В.Н. КУЗНЕЦОВ, Л.В. ЯКОВЕНКО
Все живе на нашій планеті піддається впливу ритмічних процесів, найочевидніші з яких - зміна дня і ночі, сезонів року. Зміна положення Землі щодо Сонця призводить до змін таких факторів навколишнього середовища, як освітленість, спектральний склад світла, температура. Відомі добові і річні зміни іонізації повітря, напруженості електричного і магнітного полів.
Життя виникла і еволюціонувала в середовищі з періодично змінюються, тому властиві будь-якому живому організму циклічні процеси - біоритми - виявилися пов'язаними з ритмікою зовнішніх впливів. Це дозволяє організмам жити в гармонії з природними циклічними процесами.
Кожен біологічний ритм має два компоненти: екзогенний і ендогенний. Ендогенний передається у спадок, а екзогенний пов'язаний із зовнішніми періодично змінюються факторами. Будь-яке неузгодженість цих ритмів зазвичай несприятливо позначається на стані і життєдіяльності організмів. Не є винятком і людина.
Найбільш сильним синхронизирующим фактором природних і біологічних ритмів вважається світло, особливо яскравий. У більшості випадків добова динаміка освітленості надає найбільш істотний вплив на життєдіяльність організмів. Однак і циклічні зміни інших факторів навколишнього середовища можуть в значній мірі визначати зміни стану організму.
Організм людини реагує на зміни атмосферного тиску. Так зниження атмосферного тиску активує симпатичну, а підвищення - парасимпатическую нервову систему. Багато людей важко переносять різкі перепади атмосферного тиску. Найбільш частою реакцією на них є порушення роботи серцево-судинної системи - напади стенокардії, гіпертонічний криз, задишка.
Дія всього комплексу періодичних факторів зовнішнього середовища сильно залежить від погодних і космофізичних явищ, наприклад, від проходження атмосферних фронтів, спалахів на Сонці і т.п. Обурення, що вносяться такими факторами в ритмічність природних процесів, призводять до збурень біоритмів. Так, протягом різних захворювань часто загострюється при зміні хмарної погоди на сонячну і навпаки, тобто при одночасній зміні освітленості і атмосферного тиску.
Одним з найважливіших факторів синхронізації біоритмів є періодичні зміни сонячної активності. Найбільш виражені ритмічні зміни сонячної активності з періодом близько 11 років. У роки активного Сонця спостерігаються різкі зміни метеорологічних умов, зниження стійкості організмів до несприятливих зовнішніх впливів, частіше виникають епідемії. З підвищенням сонячної активності пов'язано збільшення частоти гіпертонічних кризів та нападів стенокардії, інфарктів міокарда та інсультів. Існують циклічні зміни сонячної активності і з іншими періодами, наприклад, 2 год 40 хв і близько 100 років.
Все в організмі людини схильна циклічним змінам з різними періодами - від секунд до декількох років.
Протягом доби варіюють частота пульсу, частота і глибина дихання, рівень артеріального тиску і працездатність серця. Найбільша частота пульсу доводиться на денні години - 12-16 год. У цей же час збільшуються ударний і хвилинний обсяги серця, швидкість кровотоку в скелетних м'язах. Споживання кисню (частота, глибина і хвилинний обсяг дихання) значно зростає в послеполуденное час. У ці ж години досягає максимальних значень фізична працездатність серця. Максимальний рівень гемоглобіну в крові спостерігається в 11-13 год, мінімальний - в 16-18 год.
При нормальному способі життя і триразовому харчуванні в першу половину дня печінка виділяє найбільшу кількість жовчі, необхідної для засвоєння жирів, в другу половину доби печінку засвоює цукру, накопичуючи глікоген і воду, - її клітини збільшуються в обсязі в три рази. Тому найменше глікогену міститься в печінці близько 15-ї години дати, а найбільше - близько 3 год ночі. З цим пов'язана нерівномірність метаболізму жирів і вуглеводів протягом доби: вуглеводи активно утилізуються в першій половині дня, а ліпіди - у вечірні або навіть в нічні години.
Зміни з такою періодичністю характерні і для функціональної активності нервової системи: в денний час вона характеризується низькочастотними ритмами, в пізній вечірній час - високочастотними.
