Os ritmos biológicos são interessantes porque em muitos casos persistem mesmo sob condições ambientais constantes. Tais ritmos são chamados endógenos, ou seja, “vindos de dentro”: embora geralmente se correlacionem com mudanças rítmicas em condições externas, como a alternância de dia e noite, não podem ser consideradas uma reação direta a essas mudanças. Ritmos biológicos endógenos são encontrados em todos os organismos, exceto bactérias. O mecanismo interno que mantém o ritmo endógeno, ou seja, permitir que o corpo não apenas sinta a passagem do tempo, mas também meça seus intervalos, é chamado de relógio biológico.
O funcionamento do relógio biológico é agora bem compreendido, mas os processos internos subjacentes a ele permanecem um mistério. Na década de 1950, o químico soviético B. Belousov provou que, mesmo em uma mistura homogênea, alguns reações químicas pode acelerar e desacelerar periodicamente. Da mesma forma, a fermentação alcoólica em células de levedura é ativada ou inibida em intervalos de aprox. 30 segundos. De alguma forma, essas células interagem umas com as outras para que seus ritmos sejam sincronizados e toda a suspensão de levedura “pulsa” duas vezes por minuto.
Acredita-se que essa seja a natureza de todos os relógios biológicos: as reações químicas em cada célula do corpo ocorrem ritmicamente, as células "se ajustam" umas às outras, ou seja, sincronizam seu trabalho e, como resultado, pulsam simultaneamente. Essas ações sincronizadas podem ser comparadas às oscilações periódicas de um pêndulo de relógio.
Ritmos circadianos. De grande interesse são os ritmos biológicos com um período de cerca de um dia. Eles são chamados assim - circadiano, circadiano ou circadiano - de lat. cerca - sobre e morre - dia.Os processos biológicos com periodicidade circadiana são muito diversos. Por exemplo, três tipos cogumelos brilhantes fortalecem e enfraquecem seu brilho a cada 24 horas, mesmo que mantidos artificialmente em luz constante ou em completa escuridão. O brilho de uma alga unicelular muda diariamente
Gonyaulax . Nas plantas superiores, vários processos metabólicos ocorrem no ritmo circadiano, em particular a fotossíntese e a respiração. Em estacas de limão, a intensidade da transpiração flutua com uma frequência de 24 horas. Especialmente exemplos ilustrativos- movimentos diários das folhas e abertura-fechamento das flores.Uma variedade de ritmos circadianos também são conhecidos em animais. Um exemplo é o celenterado próximo às anêmonas do mar - uma caneta do mar (
Cavernularia obesa ), que é uma colônia de muitos pólipos minúsculos. A caneta marinha vive em águas rasas e arenosas, sugando a areia durante o dia e virando-se à noite para se alimentar de fitoplâncton. Este ritmo é mantido no laboratório sob condições de iluminação constante.Os insetos têm um relógio biológico que funciona bem. Por exemplo, as abelhas sabem quando certas flores abrem e as visitam todos os dias no mesmo horário. As abelhas também aprendem rapidamente a que horas o xarope de açúcar é apresentado a elas no apiário.
Nos humanos, não apenas o sono, mas muitas outras funções estão sujeitas ao ritmo diário. Exemplos disso são o aumento e diminuição da pressão arterial e a excreção de potássio e sódio pelos rins, flutuações no tempo reflexo, sudorese das palmas das mãos, etc. As mudanças na temperatura corporal são especialmente perceptíveis: à noite é cerca de 1
° Com menor que o dia. Os ritmos biológicos em humanos são formados gradualmente durante desenvolvimento individual. Em um recém-nascido, eles são bastante instáveis - períodos de sono, nutrição, etc. alternar aleatoriamente. Alternância regular de períodos de sono e vigília com base em 24- O ciclo de 25 horas só começa a acontecer às 15 semanas de idade.Correlação e "afinação". Embora os ritmos biológicos sejam endógenos, eles correspondem a mudanças nas condições externas, em particular à mudança do dia e da noite. Esta correlação é devido ao chamado. "capturar". Por exemplo, os movimentos circadianos das folhas nas plantas persistem na escuridão completa por apenas alguns dias, embora outros processos cíclicos possam continuar a se repetir centenas de vezes, apesar da constância das condições externas. Quando o feijão sai, mantido no escuro, finalmente para de se espalhar e cair, um breve lampejo de luz é suficiente para restaurar esse ritmo e durar mais alguns dias. Nos ritmos circadianos de animais e plantas, o estímulo que define o tempo é geralmente uma mudança na iluminação - ao amanhecer e à noite. Se tal sinal for repetido periodicamente e com frequência próxima daquela característica de um dado ritmo endógeno, há uma sincronização exata dos processos internos do corpo com as condições externas. O relógio biológico é "capturado" pela periodicidade circundante.Mudando o ritmo externo em fase, por exemplo, acendendo a luz à noite e mantendo a escuridão durante o dia, pode-se “traduzir” o relógio biológico da mesma forma que de costume, embora tal reestruturação exija algum tempo. Quando uma pessoa muda para outro fuso horário, seu ritmo de sono-vigília muda a uma taxa de duas a três horas por dia, ou seja, a uma diferença de 6 horas, ele só se adapta depois de dois ou três dias.
NO certos limitesé possível reconfigurar o relógio biológico para um ciclo diferente de 24 horas, ou seja, fazê-los ir a uma velocidade diferente. Por exemplo, em pessoas por muito tempo vivendo em cavernas com alternância artificial de períodos claros e escuros, cuja soma diferia significativamente de 24 horas, o ritmo do sono e outras funções circadianas ajustadas à nova duração do “dia”, que era de 22 a 27 horas, mas não era mais possível mudá-lo com mais força. O mesmo se aplica a outros organismos superiores, embora muitas plantas possam se adaptar a "dias" que são uma fração inteira do normal, por exemplo, 12 ou
08:00. Ritmos das marés e lunares. Em animais marinhos costeiros, os ritmos das marés são frequentemente observados, ou seja, mudanças periódicas na atividade, sincronizadas com a subida e descida da água. As marés são impulsionadas pela gravidade lunar, e na maioria das regiões do planeta há duas marés altas e duas marés baixas durante um dia lunar (o período de tempo entre dois nasceres da lua sucessivos). nosso planeta em torno de seu próprio eixo, o dia lunar cerca de 50 minutos a mais do que o solar, ou seja, marés altas vêm a cada 12,4 horas. Os ritmos das marés têm o mesmo período. Por exemplo, o caranguejo eremita se esconde da luz na maré baixa e emerge das sombras na maré alta; com o início da maré alta, as ostras abrem suas conchas, desdobram os tentáculos das anêmonas do mar e assim por diante. Muitos animais, incluindo alguns peixes, usam mais oxigênio na maré alta. As mudanças de cor dos caranguejos violinistas são sincronizadas com a subida e descida da água.Muitos ritmos de maré persistem, às vezes por semanas, mesmo quando os animais são mantidos em um aquário. Isso significa que em essência eles são endógenos, embora na natureza sejam “capturados” e reforçados por mudanças no ambiente externo.
