Биологические ритмы интересны тем, что во многих случаях сохраняются даже при постоянстве условий среды. Такие ритмы называют эндогенными, т.е. «идущими изнутри»: хотя обычно они и коррелируют с ритмичными изменениями внешних условий, например чередованием дня и ночи, их нельзя считать прямой реакцией на эти изменения. Эндогенные биологические ритмы обнаружены у всех организмов, кроме бактерий. Внутренний механизм, поддерживающий эндогенный ритм, т.е. позволяющий организму не только чувствовать течение времени, но и измерять его промежутки, называется биологическими часами.
Работа биологических часов сейчас хорошо изучена, однако внутренние процессы, лежащие в ее основе, остаются загадкой. В 1950-х годах советский химик Б.Белоусов доказал, что даже в однородной смеси некоторые химические реакции могут периодически ускоряться и замедляться. Аналогичным образом, спиртовое брожение в дрожжевых клетках то активируется, то подавляется с периодичностью ок. 30 секунд. Каким-то образом эти клетки взаимодействуют друг с другом, так что их ритмы синхронизируются и вся дрожжевая суспензия дважды в минуту «пульсирует».
Считается, что такова природа всех биологических часов: химические реакции в каждой клетке организма протекают ритмично, клетки «подстраиваются» друг под друга, т.е. синхронизируют свою работу, и в результате пульсируют одновременно. Эти синхронизированные действия можно сравнить с периодическими колебаниями часового маятника.
Циркадианные ритмы . Большой интерес представляют биологические ритмы с периодом около суток. Они так и называются - околосуточными, циркадианными или циркадными - от лат. circa - около и dies - день.Биологические процессы с циркадианной периодичностью весьма разнообразны. Например, три вида светящихся грибов усиливают и ослабляют свое свечение каждые 24 часа, даже если искусственно держать их при постоянном свете или в полной темноте. Ежесуточно изменяется свечение одноклеточной морской водоросли
Gonyaulax . У высших растений в циркадианном ритме протекают различные метаболические процессы, в частности фотосинтез и дыхание. У черенков лимона с 24-часовой периодичностью колеблется интенсивность транспирации. Особенно наглядные примеры - ежесуточные движения листьев и раскрывания-закрывания цветков.Разнообразные циркадианные ритмы известны и у животных. Примером может служить близкое к актиниям кишечнополостное - морское перо (
Cavernularia obesa ), представляющее собой колонию из множества крошечных полипов. Морское перо живет на песчаном мелководье, втягиваясь в песок днем и разворачиваясь по ночам, чтобы питаться фитопланктоном. Этот ритм сохраняется в лаборатории при неизменных условиях освещения.Четко работают биологические часы у насекомых. Например, пчелы знают, когда раскрываются определенные цветки, и навещают их ежедневно в одно и то же время. Пчелы также быстро усваивают, в какое время им выставляют на пасеке сахарный сироп.
У человека не только сон, но и многие другие функции подчинены суточному ритму. Примеры тому - повышение и понижение кровяного давления и выделения калия и натрия почками, колебания времени рефлекса, потливости ладоней и т.д. Особенно заметны изменения температуры тела: ночью она примерно на 1
° С ниже, чем днем. Биологические ритмы у человека формируются постепенно в ходе индивидуального развития. У новорожденного они довольно неустойчивы - периоды сна, питания и т.д. чередуются бессистемно. Регулярная смена периодов сна и бодрствования на основе 24 - 25 часового цикла начинает происходить только с 15-недельного возраста. Корреляция и «настройка» . Хотя биологические ритмы и эндогенны, они соответствуют изменениям внешних условий, в частности смене дня и ночи. Эта корреляция обусловлена т.н. «захватыванием». Например, циркадианные движения листьев у растений сохраняются в полной темноте лишь несколько суток, хотя другие цикличные процессы могут продолжать повторяться сотни раз несмотря на постоянство внешних условий. Когда выдерживаемые в темноте листья фасоли, наконец, прекратили расправляться и опускаться, достаточно короткой вспышки света, чтобы этот ритм восстановился и продержался еще несколько суток. У циркадианных ритмов животных и растений времязадающим стимулом обычно служит изменение освещенности - на рассвете и вечером. Если такой сигнал повторяется периодически и с частотой, близкой к свойственной данному эндогенному ритму, происходит точная синхронизация внутренних процессов организма с внешними условиями. Биологические часы «захватываются» окружающей периодичностью.Изменяя наружный ритм по фазе, например включая свет на ночь и поддерживая днем темноту, можно «перевести» биологические часы так же, как обычные, хотя такая перестройка требует некоторого времени. Когда человек переезжает в другой часовой пояс, его ритм сна-бодрствования меняется со скоростью два-три часа в сутки, т.е. к разнице в 6 часов он приспосабливается только через два-три дня.
