Биологические ритмы и старение
Введение
Вся наша жизнь пронизана ритмами. Имеется в виду не только наша жизнь, но и Жизнь с большой буквы - иначе говоря - Природа. Это цикл вращения Земли вокруг собственной оси - смена дня и ночи; цикл вращения Луны вокруг Земли - лунный цикл, вращение Земли вокруг Солнца - годичный цикл и т.д. А так как мы являемся частью природы , то тоже подвержены биоритмам.
Древние хорошо знали об этом и четко согласовывали свою жизнь с ритмами Природы. Вставали с восходом Солнца и ложились с закатом. Самый большой прием пищи был в полдень. Даже посевные и уборочные проводились с четким расписанием лунного и календаря.
Что же на эту тему говорит современная наука?
В организме человека существует множество биоритмов с разными периодами, наложенными один на другой. Кроме того, даже в пределах одного биоритма, например суточного, можно выделить множество колебаний, присущих отдельным клеткам и тканям. Но они так слаженно работают, и колебания их так синхронизированы, что сравнить эти процессы можно с хорошим симфоническим оркестром.
Каждый орган в определенное время суток работает с различной интенсивностью и может выполнять различные функции. Например, известно, что практически все органы восстанавливаются ночью. И это обосновано. Печень не может одновременно заниматься делением и восстановлением своих клеток и выделением желчи для пищеварения. (Это очень хорошая иллюстрация к неподготовленности нашего организма к обильным ужинам).
Из всех наук, занимающихся здоровьем человека, одной из самых необычных и удивительных является хронобиология - наука о влиянии биологических ритмов на состояние здоровья человека.
Корни знаний о биоритмах уходят в далекую древность. До нашего времени дошли трактаты Гиппократа и Авиценны, в которых значительное место уделялось здоровому образу жизни, основанному на правильном чередовании фаз активности и отдыха. В народной медицине давно было замечено влияние фаз луны и солнца на здоровье. Если говорить о современной хронобиологии, то первые серьезные научные исследования были проведены в первой половине ХХ века. Очень важно, что наибольший вклад в осознание этой проблемы сделали русские ученые - лауреат Нобелевской премии академик И.П. Павлов, академик В.В. Вернадский и А.Л. Чижевский, которые убедительно доказали, что существует тесная связь между солнечной активностью и событиями на земле - количеством смертей, самоубийств, эпилептических приступов и других заболеваний. Современная хронобиология помимо изучения взаимосвязей между биоритмами и здоровьем человека занимается разработкой методов и средств для восстановления и гармонизации нарушенных биологических ритмов.
Биоритмы в жизнедеятельности человека
Наличие циклических изменений, происходящих в биологических системах (всех живых организмах) считают фундаментальным свойством живой материи. Ритмичность и периодичность — универсальное свойство живой материи, лежащее в основе её адаптации, резистентности, обеспечения динамического гомеостаза, жизнедеятельности и здоровья организма. Проблема биоритмов занимает важное место в биологии и медицине, в том числе патофизиологии. Обнаружение нарушений биологических ритмов имеет крайне большое значение для диагностики заболеваний и патологических процессов, в том числе для характеристики патогенеза, особенностей клинического течения, эффективности лечения. Проблема биоритмов крайне важна и для оценки социально-экономических процессов. К настоящему времени у человека определено свыше 400 ритмически изменяющихся физиологических процессов.
Биологические ритмы — фундаментальное свойство органического мира, обеспечивающее его способность адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды. Проблемы, которые решает биоритмология, важны для познания жизни как особой формы движения материи во времени и имеют существенной значение для теоретической и практической медицины. Поскольку в биоритмологическом аспекте здоровье представляет собой оптимальное соотношение взаимосвязанных ритмов физиологических функций организма и их соответствие закономерным колебаниям условий среды обитания, анализ изменений этих ритмов и их рассогласования помогает глубже понять механизмы возникновения и развития патологических процессов, улучшить раннюю диагностику болезней и определить наиболее целесообразные временные схемы терапевтических мероприятий.
По происхождению биоритмы делят на:
• Экзогенные (внешние ритмогенные факторы). Экзогенные ритмы (геофизические, геосоциальные и космические) чётко отражают периодические процессы, протекающие в окружающей биологической и социальной среде. Например, ритмичность процесса фотосинтеза в растениях определяется соотношением и интенсивностью светлого и тёмного времени суток.
• Эндогенные (внутренние ритмогенные факторы). Эндогенные ритмы — истинные (физиологические) ритмы организма. Их обнаруживают при отсутствии периодических процессов в окружающей среде. Например, эндогенные ритмические колебания могут исчезнуть при резком снижении температуры тела, резком уменьшении содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, уровня гормонов, макроэргов, ферментов и других веществ в крови и тканях.