Em alguns animais marinhos, a reprodução se correlaciona com as fases da lua e geralmente ocorre uma vez (raramente duas) durante o mês lunar. O benefício dessa periodicidade para a espécie é óbvio: se óvulos e espermatozóides forem jogados na água por todos os indivíduos ao mesmo tempo, as chances de fertilização são bastante altas. Este ritmo é endógeno e acredita-se ser estabelecido pela "intersecção" do ritmo circadiano de 24 horas com o das marés, cujo período é de 12,4 ou 24,8 horas. Tal "cruzamento" (coincidência) ocorre em intervalos de 14
- 15 e 29-30 dias, que corresponde ao ciclo lunar.O mais conhecido e provavelmente mais notável entre os ritmos das marés e lunares é o associado à reprodução do grunion - peixe do mar desova nas praias da Califórnia. Durante cada mês lunar, duas marés especialmente altas - sizígia - são observadas, quando a Lua está no mesmo eixo com a Terra e o Sol (entre eles ou no lado oposto da luminária). Durante uma maré tão alta, o grunion desova, enterrando seus ovos na areia na beira da água. Em duas semanas, eles se desenvolvem praticamente em terra, onde não podem chegar. predadores marinhos. Na próxima maré de primavera, quando a água cobre a areia literalmente recheada com eles, os alevinos eclodem de todos os ovos em poucos segundos, imediatamente flutuando no mar. Obviamente, tal estratégia de reprodução só é possível se grunhidos adultos sentirem a hora do início das marés vivas.
O ciclo menstrual nas mulheres dura quatro semanas, embora não seja necessariamente sincronizado com as fases da lua. No entanto, como mostram os experimentos, mesmo neste caso podemos falar sobre o ritmo lunar. O horário da menstruação é fácil de mudar, usando, por exemplo, um programa especial de iluminação artificial; no entanto, ocorrerão com uma frequência muito próxima de 29,5 dias, ou seja, ao mês lunar.
ritmos de baixa frequência. Ritmos biológicos com períodos muito superiores a um mês são difíceis de explicar com base em flutuações bioquímicas, que provavelmente causam ritmos circadianos, e seu mecanismo ainda é desconhecido. Entre esses ritmos, os anuais são os mais evidentes. Se as árvores zona temperada replantadas nos trópicos, elas manterão o ciclo de floração, queda de folhas e dormência por algum tempo. Mais cedo ou mais tarde, esse ritmo se romperá, a duração das fases do ciclo se tornará cada vez mais indefinida e, eventualmente, a sincronização dos ciclos biológicos desaparecerá não apenas em diferentes espécimes da mesma espécie, mas também em diferentes ramos da vida. a mesma árvore.Em regiões tropicais, onde as condições ambientais são quase constantes ao longo do ano, plantas e animais nativos geralmente exibem ritmos biológicos de longo prazo com um período diferente de 12 meses. Por exemplo, a floração pode ocorrer a cada 8 ou 18 meses. Aparentemente ritmo anualé uma adaptação às condições da zona temperada.
O valor do relógio biológico. O relógio biológico é útil para o corpo principalmente porque permite que ele adapte sua atividade às mudanças periódicas no ambiente. Por exemplo, um caranguejo que evita a luz na maré baixa buscará automaticamente um abrigo que o proteja de gaivotas e outros predadores que se alimentam no substrato exposto debaixo d'água. A noção de tempo inerente às abelhas coordena sua saída para o pólen e o néctar com o período de abertura das flores. Da mesma forma, o ritmo circadiano diz aos animais do fundo do mar quando a noite cai e eles podem se aproximar da superfície, onde há mais comida.Além disso, os relógios biológicos permitem que muitos animais encontrem a direção usando marcos astronômicos. Isso só é possível se a posição do corpo celeste e a hora do dia forem conhecidas ao mesmo tempo. Por exemplo, no Hemisfério Norte, o sol está exatamente ao sul ao meio-dia. Em outras horas, para determinar a direção sul, é necessário, conhecendo a posição do sol, fazer uma correção angular em função da hora local. Usando seus relógios biológicos, alguns pássaros, peixes e muitos insetos realizam esses "cálculos" regularmente.
Não há dúvida de que as aves migratórias precisam de habilidade de navegação para encontrar o caminho para pequenas ilhas no oceano. Eles provavelmente usam seu relógio biológico para determinar não apenas a direção, mas também as coordenadas geográficas.
Veja também AVES.Os problemas associados à navegação não se limitam às aves. Focas, baleias, peixes e até borboletas fazem longas migrações regulares.
Aplicação prática de ritmos biológicos. O crescimento e a floração das plantas dependem da interação entre seus ritmos biológicos e mudanças nos fatores ambientais. Por exemplo, a floração é estimulada principalmente pela duração dos períodos claros e escuros do dia em certas fases do desenvolvimento da planta. Isso permite que você selecione culturas adequadas para certas latitudes e condições climáticas e desenvolver novas variedades. Ao mesmo tempo, sabe-se que tentativas bem-sucedidas mudam os ritmos biológicos das plantas na direção certa. Por exemplo, o homem-pássaro árabe (Ornithogallum arabicum ), que geralmente floresce em março, pode ser forçada a florescer por volta do Natal - em dezembro.Com a disseminação das viagens aéreas de longa distância, muitos se deparam com o fenômeno da dessincronização. Um passageiro de jato que viaja rapidamente por vários fusos horários geralmente experimenta uma sensação de fadiga e desconforto associada à "transferência" de seu relógio biológico para o horário local. Uma dessincronização semelhante é observada em pessoas que passam de um turno de trabalho para outro. A maioria dos efeitos negativos se deve à presença no corpo humano de não um, mas muitos relógios biológicos. Isso costuma ser imperceptível, pois todos são “capturados” pelo mesmo ritmo diário do dia e da noite. No entanto, quando é deslocado de fase, a taxa de reconfiguração de vários relógios endógenos não é a mesma. Como resultado, o sono ocorre quando a temperatura corporal, a taxa de excreção de potássio pelos rins e outros processos no corpo ainda correspondem ao nível de vigília. Tal incompatibilidade de funções durante o período de adaptação a um novo regime leva ao aumento da fadiga.
