Înțelegerea modernă a timpului biologic vine din recunoașterea timpului adecvat pentru sistemele biologice. Acest timp se manifestă sub forma timpului unor părți ale organismului, a timpului individului, a timpului schimbării generaționale fără schimbarea formei de viață și a timpului schimbării formelor de viață concomitent cu schimbarea generațiilor (timp evolutiv) . Deținând autonomie relativă, timpul biologic, în primul rând timpul unui individ, este măsurat de propriul ceas, care sunt diferite tipuri de procese ritmice care apar în structurile subcelulare, celule, țesuturi, organe și sisteme fiziologice. Corelându-și propriul timp cu timpul lumii (timpul fizic al lumii exterioare), sistemele vii îl reflectă pe acesta din urmă în propria lor structură a timpului. Dar din moment ce nu există timp pur, gol, ci există un timp al duratei proceselor materiale, atunci raportul dintre timpul extern (lumea) și timpul intern este raportul dintre durata proceselor externe și interne.

Fiind o formă de existență a materiei, timpul este în același timp reificat (“obiectivizat”) în diverse procese materiale, iar sistemele vii reflectă timpul extern, mondial, în măsura în care procesele lor interne și de viață (metabolice, fiziologice) reflectă procesele. a lumii exterioare... Pe de altă parte, timpul intern, biologic, este autonom în măsura în care procesele de viață ale unui anumit sistem viu sunt autonome. Fiind indisolubil legat de lumea exterioară (mediul), acționând ca un element al sistemului „organism-mediu”, sistemul viu nu se dizolvă în acest mediu, ci își păstrează izolarea de mediu, i se opune. Fiind un produs al mediului, sistemul viu este alteritatea acestui mediu, istoria sa acumulată selectiv. Prin urmare, opoziția organismului față de mediu nu este absolută, ci relativă, cu păstrarea comunității în lucrul fundamental, principal. Legile de bază ale curgerii timpului sunt aceleași pentru lumea exterioară și pentru sistemele vii. Cu toate acestea, manifestările acestor legi în sistemele vii au anumite specificități. Ca un cheag de materie organizată separat de mediu și generat de acesta, un sistem viu își păstrează izolarea față de mediu, certitudinea sa calitativă – în ciuda „atacului” mediului, căruia el (sistemul viu) îi rezistă, din motivul , în special, că timpul în sistemul viu curge diferit decât în ​​lumea exterioară (dacă nu ar fi cazul, sistemul viu s-ar dizolva imediat în lumea exterioară).

Procesele vieții interne care curg rapid reprezintă o alteritate densificată (și afișare) a proceselor care curg lent ale lumii externe.

Actul reflexiv momentan al unui sistem viu, care într-un sens este timp acumulat, în toate etapele - la intrare, în verigile centrale, la ieșire - întruchipează unitatea dialectică inseparabilă a trecutului, prezentului și viitorului. Conținutul real al reflecției de moment nu este doar un răspuns la o influență externă, ci un răspuns-prognoză construită pe baza trecutului, anticipând în mod necesar viitorul și aducându-l în prezent.

Organismul este doar relativ autonom; în cele din urmă, organismul este un element al sistemului „mediu-organism”. Prin urmare, activitatea sa reflexivă este în esență o autoreflecție a sistemului „mediu-organism”. Personificând principiul activ al acestui sistem, organismul își predetermina mișcarea și dezvoltarea prin activitatea sa. În cursul evoluției, corpul a dobândit un aparat de reflexie specializat - sistemul nervos. Asigurând integrarea părților corpului într-un singur întreg, sistemul nervos asigură în același timp utilizarea eficientă a acestor părți (și a corpului în ansamblu) în organizarea activităților bazate pe reflecția desfășurată de departamentele sale superioare. . Deși aparatul specializat de reflecție apărut în evoluție - sistemul nervos - își subjugă și mai mult baza, organizarea corporală, sistemul nervos în activitatea sa reflexivă păstrează și îmbunătățește proprietatea principală și inițială a reflexiei biologice - caracterul său anticipator dirijat. Activitatea de reflecție constă în faptul că toate, inclusiv sistemele vii foarte organizate, care au un sistem nervos, aduc ceva propriu în reflecție. Acest „al propriu” este tocmai avansul îndreptat de nevoie.

Rezumat *

440 de ruble.

