отливные ритмы  физиологических  процессов.  Как  показали  исследования,  почти  все жизненные процессы в живом организме различны.

   Ритмы  физиологических  процессов  в  организме,  как  и  любые   другие

повторяющиеся  явления,  имеют  волнообразный  характер.  Расстояние   между одинаковыми положениями двух колебаний называются периодом, иди циклом.

   По длительности цикла биологические  процессы, как  правило,  в какой-то

степени  совпадают  с  геофизическими   циклами.   так,   например,   многие

физиологические  функции  в  организме  обусловлены  суточной   цикличностью внешних факторов среды, непосредственно связанных с суточной  периодичностью вращения Земли.

   Исследования  показали,  что   внутренние   суточные  ритмы   растений   и

животных не точно  соответствуют 24-часовой периодичности  земных  суток.  Они немного отличаются в большую или меньшую сторону (чаще в меньшую). Так,  для растений они лежат в пределах 23-28 час., для животных — 23-25  час.  Такие внутренние  суточные  ритмы  живых  организмов  называются   циркадными   (в переводе  с  латинского  «цирка»  означает  около,  «диес» —  день,   сутки)

[Шапошникова В.И., 1991].

   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. К их  числу относятся свет, шум, запахи, время  кормления  и  т.д.  В  дальнейшем  будет показано, что  синхронизация  биоритмов  с  геофизическими  ритмами  природы имеет большое приспособительное значение.

   Многие биологические ритмы   поддаются  систематизации.  По  длительности некоторые их них могут совпадать с соответствующими геофизическими  циклами.

К таким  ритмам относятся  суточные,  сезонные,  годовые,  лунные,  приливно-отливные изменения жизнедеятельности в организмах. Благодаря  им  наибольшая активность и усиленный  обмен  веществ  в  организме  совпадают  с  наиболее благоприятными для этого внешними условиями и временем суток, месяца, года.

   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.