Найбільшим змінам схильні добові ритми у людей, що знаходяться в екстремальних умовах життя і роботи - в районах Крайньої Півночі, високогір'ях, пустелях і т.п.
Відомі біоритми, синхронізовані фазами Місяця, - так звані ультрадіанние, інфрадіанние і околонедельние ритми. До ультрадіанних відносять ритми з періодами від 0,5 до 20 год, наприклад, фази сну з півторагодинний зміною «повільного» і «швидкого» сну. Інфрадіанние ритми з періодами 1,6-5 доби проявляються в показниках працездатності людини і поведінкових реакціях. Околонедельние ритми часто обумовлюють звички людей, з ними пов'язують режими лікування деяких захворювань.
У людини існують також тритижневі і околомесячние фізіологічні цикли. Вважається, що фізичний стан людини змінюється з періодом близько 23 днів, а емоційне - з періодом близько 28 днів.
Біоритми з великими періодами синхронізовані з сезонними змінами природних умов. Протягом року змінюються частота і глибина дихання, а отже, і споживання кисню, - вони збільшуються восени і взимку. Максимальна фізична працездатність відзначається влітку, навесні і на початку осені, мінімальна - взимку.
Сезонних коливань схильні швидкість реакції осідання еритроцитів (РОЕ) і кількість крові в організмі: вони збільшуються в теплий і зменшуються в холодний періоди.
У жителів континентальних районів найбільшу кількість лейкоцитів в крові буває на початку осені, найменше - в кінці весни.
У житті людини існують ритми з періодами близько і більше одного року. Так, наприклад, у жінок-спортсменок найвищі досягнення спостерігаються з періодом в два роки, у чоловіків - в три роки. Виявлено психологічні ритми з періодом в 7 років: найбільш важливі зміни в житті людини відбуваються в 6-7, 12-13, 18-19, 25-26 років, 31-32 року, 37-38 років, 43-44 року - ці роки характеризуються емоційно-духовними сплесками.
До яких же наслідків призводить порушення синхронізації біоритмів з періодичними змінами факторів навколишнього середовища?
У людей, що виконують роботу з чергуванням змін, а також при частих перельотах, що супроводжуються зміною часових поясів, виникає десинхроноз. При цьому спостерігаються різні порушення: розлади сну, неврози, погіршення працездатності, втрата апетиту. З ростом числа людей, часто здійснюють дальні перельоти, зростає і число страждаючих десинхронозом.
Після перельоту на захід максимуми показників працездатності зміщуються на ранкові години і першу половину дня, а при перельоті на схід - на другу половину дня і вечірній час. Для якнайшвидшої адаптації після дальніх перельотів на захід рекомендується в перші дні перебувати на свіжому повітрі після полудня, якщо ви вирушаєте на схід - до полудня. Це сприяє відновленню синхронізації біоритмів з місцевими тимчасовими ритмами. Для адаптації після польоту в східному напрямку потрібно 14-15 днів, в західному - 11-12 днів.
Переміщення людини в нові кліматичні умови супроводжується підвищенням збудливості нервової системи, посиленням реакцій обміну речовин і зміною артеріального тиску. Так, наприклад, після повернення з південних курортів 25% хворих на гіпертонічну хворобу скаржаться на сонливість, запаморочення, головний біль. На півночі, які повернулися з курортів в осінню пору, часто відзначаються загострення захворювань, особливо туберкульозу та ревматизму.
Біологічний годинник будь-якого організму не мають абсолютно суворої точності ходу і потребують постійному коригуванню з боку зовнішніх періодичних впливів. Про це свідчать досліди по повній ізоляції тварин і людей від зовнішніх впливів - біоритми залишаються, але поступово змінюються їх періоди. Після тривалих періодів такий рассинхронизации на відновлення нормальної життєдіяльності потрібно декількох днів.
Більшість природних факторів впливає на біоритми через різні органи чуття, проте механізми дії таких чинників, як електромагнітне поле, поки ще точно не встановлені.
Періодичні зміни різного роду слід враховувати при плануванні повсякденному житті, наприклад при складанні розкладу уроків. Правильне чергування уроків з розумової та фізичної навантаженнями як протягом дня, так і протягом тижня, розподіл навантажень по чвертях дозволить підвищити працездатність школярів і засвоюваність навчального матеріалу.