Acumulam-se evidências de que longos períodos de dessincronização, como voos frequentes de um fuso horário para outro, são prejudiciais à saúde, mas ainda não está claro o tamanho desse dano. Quando a mudança de fase não pode ser evitada, a dessincronização pode ser minimizada escolhendo a taxa de mudança correta.
Os ritmos biológicos são de importância óbvia para a medicina. É sabido, por exemplo, que a suscetibilidade do organismo a várias influências nocivas varia de acordo com a hora do dia. Em experimentos sobre a introdução de uma toxina bacteriana em camundongos, foi demonstrado que à meia-noite sua dose letal é maior do que ao meio-dia. Da mesma forma, a sensibilidade desses animais ao álcool e à exposição aos raios X muda. A suscetibilidade de uma pessoa também flutua, mas em antifase: seu corpo fica mais indefeso à meia-noite. À noite, a mortalidade dos pacientes operados é três vezes maior do que durante o dia. Isso se correlaciona com as flutuações na temperatura corporal, que em humanos é máxima durante o dia e em camundongos à noite.
Tais observações sugerem que os procedimentos médicos devem ser coordenados com o curso do relógio biológico, e alguns sucessos já foram alcançados aqui. A dificuldade é que os ritmos biológicos de uma pessoa, principalmente de um paciente, ainda não foram suficientemente estudados. Sabe-se que muitas doenças
- do câncer à epilepsia - eles são violados; um exemplo vívido disso são as flutuações imprevisíveis na temperatura corporal dos pacientes. Até que os ritmos biológicos e suas mudanças sejam devidamente estudados, é obviamente impossível usá-los na prática. Deve-se acrescentar que, em alguns casos, a dessincronização dos ritmos biológicos pode ser não apenas um sintoma da doença, mas também uma de suas causas. LITERATURA ritmos biológicos , t. 1-2. M., 1984A ciência que estuda o ritmo na biologia surgiu no final do século XVIII. Seu fundador é o médico alemão Christopher William Hufeland. A partir de sua submissão, um longo período do organismo era considerado dependente apenas de processos cíclicos externos, principalmente da rotação da Terra em torno do Sol e de seu próprio eixo. Hoje, a cronobiologia é popular. De acordo com a teoria que a domina, as causas dos biorritmos estão tanto fora quanto dentro de um determinado organismo. Além disso, mudanças que se repetem ao longo do tempo são características não apenas de indivíduos individuais. Eles permeiam todos os níveis dos sistemas biológicos - da célula à biosfera.
Assim, a propriedade considerada é uma das características fundamentais da matéria viva. O ritmo na biologia pode ser definido como flutuações na intensidade dos processos e reações fisiológicas. Representa mudanças periódicas no estado do ambiente de um sistema vivo, surgindo sob a influência de fatores externos e internos. Eles também são chamados de sincronizadores.
Os biorritmos que não dependem de fatores externos (atuando no sistema de fora) são endógenos. Exógenos, respectivamente, não respondem ao impacto de sincronizadores internos (que atuam dentro do sistema).
Como já observado, nos primeiros estágios da formação de uma nova ciência, o ritmo na biologia era considerado devido apenas a fatores externos. Essa teoria foi substituída pela hipótese da determinação interna. Nela, os fatores externos desempenharam um papel menor. No entanto, rapidamente, os pesquisadores entenderam o alto valor de ambos os tipos de sincronizadores. Hoje acredita-se que os endógenos biológicos, por natureza, estão sujeitos a alterações sob a influência de ambiente externo. Essa ideia está no centro do modelo multioscilatório de regulação de tais processos.
De acordo com este conceito, os processos oscilatórios endógenos geneticamente programados são afetados por sincronizadores externos. Um grande número de oscilações rítmicas internas de um organismo multicelular é construído em uma certa ordem hierárquica. Sua manutenção é baseada em mecanismos neuro-humorais. Eles coordenam as relações de fase de diferentes ritmos: processos unidirecionais ocorrem de forma síncrona, enquanto os incompatíveis funcionam em antifase.
É difícil imaginar toda essa atividade sem algum tipo de oscilador (coordenador). Na teoria em consideração, distinguem-se três sistemas reguladores interligados: a glândula pineal, a glândula pituitária e as glândulas supra-renais. A epífise é considerada a mais antiga.
Presumivelmente, em organismos em estágios baixos de desenvolvimento evolutivo, a glândula pineal desempenha papel de liderança. A melatonina secretada por eles é produzida no escuro e se decompõe na luz. Na verdade, ele informa todas as células sobre a hora do dia. À medida que a organização se torna mais complexa, a glândula pineal passa a desempenhar um papel secundário, dando lugar aos núcleos supraquiasmáticos do hipotálamo. A questão da relação na regulação dos biorritmos de ambas as estruturas não foi totalmente resolvida. Em qualquer caso, de acordo com a teoria, eles têm um "ajudante" - as glândulas supra-renais.
Todos os biorritmos são divididos em duas categorias principais:
fisiológicas são flutuações no trabalho de sistemas corporais individuais;
ecológicos, ou adaptativos, são necessários para se adaptar às condições ambientais em constante mudança.
Também comum é a classificação proposta pelo cronobiólogo F. Halberg. Ele tomou sua duração como base para a divisão dos ritmos biológicos:
flutuações de alta frequência - de alguns segundos a meia hora;
flutuações na frequência média - de meia hora a seis dias;
flutuações de baixa frequência - de seis dias a um ano.
Os processos do primeiro tipo são respiração, batimentos cardíacos, atividade elétrica do cérebro e outros ritmos semelhantes na biologia. Exemplos de flutuações na frequência média são as mudanças durante o dia processos metabólicos, padrões de sono e vigília. O terceiro inclui ritmos sazonais, anuais e lunares.