В определенных пределах можно перенастроить биологические часы и на цикл, отличающийся от 24 часов, т.е. заставить их идти с другой скоростью. Например, у людей, долгое время живших в пещерах с искусственным чередованием светлых и темных периодов, сумма которых существенно отличалась от 24 часов, ритм сна и других циркадианных функций подстраивался к новой продолжительности «суток», составлявшей от 22 до 27 часов, однако сильнее изменить его было уже невозможно. То же самое относится и к другим высшим организмам, хотя многие растения могут приспосабливаться к «суткам», продолжительность которых составляет целую часть обычных, например 12 или
8 часов. Приливные и лунные ритмы . У прибрежных морских животных часто наблюдаются приливные ритмы, т.е. периодические изменения активности, синхронизированные с подъемом и спадом воды. Приливы обусловлены лунным притяжением, и в большинстве регионов планеты происходит два прилива и два отлива в течение лунных суток (периода времени между двумя последовательными восходами Луны.) Поскольку Луна движется вокруг Земли в том же направлении, что и наша планета вокруг собственной оси, лунные сутки примерно на 50 минут длиннее солнечных, т.е. приливы наступают каждые 12,4 часа. Такой же период у приливных ритмов. Например, рак-отшельник прячется от света в отлив и выходит из тени в прилив; с наступлением прилива устрицы приоткрывают свои раковины, разворачивают щупальцы актинии и т.п. Многие животные, в том числе некоторые рыбы, в прилив потребляют больше кислорода. С подъемом и спадом воды синхронизированы изменения окраски манящих крабов.Многие приливные ритмы сохраняются, иногда в течение нескольких недель, даже если держать животных в аквариуме. Значит, по сути своей они эндогенные, хотя в природе «захватываются» и подкрепляются изменениями во внешней среде.
У некоторых морских животных размножение коррелирует с фазами Луны и происходит обычно один раз (реже - дважды) на протяжении лунного месяца. Польза такой периодичности для вида очевидна: если яйца и сперма выбрасываются в воду всеми особями одновременно, шансы на оплодотворение достаточно высоки. Этот ритм эндогенный и, как считается, задается «пересечением» 24-часового циркадианного ритма с приливным, период которого 12,4 или 24,8 часа. Такое «пересечение» (совпадение) происходят с интервалами 14
- 15 и 29-30 суток, что соответствует лунному циклу.Лучше всего известен и, вероятно, наиболее заметен среди приливных и лунных ритмов тот, что связан с размножением груниона - морской рыбы, мечущей икру на пляжах Калифорнии. В течение каждого лунного месяца наблюдаются два особенно высоких - сизигийных - прилива, когда Луна находится на одной оси с Землей и Солнцем (между ними или с противоположной от светила стороны). Во время такого прилива грунион нерестится, закапывая икринки в песок у самого края воды. В течение двух недель они развиваются практически на суше, куда не могут добраться морские хищники. В следующий сизигийный прилив, когда вода покрывает буквально нашпигованный ими песок, из всех икринок за несколько секунд вылупляются мальки, тут же уплывающие в море. Очевидно, что такая стратегия размножения возможна, только если взрослые грунионы чувствуют время наступления сизигийных приливов.
Менструальный цикл у женщин длится четыре недели, хотя не обязательно синхронизирован с фазами луны. Тем не менее, как показывают эксперименты, и в этом случае можно говорить о лунном ритме. Сроки менструаций легко сдвинуть, использовав, например, специальную программу искусственного освещения; однако они будут наступать с периодичностью, очень близкой к 29,5 суток, т.е. к лунному месяцу.
Низкочастотные ритмы . Биологические ритмы с периодами, намного превышающими один месяц, трудно объяснить на основе биохимических флуктуаций, которыми, вероятно, обусловлены ритмы циркадианные, и механизм их пока неизвестен. Среди таких ритмов наиболее очевидны годичные. Если деревья умеренного пояса пересадить в тропики, они некоторое время будут сохранять цикличность цветения, сбрасывания листьев и периода покоя. Рано или поздно эта ритмичность нарушится, продолжительность фаз цикла будет все более неопределенной и в конечном итоге исчезнет синхронизация биологических циклов не только разных экземпляров одного и того же вида, но даже разных ветвей одного дерева.В тропических областях, где условия среды практически постоянны в течение всего года, местным растениям и животным часто свойственны долговременные биологические ритмы с периодом, отличным от 12 месяцев. Например, цветение может наступать каждые 8 или 18 месяцев. По-видимому, годичный ритм - это адаптация к условиям умеренной зоны.
Значение биологических часов . Биологические часы полезны организму прежде всего потому, что позволяют ему приспосабливать свою активность к периодическим изменениям в окружающей среде. Например, краб, избегающий света во время отлива, автоматически будет искать убежище, которое защитит его от чаек и других хищников, добывающих пищу на обнажившемся из-под воды субстрате. Чувство времени, присущее пчелам, координирует их вылет за пыльцой и нектаром с периодом раскрывания цветков. Аналогичным образом, циркадианный ритм подсказывает глубоководным морским животным, когда наступает ночь и можно подняться ближе к поверхности, где больше пищи.Кроме того, биологические часы позволяют многим животным находить направление, пользуясь астрономическими ориентирами. Это возможно, только если известно одновременно положение небесного тела и время суток. Например, в Северном полушарии солнце в полдень находится точно на юге. В другие часы, чтобы определить южное направление, надо, зная положение солнца, сделать угловую поправку, зависящую от местного времени. Используя свои биологические часы, некоторые птицы, рыбы и многие насекомые регулярно выполняют такие «расчеты».
Не приходится сомневаться, что перелетным птицам, чтобы находить дорогу к мелким островам в океане, требуются навигационные способности. Вероятно, они используют свои биологические часы для определения не только направления, но и географических координат.
См. также ПТИЦЫ.Проблемы, связанные с навигацией, встают не только перед птицами. Регулярные длительные миграции совершают тюлени, киты, рыбы и даже бабочки.