Выдающийся хронобиолог Ф. Хальберг разделил все биологические ритмы на три группы:
1) Ритмы высокой
частоты с периодом, который не
превышает получасовой
2) Ритмы средней
частоты с периодом от
3) Низкочастотные ритмы с периодом от четверти месяца до одного года: недельные, месячные и сезонные ритмы. К биологическим процессам этой периодичности принадлежат эндокринные изменения, зимняя спячка.
Выделяют четыре цикла биоритмов
· Суточные - период ритма 22-26 часов. Зависят от смены света и темноты.
· Лунный - период ритма 28 суток. Зависит от смены фаз луны.
· Приливный ритм - до конца не изучен. Больше проявляется у животных.
· Годовой - период 365 суток. Зависит от вращения Земли вокруг Солнца.
Годовые ритмы известны еще с древности. Тибетская медицина большое внимание уделяла жизни в соответствии с сезоном года для сохранения здоровья. Гиппократ писал: «Кто хочет добиться успеха и признания в искусстве врачевания, тот обязательно должен учитывать сезоны года… потому, что они имеют разные последствия».
Наиболее надежным временным ориентиром сезона является продолжительность светового периода. Все остальные могут меняться, особенно в нашем цивилизованном обществе. Длина же светового дня отличается астрономической точностью и является надежным сигналом наступления того или иного времени года. И в растительном, и в животном мире мы видим четкое проявление годовой периодичности. У человека сезонные изменения выражены не так ярко, но они при подробном рассмотрении проявляются практически во всех показателях организма. Вот некоторые наиболее хорошо документированные годовые вариации физиологических параметров:
· основной обмен веществ - повышен зимой, снижен летом;
· частота сердечных сокращений, артериальное давление, температура тела - повышены зимой, снижены летом;
· теплоотдача - снижена зимой, повышена летом;
· естественный иммунитет - снижен весной;
· физическая работоспособность - повышена летом, снижена зимой;
Заболеваемость и обострение заболеваний:
а) язвенная болезнь 12-перстной кишки - обострения весной;
б) язвенная болезнь желудка - обострения осенью;
в) ревматизм - обострения весной и осенью;
г) острый инфекционный миокардит - большинство случаев заболевания связаны с осенью и зимой;
д) острый инфаркт миокарда - большинство случаев осенью и зимой;
е) смертность от ишемической болезни сердца - чаще всего осенью и зимой;
ж) хронические воспалительные заболевания - обострения зимой и весной;
з) кишечные заболевания - наибольшая частота летом.
Очень четко у людей проявляются годовые ритмы психологического состояния. Зимой обостряются депрессивные состояния. И с увеличением длины дня весной - усиливается возбуждение и желание активной жизни.
Суточные ритмы человека интересны прежде всего тем, что максимум и минимум активности разных биологических процессов не совпадают во времени.
Существуют экспериментальные данные о наличии суточного ритма в работе органов пищеварения. Образование желчи в печени чередуется с образованием гликогена. В первой половине дня образовывается наибольшее количество желчи, которая обеспечивает оптимальные условия для переваривания, в частности, жиров. Во второй половине дня печень накапливает гликоген и воду.
В течение суток фазы работоспособности также чередуются с периодами расслабления и сна. При этом пик активности с утра приходится на период с 8 до12 часов, а дневной пик активности выпадает на период с 15 до 18 часов. Эти периоды активности обязательно чередуются периодами расслабления.
Кроме того, оказывается, что свое биологическое расписание есть и у каждого нашего органа. Если мы будем придерживаться этого расписания, то мы надолго сохраним свою красоту и здоровье:
3.00 - 6.00: самый тяжёлый
и истощающий период для
6.00 - 7.00: оптимальное время для перехода от сна к бодрствованию.
5.00 - 7.00: период наибольшей
активности толстого кишечника
и оптимальное время для
7.00 - 9.00: время наибольшей активности желудка, и, следовательно, это время хорошо использовать для первого приема пищи.
8.00 - 9.00: в кровь
поступает наибольшее
9.00 - 10.00: оптимальное
время для медицинских
10.00 - 12.00: время наиболее
активной работы мозга и
13.00 - 15.00: время активности
тонкого кишечника. Это означает,
что если вы перед этим
16.00 - 18.00: это время
лучше использовать для
17.00 - 19.00: в это
время мы лучше всего
18.00 - 20.00: в это
время печень легче всего
18.00 - 20.00: в этот
период лучше всего
18.00 - 21.00: время для
самых задушевных бесед. В это
время человек открыт для
19.00 - 21.00: в этот период максимально подвижны наши суставы, а значит, он хорошо подходит для занятий йогой и упражнений на растяжку и расслабление.
