Биологичен часовник на човешкото тяло

Отдавна е наблюдавано, че целият живот на Земята се подчинява на определени ритми, които се определят от глобалните процеси. Това е дневното въртене на планетата около оста и нейното движение по слънчевата орбита. Живите организми някак си усещат времето и тяхното поведение е подчинено на неговия курс. Това се проявява в редуването на периоди на активност и сън при животни, при отварянето и затварянето на цветята в растенията. Мигриращите птици се връщат на своите места за гнездене всяка пролет, излюпват пилета и мигрират в топлите страни през зимата.

Какво е биологичен часовник?

Ритъмът на потока на всички жизнени процеси е свойство, присъщо на всички жители на нашата планета. Например морските едноклетъчни камбанки светят през нощта. Не е известно защо го правят. Но през деня те не блестят. Това свойство на флагелатите се получава в процеса на еволюцията.

Всеки жив организъм на Земята - както растения, така и животни - има вътрешен часовник. Те определят периодичността на живота, обвързана с продължителността на земните дни. Тези биологични часовници адаптират курса си към честотата на деня и нощта, те не зависят от температурните промени. Освен дневните цикли има сезонни (годишни) и лунни периоди.

Биологичният часовник до известна степен е конвенционална концепция, която предполага собствеността на живите организми да се ориентират във времето. Това свойство е присъщо за тях на генетично ниво и се наследява.

Изследване на механизма на биологичните часовници

Дълго време ритъмът на жизнените процеси на живите организми се обяснява с ритъма на промени в условията на околната среда: светлина, влажност, температура, атмосферно налягане и дори интензивността на космическата радиация. Въпреки това, прости експерименти показват, че биологичните часовници работят независимо от промените във външните условия.

Днес е известно, че те са във всяка клетка. В сложните организми часовниците образуват сложна йерархична система. Тя е необходима за функционирането като цяло. Ако някакви органи и тъкани не са координирани във времето, възниква различен тип заболяване. Вътрешният часовник е ендогенен, т.е. има вътрешен характер и се регулира от сигнали отвън. Какво още знаем?

Биологичните часовници са наследени. През последните години са открити доказателства за този факт. В клетките има часовникови гени. Те са обект на мутации и естествен подбор. Необходимо е да се координират процесите на жизнената дейност с ежедневното въртене на Земята. Тъй като съотношенията на деня и нощта през годината не са еднакви на различни географски ширини, часовникът е необходим и за приспособяване към променящите се сезони. Те трябва да преценят дали добавя или намалява деня и нощта. Няма друг начин да се направи разграничение между пролетта и есента.

Изучавайки биологичния часовник на растенията, учените откриха механизма на тяхната адаптация към промените в продължителността на деня. Това става с участието на специални фитохромни регулатори. Как работи този механизъм? Ензимът фитохром съществува в две форми, които се превръщат от едно в друго в зависимост от времето на деня. Часовникът се регулира от външни сигнали. Всички процеси в растенията - растеж, цъфтеж - зависят от концентрацията на ензима фитохром.

Механизмът на вътреклетъчните часовници все още не е проучен до края, но по-голямата част от пътя е покрита.

Циркадни ритми в човешкото тяло

Периодичните промени в интензивността на биологичните процеси са свързани с редуването на деня и нощта. Тези ритми се наричат ​​циркадни или циркадни. Тяхната честота е около 24 часа. Въпреки че циркадните ритми са свързани с процеси, протичащи извън тялото, те имат ендогенен произход.

Лицето няма никакви органи и физиологични функции, които да не се подчиняват на ежедневните цикли. Днес повече от 300 са известни.

Човешкият биологичен часовник регулира тези процеси в съответствие с ежедневните ритми:

- клетъчно делене ;

- сърдечна честота и дишане;

- консумация на кислород от организма;

- чревна перисталтика;

- интензивността на жлезите;

- редуване на съня и почивката.

Това са само основните прояви.

Ритъмът на физиологичните функции възниква на всички нива - от промени вътре в клетката до реакции на нивото на организма. Експериментите от последните години показват, че основата на циркадните ритми - ендогенни, самоподдържащи се процеси. Човешкият биологичен часовник е настроен да осцилира на 24 часа. Те са свързани с промените в околната среда. Ходът на биологичния часовник се синхронизира с някои от тези промени. Най-характерни за тях са редуването на деня и нощта и дневните колебания в температурата.

Смята се, че в по-висшите организми главният часовник се намира в мозъка в ядрото на супрахиазиса на таламуса. Нервните влакна от зрителния нерв водят до него, а с кръвта, хормонът мелатонин, произведен от епифизата, се въвежда с кръвта. Това е органът, който някога е бил третото око на древните влечуги и запазва регулирането на циркадните ритми.

