Биологические ритмы, суточные и сезонные десинхронозы
Одним из важных вопросов биоритмологии является вопрос о внешних датчиках времени и о механизмах синхронизацию биоритмов с условиями окружающей среды, Из всех изменяющихся внешних факторов астрономические факторы обладают наиболее правильной повторяемостью. Можно считать установленным существование сидерических, солнечных и лунных биоритмов, для которых естественными единицами измерения служат соответственно звездные, солнечные и лунные сутки.
Годовой цикл природных явлений связан с движением Земли вокруг Солнца, суточный — с вращением Земли вокруг своей оси. Период вращения Луны вокруг Земли равен 27,3 дня. Близок к этой величине и период вращения Солнца вокруг своей оси (27 дней), а также синодический месяц (время от одного новолуния до другого). Лунный месяц включает четыре фазы: новолуние, первая четверть, последняя четверть, полнолуние.
Исходя из определения здоровья население как медико-биоогической и социальной категории, становится очевидным, что его оценку, прогнозирование и профилактику невозможно проводить без учета ритмичных изменений в организме человека, а также соотношения и взаимодействия биологических и социальных ритмов. Накоплено большое количество фактов, свидетельствующих о наличии в живых организмах (структурах) биологических ритмов различной длительности — от микросекунд до нескольких лет. Ритмические процессы в организме могут быть разделены на три группы: 1) ритмы высокой частоты с периодом от долей секунды до 30 мин (электрические явления в органах, тканях, колебания в биохимических системах, пульс, дыхание и др.); 2) ритмы средней частоты с периодом от 30 мин до 6 дней (смена сна и бодрствования, активности и покоя и связанные с ними изменения обмена веществ, содержания в крови биологически активных веществ и др.); 3) низкочастотные ритмы с периодом колебаний от 6 дней до 1 года (недельный, лунный, годичный ритм экскреции гормонов, овариально-менструальный цикл, половой цикл и др.).
Под биоритмом понимают повторяющийся во времени компонент (процесс, функция), имеющий период колебания, частоту, амплитуду и акрофазу. Период - это время, в течение которого изменяющаяся величина совершает один полный цикл и возвращается к исходному положению, частота — число периодов в единицу времени, амплитуда — величина максимального отклонения от нулевого значения, акрофаза — сдвиг пика синусоиды данного ритма от пика синусоиды эталонного ритма.
Для здорового человека характерны оптимальные значения амплитуды любых функций организма. Как увеличение, так и уменьшение амплитуды колебаний отмечаются в биологически менее надежных системах. Амплитуда суточных изменений различных функций организма является показателем состояния здоровья или предболезни. В 25-35 лет ритмы различных функций протекают наиболее слаженно и в случае необходимости легче всего перестраиваются. В период старения наблюдается рассогласованность биоритмов и их постепенное угасание. Как показали исследования ряда авторов, диапазон суточных колебаний физиологических функций здорового организма весьма значителен. При различных соматических заболеваниях констатируется не только сглаживание амплитуд, но и инверсия физиологических ритмов.
Каждому органу свойственны свои амплитуды колебаний и их фазы, но общим для всех органов и систем является закономерное колебание активности их функции в суточном, сезонном ритме, когда повышение специфической деятельности сменяется ее понижением. По положению максимума активности различают ритмы с утренней и вечерней временной организацией. Обладатели утренних («жаворонки») и вечерних («совы») ритмов различаются своими функциональными возможностями. Показано, что «совы» легче переносят ночную и сменную работу, их циркадная система более пластична и менее подвержена десинхронозу. Деление ритмов на утренние и вечерние коррелирует с темпераментом, вегетативной и эмоциональной реактивностью, заболеваемостью.