22.00: начиная с
этого времени, особенно интенсивно
начинают действовать защитные
силы организма. Именно это время
наиболее благоприятно для
Знание биоритмов человека позволяет изготовить хронологические календари, которые улучшают нормальное протекание жизни и оптимизируют результаты человеческой деятельности.
Биологические ритмы и старение
Поскольку практически все показатели жизнедеятельности обнаруживают ритмичность, и прежде всего циркадианные околосуточные ритмы, встает вопрос о том, как изменяются в онтогенезе временная организация различных функций и состояний организма и не могут ли эти изменения послужить критериями возрастных этапов? Нельзя ли посредством анализа ритмической организации биологических процессов на разных этапах онтогенеза подойти к изучению таких централизованных понятий биологии, как гомеостаз и адаптация.
Интерес к познанию особенностей временной организации биосистем в онтогенезе возрастает в связи с необходимостью решения вопроса о том, что же является определяющим в онтогенезе — изменение физиологического состояния с возрастом, которое приводит к изменению временной организации, или, напротив, изменение иерархической структуры временной организации, которое изменяет функциональное состояние организма.
Практическое знание хронологического изучения онтогенеза состоит в поиске путей оптимизации нормального развития и поддержания циркадианной системы в старости. Такие исследования помогут установить нормативы для разных этапов пре- и постнатального развития, лучше решать вопросы разграничения нормы от патологии, диагностики и терапии, профотбора и другие.
Согласно одному из научных определений, биологические ритмы обеспечивают способность организма к адаптации и выживанию в изменяющихся условиях среды. Отсюда следует, что при нарушении биологических ритмов устойчивость человека к различным факторам окружающей среды снижается. А поскольку одним из главных признаков старения организма является именно снижение способности противостоять разрушительным внешним влияниям, возникает закономерный вопрос о том, не является ли нарушение биоритмов одной из причин старения.
Как показывают современные исследования, биологические ритмы человека претерпевают значительные изменения на протяжении всего возрастного цикла. Так, у новорожденных и младенцев биоритмический цикл является очень коротким. Фазы активности и расслабления сменяются через каждые 3-4 часа. По мере взросления ребенка циклы биологических ритмов постепенно удлиняются и к началу полового созревания приобретают характер суточных биоритмов. В это же время формируются хронотипы, которые определяют характер биоритмов в течение практически всей взрослой жизни. В период с 20 до 50 лет биологически ритмы человека являются наиболее стабильными. (Интересно, что именно в этот период человек достигает самых больших деловых и творческих успехов.) После 50 лет у большинства людей структура биологических ритмов становится менее устойчивой, а хронотипы становятся все менее выраженными. У "сов" появляются черты "жаворонков", и наоборот. Одним из самых ярких и неприятных проявлений нестабильности биологических ритмов у пожилых является бессонница. В еще более старшем возрасте у многих пожилых людей наблюдается значительное сокращение периода активности параллельно с резким удлинением фазы расслабления, что может проявляться повышенной сонливостью.
С возрастом повышается вероятность спонтанной
внутренней десинхронизации. Происходит
изменение фазовых отношений между отдельными
ритмами. Возможно перемещение суточных
максимумов некоторых функций на более
раннее или позднее время. Иногда наступает
полная инверсия ритма.
Кроме того, имеются данные экспериментов,
которые указывают на уменьшение с возрастом
периода колебаний внутреннего задатчика
ритма организма.
На основании этих данных нами была предложена
гипотеза о механизме старения как следствии
десинхронизации биоритмов в онтогенезе.
В возрасте полового созревания биоритмов
многих физиологических процессов, концентрации
гормонов в крови и нейромедиаторов в
мозгу достигают оптимума и синхронности.
Это проявляется в усилении функций организма,
повышенной адаптации и жизнеспособности.
После созревания у млекопитающих амплитуда
большинства БР снижается, изменяются
фазовые отношения между биоритмами и
их согласованнность, они приобретают
свободный бег со сдвигом фаз в сторону
пожилого возраста, вплоть до инверсии
акрофаз ЦР (инсулина, тироксина, кортизола
и тирозинаминотрансферазы у мышей, крыс
и человека), наблюдается блуждание фазбиоритмов.
Десинхронизация биоритмов постепенно
охватывает весь организм и проявляется
в возрастной патологии и гетерохронности
старения. Так, у мужчин более 65 лет частота
пиков лютеинизирующего гормона (ЛГ) и
тестостерона уменьшается примерно вдвое.