Introducere

timp biologic

Fragment din lucrare pentru revizuire

Cel mai important factor extern care influențează ritmurile organismului este fotoperiodicitatea. La animalele superioare, se presupune că există două moduri de reglare fotoperiodică a ritmurilor biologice: prin organele de vedere și mai departe prin ritmul activității motorii a corpului și prin percepția extrasenzorială a luminii. Există mai multe concepte de reglare endogenă a ritmurilor biologice: reglare genetică, reglare care implică membranele celulare. Majoritatea oamenilor de știință sunt înclinați către opinia controlului poligenic asupra ritmurilor. Se știe că nu numai nucleul, ci și citoplasma celulei participă la reglarea ritmurilor biologice.
Locul central în rândul proceselor ritmice este ocupat de ritmul circadian, care este de cea mai mare importanță pentru organism. Conceptul de ritm circadian (circadian) a fost introdus în 1959 de Halberg. Ritmul circadian este o modificare a ritmului zilnic cu o perioadă de 24 de ore, se desfășoară în condiții constante și aparține ritmurilor care curg liber. Acestea sunt ritmuri cu o perioadă neimpusă de condiții externe. Sunt congenitale, endogene, adică. datorită proprietăților organismului însuși. Perioada ritmurilor circadiene durează 23-28 de ore la plante și 23-25 ​​de ore la animale. Deoarece organismele se află de obicei într-un mediu cu modificări ciclice ale condițiilor sale, ritmurile organismelor sunt trase de aceste schimbări și devin diurne.
Ritmurile circadiene se regăsesc în toți reprezentanții regnului animal și la toate nivelurile de organizare - de la presiunea celulară până la relațiile interpersonale. Numeroase experimente pe animale au stabilit prezența ritmurilor circadiene ale activității motorii, a temperaturii corpului și a pielii, a pulsului și a respirației, a tensiunii arteriale și a diurezei. Conținutul diferitelor substanțe din țesuturi și organe, de exemplu, glucoză, sodiu și potasiu în sânge, plasmă și ser în sânge, hormoni de creștere etc., s-a dovedit a fi supus fluctuațiilor diurne. În esență, toate endocrine și indicatori hematologici, indicatori ai sistemului nervos, muscular, cardiovascular, respirator și digestiv. În acest ritm, conținutul și activitatea a zeci de substanțe în diferite țesuturi și organe ale corpului, în sânge, urină, transpirație, salivă, intensitatea proceselor metabolice, alimentarea cu energie și plastic a celulelor, țesuturilor și organelor. Sensibilitatea organismului la diverși factori de mediu și toleranța sarcinilor funcționale sunt subordonate aceluiași ritm circadian. În total, la om au fost identificate până acum aproximativ 500 de funcții și procese cu ritm circadien.
Bioritmurile corpului - zilnice, lunare, anuale - au rămas practic neschimbate din timpurile primitive și nu pot ține pasul cu ritmurile vieții moderne. Fiecare persoană în timpul zilei a urmărit clar vârfurile și recesiunile celor mai importante sisteme de viață. Cele mai importante bioritmuri pot fi înregistrate în cronograme. Principalii indicatori din ele sunt temperatura corpului, pulsul, frecvența respiratorie în repaus și alți indicatori care pot fi determinați doar cu ajutorul specialiștilor. Cunoașterea cronogramei individuale normale vă permite să identificați pericolele bolii, să vă organizați activitățile în conformitate cu capacitățile organismului și să evitați întreruperile activității acestuia.
Cea mai obositoare muncă trebuie făcută în acele ore în care sistemele principale ale corpului funcționează cu intensitate maximă. Dacă o persoană este un „porumbel”, atunci vârful capacității de lucru cade la ora trei după-amiaza. Dacă „lacăra” - atunci timpul celei mai mari activități a corpului cade la prânz. „Bufnițele” sunt recomandate pentru a efectua cea mai intensă muncă la 17-18.
S-au spus multe despre influența ciclului de 11 ani al activității solare asupra biosferei Pământului. Dar nu toată lumea este conștientă de relația strânsă care există între faza ciclului solar și datele antropometrice ale tinerilor. Cercetătorii de la Kiev au efectuat o analiză statistică a indicatorilor de greutate corporală și înălțime a tinerilor care au venit la stațiile de recrutare. Se dovedește că accelerația este foarte supusă ciclului solar: tendința ascendentă este modulată de unde sincrone cu perioada de „inversare a polarității” a câmpului magnetic al Soarelui (și acesta este un ciclu dublu de 11 ani, adică 22 de ani) . Apropo, perioade mai lungi, care acoperă câteva secole, au fost dezvăluite și în activitatea Soarelui.
De o mare importanță practică este și studiul altor ritmuri de mai multe zile (aproape lunare, anuale etc.), pentru care indicatorul de timp este modificări periodice ale naturii precum schimbarea anotimpurilor, ciclurile lunare etc.3.
1.2 Influența bioritmurilor asupra unei persoane
Având o înțelegere a ritmurilor biologice de bază, se poate lua în considerare influența ritmurilor biologice asupra capacității de muncă a unei persoane.
Se numesc ritmuri aproape anuale (circanuale), corespunzătoare schimbării anotimpurilor, adică anuale sau sezoniere, având în vedere că aceste ritmuri, ca și cele circadiene, nu diferă în stabilitatea rigidă a perioadei. Aceste ritmuri sunt cauzate de rotația Pământului în jurul Soarelui. Ritmurile sezoniere s-au format în cursul selecției naturale și s-au înrădăcinat în structurile naturale ale corpului. Primăvara este o perioadă destul de dificilă a anului, primăvara se comite mai multe sinucideri, depresia este mai frecventă la persoanele cu un psihic dezechilibrat. Toamna este cel mai bun anotimp pentru o persoană. Ritmurile anuale sunt caracteristice tuturor funcțiilor fiziologice și mentale. Excitabilitatea mentală și musculară la oameni este mai mare primăvara și începutul verii, iarna este mult mai mică. Metabolismul, tensiunea arterială, pulsul se modifică semnificativ: devine mai puțin frecventă primăvara și toamna și devine mai frecventă iarna și vara. În ritmul circa-anual, capacitatea de muncă a unei persoane se schimbă în toamnă, este cea mai mare. Prin urmare, pentru implementarea ideilor creative, fără îndoială, toamna este bună. Vara este cel mai bine folosită pentru întărire, construirea rezistenței.
Luați în considerare influența ciclului lunar, săptămânal și zilnic asupra performanței corpului uman.
