БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ НАШЕГО ОРГАНИЗМА
статья по биологии (9, 10, 11 класс) на тему

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ НАШЕГО ОРГАНИЗМА

По материалам Анастасова Л.П. и др. Человек и окружающая среда:

 Учебник для дифференцированного обучения

Москва; Просвящение,1997, 320с

В последние десятилетия стремительно развивается учение о биологических ритмах организма. Биологические ритмы — это периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Сейчас исследованием этой проблемы занимаются ученые разных стран и специальностей. Появились и новые разделы науки: хронофизиология, хроногигиена, хронопатология, хронотерапия, хронофармакология, которые связаны с ритмическими колебаниями функций нашего организма от молекулярного и клеточного уровня до целостного организма, от популяций до экологической системы.

Практически все показатели жизнедеятельности организма: биохимические, физиологические, поведенческие — обнаруживают ритмические колебания в различных диапазонах частоты — от тысячных долей секунды до нескольких лет. При этом одна и та же функция организма (например, частота сердечных сокращений) изменяется одновременно в нескольких диапазонах. Различают биологические ритмы высокой частоты (до 0,5 ч) средней частоты (от 0,5 ч до 6 сут) и низкой частоты (недельные, лунные, годичные и более длительные).

Среди биологических ритмов имеются главенствующие — водители и подчиненные — ведомые. Многие биологические ритмы сформировались в организме в ходе эволюционного процесса как приспособительные признаки к существованию в определенной среде (вспомните сезонные спячки животных, сезонные изменения в жизни растений, влияние сезонных изменений на жизнь и самочувствие человека и т. д.). Это связано с периодичностью изменений времен года, интенсивностью солнечной радиации и многих других внутренних факторов, в соответствии с которыми организм меняет свои внутренние ритмы.

В процессе эволюции полезные для организма биологические ритмы генетически закрепились, и в организме развились специальные структуры, которые стали отвечать за регуляцию биологических ритмов. Они получили название «биологические, или эндогенные, часы». Это условный термин, указывающий на способность организма ориентироваться во времени. В основе такой ориентации лежит строгая периодичность протекающих в клетках физико-химических процессов, т. е. эндогенные биологические ритмы. Запрограммированные генетически циклические изменения как бы подсказывали организму время суток или время года, подготовляя егр таким образом к предстоящим изменениям в окружающей среде. Так, еще до пробуждения в организме несколько повышается температура тела, выделяется ряд гормонов, которые подготавливают организм к бодрствованию, активизируют деятельность органов пищеварительной системы. У человека функции эндогенных часов выполняет гипоталамус — отдел промежуточного мозга, который отвечает за постоянство внутренней среды организма. Он тесно связан с другими отделами головного мозга и особенно с гипофизом.

Существование внутренних биоритмов человека (т. е. наличие эндогенных часов) можно доказать следующим примером: если человека изолировать от привычной среды, например поместить в пещеру или специальную камеру, то и там будет продолжаться свойственная организму ритмическая деятельность. Эндогенные биоритмы сохраняются у человека и при перелетах на далекие расстояния — через несколько часовых поясов. При этом, несмотря на изменившиеся условия, организм продолжает существовать в прежних параметрах. Однако при всей устойчивости биоритмы очень чувствительны к внешним воздействиям. На них оказывает влияние освещенность, температура воздуха, атмосферное давление, магнитные бури, солнечная активность и другие геофизические факторы нашей планеты. Благодаря тому что эндогенные часы чувствительны к внешним воздействиям, им и удается согласовать функции организма с требованиями окружающей среды.

Биоритмическая система — это пример очень сложной и биологически целесообразной организации живой материи в биосфере планеты. У человека биологические ритмы формируются постепенно по мере роста и развития организма. Так, например, околосуточные и годовые биоритмы формируются в организме сразу же после рождения. По мере роста ребенка биоритмы становятся более четкими, увеличивается и амплитуда их колебаний, т. е. возможность отклонения от среднего уровня. Чем значительней размах различных ритмических колебаний физиологических функций, тем легче организм приспособится к изменяющимся условиям окружающей среды.

Большое значение в жизни организма имеет и индивидуальная изменчивость биологических ритмов. По их проявлению людей можно разделить на три категории: «жаворонков», «голубей» и «сов»; по существу это — деление по типам индивидуальной биологической ритмической активности. «Жаворонки» более деятельны в ранние утренние часы, «голуби» — в дневные, а «совы» — в вечерние и ночные. Как известно, человечество делится по принадлежности к этим типам в соотношении примерно 15 : 30 : 35.