Биологический смысл суточных колебаний физиологических функций состоит в обеспечении активности и работоспособности человека и быстрого протекания биохимических процессов днем за счет преобладания тонуса симпатического отдела нервной системы. В то же время активация парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в ночные часы обеспечивает отдых и восстановительные процессы в организме. Циркадный ритм является динамическим стереотипом физиологических процессов в организме. Биологические ритмы так точны, что их называют «биологическими часами». Установлены суточные колебания температуры тела, пульса, дыхания, артериального давления, гормонов, ферментов, биохимических процессов в крови и тканях и т. д.
Проблема хронобиологии весьма близка задачам практического здравоохранения и касается почти всех направлений медицинской науки. Хронопатология, как составная часть хронобиологии, в основном изучает десинхронозы -заболевания, возникающие в связи со значительным нарушением биологических ритмов, вызванным рассогласованием между физиологическими ритмами организма и внешними датчиками времени, из которых социальные факторы имеют особое значение.
Десинхронизация ритмов без изменения географического местопребывания (сменная и ночная работа, длительная хроноизоляция и др.) служит удобной моделью для исследования нарушений нормальных соотношений внешних и внутренних ритмов и предоставляет дополнительные данные для решения вопроса об эндогенно-экзогенной природе биологических ритмов. Наибольшая нагрузка на хронофизиологический аппарат человека отмечается при полном извращении привычных ритмов внешних факторов, имеющих место при дальних трансмеридиональных перелетах. Показана необходимость учёта при комплексной оценке последствий дальнего перелета трех компонентов: суточный десинхронизации (число пересеченных часовых поясов), сезонной десинхронизации и климатологического контраста. Необходимо отметить, что перемещение в широтном направлении всегда предъявляет повышенные требования к механизмам, обеспечивающим сезонные биологические ритмы, а перемещение в трансмеридиональном направлении — к механизмам, связанным с суточными биологическими ритмами.
Учитывая различную реактивность физиологических систем организма в разное время суток, можно получить оптимальный терапевтический эффект от применения различных физических факторов (физиобальнеотерапии) не только в традиционное (утреннее) время, но и во второй половине дня. Бальнеотерапия, примененная утром или днем при ИБС и постинфарктном кардиосклерозе, вызывает разные адаптивные реакции со стороны сердечно-сосудистой системы, биохимических систем, а также различную степень толерантности к физическим нагрузкам [Оранский И. Е., 1973].
При перемещении людей в различные климатические зоны организм должен приспособиться не только к измененному временному фактору и погодно-климатическим условиям, но и к необычному сезонному ритму. Нередко фактическая продолжительность сезонов и их обычные календарные сроки не совпадают. Так, продолжительность весны на территории СССР колеблется от 2 до 3 мес, лета — от 27 до 5 мес, осени — от 1 до 2 /2 месяцев и зимы — от 3 до 5 мес. Важно выявить нарушения биоритмов на всех этапах развития болезни.
Рис. 6. Годовая динамика атмосферного давления в Москве в 1968 г. по сравнению с климатической нормой.
В связи с тем что длительность суточных ритмов различна не только для отдельных систем организма, но и для процессов, протекающих в одном и том же органе, время назначения физиобальнеопроцедур нельзя решать однозначно. У здоровых, а тем более у больных биоритмы не синхронны и могут отличаться по фазе. Кроме того, переезд на курорты из других часовых поясов и климато-географических регионов также увеличивает разброс вариантов отклонений различных биоритмов.
Методология изучения биологических ритмов человека, в том числе во время отдыха и лечения еще недостаточно разработана. Применительно к задачам курортологии биоритмология должна изучать: 1) соответствие суточных и сезонных биоритмов временному фактору и условиям окружающей среды, 2) степень нарушения и восстановления суточного биоритма, 3) оптимальное время воздействия на организм различными лечебными факторами с учетом суточных и сезонных биоритмов, 4) влияние на биоритмы нарушений экзогенных (гелиогеофизическйх и метеорологических) ритмов.
К настоящему времени довольно детально изучен суточный и годовой ритм радиационного режима, основных метеорологических параметров (давление, температура, влажность и др.), количества кислорода в атмосферном воздухе, атмосферного электричества и других характеристик.
