Ученые НИИ экспериментальной медицины РАМН пришли к выводу, что в организме человека пульсирует не только сердце, но и… кишечник, когда он выполняет свою эвакуационную функцию, т. е. очищается. Признаком заболевания следует считать не только редкий (1–2 раза в неделю) стул, но и нарушение суточного ритма. Обратив внимание на это отклонение от нормы, можно предупредить развитие тяжелых недугов, которые возникают вследствие запоров. Известно, что ритм обмена веществ сохраняется в так называемой тканевой культуре, т. е. при выращивании тканей «в пробирке».
Исследователи считают, что для человека преобладающее значение имеют социальные факторы: ритм сна и бодрствования, режим труда и отдыха, работа общественных учреждений, транспорта и т. п. Их условились называть «социальными датчиками времени» в отличие от «природных датчиков времени» (свет, температура окружающей среды, ионный состав воздуха, напряженность электрического и магнитного полей Земли и т. п.).
Социальная природа человека и созданная им искусственная окружающая среда способствуют тому, что в обычном состоянии он не чувствует выраженных сезонных колебаний функционального состояния. Тем не менее они существуют и отчетливо проявляются – прежде всего при заболеваниях. Учет этих колебаний при профилактике, диагностике и лечении заболеваний составляет основу практической хронобиологии.
Космические ритмы настраивают биологические часы
Американский профессор биологии Фрэнк А. Браун считает, что ритмические колебания, наблюдаемые в живых организмах, есть не что иное, как результат непрерывного воздействия космических и геофизических факторов проникающего характера.
Вероятно, существование бесчисленного количества ритмических колебаний разной природы позволяет организму формировать наиболее рациональные взаимоотношения с окружающей средой.
Работая в течение нескольких лет в Исследовательском центре на Бермудских островах, профессор биологии Фрэнк А. Браун наблюдал два совершенно удивительных примера: появление стаи бермудской креветки и скоплений атлантического светящегося червя строго в определенные фазы Луны. Впоследствии ему удалось доказать, что суточный ритм обмена веществ у некоторых морских животных зависит от количества падающих на Землю космических лучей. С изменениями атмосферного давления оказались связаны колебания обмена веществ в клубнях картофеля, содержавшегося в герметически закрытых контейнерах. Эти и многие другие эксперименты позволили Брауну сделать вывод – время, когда наблюдаемые свойства биологических ритмов можно было объяснить только за счет эндогенных (внутренних) механизмов, миновало.
Согласие или разлад ритмов
Болезни – результат поломки биологических часов
В середине 60-х гг. физиолог А. А. Маркосян предложил такое понятие, как «надежность биологической системы». Ученый вкладывал в него следующий смысл: система работает надежно только тогда, когда регуляция функций обеспечивает физиологический процесс значительными резервными возможностями. Так, здоровый человек хорошо чувствует себя не только при артериальном давлении 120/80 мм рт. ст. Ведь после подъема на шестой этаж оно, конечно, выше, а во время сна или после теплой ванны – ниже.
Диапазон суточных колебаний физиологических функций весьма значителен. Одни функции могут увеличивать размах колебаний в течение суток, другие – уменьшать, а третьи лишь изменяются вокруг среднего уровня в ту или другую сторону. Например, суточная амплитуда частоты пульса (размах колебаний) у здоровых детей 4-13 лет достигает 35 % от ее средней величины.
Врачи давно убедились в том, что для здорового человека характерны определенные наилучшие или, как их называют, оптимальные величины амплитуды любых функций организма. Значительное увеличение или уменьшение пределов колебаний происходит в биологически менее надежных состояниях.
К недостаточно надежной биологической системе можно отнести организм недоношенных детей. Именно поэтому они чаще болеют и острее реагируют на любые внешние воздействия, чем здоровые дети, родившиеся в срок. У них еще не сформировался суточный ритм физиологических функций.
Любое заболевание является результатом нарушения той или иной функции организма и изменения ее суточного ритма, следовательно, у больных также снижается надежность организма как биологической системы. Амплитуда различна и для разных показателей. Так, у здоровых молодых людей мы наблюдали разные величины амплитуды: для температуры тела – 3 %, для пульса – 30 %, для артериального давления – 25 % и т. д. Температура тела человека оказалась самым стабильным показателем, так как у него наименьшая амплитуда: она варьирует в пределах 1 °C. На собственном опыте мы знаем, как бывает дискомфортно, когда температура к вечеру поднимается до 39 °C.
У часто болеющих детей после перенесенного острого респираторного заболевания, гриппа или ангины долго держится «температурный хвост», т. е. к вечеру температура повышается до 37,1-37,3 °C. Такие перепады температуры постепенно проходят, знаменуя полное выздоровление ребенка и нормализацию физиологических процессов в организме.
Значительно большая амплитуда характерна для концентрации в крови биологически активных веществ, ответственных за передачу нервного возбуждения: концентрация адреналина и ацетилхолина изменяется в течение суток в несколько раз, серотонина – более чем на 50 % от среднесуточной величины. Вероятно, процессы регуляции функций требуют именно такой существенной изменчивости внутренних сред организма.
В значительной степени амплитуда колебаний подвержена влиянию социальных факторов.
При исследовании амплитуды суточного ритма температуры тела у экипажа самолета во время ответственного полета оказалось, что она ниже обычной, свойственной молодым здоровым людям. Самая низкая амплитуда была у командира экипажа. Исследователи назвали это явление депрессией амплитуды температурного ритма, а весь комплекс нарушений биологических ритмов в этих условиях – «синдромом командира корабля». Депрессия усиливалась при неблагоприятном режиме работы – многократном чередовании периодов работы и отдыха в течение суток.
Амплитуда колебаний температуры тела, артериального давления, пульса и других показателей сглаживается или меняет форму при так называемой гипокинезии, или ограничении естественных движений человека, под влиянием больших умственных нагрузок, при неправильном питании и в других случаях.
Показатели биологических ритмов
Амплитуда суточных ритмов различных функций стала для исследователей и врачей показателем благополучия в организме или индикатором неблагоприятных влияний.
Помимо амплитуды, биологический ритм характеризуется и другими показателями. Прежде всего, это период или время, в течение которого колебательная система совершает полный цикл изменений. Когда мы говорим о суточном ритме, то имеем в виду период, равный 24 часам. Но в действительности человек практически никогда не ложится спать в один и тот же час, время отхода ко сну изменяется на 1–1,5 часа в ту или другую сторону. Поэтому длина одного цикла «сон – бодрствование» может составить 23 часа, а следующего – 25 часов. Эти периоды называют околосуточными, или циркадианными (от латинских слов circa – «около» и dies – «день»).
Положение колеблющейся системы в любой момент времени характеризует фаза. Описывая связь одного ритма с другим, можно сказать, что ритмы совпадают или, наоборот, расходятся по фазе. Резкое изменение внешних ориентиров может привести к сдвигу фазы. Так бывает, когда человек, перелетев большое расстояние на самолете, оказывается в другом часовом поясе. В этом случае фаза его ритмов должна сдвигаться, чтобы приспособиться к местному времени.