Ciclul lunar, spre deosebire de ciclul săptămânal, există în mod obiectiv în natura din jurul nostru. Aceasta este așa-numita lună siderală - 27 1/3 zile - perioada de rotație a Lunii în jurul Pământului și 29 1/2 zile - luna sinodică - timpul de la o lună nouă la alta. Toate ciclurile lunare sunt oarecum legate de ritmul activității sexuale. În același timp, ciclurile lunare care afectează întregul corp determină o mai mare stabilitate a corpului feminin, deoarece modul oscilator la femele le antrenează sistemele și funcțiile fiziologice, făcându-le mai stabile.
Suntem bine conștienți că efectul principal al Lunii asupra Pământului este asociat cu interacțiunea maselor lor (legea gravitației universale), care se manifestă sub formă de fluxuri și reflux în râuri și mări, precum și cu ecranarea Pământului de către Lună de radiația electromagnetică a soarelui sau un flux suplimentar sub formă de lumină reflectată. Este important să cunoașteți și să luați în considerare pacienții hipertensivi și pacienții hipotensivi. Așadar, pacienții hipertensivi ar trebui să se ferească de luna plină, când sângele se repezi la cap cât mai mult posibil, iar pacienții hipotensivi ar trebui să se ferească de luna nouă, când sângele se repezi la picioare. La schimbarea fazelor lunare, este necesar să se facă pauze de lucru pentru a reface puterea, precum și să se facă pauze scurte de lucru la vârfurile fazelor.
Prin urmare, este indicat să planificați încărcătura la locul de muncă pe parcursul ciclului lunar, în conformitate cu ritmurile biologice, deoarece. în zilele critice ale ciclului, eficiența scade și starea generală de bine a organismului se înrăutățește.
În ritmurile săptămânale se pune accent pe componenta socială (exogenă) - ritmul săptămânal de muncă și odihnă, în conformitate cu care se modifică funcțiile funcționale ale corpului nostru.
Dinamica capacității de lucru este influențată de ritmul săptămânal: luni, lucrabilitatea apare după weekend, capacitatea maximă de lucru se observă la mijlocul săptămânii, iar până vineri oboseala se acumulează deja, oboseala și capacitatea de lucru sunt în scădere. Prin urmare, luni și vineri, volumul de muncă ar trebui redus în detrimentul altor zile lucrătoare. Bioritmul săptămânal afectează nu numai procesele fiziologice, ci și mentale, sau mai bine zis, fluxul holistic al ambelor. De aceea, o rutină deosebit de reușită este aceea în care activitatea fizică și intelectuală a unei persoane se intensifică alternativ. Ritmul săptămânal a eficientizat activitatea de muncă, adaptându-l la capacitățile și nevoile fizice ale organismului. Acest ritm nu este întâmplător, iar lupta cu el este lupta unei persoane cu propriile sale, dar încă necunoscute legi.
Desigur, nu se poate trăi strict conform programului, dar este foarte posibil să se țină cont de particularitățile fiecărei zile și, în conformitate cu aceasta, să se controleze. Când distribuiți volumul de lucru, țineți cont de următoarele:
a) nu planificați exploatații de muncă luni. Luni este ziua conflictelor, a infarctului și a accidentelor vasculare cerebrale;
b) zile de acţiune activă - marţi, miercuri, joi;
c) Vinerea este o zi de muncă calmă, de rutină, care nu necesită stres și stres.
Schimbarea zilei și a nopții, a anotimpului duce la faptul că și organele umane își schimbă ritmic activitatea. Ciclul zilnic este unul dintre principalele cicluri care afectează performanța umană.
Bunăstarea unei persoane depinde în mare măsură de modul în care modul de lucru și odihnă corespunde bioritmurilor sale individuale. Activarea organelor este supusă ceasului biologic intern. Odată cu excitația energetică a corpului, principalele organe interacționează, ajustându-le unele la altele și la schimbările mediului. Ciclul complet de excitație energetică a organelor este finalizat în aproximativ 24 de ore. Mai mult, activitatea maximă a organelor durează aproximativ două ore. În acest moment organele umane sunt mai susceptibile la efectele terapeutice.
Mai jos este timpul de activitate maximă a unei persoane în bioritmul său zilnic:
ficat - de la 1 la 3 dimineața;
plămâni - de la 3 la 5 dimineața;
colon - de la 5 la 7 dimineața;
stomac - de la 7 la 9 dimineața;
splină și pancreas - de la 9 la 11 dimineața;
inima - de la 11 la 13;
intestinul subțire - de la 13 la 15 după-amiaza;
vezica urinara - de la 15 la 17 ore din zi;
rinichi - de la 17 la 19;
organe circulatorii, organe genitale - de la 19 la 21;
organe de generare a căldurii - de la 21 la 23 noaptea;
vezica biliară - de la 23:00 la 1:00 a.m. 4
Capitolul II Cicluri biologice
2.1 Conceptul de cicluri biologice
Cicluri biologice, repetarea ritmică a fenomenelor biologice în comunități de organisme (populații, biocenoze), servind ca o adaptare la schimbările ciclice ale condițiilor de existență a acestora. Ciclurile biologice sunt incluse într-un concept mai general - ciclurile biologice, care include toate fenomenele biologice care se repetă ritmic. Ciclurile biologice pot fi zilnice, sezoniere (anuale) sau pe termen lung. Ciclurile biologice zilnice sunt exprimate în fluctuații regulate ale fenomenelor fiziologice și ale comportamentului animal în timpul zilei. Acestea se bazează pe mecanisme automate care se corectează prin influența factorilor externi - fluctuații zilnice ale luminii, temperaturii, umidității etc. Ciclurile biologice sezoniere se bazează pe aceleași modificări metabolice reglate la animale cu ajutorul hormonilor. În diferite anotimpuri, starea și comportamentul organismelor din cadrul unei populații sau biocenoză se modifică: încep (sfârșit) acumularea (cheltuiala) de substanțe de rezervă, schimbarea acoperirilor, reproducerea, migrația, hibernarea și alte fenomene sezoniere. Fiind în mare măsură automatizate, aceste fenomene sunt corectate de influențe externe (condiții meteorologice, aprovizionare cu alimente etc.). Ciclurile biologice pe termen lung sunt determinate de fluctuațiile ciclice ale climei și ale altor condiții de existență (datorită modificărilor activității solare și altor factori cosmici sau planetari); astfel de cicluri biologice apar în populații și biocenoze și se exprimă în fluctuații în reproducerea și numărul speciilor individuale, în relocarea unei populații în locuri noi sau extincția unei părți a acesteia. Aceste fenomene sunt rezultatul rezumat al schimbărilor ciclice ale populațiilor și biocenozelor și ale fluctuațiilor condițiilor de existență a acestora, în principal climatice.5
2.2 Teoria „trei cicluri”.
Psihologul austriac G. Svoboda, medicul german W. Fiss și inginerul austriac A. Telcher au creat la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea binecunoscuta teorie a trei cicluri, conform căreia ciclurile speciale sunt inerente. la o persoană: 23 - zilnic (fizic), 28 - zilnic (emoțional) și 33 de zile (inteligent). Atitudinea ei este discutabilă.
Un scurt rezumat al acestui concept:

Bibliografie

Lista literaturii folosite:

1.Detari L., Kartsash V. Bioritmuri. – M.: Mir, 2004.
2. Kupriyanovich L.I. Ritmuri biologice și somn. // w. Întrebări de psihologie, 2000 Nr. 5
3. Mazhkenov S.A. Teoria ritmurilor biologice umane. // J. Întrebări de psihologie, 2001 Nr. 2
4. Sergeev D. Bufnițe și ciocârle // f. Ogonyok, 2002 nr. 33
5.Winfrey A. Timpul conform ceasului biologic. - M., 1990.

Vă rugăm să studiați cu atenție conținutul și fragmentele lucrării. Nu se returnează banii pentru lucrările finite achiziționate din cauza nerespectării acestei lucrări cu cerințele dumneavoastră sau a unicității acesteia.

* Categoria lucrării se estimează în conformitate cu parametrii calitativi și cantitativi ai materialului furnizat. Acest material, nici în întregime, nici în niciuna dintre părțile sale, nu este o lucrare științifică finalizată, o lucrare de calificare finală, un raport științific sau o altă lucrare prevăzută de sistemul de stat de certificare științifică sau necesară pentru promovarea unei certificări intermediare sau finale. Acest material este un rezultat subiectiv al prelucrării, structurării și formatării informațiilor colectate de autorul său și este destinat în primul rând a fi folosit ca sursă de auto-pregătire a lucrării pe această temă.

În știința modernă se folosesc și conceptele de spațiu și timp biologic, psihologic și social.

În materia vie, spațiul și timpul caracterizează trăsăturile parametrilor spațio-temporali ai materiei organice: existența biologică a unui individ uman, schimbarea speciilor de organisme vegetale și animale.

Spaţiu, în care au loc fenomene de viață, i.e. există organisme vii și manifestări ale agregatelor lor, este enantiomorf spaţiu. Acestea. vectorii săi sunt polari și enantiomorfi. Fără aceasta, nu ar putea exista o disimetrie a organismelor vii.

În expresia geometrică a timpului, în care apar fenomene de viață, toți vectorii săi trebuie să fie și polari și enantiomorfi.

Timpul este biologic, asociat cu fenomenele de viață și corespunzător spațiului organismelor vii, care prezintă o disimetrie.

Polaritatea timpuluiîn fenomenele biologice, se exprimă în faptul că aceste procese sunt ireversibile, adică. geometric, în linia A→B, vectorii AB și BA sunt diferiți.

Enantiomorfismul timpului exprimată prin faptul că în procesul care se desfășoară în timp, disimetria se manifestă în mod natural la anumite intervale de timp.

Proprietățile și manifestarea unui astfel de timp asociat cu spațiul sunt net diferite de restul spațiului planetei noastre, ele pot diferi de alte vremuri. La această întrebare nu se poate răspunde decât printr-un studiu empiric al timpului.

Un astfel de studiu arată că timpul biologic este egal ca durată cu timpul geologic, deoarece de-a lungul istoriei geologice avem de-a face cu viață. Timpul biologic acoperă aproximativ n∙10 9 ani, n = 1,5÷3.

Începutul vieții, adică Nu știm începutul timpului biologic și nu există date despre sfârșitul timpului biologic. Acest timp biologic s-a manifestat în același mediu, deoarece toate vieţuitoarele provin din fiinţe vii. A fost un proces ireversibil, în care timpul, legat de spațiu, are vectori polari. aceasta este indicată de un singur proces de evoluție a speciilor. mergând constant tot timpul în aceeași direcție. Merge cu viteze diferite pentru diferite specii, cu opriri, dar, în general, imaginea vieții sălbatice se schimbă constant, nu se oprește și nu se întoarce înapoi. Caracteristic pentru unele specii este dispariția lor, adică. caracterul polar puternic exprimat al vectorilor de timp. Problema existenței unei anumite limite de timp pentru speciile de plante și animale a fost pusă de mai multe ori, dar, aparent, în formă generală ar trebui rezolvată negativ, deoarece există specii care există invariabil fără modificări morfologice semnificative pentru sute de milioane de ani. Cea mai caracteristică, în sensul timpului în materia vie, este existența generațiilor.

Înlocuind genetic generațiile, ele se schimbă constant în caracteristicile lor morfologice, iar această schimbare fie s-a produs în salturi pe perioade lungi de timp, fie, dimpotrivă, s-a acumulat imperceptibil din generație în generație. devenind vizibile doar printr-un număr mare de generaţii. Este important ca în ambele cazuri să se observe un proces ireversibil care merge odată cu trecerea timpului.

S-a remarcat de mult timp că toată viața de pe Pământ se supune anumitor ritmuri, care sunt stabilite de procese globale. Aceasta este rotația zilnică a planetei în jurul axei sale și mișcarea sa pe o orbită circumsolară. Organismele vii simt cumva timpul, iar comportamentul lor este supus curgerii sale. Aceasta se manifesta prin alternarea perioadelor de activitate si somn la animale, in deschiderea si inchiderea florilor la plante. Păsările migratoare se întorc în locurile lor de cuibărit în fiecare primăvară, eclozează pui și migrează în clime mai calde pentru iarnă.

Ce este un ceas biologic?

Fluxul ritmic al tuturor proceselor vieții este o proprietate inerentă tuturor locuitorilor planetei noastre. De exemplu, flagelatele marine unicelulare strălucesc noaptea. Nu se știe de ce fac asta. Dar în timpul zilei nu strălucesc. Flagelatii au primit această proprietate în procesul de evoluție.