У старых мышей, крыс и людей установлены
нарушения БР уровня гормонов в крови
(СТГ, ФСГ, ЛГ, кортикостерона, пролактина,
альдостерона и др.) и активности ферментов
в печени, эстрального цикла и цикла ритма
сна. У пожилых происходит сдвиг фаз и
снижение уровня ЦР тиреодных гормонов
вплоть до инверсии биоритмов. Постепенно
развиваются патологические изменения
в органах и тканях.
Вопрос о том, является ли возрастное изменение
системы биоритмов причиной или следствием
снижения жизнедеятельности остается
открытым. Однако независимо от этого,
наличие фактов возрастного изменения
ритмической организации функций означает,
что изменяется и оптимальное время суток
для лечебных воздействий.
Приведенные выше факты с большой вероятностью свидетельствуют, что возрастное изменение структуры биоритмов может быть причиной замедления развития организма и, в конечном итоге, его старения. Современные ученые в области хронобиологии сходятся во мнении, что нарушение суточных биоритмов организма является хронологическим маркером старения. Открытие этой закономерности является очень важным в контексте перспектив продления биологического возраста человека. Ведь если нам удастся разработать действенные препараты или методы гармонизации и поддержания оптимальной структуры биоритмов, мы сможем отдалить многие неблагоприятные возрастные изменения, связанные с нарушением структуры биоритмов.
Гармонизация
биоритмов
Одним из главных направлений современной хронобиологии является разработка различных методов и препаратов для коррекции биологических ритмов человека. За 30 лет интенсивных исследований в этой области учеными разных стран было создано немало средств, которые так или иначе способствуют гармонизации биоритмов. Среди них можно выделить пять основных групп.
1. Физиотерапевтические методы. Коррекция биоритмов с помощью физиотерапевтических приборов является одним из самых первых методов, использующихся в хронобиологии с конца 1960-х годов. Этот метод изначально разрабатывался для восстановления естественных биоритмов у космонавтов, долгое время находившихся в космосе. В настоящее время такие аппаратные процедуры, как электросон и светотерапия, используются в основном для коррекции нарушений биоритмов у людей, работающих вахтовым методом в Заполярье.
2. Препараты на основе мелатонина. Мелатонин - это особый гормон, который синтезируется в головном мозгу человека и животных и играет важнейшую роль в регуляции биоритмов. Препараты на основе мелатонина действительно эффективно справляются с бессонницей и другими нарушениями сна, однако, как и все гормональные препараты, он должен использоваться строго по показаниям и под контролем врача.
3. Микстура Павлова и ее аналоги. Микстура Павлова представляет собой препарат, в котором в равных пропорциях одновременно объединены возбуждающие и успокаивающие средства. Такое сочетание позволяет стабилизировать нервные процессы и, в частности, нормализовать биоритмы сна и бодрствования.
4. Препараты на основе хронобиотиков. Хронобиотики - это особые растительные вещества, которые регулируют различные фазы биологических ритмов. Они обнаруживаются в некоторых пищевых и лекарственных растениях. При этом существуют хронобиотики, которые регулируют преимущественно активную фазу биоритмов, и так называемые релаксирующие хронобиотики, которые удлиняют фазу отдыха и восстановления.
5. Препараты на основе витаминов, микроэлементов и хронобиотиков. Данные препараты представляют собой самое последнее поколение хронобиологических препаратов. Их создание стало возможным благодаря интенсивному изучению различных растительных хронобиотиков. При этом было установлено, что большинство хронобиотиков во многом теряют свою биоритмологическую активность, будучи синтезированными или выделенными в чистом виде. Как оказалось, большинство известных хронобиотиков проявляют свою активность только в присутствии определенных витаминов, витаминоподбных веществ и микроэлементов, которые вместе с хронобиотиками содержатся в растении. Более того, удалось установить, что витамины и микроэлементы обладают собственной биоритмологической активностью. Так были разработаны первые витаминно-минеральные комплексы с растительными хронобиотиками.
Роль витаминов и микроэлементов в гармонизации биоритмов.
Витамины и
микроэлементы участвуют в
Основные биологические свойств микроэлементов
Железо: участие в синтезе гемоглобина; улучшение состояния кожи, волос и ногтей.
Йод: регуляция активности щитовидной железы; профилактика ожирения и атеросклероза; активизация деятельности мозга.
Селен: защита сердца и сосудов; замедление процессов старения; укрепление иммунитета.
Марганец: укрепление суставов и костей; укрепление сосудов; регуляция кроветворения.
Медь: укрепление волос и профилактика седины; улучшение внешнего вида кожи; профилактика варикозного расширения вен.