Sincronizadores externos a uma pessoa são divididos em sociais e físicos. A primeira é a rotina diária e diversas normas adotadas no trabalho, na vida cotidiana ou na sociedade como um todo. Os sincronizadores físicos são representados pela mudança do dia e da noite, a força dos campos eletromagnéticos, flutuações de temperatura, umidade e assim por diante.
O estado ideal do corpo ocorre quando os biorritmos internos de uma pessoa funcionam de acordo com as condições externas. Infelizmente, nem sempre é assim. O estado em que há um descompasso entre os ritmos internos e os sincronizadores externos é chamado de dessincronização. Também existe em duas versões.
A dessincronose interna é uma incompatibilidade de processos diretamente no corpo. Um exemplo comum é a interrupção dos ritmos de sono e vigília. A dessincronose externa é uma incompatibilidade entre os ritmos biológicos internos e as condições ambientais. Tais violações ocorrem, por exemplo, ao voar de um fuso horário para outro.
A dessincronose se manifesta na forma de uma mudança em indicadores fisiológicos como a pressão arterial. Muitas vezes é acompanhado por aumento da irritabilidade, falta de apetite, fadiga. Segundo os cronobiólogos, como mencionado acima, qualquer doença é o resultado de uma incompatibilidade de certos processos oscilatórios.
Entendendo a lógica da oscilação processos fisiológicos permite otimizar suas atividades. Nesse sentido, a importância dos ritmos biológicos que duram cerca de um dia é especialmente grande. Eles são usados tanto para determinar a eficácia quanto para diagnóstico médico, tratamento e até mesmo a escolha da dose dos medicamentos.
No corpo humano, um dia é um período de flutuação de um grande número de processos. Alguns deles mudam significativamente, outros minimamente. É importante ao mesmo tempo que os indicadores de ambos não ultrapassem a norma, ou seja, não se tornem ameaçadores à saúde.
A termorregulação é uma garantia da constância do ambiente interno e, portanto, do bom funcionamento do corpo para todos os mamíferos, incluindo os humanos. A mudança na temperatura ocorre durante o dia, enquanto o intervalo de flutuações é bastante pequeno. Os indicadores mínimos são típicos para o período de uma da manhã às cinco da manhã, os máximos são registrados por volta das seis da tarde. A amplitude das oscilações é geralmente inferior a um grau.
O trabalho do "motor" principal corpo humano também sujeito a oscilações. Há dois pontos de tempo em que a atividade diminui do sistema cardiovascular: uma da tarde e nove da noite.
Todos os órgãos formadores de sangue têm seus próprios ritmos. A atividade da medula óssea atinge o pico no início da manhã e a atividade do baço atinge o pico às oito horas da noite.
A secreção de hormônios também é instável ao longo do dia. A concentração de adrenalina no sangue aumenta no início da manhã e atinge seu pico às nove horas. Esse recurso explica a alegria e a atividade que são mais características das pessoas pela manhã.
As parteiras conhecem uma estatística curiosa: na maioria dos casos, o trabalho de parto começa por volta da meia-noite. Isso também se deve às peculiaridades do trabalho: a essa altura, o lobo posterior da hipófise é ativado, que produz os hormônios correspondentes.
Para aderentes nutrição apropriada fatos relacionados a sistema digestivo. A primeira metade do dia é o momento em que o peristaltismo se intensifica trato gastrointestinal aumenta a produção de bílis. O fígado consome ativamente glicogênio pela manhã e libera água. A partir desses padrões, os cronobiólogos deduzem regras simples: é melhor comer alimentos pesados e gordurosos pela manhã e, após o almoço e à noite, laticínios e vegetais são ideais.
Não é nenhum segredo que o biorritmo de uma pessoa afeta sua atividade durante o dia. Flutuações em pessoas diferentes possuem características específicas, mas padrões gerais podem ser identificados. Três cronótipos de "pássaros" que conectam ritmos biológicos e performance são provavelmente conhecidos de todos. Estes são "cotovia", "coruja" e "pomba". As duas primeiras são opções extremas. As "cotovias" são cheias de força e energia pela manhã, levantam-se facilmente e vão para a cama cedo.
"Corujas", como seu protótipo, lideram imagem noturna vida. O período ativo para eles começa por volta das seis da tarde. Acordar cedo pode ser muito difícil para eles suportarem. "Pombas" são capazes de trabalhar tanto durante o dia quanto à noite. Em cronobiologia eles são chamados de arrítmicos.
Conhecendo seu tipo, uma pessoa pode gerenciar com mais eficiência suas próprias atividades. No entanto, há uma opinião de que qualquer "coruja" pode se tornar uma "cotovia" se desejar e perseverança, e a divisão em três tipos se deve, antes, aos hábitos do que às características inerentes.
Os biorritmos de humanos e outros organismos não são características rígidas e permanentemente fixas. No processo de onto e filogenia, isto é, desenvolvimento e evolução individual, eles mudam com certos padrões. O que é responsável por tais mudanças ainda não está claro. Existem duas versões principais disso. De acordo com um deles, as mudanças são impulsionadas por um mecanismo estabelecido no nível celular - pode ser chamado de
Outra hipótese atribui o papel principal nesse processo a fatores geofísicos que ainda não foram estudados. Os adeptos desta teoria explicam as diferenças nos biorritmos dos indivíduos pela sua posição na escada evolutiva. Quanto maior o nível de organização, mais intenso o metabolismo. Ao mesmo tempo, a natureza dos indicadores não muda, mas a amplitude da oscilação aumenta. Eles consideram o próprio ritmo na biologia e sua sincronização com os processos geofísicos como resultado do trabalho da seleção natural, levando à transformação do ritmo externo (por exemplo, a mudança do dia e da noite) em interno (período de atividade e sono) flutuação.
Os cronobiólogos conseguiram estabelecer que no processo de ontogênese, dependendo do estágio passado pelo organismo, os ritmos circadianos mudam. Cada desenvolvimento corresponde às suas flutuações de sistemas internos. Além disso, a mudança nos ritmos biológicos está sujeita a um certo padrão, descrito especialista russo G.D. Gubin. É conveniente considerá-lo no exemplo dos mamíferos. Neles, tais alterações estão associadas principalmente às amplitudes dos ritmos circadianos. Desde os primeiros estágios do desenvolvimento individual, eles aumentam e atingem o máximo em uma idade jovem e madura. Então as amplitudes começam a diminuir.
