БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ - ритмические изменения физиологических функций, присущие живым организмам, проявление общего закона существования и развития органического мира.

Ритмическая деятельность присуща любой сложной системе, состоящей из многих взаимодействующих элементов. Последние также обладают ритмичностью, при этом процессы всех элементов, составляющих систему, согласованы между собой во времени; возникает определенный ритм чередования процессов и изменение (повышение или понижение) интенсивности каждого из них. В результате создается определенная синхронизация различных процессов в системе. В свою очередь данная система взаимодействует с системой высшего порядка, которой также присущ свой биоритм. Характер ритмической деятельности определяется свойствами самой системы, т. е. биоритмы эндогенны. Внешние факторы играют роль регуляторов (синхронизаторов) ритма. У животных это в основном физические факторы, среди которых основную роль играет смена освещенности (дня и ночи) - фотопериодика. У человека большое значение имеет социальный ритм (смена периодов работы и отдыха).

Различают несколько групп ритмических процессов в организме:

1. ритмы высокой частоты с периодом от долей секунд до 30 мин (электрические явления в организме, дыхание, пульс и др.);
2. ритм средней частоты с периодом от 30 до 6 дней (изменение обменных процессов, биологически активных веществ крови и другие процессы, связанные со сменой деятельности и покоя, сна и бодрствования);
3. низкочастотные ритмы с периодом колебания от 6 дней до 1 года (овариально-менструальный цикл; недельный, лунный, годичный ритм экскреции гормонов и др.).

В курортологии важное значение имеют сезонные или околосуточные - циркадные (от лат. cirka - около и dies -день) ритмы. Их необходимо учитывать при направлении больных и отдыхающих на курорты в контрастные климатические зоны, назначении лечебных процедур.

Ритмические процессы с их закономерностями (интенсивность, периодичность, взаимоотношения друг с другом и т. д.) есть проявление гомеостаза, обеспечивающего нормальное функционирование организма. Гомеостаз можно рассматривать как постоянное уравновешивание ритмов биологических процессов с ритмами разнообразных воздействий на организм (Д. С. Саркисов с соавт., 1975).

Для приспособления к новым условиям среды при перемещении человека необходимо изменение биоритмов, развитие хронофизиологической адаптации. Этими вопросами занимается биоритмология перемещения - наука, объективно изучающая и количественно оценивающая механизмы биологической временной структуры, включая ритмические проявления жизни, реакцию биоритмов на изменение географического положения организма (В. А. Матюхин с соавт., 1976, 1983).

Сезонные ритмы определяются климатом данного региона. Размах годовых колебаний освещенности зависит от географической широты местности, а также от ряда других географических факторов, связанных с протеканием климатообразующих процессов (атмосферная циркуляция и др.). Перемещаясь с севера на юг или с юга на север, человек попадает в новые условия среды, отличающиеся от прежних характером фотопериодики (освещенности) и климатопогодными особенностями. Наиболее заметно нарушение различных процессов при переезде с юга на север зимой или летом, т. е. в условия полярной ночи или полярного дня. Сроки сезонов в разных географических широтах не совпадают: когда на юге уже наступает весна, на севере еще бушуют снежные метели; когда человек попадает в другой сезон, нарушается закрепившийся в процессе генотипического и фенотипического развития сезонный ритм обменных процессов и физиологических функций. Например, в зимний период стимулируется симпатико-адреналовая система, повышаются легочная вентиляция, основной обмен, изменяется его характер в виде усиления липидного обмена и т. д. В летнее время изменения часто носят противоположный характер (Н. М. Воронин, 1981; Н. А. Гавриков, М. Э. Чкотуа, 1987; Г. Г. Тер-Габриэльянц с соавт., 1987, и др.).

Суточные ритмы определяются сменой дня и ночи, т. е. характером освещенности. Они изменяются как при переезде с севера на юг или с юга на север (особенно зимой и летом), так и с запада на восток или с востока на запад. В последнем случае быстрое перемещение (перелет) всегда вызывает более выраженную реакцию, чем в первом (север - юг).

В каждом биоритме различают: период-время, в течение которого изменяющаяся величина совершает полный цикл; частоту - число периодов в единицу времени; амплитуду - разность между наибольшим и наименьшим значением изменяющейся величины (размах); фазу - положение определенной точки кривой по отношению к оси времени (акрофаза - время появления наибольшего значения показателя). При нарушении биоритмов изменяются все указанные показатели.