Практическое применение биологических ритмов . Рост и цветение растений зависят от взаимодействия между их биологическими ритмами и изменениями средовых факторов. Например, цветение стимулируется главным образом продолжительностью светлого и темного периодов суток на определенных стадиях развития растения. Это позволяет отбирать культуры, пригодные для тех или иных широт и климатических условий, а также выводить новые сорта. В то же время известны успешные попытки изменения биологических ритмов растений в нужном направлении. Например, птицемлечник аравийский (Ornithogallum arabicum ), цветущий обычно в марте, можно заставить распускаться под Рождество - в декабре.С распространением дальних воздушных путешествий многие столкнулись с феноменом десинхронизации. Пассажир реактивного самолета, быстро пересекающий несколько часовых поясов, обычно испытывает чувство усталости и дискомфорта, связанное с «переводом» своих биологических часов на местное время. Сходная десинхронизация наблюдается у людей, переходящих из одной рабочей смены в другую. Большинство отрицательных эффектов обусловлено при этом присутствием в организме человека не одних, а многих биологических часов. Обычно это незаметно, поскольку все они «захватываются» одним и тем же суточным ритмом смены дня и ночи. Однако при сдвиге его по фазе скорость перенастройки различных эндогенных часов неодинакова. В результате сон наступает, когда температура тела, скорость выделения почками калия и другие процессы в организме еще соответствуют уровню бодрствования. Такое рассогласование функций в период адаптации к новому режиму ведет к повышенной утомляемости.
Накапливается все больше данных, свидетельствующих о том, что длительные периоды десинхронизации, например при частых перелетах из одного часового пояса в другой, вредны для здоровья, однако насколько велик этот вред, пока не ясно. Когда сдвига по фазе избежать нельзя, десинхронизацию можно свести к минимуму, правильно подобрав скорость наступления сдвига.
Биологические ритмы имеют очевидное значение для медицины. Хорошо известно, например, что восприимчивость организма к различным вредным воздействиям колеблется в зависимости от времени суток. В опытах по введению мышам бактериального токсина показано, что в полночь его смертельная доза выше, чем в полдень. Аналогичным образом изменяется чувствительность этих животных к алкоголю и рентгеновскому облучению. Восприимчивость человека тоже колеблется, однако в противофазе: его организм беззащитнее всего в полночь. Ночью смертность прооперированных больных втрое выше, чем днем. Это коррелирует с колебаниями температуры тела, которая у человека максимальна днем, а у мышей - ночью.
Такие наблюдения наводят на мысль, что лечебные процедуры следует согласовывать с ходом биологических часов, и определенные успехи здесь уже достигнуты. Трудность в том, что биологические ритмы человека, особенно больного, пока недостаточно исследованы. Известно, что при многих заболеваниях
- от рака до эпилепсии - они нарушаются; яркий тому пример - непредсказуемые колебания температуры тела у больных. Пока биологические ритмы и их изменения как следует не изучены, использовать их на практике, очевидно, нельзя. К этому стоит добавить, что в некоторых случаях десинхронизация биологических ритмов может быть не только симптомом болезни, но и одной из ее причин. ЛИТЕРАТУРА Биологические ритмы , тт. 1-2. М., 1984Ритм многие ассоциируют с вальсом. И действительно, его мелодия - это стройный ряд поставленных в определенном порядке звуков. Но суть ритма гораздо шире, чем музыка. Это рассветы и закаты, зимы и весны, и магнитные бури - любое явление и любой процесс, повторяющийся периодически. Ритмы жизни или, как еще говорят, биоритмы, - это повторяющиеся процессы в живой материи. Всегда ли они были? Кто их придумал? Как они связаны между собой и на что могут влиять? Зачем вообще они природе нужны? Может, ритмы жизни только мешают, создавая ненужные рамки и не давая свободно развиваться? Попробуем разобраться.
Откуда взялись биоритмы?
Этот вопрос созвучен с вопросом, как возник наш мир. Ответ может быть такой: биоритмы создала сама природа. Задумайтесь: в ней все естественные процессы, независимо от их масштабности, цикличны. Периодически рождаются одни звезды и умирают другие, на Солнце возрастает и падает активность, год за годом один сезон сменяется другим, за утром следует день, потом вечер, ночь, а после снова утро. Это всем нам известные ритмы жизни, соразмерно с которыми существует жизнь на Земле, да и сама Земля тоже. Подчиняясь созданным природой биоритмам, живут люди, звери, птицы, растения, амебы и инфузории-туфельки, даже клетки, из которых мы все состоим. Занимается исследованием условий возникновения, природой и значением биоритмов для всех живых существ планеты очень интересная наука биоритмология. Она является отдельной ветвью другой науки - хронобиологии, исследующей не только ритмические процессы в живых организмах, но и их связь с ритмами Солнца, Луны, других планет.
Зачем биоритмы нужны?
Суть биоритмов - в стабильности протекания явлений или процессов. Стабильность, в свою очередь, помогает адаптироваться живым организмам в среде, вырабатывать свои жизненные программы, позволяющие дать здоровое потомство и продолжить свой род. Получается, ритмы жизни - это механизм, с помощью которого жизнь на планете существует и развивается. Примером тому может служить способность многих цветов раскрываться в определенные часы. На основе этого явления Карл Линней даже создал первые в мире цветочные часы без стрелок и циферблата. Время в них показывали цветы. Как оказалось, эта особенность связана с опылением.
Каждый цветок, раскрывающийся по часам, имеет своего конкретного опылителя, и именно для него в назначенный час выделяет нектар. Насекомое как бы знает (благодаря сложившимся и в его организме биоритмам), когда и куда ему нужно отправляться за едой. В итоге цветок не тратит силы на выработку нектара, когда для него нет потребителя, а насекомое - на лишние поиски нужной пищи.