Estas não são as únicas alterações de ritmo associadas à idade. As sequências de acrofases também mudam (acrofase é o ponto no tempo em que o valor máximo do parâmetro é observado) e os valores do intervalo norma de idade(cronodesma). Se levarmos em conta todas essas mudanças, torna-se óbvio que é na idade adulta que os biorritmos são perfeitamente coordenados e o corpo humano é capaz de suportar diversas influências externas enquanto mantém sua saúde. Com o tempo, a situação está mudando. Como resultado do descompasso de vários ritmos, a reserva de saúde é gradualmente esgotada.
A cronobiologia propõe usar padrões semelhantes para prever doenças. Com base no conhecimento sobre as peculiaridades das flutuações dos ritmos circadianos humanos ao longo da vida, é teoricamente possível construir um determinado gráfico que reflita o estoque de saúde, seus máximos e mínimos ao longo do tempo. Esses testes são uma questão do futuro, de acordo com a maioria dos cientistas. No entanto, existem teorias que nos permitem construir algo semelhante a esse cronograma agora.
Vamos abrir um pouco o véu do segredo e falar sobre como determinar seus biorritmos. O cálculo neles é feito com base na teoria do psicólogo Herman Svoboda, do médico Wilhelm Fiss e do engenheiro Alfred Teltscher, criada por eles em virada do XIX e séculos XX. A essência do conceito é que existem três ritmos: físico, emocional e intelectual. Eles ocorrem no momento do nascimento e ao longo da vida não mudam sua frequência:
física - 23 dias;
emocional - 28 dias;
intelectual - 33 dias.
Se você construir um gráfico de suas mudanças ao longo do tempo, ele assumirá a forma de uma senóide. Para todos os três parâmetros, a parte da onda acima do eixo Ox corresponde a um aumento nos indicadores, abaixo dela há uma zona de declínio nas capacidades físicas, emocionais e mentais. Os biorritmos, que podem ser calculados de acordo com um esquema semelhante, no ponto de intersecção com o eixo sinalizam o início de um período de incerteza, quando a resistência do corpo às influências ambientais cai drasticamente.
O cálculo dos ritmos biológicos com base nessa teoria pode ser feito de forma independente. Para fazer isso, você precisa calcular o quanto já viveu: multiplique sua idade pelo número de dias em um ano (não esqueça que há 366 em um ano bissexto). A figura resultante deve ser dividida pela frequência do biorritmo que você está traçando (23, 28 ou 33). Você obtém algum número inteiro e um resto. Multiplicar a parte inteira novamente pela duração de um biorritmo particular? f subtrair o valor resultante do número de dias vividos. O restante será o número de dias do período no momento atual.
Se o valor obtido não exceder um quarto do tempo de ciclo, este é o tempo de subida. Dependendo do biorritmo, sugere alegria e atividade física, bom humor e estabilidade emocional, inspiração criativa e elevação intelectual. Um valor igual à metade da duração do período simboliza o tempo de incerteza. Chegar ao último terço da duração de qualquer biorritmo significa estar na zona de declínio da atividade. Neste momento, uma pessoa tende a se cansar mais rápido, o perigo de doença aumenta se nós estamos falando sobre o ciclo físico. Emocionalmente, há uma diminuição do humor até a depressão, uma deterioração na capacidade de conter fortes impulsos internos. Ao nível do intelecto, o período de recessão é caracterizado pela dificuldade em tomar decisões, alguma inibição do pensamento.
No mundo científico, o conceito de três biorritmos nesse formato costuma ser criticado. Não há nenhuma boa razão para acreditar que qualquer coisa no corpo humano possa ser tão imutável. Isso é evidenciado por todos os padrões descobertos que governam o ritmo na biologia, as características dos processos internos inerentes aos diferentes níveis dos sistemas vivos. Portanto, o método de cálculo descrito e toda a teoria são mais frequentemente propostos para serem considerados como opção interessante passatempo, mas não um conceito sério com base no qual vale a pena planejar suas atividades.
O ritmo biológico do sono e da vigília não é, portanto, o único que existe no corpo. Todos os sistemas que compõem nosso corpo estão sujeitos a flutuações, e não apenas no nível de grandes formações como o coração ou os pulmões. Os processos rítmicos já estão embutidos nas células e, portanto, são característicos da matéria viva como um todo. A ciência que estuda tais flutuações ainda é bastante jovem, mas já está se esforçando para explicar muitos padrões que existem na vida humana e em toda a natureza. Dados já acumulados sugerem que o potencial da cronobiologia é realmente muito alto. Talvez, em um futuro próximo, os médicos também se guiem por seus princípios, prescrevendo doses de medicamentos de acordo com as características da fase de um determinado ritmo biológico.
Ritmos biológicos, biorritmos, são mudanças mais ou menos regulares na natureza e intensidade dos processos biológicos. A capacidade de tais mudanças na atividade vital é herdada e encontrada em quase todos os organismos vivos. Eles podem ser observados em indivíduos e, em organismos inteiros e em.
Os biorritmos são divididos em fisiológicos e ecológicos. Os ritmos fisiológicos, via de regra, têm períodos de frações de segundo a vários minutos. Estes são, por exemplo, ritmos, batimentos cardíacos e pressão arterial. Os ritmos ecológicos coincidem em duração com qualquer ritmo natural do ambiente. Estes incluem ritmos diários, sazonais (anuais), de marés e lunares. Graças aos ritmos ecológicos, o corpo se orienta no tempo e se prepara antecipadamente para as mudanças esperadas nas condições de existência. Assim, algumas flores abrem pouco antes do amanhecer, como se soubessem que o sol logo nascerá. Muitos animais caem no inverno ou migram antes do início do tempo frio (ver). Assim, os ritmos ecológicos servem ao corpo como um relógio biológico.
Os ritmos ecológicos são resistentes a várias influências físicas e químicas e persistem mesmo na ausência de mudanças correspondentes no ambiente externo. A maioria das plantas em latitudes temperadas e altas perde suas folhas durante o inverno para evitar a perda de umidade. Uma macieira ou pereira mantém a periodicidade sazonal de queda de folhas mesmo quando cultivada nos trópicos, onde nunca há geada. Nos moluscos de concha, durante as marés do mar, as válvulas das conchas estão mais abertas do que durante as marés baixas. Este ritmo de maré de abertura e fechamento de válvulas foi observado em moluscos e em um aquário a 1600 km da costa oceânica, onde foram capturados. O espeleólogo francês M. Siffre passou 205 dias no subsolo em uma caverna em completa solidão e escuridão. Todo esse tempo ele teve um ritmo diário e vigília.
