Энциклопедия здоровья

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ — периодически повторяющиеся изменения характера и интен­сивности биологических процессов и явлений.

Биологические ритмы можно наблюдать на всех уровнях организации живой материи: от внутриклеточного до популяционного; развива­ются в тесном взаимодействии с окружающей средой и являются результатом приспособления к тем факторам окружающей среды, которые изменяются с четкой периодичностью (враще­ние Земли вокруг Солнца и своей оси, колеба­ния освещенности, температуры, влажности, напряженности электромагнитного поля Земли и т. п.).

Объективный анализ биологических ритмов предполагает измерение их различных параметров, в том числе амплитуды, частоты, периода колебаний и другое.

Выделяют так называемые высокочастотные биологические ритмы, колебания средней частоты и биологические ритмы низкой частоты. Периоды колебаний высокочастот­ных биологических ритмов находятся в пределах от долей секунды до получаса. Примерами могут слу­жить колебания биоэлектрической активности головного мозга, сердца, мышц, других органов и тканей. К этой же группе биологических ритмов  можно отнести ритмику внешнего дыхания.

Большое число биологических ритмов объединяют в группу колебаний средней частоты с длительностью периодов от получаса до 28 часов. Биологические ритмы с перио­дом от получаса до нескольких часов носят наз­вание ультрадианных. Наиболее важные из них имеют период около 90 мин. С такой периодич­ностью происходит чередование различных ста­дий сна, а во время бодрствования — периодов относительно высокой работоспособности и относительного расслабления. Биологические ритмы с периодом 20—28 ч называют околосуточными (циркадианными, или циркадными). Примерами их могут служить периодические колебания темпе­ратуры тела, частоты пульса.

Выделяют также группу биологических ритмов  низкой частоты — околонедельных, околомесячных, сезонных, окологодовых, многолетних и другое. В основе выделения каждого из них лежат четко регистрируемые колебания какого-либо функ­ционального показателя. Например, околонедель­ному биологическому ритму соответствует уровень выделения с мочой некоторых физиологически активных веществ; околомесячному — овариально-менструальный цикл у женщин; сезонным биологические ритмы — изменения продолжительности сна, мышеч­ной силы и т. д.; окологодовым и многолетним биологическим ритмом — темпы роста и физического развития детей и т. д.

Большинство ритмов формируется в про­цессе онтогенеза. Уже в организме новоро­жденного регистрируются функции, которые обладают околосуточным ритмом (с периодом от 23 до 25 ч). Однако появление такой ритмич­ности во многом зависит от уровня зрелости организма ребенка: у недоношенных детей рит­мичность развивается значительно позже, чем у детей, родившихся в срок.

Наиболее изучены околосуточные биологические ритмы. Экспериментальные и клинические данные дают основание полагать, что состояние этих ритмов является универсальным критерием общего состояния организма. Установлены циркадианные колебания более 300 физиологи­ческих функций организма человека. Так, частота сердечных сокращений является макси­мальной в 15—16 ч, частота дыхания — в 13— 16 ч, уровень систолического давления крови — в 15—18 ч, количество эритроцитов в крови — в 11—12 ч, лейкоцитов — в 21—23 ч, ряда гормо­нов в плазме крови — в 8—12 ч, белка крови (общего) — в 17—19 ч, билирубина (общего) — в 10 ч, холестерина — в 18 ч и т. д.

Ночью у человека самая низкая температура тела. К утру она повышается и достигает макси­мума во второй половине дня. Поскольку тем­пература тела определяет скорость биохимических реакций, ее повышение свидетельствует о том, что днем обмен веществ идет наиболее интен­сивно и таким образом обеспечивает человеку возмож­ность активной деятельности в светлую часть суток. С суточным ритмом температуры тела тесно связаны сон и пробуждение.

Лечение многих заболеваний должно строиться с учетом биологических ритмов. Предложено, например, лечить расстройства сна, которыми страдают мно­гие городские жители, следующим образом. Людей, страдающих бессонницей по ночам и с трудом борющихся со сном в дневное время, помещают в помещения, надежно изолиру­ющие человека от всех датчиков земного вре­мени. В таких условиях ежедневно «передвига­ют» время отхода ко сну на три часа вперед: лечение продолжается до тех пор, пока время отхода ко сну не начинает совпадать со време­нем отхода ко сну у здоровых людей. Лечение бронхиальной астмы рекомендуют проводить в тот момент, когда ряд показателей, характеризующих работу дыхательной системы, нахо­дится на самом низком уровне в течение суточ­ного цикла, что определяется путем круглосу­точной регистрации ритмов работы органов дыхания.