Биологичен часовник на органи

Всички физиологични процеси в човешкото тяло протичат с определен цикличен характер. Температура, налягане, концентрация на кръвната захар.

Човешките органи са подложени на ежедневния ритъм. В рамките на 24 часа функциите им променят периоди от възходи и спадове. Тоест винаги, в същото време, органът работи особено ефективно в продължение на 2 часа, след което преминава в фазата на релаксация. По това време тялото почива и се възстановява. Тази фаза също продължава 2 часа.

Например, фазата на вдигане на активността на стомаха пада върху периода от 7 до 9 часа, след него, от 9 на 11, следва спад. Слезката и панкреасът са активни от 9 до 11, а от 11 до 13 почиват. В сърцето, тези периоди падат в 11-13 часа и 13-15. Фазата на действие на пикочния мехур - от 15 до 17, почивка и почивка - от 17 до 19.

Биологичният часовник на органите е един от онези механизми, които позволяват на жителите на Земята да се адаптират към ежедневния ритъм на еволюцията от милиони години. Но цивилизацията, създадена от човека, постоянно унищожава този ритъм. Изследванията показват, че е лесно да се дебалансира биологичният часовник на тялото. Достатъчно е само радикално да се промени диетата. Например, започнете обяд в средата на нощта. Ето защо, твърдата диета е основен принцип. Особено важно е да се наблюдава от ранно детство, когато започват биологичните часовници на човешкото тяло. Продължителността на живота зависи пряко от това.

Hronogerontologiya

Това е нова, наскоро възникваща научна дисциплина, която изучава свързаните с възрастта промени в биологичните ритми, които се случват в човешкото тяло. Хронохертологията е възникнала на кръстопътя на две науки - хронобиология и геронтология.

Един от предметите на изследването е механизмът на функциониране на т.нар. „Големи биологични часовници”. Този термин за първи път е пуснат в обращение от видния учен В.М. Дилман.

"Голям биологичен часовник" е по-скоро конвенционално понятие. Това е по-скоро модел на процесите на стареене, които се случват в организма. Той дава разбиране за връзката на начина на живот на човека, неговите хранителни зависимости с действителните биологична възраст. Тези часове отброяват продължителността на живота. Те записват натрупването на промени в човешкото тяло от раждането до смъртта.

Ходът на голям биологичен часовник е неравномерен. Те бързат, след това изостават. Много фактори влияят на курса им. Те съкращават и удължават живота.

Принципът на функционирането на големите биологични часовници е, че те измерват не периоди от време. Те измерват ритъма на процесите, или по-точно загубата му с възрастта.

Проучванията в тази посока могат да помогнат при решаването на основния проблем на медицината - премахването на болестите на стареенето, които днес са основната пречка за постигане на видовата граница на човешкия живот. Сега тази цифра се изчислява на 120 години.

мечтая

Вътрешните ритми на тялото регулират всички жизнени процеси. Времето за заспиване и пробуждане, продължителността на съня - за цялото "трето око" - таламуса. Доказано е, че тази част от мозъка е отговорна за производството на мелатонин, хормон, който регулира човешките биоритми. Нивото му подлежи на ежедневни ритми и се регулира от осветлението на ретината. При промяна на интензивността на светлинния поток, нивото на мелатонин се увеличава или намалява.

Механизмът на съня е много фин и уязвим. Нарушаването на редуването на съня и будността, което е присъщо на човека по природа, причинява сериозни вреди на здравето. По този начин постоянната смяна на работата, която включва работа през нощта, е свързана с по-голяма вероятност от поява на такива заболявания като диабет тип 2, сърдечни пристъпи и рак.

В съня човекът напълно се отпуска. Всички органи почиват, само мозъкът продължава да работи, систематизира информацията, получена за един ден.

По-кратък сън

Цивилизацията прави свои собствени корекции в живота. Изследвайки биологичния часовник на съня, учените открили, че съвременният човек спи с 1,5 часа по-малко от хората през 19-ти век. Каква е опасността от намаляване на времето за нощна почивка?

Нарушаването на естествения ритъм на редуване на съня и будността води до смущения и нарушения в работата на жизнените системи на човешкото тяло: имунна, сърдечно-съдова, ендокринна. Липсата на сън води до прекомерно телесно тегло, засяга зрението. Човек започва да чувства дискомфорт в очите, яснотата на изображението е нарушена, съществува опасност от развитие на сериозно заболяване - глаукома.

Липсата на сън предизвиква неизправност на човешката ендокринна система, като по този начин увеличава риска от сериозно заболяване - диабет.

Изследователите са разкрили интересен модел: продължителността на живота е по-голяма за хората, които спят от 6.5 до 7.5 часа. И намаляването, и увеличаването на времето за сън водят до намаляване на продължителността на живота.