Fiecare organism viu de pe Pământ - atât plante, cât și animale - are un ceas intern. Ele determină frecvența vieții, legată de durata zilei pământului. Acest ceas biologic își ajustează cursul la frecvența schimbării zilei și nopții, acestea nu depind de schimbările de temperatură. Pe lângă ciclurile zilnice, există perioade sezoniere (anuale) și lunare.

Ceasul biologic este într-o oarecare măsură un concept condiționat, care implică capacitatea organismelor vii de a naviga în timp. Această proprietate le este inerentă la nivel genetic și este moștenită.

Studierea mecanismului ceasului biologic

Pentru o lungă perioadă de timp, ritmul proceselor de viață ale organismelor vii a fost explicat prin ritmul modificărilor condițiilor de mediu: iluminare, umiditate, temperatură, presiune atmosferică și chiar intensitatea radiației cosmice. Cu toate acestea, experimente simple au arătat că ceasul biologic funcționează indiferent de modificările condițiilor externe.

Astăzi se știe că sunt în fiecare celulă. În organismele complexe, ceasurile formează un sistem ierarhic complex. Acest lucru este necesar pentru funcționarea în ansamblu. Dacă organele și țesuturile nu sunt coordonate în timp, apar diferite tipuri de boli. Ceasul intern este endogen, adică are o natură internă și este reglat prin semnale din exterior. Ce mai știm?

Ceasul biologic este moștenit. În ultimii ani s-au găsit dovezi ale acestui fapt. Celulele au gene de ceas. Ele sunt supuse mutațiilor și selecției naturale. Acest lucru este necesar pentru a coordona procesele vieții cu rotația zilnică a Pământului. Deoarece la diferite latitudini raportul dintre lungimea zilei și a nopții în timpul anului nu este același, este nevoie și de ceasuri pentru a se adapta la schimbarea anotimpurilor. Ele trebuie să țină cont dacă ziua și noaptea se adaugă sau scad. Într-un alt mod este imposibil să distingem primăvara și toamna.

Studiind ceasul biologic al plantelor, oamenii de știință au descoperit mecanismul adaptării lor la schimbările în lungimea zilei. Acest lucru se întâmplă cu participarea unor regulatori speciali de fitocrom. Cum funcționează acest mecanism? Enzima fitocrom există în două forme care se schimbă de la una la alta în funcție de momentul zilei. Acest lucru are ca rezultat un ceas controlat de semnale externe. Toate procesele din plante - creștere, înflorire - depind de concentrația enzimei fitocrom.

Mecanismul ceasului intracelular nu a fost încă pe deplin înțeles, dar cea mai mare parte a drumului a fost parcurs.

Ritmuri circadiene în corpul uman

Modificările periodice ale intensității proceselor biologice sunt asociate cu alternanța zilei și a nopții. Aceste ritmuri se numesc circadian sau circadian. Frecvența lor este de aproximativ 24 de ore. Deși ritmurile circadiene sunt asociate cu procese care au loc în afara corpului, ele sunt de origine endogene.

O persoană nu are organe și funcții fiziologice care să nu fie supuse ciclurilor zilnice. Astăzi sunt peste 300 dintre ele.

Ceasul biologic uman reglează următoarele procese în conformitate cu ritmurile zilnice:

Ritmul cardiac și respirația;

consumul de oxigen al organismului;

Peristaltismul intestinal;

Intensitatea muncii glandelor;

Alternarea somnului și odihnei.

Acestea sunt doar principalele manifestări.

Ritmicitatea funcțiilor fiziologice apare la toate nivelurile - de la modificări în interiorul celulei până la reacții la nivelul organismului. Experimente recente au arătat că ritmurile circadiene se bazează pe procese endogene, auto-susținute. Ceasul biologic uman este setat să fluctueze la fiecare 24 de ore. Ele sunt asociate cu schimbări în mediu. Cursul ceasului biologic este sincronizat cu unele dintre aceste schimbări. Cele mai caracteristice dintre ele sunt alternanța zilei și nopții și fluctuațiile diurne de temperatură.

Se crede că în organismele superioare ceasul principal este situat în creier în nucleul suprachiasmatic al talamusului. Fibrele nervoase din nervul optic conduc la el, iar cu sângele, printre altele, se aduce hormonul melatonina, produs de glanda pineală. Acesta este un organ care a fost cândva al treilea ochi al reptilelor antice și și-a păstrat funcțiile de reglare a ritmurilor circadiene.

Ceasul biologic al organelor

Toate procesele fiziologice din corpul uman decurg cu o anumită ciclicitate. Modificări ale temperaturii, presiunii, concentrației de zahăr din sânge.

Organele umane sunt supuse ritmului zilnic. Pe parcursul a 24 de ore, funcțiile lor experimentează alternativ perioade de suișuri și coborâșuri. Adică întotdeauna, în același timp, timp de 2 ore, organismul funcționează deosebit de eficient, după care intră într-o fază de relaxare. În acest moment, corpul se odihnește și se reface. Această fază durează și 2 ore.

De exemplu, faza de creștere a activității stomacului se încadrează în perioada de la 7 la 9 ore, urmată de o scădere de la 9 la 11. Splina și pancreasul sunt active de la 9 la 11 și se odihnesc de la 11 la 13. În inimă, aceste perioade cad la 11-13 ore și 13-15. În vezică, faza de activitate este de la 15 la 17, pace și odihnă - de la 17 la 19.

Ceasul biologic al organelor este unul dintre acele mecanisme care le-au permis locuitorilor Pământului să se adapteze la ritmul zilnic de-a lungul a milioane de ani de evoluție. Dar civilizația creată de om distruge în mod constant acest ritm. Studiile arată că este ușor să dezechilibrezi ceasul biologic al organismului. Este nevoie doar de o schimbare radicală a dietei. De exemplu, începeți să mâncați în miezul nopții. Prin urmare, o dietă rigidă este un principiu fundamental. Este deosebit de important să-l observați încă din copilărie, când ceasul biologic al corpului uman „se termină”. Speranța de viață depinde direct de asta.