Какие еще есть примеры полезности биоритмов? Сезонные перелеты птиц, миграции рыбы для нереста, поиск полового партнера в определенный период, чтобы успеть произвести на свет и вырастить потомство.
Важность биоритмов для человека
Примеров мудрых закономерностей между биоритмами и существованием живых организмов можно привести десятки. Так, правильный ритм жизни человека подчиняется нелюбимому многими распорядку дня. Некоторые из нас терпеть не могут кушать или ложиться спать в строго определенные часы, а ведь нашим органам гораздо лучше, если мы будем соблюдать цикличность. Например, желудок, привыкнув к графику поступления пищи, будет именно к этому времени вырабатывать желудочный сок, который начнет переваривать пищу, а не стенки самого желудка, награждая нас язвой. То же относится и к отдыху. Если делать его примерно в одинаковое время, в организме выработается тенденция в такие часы замедлять работу многих систем и восстанавливать затраченные силы. Сбивая организм с графика, можно спровоцировать неприятные состояния и заработать серьезные заболевания, от плохого настроения до головной боли, от нервного срыва до сердечной недостаточности. Самый простой тому пример - чувство разбитости во всем теле, возникающее после бессонной ночи.
Физиологические биоритмы
Существует так много ритмов жизни, что их решили систематизировать, разделив на две основные категории - физиологические ритмы жизни организмов и экологические. К физиологическим относятся циклические реакции в клетках, из которых состоят органы, биение сердца (пульс), процесс дыхания. Протяженность физиологических биоритмов очень мала, всего до нескольких минут, а есть и такие, которые длятся лишь доли секунды. Для каждого индивида они свои собственные, независимо от принадлежности к популяции или от родственных связей. То есть даже у близнецов они могут быть разными. Характерной особенностью физиологических биоритмов является их высокая зависимость от целого ряда факторов. Явления в окружающей среде, эмоциональное и психологическое состояние индивида, заболевания, любая мелочь могут вызвать сбой одного или сразу нескольких физиологических биоритмов.
Экологические биоритмы
К этой категории относят ритмы, имеющие продолжительность природных циклических процессов, поэтому они могут быть и короткими, и длинными. Например, сутки длятся 24 часа, а период растянут на 11 лет! Экологические биоритмы существуют сами по себе и зависят только от очень масштабных явлений. Например, есть мнение, что когда-то сутки были короче, потому что Земля вращалась быстрее. Стабильность экологических биоритмов (длины суток, сезонов года, связанных с этим освещенности, температуры, влажности и прочих параметров окружающей среды) в процессе эволюции закрепилась в генах всех живых организмов, включая человека. Если искусственно создавать новый ритм жизни, например менять местами день и ночь, организмы перестраиваются далеко не сразу. Это подтверждено опытами с цветами, которые надолго помещали в кромешную темноту. Какое-то время они, не видя света, продолжали утром раскрываться, а вечером закрываться. Экспериментально доказано, что смена биоритмов патологически отражается на жизненных функциях. Например, у многих людей с переводом часов на летнее и зимнее время возникают проблемы с давлением, нервами, сердцем.
Еще одна классификация
Немецкий врач и физиолог Ю. Ашофф предложил разделять ритмы жизни, ориентируясь на следующие критерии:
Временные характеристики, например периоды;
Биологические структуры (у популяция);
Функции ритмов, например овуляция;
Род процесса, порождающий конкретный ритм.
Следуя этой классификации, выделяют биоритмы:
Инфрадианные (длятся больше суток, например зимняя спячка некоторых животных, менструальный цикл);
Лунные (фазы луны, очень влияющие на все живое, например, при новолунии увеличивается число сердечных приступов, преступлений, автомобильных аварий);
Ультрадианные (длятся меньше суток, например концентрация внимания, сонливость);
Циркадианные (продолжительностью около суток). Как оказалось, период циркадианных ритмов не связан с внешними условиями и заложен в живых организмах генетически, то есть является врожденным. К циркадианным ритмам относятся суточное содержание плазмы, глюкозы или калия в крови живых существ, активность гормонов роста, функции сотен веществ в тканях (у людей и животных - в моче, в слюне, в поте, у растений - в листьях, стеблях, цветах). Именно на основе травники советуют заготавливать то или иное растение в строго определенные часы. У нас, людей, выявлено более 500 процессов с циркадианной динамикой.
Хрономедицина
Так называется новая область в медицине, уделяющая самое пристальное внимание циркадианным биоритмам. Открытий в хрономедицине уже есть десятки. Установлено, что находятся в строго определенном ритме многие патологические состояния человека. Например, инсульты и инфаркты чаще бывают утром, с 7 часов до 9, а с 9 вечера до 12 ночи их возникновение минимально, боль сильнее донимает с 3 часов ночи до 8 утра, печеночные колики более активно вызывают страдания примерно в час ночи, а гипертонический криз сильнее проявляет себя около полуночи.
На основе открытий в хрономедицине возникла хронотерапия, занимающаяся разработкой схем приема лекарств в периоды их максимального воздействия на больной орган. Например, продолжительность работы антигистаминных средств, выпитых с утра, длится почти 17 часов, а принятых вечером - только 9 часов. Логично, что диагнозы по-новому ставятся с помощью хронодиагностики.