Наибольший мочегонный эффект фуросемида наблюдается при приеме его в 10 часов, макси­мальное выведение с мочой калия — при при­еме в 17 часов, натрия — в 13 часов. Гипогликемический эффект от введения инсулина больше всего выражен в 8—13 часов. Наибольшая концентрация гистамина (важнейшего медиатора аллергичес­ких реакций) отмечается в 21—24 часов. Этим объ­ясняется повышенная частота возникновения аллергических проявлений именно в вечернее время. По этой же причине антигистаминные препараты рекомендуется принимать в вечер­ние часы.

Уже традиционным становится применение различных гормонов по схемам, учитывающим биологические ритмы пациента. Так, гормональные препараты рекомендуется принимать в те часы, когда потребность организма в этих веществах макси­мальна: лечение, проводимое по такой схеме, оказывается наиболее эффективным, а дозы применяемых гормональных препаратов мини­мальными.

Биологические ритмы являются основой рациональной регламентации всего жизненного распорядка человека, так как высокая работоспо­собность и хорошее самочувствие могут быть достигнуты только в том случае, если соблю­дать по возможности постоянный распорядок дня. Отклонение от правильного режима пита­ния может приводить к существенному увеличе­нию массы (веса) тела. Для того, чтобы сохра­нить постоянный вес тела, достигнутый к 20— 25 годам, пищу следует принимать 4—5 раз в день в точном соответствии с индивидуальными суточными затратами энергии в те часы, когда появляется заметное чувство голода. Если при­нимать пищу общей калорийностью 2000 ккал только по утрам, то наблюдается снижение веса. Если ту же пищу принимают в вечерние часы, вес увеличивается.

В циркадианном биологические ритмы меняется и работоспо­собность человека. Она имеет два подъема: с 10 до 12 часов и с 16 до 18 часов. Ночью работоспособность понижается, особенно с 1 до 3 часов  ночи.

У лиц, работающих в ночную смену, наблю­даются различные изменения функционального состояния организма. При работе ночью в одних случаях состояние вегетативных функций соответствует этой фазе циркадианного ритма, т. е. их уровень понижен, в других — вегетатив­ные показатели приближаются к дневным и, следовательно, происходит обусловленная работой перестройка циркадианного ритма. Второй тип реакции обнаруживается, как пра­вило, при более напряженной работе, сопрово­ждается меньшими признаками утомления и чаще отмечается у лиц с большим стажем работы в сменном производстве.

Ритмические колебания работоспособности менее стереотипны и чаще изменяются, чем ритм вегетативных функций. Однако частые изменения рабочих смен вызывают невротичес­кие расстройства. Около 20% людей не могут при­способиться к сменному графику работы, а у остальных полной адаптации к работе преиму­щественно в ночную смену не наступает за целый год сменного труда. В то же время спе­циально разработанные режимы труда и отдыха помогают сохранить в течение длитель­ного времени высокую работоспособность. Показано, в частности, что чередование только утренней и вечерней смен переносится гораздо легче, чем работа в три смены или только ночью.

Не всем людям свойственны однотипные колебания работоспособности. Одни (так наз. жаворонки) энергично работают в первой поло­вине дня, другие («совы») — вечером. Люди, относящиеся к «жаворонкам», вечером испы­тывают сонливость, рано ложатся спать, но, рано просыпаясь, чувствуют себя бодрыми и работоспособными. «Совы» же, напротив, засыпают поздно, утром просыпаются с тру­дом, им свойственна наибольшая работоспособ­ность во второй половине дня, а некоторым — поздним вечером или даже ночью.

При нарушении координации тех или иных биологических ритмов возникает своеобразное патологическое состояние, называемое десинхронозом. Оно является следствием нарушения околосуточных ритмов (напр., при работе в ночные смены, в полярных широтах, при перелетах в другие вре­менные пояса).

Существует несколько довольно простых правил, выполнение которых облегчает адапта­цию к изменению временного пояса. Если изме­нение часового пояса происходит не на долгое время, то целесообразно сохранить близкий к постоянному месту жительства режим труда и отдыха. Если же на новом месте предстоит работа, требующая максимального напряжения сил, то необходимо заранее (за 3—10 дней) постепенно изменять режим труда и отдыха на месте постоянного жительства, приспосабливая его к новому временному поясу.

В последние годы заметное внимание уделя­ется теории так называемых расчетных низкочастотных ритмов: физическому — с периодом 23 дня, эмо­циональному — 28 дней и интеллектуальному — 33 дня: ритмы «запускаются» в момент рожде­ния и сохраняются затем с удивительным посто­янством в течение всей жизни. Первая половина периода каждого ритма характеризуется нарас­танием, а вторая — спадом физической, эмо­циональной или интеллектуальной активности. По мнению авторов этой теории, можно пред­сказывать особенности функционирования организма в тот или иной день на длительный срок вперед. Однако реальный вид кривой биологических ритмов очень далек от идеальной синусоиды, характе­ризующей расчетные ритмы. Кроме того, биологические ритмы способны изменяться. В целом убедительных доказательств в реальности теории расчетных ритмов нет.