При перестройке суточной ритмики человека возможно развитие патологических состояний - десинхронозов. Они возникают вследствие значительного нарушения биоритма, вызванного рассогласованием между физиологическими ритмами организма и внешними датчиками времени.

Клинически десинхронозы проявляются утомлением, разбитостью, понижением работоспособности, нарушением режима сна и бодрствования, деятельности пищеварительного тракта и т. д. При значительных нарушениях суточного стереотипа может развиться неврастенический синдром (В. Н. Гурьев, Э. Я. Пиньковская, 1975).

В процессе адаптации биологических ритмов выделяется несколько стадий. В первой стадии, в стадии десинхронизации, сохраняется старая суточная периодика (внешняя десинхронизация). Вторая стадия, неустойчивой синхронизации, связана с неодинаковой скоростью перестройки физиологических ритмов различных функций и приводит к нарушению нормальных фазовых соотношений (внутренняя десинхронизация). Она характеризуется изменением биоритмов, уплощением и двугорбым видом их формы, уменьшением амплитуды, изменением положения максимумов и минимумов в сторону, соответствующую нормальной для местного времени фазе. Длительность стадии - от 5 до 10 дней, иногда до 25 дней (при перелете через 7 часовых поясов). В третьей стадии суточная периодика соответствует новому поясному времени, а амплитуда и акрофаза суточных ритмов нормализуются (устойчивая синхронизация). Длительность стадии - от 10 до 25, иногда - до 35 дней. В указанные сроки изменяются вегетативные функции. В отношении мышечной системы и произвольного внимания длительность стадии сокращается на 5-15 дней (В. А. Матюхин с соавт., 1976, 1983).

Выраженность изменений биоритмов, скорость их приспособления к новым условиям зависят от ряда факторов. При прочих равных условиях при перелетах с запада на восток, когда биоритмы должны как бы "догонять" местное время, адаптация более длительная, чем при перелетах с востока на запад, когда биоритмы человека как бы "опережают события" и должны "ожидать", когда их "догонит" местное время (Г. С. Катинас, Н. И. Моисеева, 1980). Однако при этом имеет значение место постоянного жительства человека, характер установившегося биоритма. В этих случаях при возвращении в привычные условия биоритм перестраивается быстрее, чем при переезде в новые условия, вне зависимости от направления перемещения. Так, у жителей Сибири при перелете в Крым новый суточный стереотип устанавливается медленно, носит "рыхлый" характер, а после перелета обратно он быстро разрушается и восстанавливается прежний ритм. Играют роль расстояние, на которое перемещается человек, и скорость перемещения. По мнению ряда авторов, при пересечении 2-3 часовых поясов десинхронозы не развиваются (А. В. Евцихевич, 1970; В. Л. Ярославцев с соавт., 1969, и др.). Некоторые исследователи (С. И. Степанова, 1974) считают, что имеет значение сдвиг в 2 часа. Быстрое перемещение оказывает более выраженное влияние на биоритмы, чем медленное. Например, скорость перемещения, равная 0,5 часового пояса в сутки, является критической для суточного ритма температуры тела. В этом случае фаза суточной температурной кривой отстает от фазы перемещения (Т. Sasaki, 1964).

В. А. Матюхин с соавторами (1976) изучили динамику физиологических функций при перемещении жителей Приморья (Дальний Восток) в Крым (т. е. через 6-7 часовых поясов) и обратно. В первые 5 дней после приезда в Крым ухудшалось общее самочувствие, нарушался сон (сонливость днем, позднее засыпание вечером), диурез и дефекация, возникали головная боль, утомление и т. д. В последующие 5 дней общее состояние улучшалось, но сон и деятельность кишок оставались нарушенными. Лишь к 10-му дню показатели субъективного состояния нормализовались. При перелете через 4-5 часовых поясов нормализация наступала через 5 дней. При перелете через 3 часовых пояса и менее субъективное состояние не нарушалось. Синхронизация суточного ритма температуры тела при перелете через 7 часовых поясов продолжалась более 10 дней, через 6 - завершалась к 10-му дню, через 5-к 5-му дню, через 4 - после первого дня пребывания в Крыму. Суточные ритмы показателей сердечно-сосудистой системы (пульса, артериального давления, ударного и минутного объема сердца), частота дыхания после перелета с Дальнего Востока в Крым (через 7 часовых поясов) нормализовались в течение 25-35 дней, при перелете на восток - через 10 дней, показатели двигательного анализатора (мышечной системы) и произвольного внимания - соответственно за 10 и 5 дней (В. Н. Гурьев, Э. Я. Пиньковская, 1975).