O principal ritmo terrestre é o diário, devido à rotação da Terra em torno de seu eixo, portanto, quase todos os processos em um organismo vivo têm uma periodicidade diária. Todos esses ritmos (mais de 100 deles já foram encontrados em humanos) estão conectados de certa forma entre si, formando um único sistema rítmico do corpo coordenado no tempo. Com uma incompatibilidade de ritmos, desenvolve-se uma doença, chamada dessincronose. Em humanos, a dessincronização é observada, por exemplo, ao voar por vários fusos horários, quando ele precisa se acostumar com uma nova rotina diária.
A violação do ritmo e da vigília pode levar não apenas à insônia, mas também a doenças cardiovasculares, respiratórias e. Por isso é tão importante seguir a rotina diária. Os biorritmos são intensamente estudados por especialistas da área espacial e médica, pois os astronautas serão completamente privados dos ritmos usuais do ambiente durante a exploração de novos planetas.
A ciência dos ritmos biológicos - a biorritmologia - ainda é muito jovem. Mas agora ela tem um grande valor prático. Ao alterar artificialmente os ciclos sazonais de iluminação e temperatura, é possível obter floração e frutificação em massa de plantas em estufas, alta fertilidade de animais. Qualquer medicamento ou veneno afeta o corpo de diferentes maneiras durante o dia. Essa característica foi percebida pelos fundadores da medicina na China antiga, que compunham as “horas de vitalidade” e as “horas de doenças” disso ou daquilo. Esses "relógios" são especialmente amplamente utilizados na acupuntura. Atualmente, o fator tempo é levado em consideração no tratamento de muitas doenças, principalmente no tratamento do câncer. Ao determinar o tempo de menor resistência dos insetos aos inseticidas, é possível realizar tratamentos químicos com a maior eficiência com o mínimo de poluição ambiental.
O problema dos ritmos biológicos ainda está longe de ser uma solução definitiva. Até agora, os mecanismos sutis do relógio biológico não foram desvendados.
Uma das manifestações mais interessantes da medição biológica do tempo é a periodicidade diária de abertura e fechamento das flores nas plantas. Cada planta "adormece" e "acorda" em uma hora do dia estritamente definida. De manhã cedo (às 4h) a chicória e a rosa brava abrem as suas flores, às 5h - papoila, às 6h - dente-de-leão, cravo do campo, às 7h - campainha, batata de jardim, às 8h - malmequeres e trepadeiras, às 7h 9-10 h - calêndulas, coltsfoot, e apenas às 11 horas - toriza. Há também flores que abrem suas corolas à noite. Às 20 horas, as flores de tabaco perfumadas se abrem e às 21 horas - adonis e violetas noturnas.
As flores também fecham em um horário estritamente definido: ao meio-dia - campo de cardo, às 13-14 horas - batatas, às 14-15 horas - dente-de-leão, às 15-16 horas - papoula e toriza, às 16-17 horas - malmequeres, às 17-18 horas - coltsfoot, às 18-19 horas - botão de ouro e às 19-20 horas - rosa selvagem.
Você pode providenciar um relógio vivo no canteiro do jardim. Para fazer isso, você precisa plantar plantas com flores na ordem em que abrem ou fecham suas flores. Esses relógios multicoloridos e perfumados não apenas encantarão você com sua beleza, mas também permitirão que você determine a hora com bastante precisão (com um intervalo de 1 a 1,5 horas).
Pela primeira vez, tal relógio de flores foi arranjado por um notável naturalista sueco na década de 1920. século 18
No entanto, o relógio de flores mostra com precisão a hora apenas de forma clara e tempo ensolarado. NO dias nublados ou pouco antes de uma mudança no tempo, eles podem trapacear. Portanto, é útil criar uma coleção de barômetros verdes que predizem mudanças climáticas. Antes da chuva, por exemplo, malmequeres e botões de ouro fecham suas corolas. Um nativo floresta tropical No Brasil, um monstro bizarro é capaz de prever a precipitação com até um dia de antecedência, liberando abundantemente a umidade das folhas.
A abertura e o fechamento das flores também dependem de muitas outras condições, por exemplo, localização geográfica localização ou horários do nascer e do pôr do sol. Portanto, antes de compilar um relógio de flores, é necessário fazer observações preliminares.
Relógios de flores podem ser arranjados, por exemplo, a partir dessas plantas. Os círculos mostram o tempo aproximado em que as flores abrem e fecham.
Os ritmos biológicos do corpo são mudanças na natureza e intensidade dos processos biológicos no corpo que têm uma certa periodicidade. Eles estão presentes em todo organismo vivo e são tão precisos que são até chamados de “relógio biológico” ou “relógio interno”. Na verdade, são os biorritmos que governam nossas vidas, embora nem tenhamos consciência disso. Mas se você pensar sobre isso, a importância dos ritmos biológicos humanos se torna óbvia, porque mesmo o órgão principal - o coração, funciona em um determinado ritmo, que é definido pelo próprio "relógio interno". Mas quais são esses ritmos biológicos e que papel eles desempenham na vida humana, qual é o seu significado? Vamos dar uma olhada mais de perto nessas questões.
Todos os ritmos biológicos são divididos em certos tipos. Ao mesmo tempo, existem várias classificações diferentes com base em diferentes critérios. A mais comum, pode-se dizer, a principal classificação, é aquela em que o critério é a duração do período dos ritmos biológicos.
De acordo com essa classificação, existem os ritmos biológicos circadiano, ultradiano, infradiano, circumlunar e lunar-mensal. Os ritmos circadianos têm uma periodicidade de cerca de vinte e quatro horas e são os mais estudados de todos. Os ritmos ultradianos são aproximadamente de hora em hora. Infradian - ritmos cuja frequência é superior a vinte e quatro horas. Os dois ritmos biológicos restantes estão associados às fases lunares.
Há também uma classificação dos biorritmos de acordo com a fonte de origem. Eles são divididos em fisiológicos, geofísicos e geossociais. Fisiológicos são biorritmos órgãos internos pessoas que não dependem de fatores externos. Os biorritmos geofísicos já estão intimamente dependentes de fatores ambientais externos. E os ritmos geossociais não são inatos, ao contrário dos dois primeiros, e se formam sob a influência tanto de fatores ambientais quanto sob a influência de fatores sociais.