Cronogerontologie

Aceasta este o disciplină științifică nouă, recent apărută, care studiază schimbările legate de vârstă ale ritmurilor biologice care apar în corpul uman. Cronogerontologia a apărut la intersecția a două științe - cronobiologia și gerontologia.

Unul dintre subiectele cercetării este mecanismul de funcționare al așa-numitului „ceas biologic mare”. Acest termen a fost introdus pentru prima dată de remarcabilul om de știință V. M. Dilman.

„Ceasul biologic mare” este un concept destul de arbitrar. Mai degrabă, este un model al proceselor de îmbătrânire care au loc în organism. Oferă o înțelegere a relației dintre stilul de viață al unei persoane, dependențele sale alimentare și vârsta biologică reală. Acest ceas numără invers durata de viață. Ele înregistrează acumularea modificărilor în corpul uman de la naștere până la moarte.

Cursul marelui ceas biologic este neuniform. Fie se grăbesc, fie rămân în urmă. Mulți factori le influențează cursul. Ele fie scurtează, fie prelungesc viața.

Principiul funcționării unui ceas biologic mare este că nu măsoară intervalele de timp. Ei măsoară ritmul proceselor sau, mai degrabă, pierderea acestuia odată cu vârsta.

Cercetările în această direcție pot ajuta la rezolvarea problemei principale a medicinei - eliminarea bolilor de îmbătrânire, care astăzi reprezintă principalul obstacol în atingerea limitei de specie a vieții umane. Acum, această cifră este estimată la 120 de ani.

Vis

Ritmurile interne ale corpului reglează toate procesele vieții. Momentul adormirii și trezirii, durata somnului - „al treilea ochi” - talamusul, este responsabil pentru tot. S-a dovedit că această parte a creierului este responsabilă pentru producerea de melatonină, un hormon care reglează bioritmurile umane. Nivelul său este supus ritmurilor zilnice și este reglat de iluminarea retinei. Odată cu modificarea intensității fluxului luminos, nivelul melatoninei crește sau scade.

Mecanismul somnului este foarte delicat și vulnerabil. Încălcarea alternanței dintre somn și veghe, care este inerentă omului prin natură, dăunează grav sănătății. De exemplu, munca în ture pe termen lung care implică munca de noapte este asociată cu un risc mai mare de boli precum diabetul de tip 2, atacurile de cord și cancerul.

Într-un vis, o persoană se relaxează complet. Toate organele se odihnesc, doar creierul continuă să funcționeze, sistematizând informațiile primite în timpul zilei.

Durata redusă a somnului

Civilizația își face propriile ajustări la viață. Examinând ceasul biologic al somnului, oamenii de știință au descoperit că o persoană modernă doarme cu 1,5 ore mai puțin decât oamenii din secolul al XIX-lea. Care este pericolul reducerii timpului de odihnă nocturnă?

Încălcarea ritmului natural de alternanță a somnului și a veghei duce la eșecuri și tulburări în funcționarea sistemelor vitale ale corpului uman: imunitar, cardiovascular, endocrin. Lipsa somnului duce la exces de greutate corporală, afectează vederea. O persoană începe să simtă disconfort în ochi, claritatea imaginii este perturbată și există pericolul de a dezvolta o boală gravă - glaucom.

Lipsa somnului provoacă disfuncționalități ale sistemului endocrin uman, crescând astfel riscul unei boli grave - diabetul zaharat.

Cercetătorii au descoperit un model interesant: speranța de viață este mai mare la persoanele care dorm între 6,5 și 7,5 ore. Atât reducerea cât și creșterea timpului de somn duc la scăderea speranței de viață.

Ceasul biologic și sănătatea femeii

Multe studii au fost dedicate acestei probleme. Ceasul biologic al unei femei este capacitatea corpului ei de a produce descendenți. Există un alt termen - fertilitate. Este vorba despre limita de vârstă favorabilă nașterii copiilor.

Cu câteva decenii în urmă, ceasul arăta un semn de treizeci de ani. Se credea că realizarea de sine ca mame pentru sexul frumos după această vârstă era asociată cu un risc pentru sănătatea femeii și a copilului ei nenăscut.

Acum situația s-a schimbat. În mod semnificativ - de 2,5 ori - numărul femeilor care au conceput un copil pentru prima dată la vârsta de 30 până la 39 de ani a crescut, iar cele care au făcut acest lucru după 40 de ani a crescut cu 50%.

Cu toate acestea, experții consideră vârsta de 20-24 de ani o vârstă favorabilă pentru maternitate. De multe ori câștigă dorința de a obține o educație, de a se realiza în domeniul profesional. Doar câteva femei își asumă responsabilitatea pentru creșterea unui copil la această vârstă. Maturitatea sexuală este cu 10 ani înaintea maturității emoționale. Prin urmare, majoritatea experților sunt înclinați să creadă că pentru o femeie modernă, momentul optim pentru nașterea unui copil este de 35 de ani. Astăzi nu mai sunt incluși în așa-numitul grup de risc.

Ceas biologic și medicament

Răspunsul corpului uman la diferite influențe depinde de faza ritmului circadian. Prin urmare, ritmurile biologice joacă un rol important în medicină, în special în diagnosticul și tratamentul multor boli. Deci, efectul medicamentelor depinde de faza bioritmului circadian. De exemplu, în tratamentul dinților, efectul analgezic se manifestă maxim de la 12 la 18 ore.

Modificarea sensibilității corpului uman la medicamente este studiată de cronofarmacologie. Pe baza informațiilor despre bioritmurile zilnice, se dezvoltă cele mai eficiente regimuri de medicamente.

De exemplu, fluctuațiile pur individuale ale valorilor tensiunii arteriale necesită ca acest factor să fie luat în considerare atunci când se iau medicamente pentru tratamentul hipertensiunii arteriale, ischemiei. Așadar, pentru a evita o criză, persoanele cu risc ar trebui să ia medicamente seara, când organismul este cel mai vulnerabil.