Биоритмы и хронотипы
Благодаря стараниям хрономедиков появилось более серьезное отношение к разделению людей по их хронотипам на сов, жаворонков и голубей. Совы при постоянном ритме жизни, не изменяемом искусственно, как правило, сами просыпаются в районе 11 часов утра. Их активность начинает проявляться с 2 часов дня, ночью они легко могут не спать почти до самого утра.
Жаворонки легко встают без побудки в 6 утра. При этом они чувствуют себя прекрасно. Их активность заметна где-то до часа дня, далее жаворонкам требуется отдых, после которого они снова способны заниматься делами примерно до 6-7 часов вечера. Вынужденное бодрствование после 9-10 часов вечера эти люди переносят с трудом.
Голуби - промежуточный хронотип. Они легко просыпаются чуть позже жаворонков и чуть раньше сов, весь день могут активно заниматься делами, но уже где-то в 11 вечера должны лечь спать.
Если сов заставить трудиться с рассвета, а жаворонков определить в ночную смену, эти люди начнут серьезно болеть, а предприятие из-за слабой трудоспособности таких работников будет нести убытки. Поэтому многие руководители стараются устанавливать рабочие графики согласно биоритмам работников.
Мы и современность
Наши прапрадеды жили более размеренно. Часами им служили восход и закат солнца, календарем - сезонные природные процессы. Современный ритм жизни диктует нам совершенно другие условия, независимо от нашего хронотипа. Технический прогресс, как известно, не стоящий на месте, постоянно меняет многие процессы, к которым наш организм едва успевает приспособиться. Также создаются сотни препаратов, существенно влияющих на биоритмы живых организмов, например на сроки созревания плодов, на количество особей в популяциях. Более того, мы пытаемся корректировать биоритмы самой Земли и даже других планет, ставя эксперименты с магнитными полями, меняя как нам угодно климат. Это приводит к тому, что в наших формировавшихся годами биоритмах возникает хаос. Наука еще только ищет ответы, как все это отразится на будущем человечества.
Бешеный ритм жизни
Если влияние изменений биоритмов в целом на цивилизацию пока изучается, то влияние этих изменений на конкретного человека уже более-менее ясно. Нынешняя жизнь такова, что нужно успевать делать десятки дел, чтобы быть успешным и реализовывать свои проекты.
Находится даже не в зависимости, а в кабале своих ежедневных планов и обязанностей, особенно женщины. Им нужно уметь выделять время на семью, дом, работу, учебу, на свое здоровье и самосовершенствование и так далее, хотя в сутках у них все те же 24 часа. Многие из нас живут в страхе, что, если они не успеют, их место займут другие, а они окажутся за бортом. Вот и устанавливают они себе бешеный ритм жизни, когда приходится многое делать на ходу, лету, бегу. Это приводит не к успеху, а к депрессии, нервным срывам, стрессам, заболеваниям внутренних органов. В бешеном ритме жизни многие просто не чувствуют от нее удовольствия, не получают радости.
В некоторых странах альтернативой сумасшедшей гонке за счастьем стало новое движение «Медленная жизнь», сторонники которого стараются получать радость не от нескончаемой вереницы дел и событий, а от проживания каждого из них с максимальным удовольствием. Например, они любят просто гулять по улице, просто рассматривать цветы или слушать пение птиц. Они уверены, быстрый ритм жизни никак не связан со счастьем, несмотря на то, что он помогает получить больше материальных благ и выше подняться по служебной лестнице.
Псевдотеории о биоритме
Таким важным явлением, как биоритмы, давно заинтересовались предсказатели и оракулы. Создавая свои теории и системы, они пытаются связать жизнь каждого человека и его будущее с нумерологией, движением планет, различными приметами. В конце прошлого века на пик популярности взлетела теория о "трех ритмах". Для каждого человека пусковым механизмом якобы является миг рождения. При этом возникают физиологические, эмоциональные и интеллектуальные ритмы жизни, имеющие свои пики активности и спада. Их периоды составляли соответственно 23, 28 и 33 дня. Сторонники теории рисовали три синусоиды этих ритмов, наложенные на одну сетку координат. При этом дни, на которые выпадало пересечение двух или трех синусоид, так называемые нулевые зоны, считались очень неблагоприятными. Экспериментальные исследования полностью опровергли данную теорию, доказав, что у людей периоды биоритмов их активности могут быть самыми разными.
Биологические ритмы представляют собой периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Они в той или иной форме присущи всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации: от внутриклеточных процессов до биосферных. Биологические ритмы наследственно закреплены и являются следствием естественного отбора и адаптации организмов. Ритмы бывают внутрисуточные, суточные, сезонные, годичные, многолетние и многовековые.
Примерами биологических ритмов являются: ритмичность в делении клеток, синтезе ДНК и РНК, секреции гормонов, суточное движение листьев и лепестков в сторону Солнца, осенние листопады, сезонное одревеснение зимующих побегов, сезонные миграции птиц и млекопитающих и т.д.
Биологические ритмы делят на экзогенные и эндогенные. Экзогенные (внешние) ритмы возникают как реакция на периодические изменения среды (смену дня и ночи, сезонов, солнечной активности). Эндогенные (внутренние) ритмы генерируются самим организмом. Ритмичность имеют процессы синтеза ДНК, РНК и белков, работа ферментов, деление клеток, биение сердца, дыхание и т.д. Внешние воздействия могут сдвигать фазы этих ритмов и менять их амплитуду.