Биологичен часовник и здраве на жените

Този брой е посветен на много изследвания. Биологичният часовник на жената е способността на тялото да произвежда потомство. Има и друг термин - плодородие. Става дума за възрастовата граница, благоприятна за раждането на деца.

Преди няколко десетилетия часовникът показваше тридесет години. Смята се, че осъзнаването на себе си като майки за жените от нежния пол след тази възраст носи риск за здравето на жена и нейното неродено дете.

Сега ситуацията се промени. За първи път броят на жените, които зачеват дете на възраст между 30 и 39 години, се е увеличил значително, 2.5 пъти, а тези, които са го направили след 40, се е увеличил с 50%.

Въпреки това експертите смятат, че благоприятната възраст за майчинството е 20-24 години. Често желанието да се получи образование, да се реализира в професионалното поле, печели. Само няколко жени на тази възраст поемат отговорност за отглеждане на бебе. Сексуалната зрялост е 10 години преди емоционалната зрялост. Ето защо повечето експерти са склонни да вярват, че за една съвременна жена оптималното време за раждане на дете е 35 години. Днес те вече не са включени в така наречената рискова група.

Биологичен часовник и медицина

Реакцията на човешкото тяло върху различни ефекти зависи от фазата на циркадния ритъм. следователно биологични ритми играят важна роля в медицината, особено в диагностиката и лечението на много заболявания. Така ефектът на лекарствата зависи от фазата на дневния биоритъм. Например, по време на стоматологично лечение, аналгетичният ефект е най-силно изразен от 12 до 18 часа.

Промяната на чувствителността на човешкото тяло към лекарства е изучаване на хронофармакологията. На базата на информация за дневните биоритми са разработени най-ефективните лекарствени схеми.

Например, чисто индивидуалните колебания в стойностите на кръвното налягане изискват да се вземе под внимание този фактор, когато се приема лекарство за лечение на хипертония, исхемия. Така че, за да се избегне криза, хората в риск трябва да приемат наркотиците вечер, когато тялото е най-уязвимо.

Освен факта, че биоритмите на човешкото тяло влияят върху ефекта от приема на лекарствата, ритмичните нарушения могат да предизвикат различни заболявания. Те се отнасят до така наречените динамични заболявания.

Десинхроноза и нейната профилактика

За човешкото здраве дневната светлина е от голямо значение. Слънчевата светлина осигурява естествена синхронизация на биоритмите. Ако осветлението не е достатъчно, както се случва през зимата, възниква повреда. Това може да бъде причина за много болести. Развиват се психични (депресивни състояния) и физически (намаляване на общия имунитет, слабост и др.). Причината за тези нарушения е в десинхронозата.

Десинхронозата се случва, когато биологичният часовник на човешкото тяло се провали. Причините могат да бъдат различни. Десинхронозата се случва при промяна на часовата зона за дълъг период, по време на адаптационния период по време на прехода към зимно (лятно) време, по време на работа на смени, пристрастяване към алкохол, непостоянно хранене. Това се изразява в нарушение на съня, пристъпи на мигрена, загуба на внимание и концентрация. В резултат на това може да се появи апатия и депресия. Възрастните хора се адаптират по-трудно, те се нуждаят от повече време.

За предотвратяване на десинхроноза, корекция на ритъма на тялото с помощта на вещества, които могат да повлияят на фазата на биологичните ритми. Те се наричат ​​хронобиотици. Те се съдържат в лечебни растения.

Биологичните часовници отговарят добре на музиката с помощта на музика. Помага за повишаване на производителността при извършване на монотонна работа. С помощта на музиката се лекуват и нарушения на съня и невропсихиатрични заболявания.

Ритъмът във всичко е начинът да се подобри качеството на живот.

Практическа стойност на биоритмологията

Биологичният часовник е обект на сериозни научни изследвания. Техните клиенти са много отрасли на икономиката. Резултатите от изследването на биологичните ритми на живите организми се прилагат успешно на практика.

Познаването на ритъма на живот на домашните животни и култивираните растения спомага за повишаване на ефективността на селскостопанското производство. Ловците и рибарите използват това знание.

Дневните колебания в тялото на физиологичните процеси отчитат медицинската наука. Ефективността на вземане на лекарства, хирургически интервенции, извършване на медицински процедури и манипулации зависи пряко от биологичния часовник на органите и системите.

Постиженията на биоритмологията отдавна се използват в организацията на режимите на работа и почивка за екипажите на авиокомпаниите. Тяхната работа включва пресичането на няколко часови зони в един полет. Премахването на неблагоприятните последици от този фактор е много важно за поддържането на здравето на полетните екипажи на авиокомпаниите.

Трудно е да се направи без постиженията на биоритмологията в космическата медицина, особено при подготовката на дълги полети. Широкообхватните амбициозни планове за създаване на човешки селища на Марс няма да направят, очевидно, без да се изследват особеностите на функционирането на човешките биологични часовници на тази планета.