Pe lângă faptul că bioritmurile corpului uman afectează efectul consumului de droguri, tulburările de ritm pot fi cauza diferitelor boli. Ele aparțin așa-numitelor afecțiuni dinamice.

Desincronoza și prevenirea acesteia

Lumina zilei este de mare importanță pentru sănătatea umană. Lumina soarelui este cea care asigură sincronizarea naturală a bioritmurilor. Dacă iluminarea este insuficientă, așa cum se întâmplă iarna, apare o defecțiune. Poate fi cauza multor boli. Se dezvoltă mental (stări depresive) și fizice (scăderea imunității generale, slăbiciune etc.). Cauza acestor tulburări constă în desincronoză.

Desincronoza apare atunci când ceasul biologic al corpului uman eșuează. Motivele pot fi diferite. Desincronoza apare la schimbarea fusului orar pe o perioadă lungă, în perioada de adaptare în timpul trecerii la ora de iarnă (vara), în timpul muncii în schimburi, dependența de alcool, alimentația dezordonată. Acest lucru se exprimă în tulburări de somn, atacuri de migrenă, scăderea atenției și a concentrării. Ca urmare, pot apărea apatie și depresie. Persoanele în vârstă sunt mai greu de adaptat, au nevoie de mai mult timp pentru asta.

Pentru prevenirea desincronozei, corectarea ritmurilor corporale se folosesc substanțe care pot afecta fazele ritmurilor biologice. Se numesc cronobiotice. Se găsesc în plante medicinale.

Ceasul biologic se pretează bine la corectare cu ajutorul muzicii. Ajută la creșterea productivității atunci când se efectuează lucrări monotone. Cu ajutorul muzicii se tratează și tulburările de somn și bolile neuropsihiatrice.

Ritmul în orice este calea de a îmbunătăți calitatea vieții.

Semnificația practică a bioritmologiei

Ceasul biologic este un obiect de serioase cercetări științifice. Clienții lor sunt multe sectoare ale economiei. Rezultatele studierii ritmurilor biologice ale organismelor vii sunt aplicate cu succes în practică.

Cunoașterea ritmurilor de viață a animalelor domestice și a plantelor cultivate ajută la creșterea eficienței producției agricole. Aceste cunoștințe sunt folosite de vânători și pescari.

Fluctuațiile zilnice din corpul proceselor fiziologice sunt luate în considerare de știința medicală. Eficacitatea luării medicamentelor, intervențiilor chirurgicale, efectuării procedurilor și manipulărilor medicale depinde direct de ceasul biologic al organelor și sistemelor.

Realizările bioritmologiei au fost de multă vreme folosite în organizarea regimului de muncă și odihnă al echipajelor aeronavelor. Munca lor presupune traversarea mai multor fusuri orare într-un singur zbor. Eliminarea efectului advers al acestui factor este de mare importanță pentru menținerea sănătății echipajelor de zbor ale companiilor aeriene.

Este dificil să faci fără realizările bioritmologiei în medicina spațială, mai ales atunci când te pregătești pentru zboruri pe termen lung. Planurile grandioase de anvergură pentru crearea așezărilor umane pe Marte, aparent, nu se vor face fără a studia caracteristicile funcționării ceasului biologic uman în condițiile acestei planete.

Marina Chernysheva

Structura temporală a biosistemelor și timpul biologic

Universitatea de Stat din Sankt-Petersburg

M. P. Chernysheva

STRUCTURA TEMPORALĂ a biosistemelor și TIMPUL biologic

Super editura

Introducere

Natura Timpului este una dintre problemele globale la care știința a revenit în mod repetat de-a lungul istoriei existenței sale. Evoluția ideilor despre Timp din antichitate până în secolul al XX-lea este profund analizată în lucrarea clasică a lui J. Whitrow „The Natural Philosophy of Time” (1964), în monografiile lui M. I. Elkin (1985), P. P. Gaidenko (2006) și alti autori. Începând cu secolul al XX-lea, aspectele filozofice ale acestei probleme au fost invariabil asociate cu abordările științelor naturii pentru soluționarea acesteia (Schrödinger, 2002; Chizhevsky, 1973; Winfrey, 1986; Kozyrev, 1963, 1985, 1991; Prigogine; 2002; și alții) . În lucrările unor cercetători autohtoni remarcabili găsim idei care au dat naștere unor tendințe întregi în știința timpului. Deci, I. M. Sechenov a pus bazele cercetării asupra influenței activității fizice asupra timpului subiectiv al unei persoane. I.P. Pavlov, care a descris primul reflexul temporal, a declarat de fapt capacitatea creierului de a memora intervalele de timp. NP Perna (1925), angajat al Departamentului de Fiziologie al Universității din Petrograd, a fost primul care a descris ritmurile unui număr de procese fiziologice umane. D. I. Mendeleev, care a descris mișcarea unei flori în urma unei schimbări a poziției soarelui, a demonstrat cu siguranță prezența unui ritm circadian (circadian) al mișcărilor plantelor, al cărui mecanism hormonal a fost descris mai târziu (V. N. Polevoy, 1982). În lucrările lui A. A. Ukhtomsky, poate fi urmărită ideea importanței factorului timp în activitatea sistemului nervos și, în special, în formarea dominantului (Ukhtomsky, 1966; Sokolova, 2000). Unul dintre geniile Renașterii ruse de la începutul secolului al XX-lea, V. I. Vernadsky, nu numai că a introdus rubricarea timpului specifică diferitelor sisteme (geologice, istorice, biologice, sociale), dar și a fundamentat ideea timpului biologic. ca principal și primar, dându-i un „statut cosmic” datorită capacității biosistemelor de a se mișca și de a se reproduce (Vernadsky, 1989). Aceeași trăsătură a organismelor vii a fost subliniată de E. Schrödinger (2002).