Среди эндогенных различают физиологические и экологические ритмы. Физиологические ритмы (биение сердца, дыхание, работа желез внутренней секреции и др.) поддерживают непрерывную жизнедеятельность организмов. Экологические ритмы (суточные, годичные, приливные, лунные и др.) возникли как приспособление живых существ к периодическим изменениям среды. Физиологические ритмы существенно варьируют в зависимости от состояния организма, экологические - более стабильны и соответствуют внешним ритмам.
Экологические ритмы способны подстраиваться к измениям цикличности внешних условий, но лишь в опреденных пределах. Такая подстройка возможна благодаря тому, что в течение каждого периода имеются определенные интервалы времени (время потенциальной готовности), когда организм готов к восприятию сигнала извне, например яркого света или темноты. Если сигнал несколько запаздывает или приходит преждевременно, соответственно сдвигается фаза ритма. В экспериментальных условиях при постоянном освещении и температуре этот же механизм обеспечивает регулярный сдвиг фазы в течение каждого периода. Поэтому период ритма в этих условиях обычно не соответствует природному циклу и постепенно расходится по фазе с местным временем. Эндогенный компонент ритма дает организму возможность ориентироваться во времени и заранее готовиться к предстоящим изменениям среды. Это так называемые биологические часы организма. Многим живым организмам свойственны циркадные и цирканные ритмы. Циркадные (околосуточные) ритмы - повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений с периодом от 20 до 28 ч. Цирканные (окологодичные) ритмы - повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений с периодом от 10 до 13 месяцев. Циркадные и цирканные ритмы регистрируются в экспериментальных условиях при постоянной температуре, освещенности и т.д.
Ритмический характер имеют физическое и психологическое состояния человека. Нарушение установившихся ритмов жизнедеятельности может снижать работоспособность, оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Изучение биоритмов имеет большое значение при организации труда и отдыха человека, особенно в экстремальных условиях (полярных условиях, в космосе, при быстром перемещении в др. часовые пояса и т. д.).
Несовпадение во времени между природными и антропогенными явлениями часто приводит к разрушению природных систем. Например, при проведении слишком частых рубок леса.
Биологический ритм
Биологи́ческие ри́тмы - периодически повторяющиеся изменения в ходе биологических процессов в организме или явлений природы. Является фундаментальным процессом в живой природе. Наукой, изучающей биоритмы, является хронобиология . По связи с естественными ритмами окружающей среды биоритмы подразделяются на физиологические и экологические.
Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающей среды. (суточные, сезонные, приливные и лунные ритмы). Благодаря экологическим ритмам, организм ориентируется во времени и заранее готовится к ожидаемым условиям существования. Экологические ритмы служат организму как биологические часы.
Физиологические ритмы не совпадают с каким-либо естественным ритмом (ритмы давления, биения сердца и артериального давления). Имеются данные о влиянии, например, магнитного поля Земли на период и амплитуду энцефалограммы человека. По причине возникновения биоритмы делятся на эндогенные (внутренние причины) и экзогенные (внешние). По длительности биоритмы делятся на циркадианные (около суток), инфрадианные (более суток) и ультрадианные (менее суток).
Инфрадианные ритмы
Ритмы длительностью больше суток. Примеры: впадение в зимнюю спячку (животные), менструальные циклы у женщин (человек).
Существует тесная зависимость между фазой солнечного цикла и антропометрическими данными молодежи. Акселерация весьма подвержена солнечному циклу: тенденция к повышению модулируется волнами, синхронными с периодом «переполюсовки» магнитного поля Солнца (а это удвоенный 11-летний цикл, то есть 22 года). В деятельности Солнца выявлены и более длительные периоды, охватывающие несколько столетий. Важное практическое значение имеет также исследование других многодневных (околомесячных, годовых и пр.) ритмов, датчиком времени для которых являются такие периодические изменения в природе, как смена сезонов, лунные циклы и др.
Ультрадианные ритмы
Ритм длительностью меньше суток. Пример-концентрация внимания, уменьшение болевой чувствительности вечером, процессы секреции, цикличность фаз, чередующихся на протяжении 6-8-часового нормального сна у человека. В опытах на животных было установлено, что чувствительность к химическим и лучевым поражениям колеблется в течение суток очень заметно
Циркадианные (околосуточные) ритмы
Центральное место среди ритмических процессов занимает циркадианный ритм, имеющий наибольшее значение для организма. Понятие циркадианного (околосуточного) ритма ввел в 1959 году Халберг. Он является видоизменением суточного ритма с периодом 24 часа, протекает в константных условиях и принадлежит к свободно текущим ритмам. Это ритмы с не навязанным внешними условиями периодом. Они врожденные, эндогенные, то есть обусловлены свойствами самого организма. Период циркадианных ритмов длится у растений 23-28 часов, у животных 23-25 часов.
Поскольку организмы обычно находятся в среде с циклическими изменениями ее условий, то ритмы организмов затягиваются этими изменениями и становятся суточными. Циркадианные ритмы обнаружены у всех представителей животного царства и на всех уровнях организации. В опытах на животных установлено наличие ЦР двигательной активности, температуры тела и кожи, частоты пульса и дыхания, кровяного давления и диуреза. Суточным колебаниям оказались подвержены содержания различных веществ в тканях и органах, например, глюкозы, натрия и калия в крови, плазмы и сыворотки в крови, гормонов роста и др. По существу, в околосуточном ритме колеблются все показатели эндокринные и гематологические, показатели нервной, мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем. В этом ритме содержание и активность десятков веществ в различных тканях и органах тела, в крови, моче, поте, слюне, интенсивность обменных процессов, энергетическое и пластическое обеспечение клеток, тканей и органов. Этому же циркадианному ритму подчинены чувствительность организма к разнообразным факторам внешней среды и переносимость функциональных нагрузок. У человека выявлено около 500 функций и процессов, имеющих циркадианную ритмику.
