Биологические ритмы - (биоритмы), циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Одни биологические ритмы относительно самостоятельны (например, частота сокращений сердца, дыхания), другие связаны с приспособлением организмов к геофизическим циклам - суточным (например, колебания интенсивности деления клеток, обмена веществ, двигательной активности животных), приливным (например, биологические процессы у организмов, связанные с уровнем морских приливов), годичным (изменение численности и активности животных, роста и развития растений и др). Наука о биологических ритмах - хронобиология. Биологические ритмы - фундаментальное свойство органического мира, обеспечивает его способность адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды. Поскольку в биоритмологическом аспекте здоровье представляет собой оптимальное соотношение взаимосвязанных ритмов физиологических функций организма и их соответствие закономерным колебаниям условий среды обитания, анализ изменений этих ритмов и их рассогласования помогает глубже понять механизмы возникновения и развития патологических процессов, улучшить раннюю диагностику болезней и определить наиболее целесообразные временные схемы терапевтических мероприятий.
Хронобиология - раздел биологии, изучающий биологические ритмы, протекание различных биологических процессов (преимущественно циклических) во времени. Хронобиология - новый подход по выявлению индивидуальною хронотипа человека, графическое изображение которого назвали суточной, недельной и годовой физиологическими кривыми.
Хрономедицина - это область медицины, в которой используется представление о биологических ритмах, которые изучаются в рамках хронобиологии. Хрономедицина (как и сама хронобиология) - это молодая область междисциплинарных исследований, которая находится в процессе становления. В хрономедицине находят свое применение методы математической обработки временных рядов, которые используются для анализа ритмических проявлений физиологических процессов организма. Таким образом хрономедицина оказывается на стыке наук: медицины (диагностика и лечение заболеваний), хронобиологии (разработка теоретических представлений) и математики (разработка методов математического анализа ритмических проявлений).
12. Филогенез наружных покровов хордовых животных. Онтофилогенетически обусловленные пороки наружных покровов у человека.
Основные направления эволюции покровов хордовых:
1) дифференцировка на два слоя: наружный - эпидермис, внутренний - дерму и увеличение толщины дермы;
2) от однослойного эпидермиса к многослойному;
3) дифференцировка дермы на 2 слоя - сосочковый и сетчатый:
4) появление подкожно-жировой клетчатки и совершенствование механизмов терморегуляции;
5) от одноклеточных желез к многоклеточным;
6) дифференцировка различных производных кожи.
У всех хордовых кожа имеет двойное происхождение: эктодермальное и мезодермальное. Из эктодермы развивается эпидермис, а из мезодермы – дерма.
У низших хордовых (ланцетник) эпидермис однослойный, цилиндрический, имеет железистые клетки, выделяющие слизь. Дерма (кориум) рыхлая, содержит небольшое количество соединительнотканных клеток. Характерна слабая степень дифференцировки обоих слоёв кожи.
У позвоночных эпидермис становится многослойным. В нижнем слое клетки постоянно размножаются, а в верхних слоях – дифференцируются, гибнут и слущиваются. В дерме появляются соединительнотканные волокна, придающие покровам прочность. Кожа образует придатки и железы.
У рыб в эпидермисе железы одноклеточные. Они выделяют слизь, облегчающую движение в воде. Тело покрыто чешуёй. У хрящевых рыб чешуя плакоидная. Она имеет форму шипа и состоит из дентина, покрытого эмалью. Дентин имеет мезодермальное происхождение, а эмаль – эктодермальное. У костных рыб чешуя имеет вид тонких костных круглых пластинок, покрытых тонким слоем эпидермиса. Костные пластинки развиваются из дермы.
У земноводных кожа тонкая гладкая, без чешуи. Кожа содержит большое количество многоклеточных слизистых желез, секрет которых увлажняет покровы и обладает бактерицидными свойствами. Кожа принимает участие в газообмене.
У пресмыкающихся кожа сухая, не участвует в дыхании, не имеет кожных желез. Верхний слой эпидермиса ороговевает. Большинство пресмыкающихся линяет, сбрасывая роговой покров.
У млекопитающих хорошо развиты эпидермис и дерма, появляется подкожно-жировая клетчатка. Характерны различные производные кожи: волосы, когти, рога, копыта, потовые, сальные и млечные железы.
Волосы у млекопитающих делятся на:
Типичные (служат для терморегуляции);
Большие, или вибриссы .
Потовые железы млекопитающих гомологичны кожным железам амфибий. Их секрет может быть слизистым, содержать белки и жир. Некоторые потовые железы дифференцировались в млечные железы. Сальные железы выделяют секрет, который смазывает волосы и поверхность кожи, придаёт им несмачиваемость и эластичность.
Нарушение раннего онтогенеза кожных покровов человека может вызватьнекоторых атавистических пороков развития: гипертрихоз (повышенное оволосение), полителию (увеличенное количество сосков), полимастию (увеличенное количество млечных желез).
13. Сравнительный обзор скелета позвоночных животных. Скелет головы. Осевой скелет. Скелет конечностей. Основные тенденции прогрессивной эволюции. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития скелета у человека.