Existe uma teoria muito condicional, segundo os cientistas cronobiólogos, dos três biorritmos. Segundo ela, o estado de uma pessoa é determinado por três biorritmos: físico, intelectual e emocional. E há dias em que alguns biorritmos são mais ativos que outros, pois todos têm um grau diferente de periodicidade. É por isso que em certos dias e em certas horas há explosões, por exemplo, de atividade física de mau humor, ou explosões de emoções positivas, e talvez haja um grande desejo de se envolver em algum tipo de atividade mental.
Ou seja, a atividade do corpo humano e sua condição dependem completamente dos biorritmos. Portanto, você não deve “forçar” seu corpo. Pelo contrário, você precisa ouvi-lo e usar seus próprios recursos com sabedoria.
Por exemplo, o sono e seu significado, como 
o ritmo biológico é talvez um dos mais importantes. É por isso que você não pode ir para a cama muito tarde ou dormir muito pouco, porque isso implica uma violação de absolutamente todos os biorritmos do corpo. Em geral, os cientistas descobriram que melhor sono ocorre entre vinte e três horas e sete. E ir para a cama depois da meia-noite é muito prejudicial para a atividade mental, ou seja, para os biorritmos intelectuais.
Não devemos esquecer que uma pessoa ainda faz parte da natureza, portanto, as fases da lua também a influenciam. Por exemplo, muitas pessoas experimentam baixa energia durante a lua nova e aumento da atividade durante a lua cheia.
ritmos biológicos- repetir periodicamente as mudanças na natureza e intensidade dos processos e fenômenos biológicos nos organismos vivos. Os ritmos biológicos das funções fisiológicas são tão precisos que muitas vezes são chamados de "relógios biológicos".
Há razões para acreditar que o mecanismo de referência de tempo está contido em todas as moléculas do corpo humano, incluindo as moléculas de DNA que armazenam informações genéticas. Os relógios biológicos celulares são chamados de "pequenos", em contraste com os "grandes", que se acredita estarem localizados no cérebro e sincronizam todos os processos fisiológicos do corpo.
Classificação dos biorritmos.
Ritmos, ajustados pelo "relógio" interno ou marcapassos, são chamados endógeno, Diferente exógeno que são controlados por fatores externos. A maioria dos ritmos biológicos são mistos, ou seja, parcialmente endógenos e parcialmente exógenos.
Em muitos casos, o principal fator externo que regula a atividade rítmica é o fotoperíodo, ou seja, a duração das horas de luz do dia. Este é o único fator que pode ser uma indicação confiável da hora e é usado para acertar o "relógio".
A natureza exata do "relógio" é desconhecida, mas não há dúvida de que um mecanismo fisiológico está em ação aqui, que pode incluir componentes nervosos e endócrinos.
A maioria dos ritmos é formada no processo de desenvolvimento individual (ontogênese). Assim, as flutuações diárias na atividade várias funções a criança é observada antes de seu nascimento, eles podem ser registrados já na segunda metade da gravidez.
A seleção de cada um deles é baseada em flutuações claramente registradas de um indicador funcional.
Por exemplo: O ritmo biológico circa-semanal corresponde ao nível de excreção urinária de certas substâncias fisiologicamente ativas, o circamensal corresponde ao ciclo menstrual nas mulheres, os ritmos biológicos sazonais correspondem a mudanças na duração do sono, força muscular, morbidade, etc.
O mais estudado é o ritmo biológico circadiano, um dos mais importantes do corpo humano, que atua como condutor de inúmeros ritmos internos.
Os ritmos circadianos são altamente sensíveis à ação de vários fatores negativos, e a interrupção do trabalho coordenado do sistema que gera esses ritmos é um dos primeiros sintomas da doença de um organismo. As flutuações circadianas de mais de 300 funções fisiológicas do corpo humano foram estabelecidas. Todos esses processos são coordenados no tempo.
Muitos processos circadianos atingem seus valores máximos em dia a cada 16-20 horas e no mínimo - à noite ou nas primeiras horas da manhã.
Por exemplo:À noite, uma pessoa tem mais temperatura baixa corpo. Pela manhã aumenta e atinge o máximo à tarde.
A principal razão do dia-a-dia hesitação funções fisiológicas no corpo humano são mudanças periódicas na excitabilidade sistema nervoso, deprimir ou estimular o metabolismo. Como resultado de mudanças no metabolismo, ocorrem mudanças em várias funções fisiológicas (Fig. 1).
Por exemplo: A frequência respiratória é maior durante o dia do que à noite. À noite, a função do aparelho digestivo é reduzida.
Arroz. 1. Ritmos biológicos diários no corpo humano
Por exemplo: Foi estabelecido que a dinâmica diária da temperatura corporal tem um caráter ondulatório. Por volta das 18h, a temperatura atinge o seu máximo e à meia-noite diminui: o seu valor mínimo é entre a 1h e as 5h. A mudança na temperatura corporal durante o dia não depende se a pessoa está dormindo ou fazendo um trabalho intenso. temperatura corporal determina taxa de reações biológicas, durante o dia o metabolismo é mais intenso.
O sono e o despertar estão intimamente relacionados ao ritmo circadiano. A diminuição da temperatura corporal serve como uma espécie de sinal interno de descanso para dormir. Durante o dia, muda com uma amplitude de até 1,3°C.
Por exemplo: Ao medir a temperatura do corpo sob a língua a cada 2-3 horas por vários dias (com um termômetro médico convencional), você pode determinar com bastante precisão o momento mais apropriado para ir para a cama e determinar os períodos de desempenho máximo dos picos de temperatura.
À medida que o dia cresce frequência cardíaca(HR), acima pressão arterial(PA), respiração mais frequente. De dia para dia, na hora de acordar, como se antecipasse a necessidade crescente do corpo, o conteúdo de adrenalina sobe no sangue - uma substância que aumenta a frequência cardíaca, aumenta a pressão arterial, ativa o trabalho de todo o organismo; a essa altura, os estimulantes biológicos se acumulam no sangue. Uma diminuição na concentração dessas substâncias à noite é uma condição indispensável para um sono reparador. Não é à toa que os distúrbios do sono são sempre acompanhados de excitação e ansiedade: nessas condições, a concentração de adrenalina e outras substâncias biologicamente ativas aumenta no sangue, no corpo muito tempo está em alerta. Obedecendo aos ritmos biológicos, cada indicador fisiológico durante o dia pode alterar significativamente seu nível.