Alături de abordările multidisciplinare ale rezolvării problemei naturii Timpului (Aksenov 2000; Vakulenko și colab.; Khasanov, 2011; Churakov, 2012; Shikhobalov, 2008 etc.), o cantitate imensă de cercetări din a doua jumătate a secolului XX. secolul a fost dedicat naturii timpului biologic (Aschoff, 1960; Winfrey, 1990; Pittendrih, 1984; Alpatov, 2000; Romanov, 2000; Olovnikov, 1973, 2009; Skulachev, 1995; Zaguskin, etc.) . Realizările în fizică, chimie, matematică și biologie au predeterminat dezvoltarea unei varietăți de noi metode de cercetare care au făcut posibilă descoperirea proteinelor genelor ceas care formează mecanismul ritmurilor circadiene pentru multe funcții ale corpului. Importanța activității proteinelor de ceas și a oscilatorului de ceas pentru sănătate și adaptarea umană la continuumul spațiu-timp al mediului a determinat focalizarea tematică corespunzătoare a majorității lucrărilor cercetătorilor moderni interni și străini. În biologia și medicina internă, „furtuna” mecanismelor celulare și moleculare ale timpului biologic a dus la descoperiri remarcabile: crearea teoriei telomere-redusom a controlului duratei de viață (Olovnikov, 1973, 2009) și ideea de rolul mitocondriilor în procesul de îmbătrânire (Skulachev, 1995), precum și la dezvoltarea aspectelor gerontologice ale rolului hormonilor pineali și timusului (Anisimov, 2010; Khavinson et al., 2011; Kvetnoy et al., 2011) . În lucrările cercetătorilor străini, au fost identificate funcțiile proteinelor individuale de ceas, condițiile pentru formarea unui oscilator de ceas și ritmuri cu parametri temporali diferiți (vezi Golombek și colab., 2014) și idei despre sistemele de sincronizare ale oscilatorilor de ceas. la diferite niveluri structurale ale corpului s-au dezvoltat. O înțelegere tot mai mare a specificului generatorilor celulari, tisulari, de organe și de sistem ai proceselor temporale determină revenirea inițială a autorilor străini la „gândirea de sistem” în ceea ce privește problema Timpului (Blum et al., 2012; Mohawk et al., 2012). Rețineți că cercetătorii ruși au acordat întotdeauna atenție unei abordări sistematice a studierii acestei probleme (Chernigovsky, 1985; Barannikova și colab., 2003; Kulaev, 2006; Yanvareva și colab., 2005; Zhuravlev, Safonova, 2012, etc.) . Alături de succesele evidente în studiul obiectelor biologice sensibile la „cursul timpului” (termenul lui N.A. Kozyrev), întrebările despre structura temporală a organismelor vii, relația dintre temporizatoarele celular-moleculare și de sistem, Senzorii de timp rămân slab dezvoltați. , iar întrebarea naturii Timpului este încă deschisă. În opinia autorului, o gamă largă de studii asupra biosistemelor efectuate până în prezent în lume ne permite să propunem anumite soluții la problemele de mai sus.

timp biologic

„A înțelege „natura” timpului înseamnă a indica referentul său natural, adică procesul, fenomenul, „purtător” în lumea materială, ale cărui proprietăți ar putea fi identificate sau corespunzând cu proprietățile atribuite fenomenului timpului. ”

A.P. Levich, 2000.

1.1. Fenomenul vieții

Declarația lui Alexander Petrovici Levici din epigraf pare a fi complet corectă în lumina ideilor lui G. Leibniz și N.A. Kozyrev despre natura energetică a timpului și „proprietățile sale active”. Într-adevăr, prin analogie cu istoria descoperirii unui electron printr-o urmă de imersie într-o cameră cu nori, procesele biologice care au o serie de parametri temporali și, prin urmare, sunt procese în esență temporare, pot fi foarte bine „referențe” de timp și reflectă impactul acestuia. Pentru a înțelege „natura” timpului în biosisteme, este important să analizăm factorii care determină specificul organismelor vii în comparație cu sistemele inerte.

Fenomenul vieții și diferențele dintre un organism viu și sistemele inerte au atras mereu atenția filozofilor și reprezentanților științelor naturii (Aristotel, 1937; Strakhov, 2008; Vernadsky, 1989; Ukhtomsky, 1966; Schrödinger, 2002,). și multe altele). Este evident că generalitatea legilor de bază ale naturii nu exclude particularitățile manifestării lor în condițiile specificului unui biosistem, sisteme naturale sau artificiale inerte. Acestea includ, în primul rând, legile termodinamicii, care determină pentru orice sistem posibilitatea și durata de funcționare, precum și durata de viață (durata de viață). Recunoscând validitatea legilor termodinamicii pentru toate obiectele Universului, mulți cercetători notează manifestările specifice ale celei de-a doua legi a termodinamicii pentru organismele vii (Schrödinger, 2002; Prigogine, 2002 etc.). Printre acestea se remarcă, în primul rând, imposibilitatea „morții termice” pentru organismele vii din cauza dorinței biosistemelor de a stabiliza nivelul entropiei (Vernadsky, 1989; Prigogine, 2002; Prigozhin, Stengers, 2000 etc.).

Activitatea de viață a biosistemelor se bazează pe o varietate de procese care utilizează energie chimică, mecanică, electrică, luminoasă și alte tipuri de energie. După cum se știe, în timpul implementării diferitelor funcții (muncă) în orice sistem, are loc o transformare parțială a uneia sau alteia energie în energie termică, care poate fi pierdută prin disiparea căldurii în mediu sau parțial întârziată, determinând nivelul de haos ( entropia) în structurile corpului. Pentru organismele vii sunt valabile și alte definiții binecunoscute ale entropiei: ca măsură a gradului de fluxuri de energie nestructurată și o măsură a posibilității termodinamice a unei anumite stări sau proces. Multiplicitatea posibilelor definiții ale entropiei pentru un biosistem subliniază varietatea modalităților de reglare a acestuia.