В настоящее время у человека выделено около 500 функций и процессов в организме, имеющих отношение к биологическим ритмам. Знание их и учет не только позволяют стимулировать функциональную деятельность его организма, но и приспособляться к неблагоприятным геофизическим факторам, которые существуют на нашей планете.

Интересные факты.

• Ученые исследовали взаимосвязь различных функций организма человека и околосуточных биологических ритмов, что позволяет врачам более точно диагностировать болезни и прогнозировать состояние своих пациентов.
• Так, масса тела человека достигает максимальных значений в 18—19 ч, температура тела — в 16—18 ч, частота сердечных сокращений — в 15—16 ч, частота дыхания — в 13—16 ч, уровень эритроцитов в крови — в 11 — 12 ч.
• Если пронаблюдать за собой и своими спутниками в дальней дороге, то можно отметить приступы сонливости, которые повторяются примерно каждые 1,5 ч. В оживленном разговоре вдруг снижается речевая активность, и собеседники на 5—10 мин отключаются, сосредоточиваясь, впадая в задумчивость, а то и задремывая. Но затем оцепенение спадает, и собеседники вновь активно общаются между собой.
• Почему урок в школе имеет продолжительность 45 мин? Оказалось, что это самое удобное для человека чередование концентрированного и расслабленного внимания, когда интеллектуальная работа мозга наиболее эффективна.
• Оказывается, влияние 11-летнего цикла солнечной активности на . биосферу Земли сказывается на развитии  физических и физиологических
• данных молодежи. Недавно ученые завершили исследования статистических показаний массы тела и роста юношей, приходивших на призывные участки в период с 1961 по 1980 г.

• Врачи, исходя из физиологических исследований, рекомендуют взрослому человеку есть через 4—5 ч, причем в определенные часы, лучше всего установить четырехразовое питание, но ни в коем случае не реже трех раз. Почему? Да потому, что примерно через 3—4 ч заканчивается переработка пищи и она покидает желудок.
• Биологические ритмы образуются не все сразу. Выяснено, что человек рождается, имея околосуточные и годовые, затем постепенно формируются и другие ритмы. На них оказывает влияние ряд факторов внешней среды (освещение, температура воздуха, атмосферное давление), а также и социальные факторы. Важно знать, что биологические ритмы не у всех людей абсолютно одинаковы.
• Ученые стремятся использовать знания о биоритмах для практических целей.

Какие же из рекомендаций ученых наиболее важны? Во-первых, по-стоянное нарушение ритма труда, учебы, бодрствования, сна, т. е. отсут-ствие режима дня, приводит к снижению трудоспособности, разбитости, сон-ливости днем, бессоннице ночью и другим неприятным явлениям. Во-вто- рых, установлено, что для подавляющего большинства учащихся имеются два пика максимальной работоспособности: между 10—12 ч и 1,6—18 ч. Именно в это время при минимальной затрате сил можно выполнить наи-большую работу.

—        Придерживайтесь определенного ритма в течение-дня: утренний подъем и отход ко сну, еда и приготовление уроков, занятия спортом и чтение книг —!,все подчинено режиму. Всякую работу старайтесь делать ритмично, чередуя труд и отдых.

Все возможные варианты предусмотреть невозможно. Очевидно лишь одно — нужно стараться приложить максимум усилий к тому, чтобы самые важные дела выполнялись в определенное время. Еда в определенные часы способствует хорошему усвоению пищи, успешному функционированию пищеварительной системы, нормальной жизнедеятельности всего организма, сохранению его здоровья на будущее. Приготовление уроков в одно и то же время (когда организм «готов» к началу занятий) помогает быстрее и лучше их выполнить.

Все возможные варианты предусмотреть невозможно. Очевидно лишь одно — нужно стараться приложить максимум усилий к тому, чтобы самые важные дела выполнялись в определенное время. Еда в определенные часы способствует хорошему усвоению пищи, успешному функционированию пищеварительной системы, нормальной жизнедеятельности всего организма, сохранению его здоровья на будущее. Приготовление уроков в одно и то же время (когда организм «готов» к началу занятий) помогает быстрее и лучше их выполнить.

Каждому индивидууму присущи специфические черты. И чем лучше человек их знает, тем легче ему «управлять» своим организмом