Rotina de vida, aclimatação.
Os ritmos biológicos são a base da regulação racional da rotina diária da vida humana, pois o alto desempenho e a boa saúde só podem ser alcançados se o ritmo de vida corresponder ao ritmo das funções fisiológicas inerentes ao corpo. Nesse sentido, é necessário organizar razoavelmente o regime de trabalho (treinamento) e descanso, bem como a ingestão de alimentos. O desvio da dieta correta pode levar a um aumento significativo de peso, que por sua vez, interrompendo os ritmos vitais do corpo, causa uma mudança no metabolismo.
Por exemplo: Se você comer alimentos com um teor calórico total de 2.000 kcal apenas pela manhã, o peso diminui; se a mesma comida for ingerida à noite, ela aumenta. Para manter o peso corporal alcançado aos 20-25 anos, os alimentos devem ser ingeridos 3-4 vezes ao dia, de acordo com o gasto energético diário individual e nas horas em que aparece uma sensação perceptível de fome.
No entanto, esses padrões gerais às vezes escondem a diversidade de características individuais dos ritmos biológicos. Nem todas as pessoas são caracterizadas pelo mesmo tipo de flutuações no desempenho. Algumas, as chamadas "cotovias", trabalham vigorosamente pela manhã; outros, "corujas", - à noite. As pessoas pertencentes às “cotovias” sentem sonolência à noite, vão para a cama cedo, mas, acordando cedo, sentem-se alertas e eficientes (Fig. 2).
Mais fácil de transportar Aclimatização uma pessoa, se ela toma (3-5 vezes ao dia) refeições quentes e adaptógenos, complexos vitamínicos e exercício físico aumenta gradualmente, à medida que você se adapta a eles (Fig. 3).
Arroz. 2. Curvas do ritmo da capacidade de trabalho durante o dia
Arroz. 3. Ritmos diários de processos de vida sob condições externas constantes de vida (de acordo com Graf)
Se essas condições não forem observadas, pode ocorrer a chamada dessincronose (um tipo de condição patológica).
O fenômeno da dessincronose também é observado em atletas, principalmente aqueles que treinam em condições de calor e clima úmido ou Midlands. Portanto, um atleta que voa para competições internacionais deve estar bem preparado. Hoje, existe todo um sistema de atividades voltadas para a preservação dos biorritmos habituais.
Para o relógio biológico humano, o curso correto é importante não apenas nos ritmos diários, mas também nos chamados ritmos de baixa frequência, por exemplo, no circadiano.
Atualmente, foi estabelecido que o ritmo semanal é desenvolvido artificialmente: não foram encontrados dados convincentes sobre a existência de ritmos congênitos de sete dias em humanos. Obviamente, este é um hábito evolutivamente fixo. A semana de sete dias tornou-se a base do ritmo e do descanso na antiga Babilônia. Ao longo dos milênios, formou-se um ritmo social semanal: uma pessoa trabalha mais produtivamente no meio da semana do que no início ou no final dela.
O relógio biológico de uma pessoa reflete não apenas os ritmos naturais diários, mas também aqueles que têm longa duração, por exemplo, os sazonais. Eles se manifestam em um aumento do metabolismo na primavera e em sua diminuição no outono e inverno, no aumento da porcentagem de hemoglobina no sangue e na alteração da excitabilidade do centro respiratório na primavera e no verão.
O estado do corpo no verão e inverno até certo ponto corresponde ao seu estado de dia e noite. Assim, no inverno, em comparação com o verão, o teor de açúcar no sangue diminuiu (um fenômeno semelhante ocorre à noite) e a quantidade de ATP e colesterol aumentou.
Biorritmos e performance.
Os ritmos da capacidade de trabalho, como os ritmos dos processos fisiológicos, são de natureza endógena.
atuação pode depender de muitos fatores agindo individualmente ou em conjunto. Esses fatores incluem: o nível de motivação, ingestão de alimentos, fatores ambientais, prontidão física, estado de saúde, idade e outros fatores. Aparentemente, a fadiga também afeta a dinâmica do desempenho (em atletas de elite, fadiga crônica), embora não esteja totalmente claro como exatamente. A fadiga que ocorre ao realizar exercícios (cargas de treinamento) é difícil de superar mesmo para um atleta suficientemente motivado.
Por exemplo: A fadiga reduz o desempenho e o treinamento repetido (com intervalo de 2-4 horas após o primeiro) melhora o estado funcional do atleta.
Durante os voos transcontinentais, os ritmos circadianos de várias funções são rearranjados com velocidade diferente- de 2-3 dias a 1 mês. Para normalizar a ciclicidade antes do voo, é necessário alterar a hora de dormir em 1 hora todos os dias. Se você fizer isso dentro de 5 a 7 dias antes da partida e for para a cama em um quarto escuro, poderá se aclimatar mais rapidamente.
Ao chegar em um novo fuso horário, é necessário entrar sem problemas no processo de treinamento (atividade física moderada durante as horas em que a competição será realizada). O treinamento não deve ser "chocante".
Deve-se notar que o ritmo natural da atividade vital do corpo é determinado não apenas pela fatores internos mas também as condições externas. Como resultado da pesquisa, foi revelado o caráter ondulatório das mudanças nas cargas durante o treinamento. Idéias anteriores sobre um aumento constante e direto nas cargas de treinamento acabaram sendo insustentáveis. A natureza ondulatória da mudança nas cargas durante o treinamento está associada aos ritmos biológicos internos de uma pessoa.
Por exemplo: Existem três categorias de “ondas” de treinamento: “pequenas”, abrangendo de 3 a 7 dias (ou um pouco mais), “médias” - na maioria das vezes 4-6 semanas (processos de treinamento semanais) e “grandes”, com duração de vários meses.
Normalização dos ritmos biológicos permite a atividade física intensa, e o treinamento com ritmo biológico perturbado leva a vários distúrbios funcionais (por exemplo, dessincronose) e, às vezes, a doenças.
Fonte de informação: V. Smirnov, V. Dubrovsky (Fisiologia Educação Física e esportes).