Изменение биоритмов является сильной, стрессовой нагрузкой не только для больных, у которых приспособительные механизмы обычно ослаблены, но и для здоровых. В связи с этим необходимо принимать меры для ускорения хронофизиологической адаптации с учетом индивидуальных особенностей биоритмов человека. По положению максимума активности различают ритмы с утренней ("жаворонки") и вечерней ("совы") временной организацией. "Совы" несколько легче, чем "жаворонки", адаптируются к задержке датчика времени (перелет на запад), так как в этом случае сутки удлиняются и требуется активность в период, соответствующий вечерним часам по местному времени. "Жаворонки" несколько легче, чем "совы", адаптируются к опережению датчика времени (перелет на восток). Имеют значение психофизиологические особенности человека. Лица с преобладанием тонуса парасимпатической части вегетативной нервной системы, имеющие устойчивые ритмы, адаптируются хуже, чем лица с преобладанием тонуса симпатической части; пожилые люди - хуже, чем молодые (В. А. Матюхин с соавт., 1984).

Хронофизиологическую адаптацию можно ускорить. Для более быстрого засыпания рекомендуются теплые ванны, успокаивающие упражнения и самовнушение, снотворные, не вызывающие последействия и не нарушающие структуру сна (эуноктин, квиадон). Можно принять снотворное один раз во время полета. Для сохранения бодрости рекомендуются прогулки и физические нагрузки. Умеренные физические нагрузки способствуют нормализации и синхронизации суточных ритмов, тогда как гипокинезия приводит к их уплощению и сдвигу на более поздние часы. Рекомендуются различные адаптогены (женьшень, элеутерококк, золотой корень и др.). Важное значение имеет психологический настрой. Перестройку режима сна - бодрствования облегчает правильный выбор времени вылета. Для перелета через 2-4. часовых пояса рекомендуются утренние и дневные часы, через 6-8 часовых пояса - вечернее время (С. И, Степанова, 1977; С.Н. Ежов, 1979; Г.С. Катинас, Н.И. Моисеева, 1982; В. А. Матюхин с соавт., 1984). На протяжении всего периода хронофизиологической адаптации необходим строгий медицинский контроль.

На основе оценки контрастности cмены климатических районов с учетом изменения часовых поясов и зависящего от этого напряжения механизмов адаптации можно ориентировочно определить период, необходимый для достижения хронофизиологической адаптации.

Учитывать биологические ритмы необходимо и в период лечения. Хронофармакология как раздел хронопатологии и фармакологии исследует эффект влияния лекарственных веществ в зависимости от времени их применения, а также изменения временной (ритмической) структуры организма под влиянием соответствующих воздействий.

Можно говорить о хронотерапии, т. е. о таком применении лечебных мероприятий, которое обеспечивает наибольший лечебный эффект благодаря учету биоритмов, временной структуры организма. Например, при заместительной гормональной терапии нужно распределить прием препаратов в течение суток в соответствии с естественным ритмом концентрации гормонов в крови и другими процессами (F. Sicuteri, 1974). И. Е. Оранский с соавторами (1972, 1987), назначая больным гипертонической болезнью хлоридно-натриевые, йодобромные и хвойные ванны в различное время суток, получили более выраженное снижение артериального давления в тех случаях, когда ванны отпускались во второй половине дня, что связано с особенностями биоритмов показателей гемодинамики. При этом нарушения биоритмов в процессе лечения ликвидировались как по акрофазе, так и по размаху показателей.

Учет циркадных ритмов, важнейших показателей, отражающих патогенетические механизмы заболевания, позволил разработать эффективный метод лечения больных бронхиальной астмой, предупреждения и купирования приступов болезни (Г. Б. Федосеев, 1985). По этому же принципу следует назначать больным не только фармакологические, но и другие терапевтические воздействия - бальнеотерапию, аппаратную физиотерапию и др. (И. Е. Оранский, 1981; В. А. Ежова с соавт., 1981; О. А. Безрученко с соавт., 1987; М. И. Моисеева, Л. И. Никитина, 1987; Т. А. Попова, 1987, и др.).

См.
Адаптация
Акклиматизационная нагрузка

Оглавление