Цинк: укрепление иммунитета; улучшение внешнего вида волос, кожи и ногтей; регуляция сексуальной активности у мужчин; укрепление костей; синтез гормона инсулина.
Основные биологические свойства витаминов
Витамин С: мощный антиоксидант; укрепление иммунитета; защита кровеносных сосудов; укрепление костей и зубов; участие в синтезе гормонов; регуляция обмена холестерина.
Витамин В1: регуляция углеводного обмена; регуляция жирового обмена; энергообеспечение работы сердца.
Витамин В2: регуляция белкового обмена; укрепление волос; улучшение внешнего вида кожи.
Витамин В6: участие в кроветворении; повышение физической работоспособности; укрепление иммунитета; регуляция белкового обмена.
Пантотеновая кислота (витамин В3): укрепление иммунитета, регуляция пищеварения; участие в синтезе гормонов.
Витамин РР (ниацинамид): регуляция пищеварения; регуляция нервной деятельности; защита клеток кожи.
Биотин (витамин Н): укрепление волос; улучшение внешнего вида кожи.
Витамин А: улучшение зрения; поддержание эластичности кожи; регуляция сексуальных функций; укрепление иммунитета.
Витамин D3: укрепление костей; участие в усвоении кальция организмом.
Витамин Е: защита сердечно-сосудистой системы; поддержание функций мозга; регуляция сексуальных функций; укрепление иммунитета; повышение физической работоспособности.
Что такое хронобиотики?
Определение. Хронобиотики - это новый класс растительных биологически активных веществ, главным свойством которых является способность регулировать различные фазы биологических ритмов человека. На сегодняшний день это единственный класс природных соединений, которые обладают доказанным биоритмологическим действием.
Виды хронобиотиков. В соответствии с двухфазным характером биологических ритмов хронобиотики подразделяются на два основных подкласса: D-хронобиотики (от лат. diurnal - дневной) и N-хронобиотики (от лат. nocturnal - ночной). При этом D-хронобиотики регулируют преимущественно активную (дневную) фазу биологических ритмов, а N-хронобиотики - релаксационную (ночную) фазу. Некоторые исследователи дополнительно выделяют еще один очень узкий класс хронобиотиков, занимающий промежуточное положение. Это так называемые C-хронобиотики (от лат. circadian - круглосуточный), которые одновременно регулируют обе фазы биоритмов.
Механизмы действия хронобиотиков. Как действуют хронобиотики?
В настоящее
время изучены два основных
механизма биологического
Природные источники хронобиотиков. К настоящему времени эффективные концентрации хронобиотиков обнаружены в следующих лекарственных и пищевых растениях: Источники D-хронобиотиков - маралий корень (левзея), дягиль, хвоя пихты, зеленый чай, кофейное дерево, элеутерококк. Источники N-хронобиотиков - валериана, душица, хмель, мята перечная, хохлатка, пион .
Заключение
Итак, ритмичность функционирования - фундаментальная биологическая закономерность, которой подчиняется все живое на Земле и человеческий организм, в частности. Для обеспечения оптимального уровня здоровья и долголетия необходима синхронизация множества биоритмов организма между собой и с ритмически действующими факторами внешней среды. Если эта синхронизация нарушается действием каких-либо внешних или внутренних (заболевание) факторов, то это приводит к негативным физиологическим и социальным последствиям, к появлению или обострению заболеваний и к быстрому необратимому старению.
Литература:
[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.biofile.ru-Дата доступа:29.10.2014
[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.apocalyps.info-Дата доступа:29.10.2014
[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.starenie.ru-Дата доступа:29.10.2014
[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.blyo.ru -Дата доступа:29.10.2014
[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.kazedu.kz-Дата доступа:29.10.2014
[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://dommedika.com-Дата доступа:29.10.2014
Учреждение образования республики Беларусь
«Гродненский государственный медицинский университет»
Кафедра общей гигиены и экологии
Реферат
По дисциплине экологическая и радиационная медицина
На тему : Биологические ритмы и старение
Студент: Ганецкая Екатерина Олеговна

- Биологические ритмы. Их значение для человека в норме и патологии
- Биологические ритмы человека
- Биологические свойства свиней
- Биологические свойства чая
- Биологические системы и их основные свойства
- Биологические теории
- Биологические теории происхождения языка
- Биологические ритмы и работоспособность
- Биологические ритмы и работоспособность
- Биологические ритмы и работоспособность
- Биологические ритмы и работоспособность
- Биологические ритмы и работоспособность
- Биологические ритмы и работоспособность. Нарушение биологических ритмов
- Биологические ритмы и развитие человека