Установлена зависимость суточной периодики, присущей растениям, от фазы их развития. В коре молодых побегов яблони был выявлен суточный ритм содержания биологически активного вещества флоридзина, характеристики которого менялись соответственно фазам цветения, интенсивного роста побегов и т. д. Одно из наиболее интересных проявлений биологического измерения времени - суточная периодичность открывания и закрывания цветков и растений.
Экзогенные биологические ритмы
Влияние (отражение) лунных ритмов на отлив и прилив морей и океанов. Соответствуют по циклу фазам Луны (29.53 суток) или лунным суткам (24.8 часов). Лунные ритмы хорошо заметны у морских растений и животных, наблюдаются при культивировании микроорганизмов.
Психологи отмечают изменения в поведении некоторых людей, связанные с фазами луны, в частности, известно, что в новолуние растёт число самоубийств, сердечных приступов и пр. Возможно, менструальный цикл связан с лунным циклом.
Псевдонаучная теория «трёх ритмов»
Теория «трех ритмов» о полной независимости этих многодневных ритмов как от внешних факторов, так и от возрастных изменений самого организма. Пусковым механизмом этих исключительных ритмов является только момент рождения (или зачатия) человека. Родился человек, и возникли ритмы с периодом в 23, 28 и 33 суток, определяющие уровень его физической, эмоциональной и интеллектуальной активности. Графическим изображением этих ритмов является синусоида. Однодневные периоды, в которые происходит переключение фаз («нулевые» точки на графике) и которые якобы отличаются снижением соответствующего уровня активности, получили название критических дней. Если одну и ту же «нулевую» точку пересекают одновременно две или три синусоиды, то такие «двойные» или «тройные» критические дни особенно опасны. Не подтверждено исследованиями.
Теории «трех биоритмов» около ста лет. Интересно, что ее авторами стали три человека: Герман Свобода, Вильгельм Флисс, открывшие эмоциональный и физический биоритмы, а также Фридрих Тельчер - исследовавший интеллектуальный ритм. Психолога Германа Свободу и отоларинголога Вильгельма Флисса можно считать «дедушками» теории биоритмов. В науке такое случается очень редко, но одинаковые результаты они получили независимо друг от друга. Свобода работал в Вене. Анализируя поведение своих пациентов, он заметил, что их мысли, идеи, импульсы к действию повторяются с определенной периодичностью. Герман Свобода пошел дальше и начал анализировать начало и развитие болезней, особенно цикличность сердечных и астматических приступов. Результатом этих исследований стало открытие ритмичности физических (22 дня) и психических (27 дней) процессов. Доктора Вильгельма Флисса, который жил в Берлине, заинтересовала сопротивляемость организма человека болезням. Почему дети с одинаковыми диагнозами в одно время имеют иммунитет, а в другое - умирают? Собрав данные о начале болезни, температуре и смерти, он связал их с датой рождения. Расчеты показали, что изменения иммунитета можно прогнозировать с помощью 22-дневного физического и 27-дневного эмоционального биоритмов. «Отцом» теории «трех биоритмов» стал преподаватель с Инсбрука (Австрия) Фридрих Тельчер. Новомодные биоритмы подтолкнули его к своим исследованиям. Как и все педагоги Тельчер заметил, что желание и способность студентов воспринимать, систематизировать и использовать информацию, генерировать идеи время от времени изменяется, то есть имеет ритмический характер. Сопоставив даты рождений студентов, экзаменов, их результаты, он открыл интеллектуальный ритм с периодом 32 дня. Тельчер продолжал свои исследования, изучая жизнь творческих людей. В результате он нашел «пульс» нашей интуиции - 37 дней, но со временем этот ритм «потерялся». Все новое с трудом пробивает себе дорогу. Несмотря на профессорские звания и то, что одинаковые открытия были сделаны независимо, основатели теории «трех биоритмов» имели многих противников и оппонентов. Исследования биоритмов продолжались в Европе, США, Японии. Особенно интенсивным этот процесс стал с открытием ЭВМ и более современных компьютеров. В 70 - 80 гг. биоритмы завоевали весь мир. Сейчас мода на биоритмы прошла, но все в природе имеет свойство повторяться.
Академические исследователи отрицают «теорию» трех биоритмов. Теоретическая критика «теории» излагается, например, в научно-популярной книге признанного специалиста в хронобиологии Артура Уинфри. К сожалению, авторы научных (не научно-популярных) трудов не сочли нужным специально уделить время критике, однако знакомство с их работами (на русском языке есть замечательный сборник под редакцией Юргена Ашоффа, книга Л. Гласса . и М. Мэки . и другие источники) позволяют сделать вывод, что «теория» трех биоритмов несостоятельна. Гораздо убедительнее, однако, экспериментальная критика «теории». Многочисленные экспериментальные проверки 70-80х годов полностью опровергли «теорию» как несостоятельную.
К сожалению, благодаря широкому распространению лженаучной теории трех ритмов, слова «биоритм» и «хронобиология» нередко ассоциируются с антинаукой. На самом деле, хронобиология представляет собой научную доказательную дисциплину, лежащую в традиционном академическом русле исследований, а путаница возникает в связи с недобросовестностью мошенников (например, первая ссылка в поисковике Google по запросу «хронобиология» - сайт, рекламирующий услуги шарлатанов).
