Существует целый спектр ритмических процессов, имеющих различные периоды и образующих в организме сложную и хорошо организованную временную структуру. Эта временная структура касается не только ритмики высокой частоты и суточной ритмики, представления о которых уже довольно хорошо разработаны, но и ритмики многодневной, многомесячной, многолетней, которая в настоящее время все более пристально изучается.
Кроме ритмических явлений в отдельных организмах существуют ритмические явления популяции в целом — сложной мультииндивидуальной системы, само существование которой определяется многоплановой иерархической организацией интерперсональных отнесений, будь то муравейник, пчелиный улей или само человеческое общество. К числу таких циклических явлений относятся эпидемии, а некоторые исследователи причисляют к подобным явлениям также революции и каины.
Классификация ритмической активности организма и основные свойства ритмов даны в таблице 3. Как видно из таблицы, существует широкий спектр ритмов. Их изучением занимается наука, в равной мере очень старая и очень новая, — хронобиология. Цель ее исследований— изучение временной структуры организма. На сегодня установлены длительность циклов различных видов активности, некоторые стационарные соотношения между ритмами. Так, например, у здорового человека отношение ритма работы сердца к ритму дыхания составляет 4:1.
Обнаружено, что временная организация живой системы осуществляется, с одной стороны, путем поддержания соответственных частот колебаний некоторые компонентов, с другой — путем поддержания соотношения фаз колебаний этих компонентов.
В организме, по-видимому, должен существовать определенный временной порядок, который может претерпевать изменения только в некоторых пределах. В противном случае могут возникать последствия, пагубнее для организма.
Наиболее хорошо изучена циркадная временная структура организма, которая рассматривается как аспект функциональной интеграции индивида, его общая характеристика, напоминающая синхронизацию в физическом смысле слова, то есть это частотная синхронизация, а не прямое совпадение во времени подъемов и спадов. Циркадное поведение организма не является строго лимитированным и заключается в повторении сходных событий в определенной последовательности через близкие по длительности интервалы времени, а не в повторении точно тех же событий через точно фиксированные периоды.
Значительные усилия ученых были потрачены на то, чтобы найти способ уничтожить ритмическую последовательность функций, но оказалось, что такая задача нереальна. Напрасно меняли температуру, освещенность, режим питания, разрушали различные участки мозга животных, лишали их зрения, замораживали и т. п. Даже извлеченные из тела органы продолжают функционировать в искусственных условиях с циркадной периодичностью. Единственное, что удается, — это изменить период, передвинуть пик активности для той или иной функции человека или животных путем изменения, например, освещенности или режима сна. Так, например, выделение гормона роста падает у человека на ночное время и соответствует моменту так называемого медленноволнового сна. Если же человек уснет днем, то и тогда происходит выделение гормона роста.
Хотя ритмы являются врожденными и в большой мере генетически обусловленными, в момент рождения циклическая активность, во всяком случае у человека, не является полностью сформированной. Циркадная организация формируется в организме после рождения преимущественно за счет перехода более высоких частот к более низким, то есть за счет превращения ритмов с часовыми периодами в циркадные — околосуточные. Как известно, ребенок имеет цикл сон — бодрствование весьма отличный от взрослого. Требуется длительное время для формирования этого цикла. И не только для него, но и для других циркадных ритмов.
Известную роль в этом процессе, может быть, играет ритмическое воспитание: регулярное кормление и прогулки, ритмические движения качания, ритмическая музыка, которые так нравятся детям. Но, вероятно, воспитание не так уж обязательно. Без всякого воздействия матери из яиц, высиженных в инкубаторе, появляются птицы и ящерицы с обычными ритмами. И даже когда несколько поколений крыс воспитывается в условиях постоянного яркого света, ритм сон — бодрствование и другие циркадные ритмы у них все равно формируются.
Циркадные ритмы описаны для очень большого числа функций, например для вкусовой и обонятельной чувствительности (обостряется в период от 17 до 19 часов, примерно ко времени обеда), для усвоения различных видов пищи (максимум для всех видов в районе утреннего завтрака), для реакции страха. У человека при возникновении этой реакции выделяется большое количество адреналина, а пик выделения адреналина в обычном суточном ритме наблюдается между четырьмя и восьмью часами утра. Поэтому так страшны на войне ночные атаки.
Чрезвычайно важным фактором является циркадность чувствительности к внешним вредоносным воздействиям. Способность противодействовать вредоносному агенту и как следствие этого способность выжить зависят от того, в какую фазу временной организации организма этот агент был предъявлен. Максимум чувствительности по отношению к одному какому-то воздействию может совпадать с высокой сопротивляемостью другому. Так, когда крысам в полночь ввели смертельную дозу токсического препарата, умерло 77 процентов животных, та же доза, но введенная в 6 часов утра, оказалась гибельной только для 6 процентов.
У людей обнаружено колебание чувствительности к введению вакцин и сывороток. Вакцинацию надо проводить утром. Реакций на прививки против энцефалита в 8—10 утра не бывает, а в 19–20 часов регистрируются те или иные неприятные ощущения. Также непостоянна чувствительность человека к кислородному голоданию. Пилоты во время тренажа в 3 ночи легче переносят пониженное содержание кислорода в воздухе, чем в 15 часов.
Соответственным образом варьируется и чувствительность к воздействию лекарственных веществ, что начинает учитываться врачами. Делаются попытки повышения и понижения дозировок лекарств в связи с периодичностью той или иной функции организма, на которую стремятся оказать корригирующее воздействие. На основе исследования циркадных ритмов различных функций подбирают время оказания лечебных воздействий. Такой подход называется хронотерапевтическим.
При хронотерапии не меняются ни применяемые лекарственные средства, ни их дозировка. Но вместо того чтобы принимать лекарства по стандарту три раза в день, больной принимает их только в то время, когда имеются наиболее выраженные отклонения значений функций от нормы.
Для того чтобы выяснить, когда на данного больного следует оказать лечебное воздействие, проводится исследование суточных ритмов основных физиологических параметров (частоты сердечных сокращений и дыхания, артериального давления, температуры тела и т. д.), вычерчиваются соответствующие суточные кривые, рассматривается, в какие часы значение каждой из функций наиболее отклоняется от нормального, подсчитывается, сколько раз наихудшее состояние по тем или иным параметрам приходится на то или иное время, и выбирается тот момент (или те моменты), когда организм наиболее нуждается в поддержке.
Так, например, у больных, страдающих гипертонической болезнью, как правило, цифры кровяного давления при измерении в 8 часов утра соответствуют норме или даже могут быть несколько ниже нормы, в 12 часов дня эти цифры оказываются значительно повышенными, но снижаются к 16 часам, а в 20 часов и особенно в 24 часа достигают максимальных значений. При обычном способе приема лекарств больные получают средства, понижающие давление, в 8, 14 и в 18–20 часов. Таким образом, они принимают препараты в то время, когда в них не нуждаются (8 и 14 часов), и не принимают в моменты максимального повышения давления. Проведение исследования ритмов кровяного давления дает возможность определить для каждого конкретного больного то время, когда он наиболее нуждается в снижении давления (чаще всего это 20 и 24 часа, но бывают случаи, когда больному следует дать препараты 2 или 3 раза).