Бытовое использование и программы для «определения биоритмов»
Термин Биори́тм используют также для определения предполагаемых циклов спадов и подъемов физической либо психической активности человека не зависящий ни от расы, ни от национальности человека, ни от каких либо других факторов.
Существуют многочисленные программы для определения биоритмов, все они привязываются к дате рождения и не имеют научного обоснования.
В многочисленных алгоритмах таких расчётов предполагается, что, якобы, человек со дня рождения находится под воздействием трех устойчивых и неизменных биологических ритмов: физическом, эмоциональном и интеллектуальном.
- Физический цикл равен 23 дням. Он определяет энергию человека, его силу, выносливость, координацию движения.
- Эмоциональный цикл равен 28 дням и обусловливает состояние нервной системы и настроение.
- Интеллектуальный цикл (33 дня), он определяет творческую способность личности.
Считается, что любой из циклов состоит из двух полупериодов, положительного и отрицательного. В положительный полупериод биоритма, человек испытывает положительное влияние данного биоритма, в отрицательный полупериод - отрицательное влияние. Существует также критическое состояние биоритма, когда его значение равно нулю - в этот момент влияние данного биоритма на человека имеет непредсказуемый характер. Энтузиасты таких вычислений считают, что общее состояние человека определяется его «уровнем положительных циклов». Программы суммируют амплитуды трёх «циклов» и выдают «благоприятные и неблагоприятные даты».
- Все эти алгоритмы и программы не имеют никакого научного обоснования, и относятся исключительно к сфере псевдонауки .
Научное обоснование есть: 1.Браун Ф. Биологические ритмы. В кн.: Сравнительная физиология животных. Т.2, М.: Мир, 1977, с.210-260.; 2.Горшков М. М. Влияние луны на биоритмы.//Сб.:Электромагнитные поля в биосфере. Т.2// М.: Наука, 1984, с.165-170.
Алгоритмы расчета биоритмов
B=(-cos(2pi*(t-f)/P))*100 % где P={22,27,32}
Повсеместно используется формула:
B=(sin(2pi*(t-f)/P))*100 % где P={23,28,33}
B - состояния биоритма в % либо может выражатся как состояние относительно нуля а так же состояния нарастание или спадание.
pi - число π.
t - количество дней относительно нуля единиц измерения.до текущего момента.
f - количество дней от нуля единиц измерения времени до даты рождения.
Поправка по значениям
Точные значения биоритмов:
- физический 23,688437
- эмоциональный 28,426125
- интеллектуальный 33,163812
PI 3.1415926535897932385
Расчет по усредненным значениям приводит к погрешности в несколько дней на каждый год расчета. По всей видимости, имеется некая профанация, кочующая туда-сюда из разных «авторитетных» источников.
Примечание: этот раздел является ересью от начала до конца, что подтверждает заведомую ложность «теории трех биоритмов». Дело в том, что, если бы действительно проводились исследования по измерению «физического», «эмоционального» и «интеллектуального» состояний, результат был бы известен с точностью, скажем с запасом, до 1 секунды (хотя обычно подразумеваются часы или даже дни). Таким образом, определить длину цикла даже для одного человека и в предположении, что циклы абсолютно стабильны, можно было бы не лучше, чем с точностью до 5 знаков после запятой (1 секунда = 0.00001 суток). Цифры, приведенные с точностью до шестого (после запятой) знака, подтверждают, что на самом деле никаких серьезных исследований на тему «трех биоритмов» не производилось. На самом деле, так оно и есть: если в существовании самих циклов сомнений нет, и это было подтверждено многими опытами, то утверждение о том, что есть три строго фиксированных ритма, является заблуждением или ложью (и это как раз доказано экспериментально, см. сноски внизу страницы).
Совместимость по биоритмам
Совместимость по отдельным биоритмам определяется по формуле:
S = [((D/P) - ) * 100]%, где P={23,28,33}
S - коэффициент совместимости биоритмов.
D - разница в датах рождения 2 людей в днях.
Функция округления десятичной дроби до меньшего целого (антье).
P - фаза биоритма.
K - Коэффициент совместимости биоритмов %
Коффициент находится по таблице
| S | 0 | 3 | 4 | 6 | 7 | 9 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 18 | 21 | 22 | 25 | 27 | 28 | 29 | 31 | 33 | 34 | 36 | 37 | 40 | 43 | 44 | 45 | 46 | 48 | 50 | 51 | 53 | 54 | 55 | 56 | 59 | 62 | 63 |
| K% | 100 | 99 | 98 | 96 | 95 | 92 | 88 | 85 | 83 | 80 | 78 | 70 | 60 | 57 | 50 | 43 | 40 | 36 | 30 | 25 | 22 | 17 | 15 | 8 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0.5 | 0 | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 8 | 15 | 17 |
| S | 65 | 66 | 68 | 70 | 71 | 72 | 74 | 75 | 77 | 78 | 81 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 90 | 92 | 93 | 95 | 96 |
| K% | 22 | 25 | 30 | 36 | 40 | 43 | 48 | 50 | 57 | 60 | 70 | 78 | 80 | 83 | 85 | 88 | 92 | 95 | 96 | 98 | 99 |
Примечания
Биоритмы у некоторых людей могут быть в виде 12-часового суточного цикла, а не 24-часового, как у большинства людей. Это явление до конца не изучено, причины до сих пор не выяснены.