У Бесчерепных имеется только осевой скелет в виде хорды. Основными органами передвижения являются непарные плавники: спинные, хвостовой и анальные. Вдоль тела с обеих сторон тянутся метаплевральные кожные складки, выполняющие роль стабилизации положения в пространстве (у рыб из них образуются плавники).
У рыб только 2 отдела позвоночника: туловищный и хвостовой. Это связано с перемещением их в воде за счёт изгибов тела. Все туловищные позвонки несут рёбра, не срастающиеся друг с другом и с грудиной. Череп у хрящевых рыб полностью хрящевой. У костных рыб он становится костным за счёт окостенения хряща. У хрящевых рыб челюстная дуга состоит из нёбно – квадратного (первичная верхняя челюсть) и меккелева хряща (первичная нижняя челюсть), соединённых сзади с гиоидом и гиомандибулярным хрящом (гиостильный тип соединения челюстей, где гиомандибулярный хрящ выполняет роль подвеска). У костных рыб начинается замещение первичных челюстей вторичными, состоящими из накладных костей – сверху челюстной и предчелюстной, снизу зубной. Возникают парные конечности – брюшные и грудные плавники. С поясами конечностей плавники соединены малоподвижно. Грудные плавники расположены на уровне 1 позвонка и обращены в стороны.
У земноводных 4 отдела позвоночника: шейный (1 позвонок), туловищный (7 позвонков), крестцовый (1 позвонок), хвостовой (позвонки сросшиеся). Череп аутостильный (нёбно – квадратный хрящ полностью срастается с основанием мозгового черепа). Гиомандибулярный хрящ превращается в столбик – функция слуховой косточки. Количество пальцев равно 5 или происходит их олигомеризация до 4. Уменьшилось количество костей в запястье до 3 рядов.
У пресмыкающихся удлиняется шейный отдел позвоночника, первые два позвонка которого подвижно соединены с черепом и обеспечивают большую подвижность головы. Появляется поясничный отдел. Крестцовый отдел уже состоит из 2 позвонков. Часть рёбер грудного отдела срастаются с грудиной, формируя грудную клетку. Висцеральный череп аутостилен. Для челюстного аппарата характерно более высокая степень окостенения, чем у земноводных. Уменьшилось количество костей в запястье до 2 рядов. Параллельно уменьшилось количество фаланг пальцев. Характерно удлинение проксимальных отделов конечности и укорочение дистальных. Передние конечности перемещаются кзади и ориентируются не горизонтально, а вертикально.
Млекопитающие имеют 7 позвонков в шейном отделе. Крестец образован 5 – 10 позвонками. Поясничный и грудной отделы четко разделены. Есть грудная клетка, в состав которой входит 12 – 13 пар рёбер. Нижняя челюсть соединена с височной костью сложным суставом, что позволяет совершать сложные жевательные движения. Слуховая косточка – столбик превращается в стремечко, рудименты нёбно- квадратного и меккелева хряща превращаются в наковаленку и молоточек. Уменьшается количество костей запястья до 2 рядов. Конечности ориентированы вертикально.
Нарушение онтогенеза осевого скелета может привести к несрастанию остистых отростков – дефект позвоночного канала; могут образовываться спинномозговые грыжи; персистирование хвоста – нарушение редукции хвостового отдела; нарушение редукции шейных и поясничных позвонков. Полидактилия – увеличение количества пальцев. Известен феномен полифалангии, характеризующийся увеличением числа фаланг обычно большого пальца. Болезнь Шпренгеля – гетеротопия (перемещение) пояса верхних конечностей из шейной области на уровень 1 – 2 грудных позвонков.
Как показывают современные исследования, в основе многих самых распространенных заболеваний человека лежит нарушение естественных биологических ритмов, которые регулируют функции всех клеток нашего организма.
История хронобиологии
Цикличностью жизненных процессов люди интересовались издавна. Понятие ритма является одним из главнейших в древней китайской медицине. Оно основывается на чередовании Ян и Инь, а также на смене сезонов, дня и ночи, лунных месяцев и так далее. Ритмы связаны с понятием времени: физическим, биологическим, под которым понимается соответствующая эволюция в филогенезе.
Биологическое время может отобразить спираль с постоянно поступающим или возрастающим направлением, тогда как физическое время отображает движение по кругу. Многие разделы современной хронобиологии напрямую перекликаются с дошедшими до нас древними восточными теориями о ритмически происходящих процессах в живом организме. Согласно этим представлениям, каждому органу соответствует определенное время суток, в течение которого этот орган наиболее чувствителен к внешним воздействиям (как повреждающим, так и исцеляющим). У сердца, например, этот пик приходится примерно на час дня, а у желчного пузыря — на час ночи.
Замечательное совершенство и глубокий смысл таких систем, как 12-летний «календарь животных», становятся понятными при сопоставления этих наблюдений с самыми разными биологическими явлениями. С древнейших времен в странах Восточной и Юго-Восточной Азии при составлении календарей большое значение придавали периодичности движения Солнца, Луны, Юпитера и Сатурна. Существенно важно, что элемент этой календарной системы — 12-летний цикл — тесно связан с применением одного из древнейших терапевтических средств восточной медицины — акупунктуры. Чтобы достичь возможно большего лечебного эффекта, необходимо воздействовать на определенные активные точки с учетом фазы 12-летнего цикла (как и времени суток).
В Европе цикличность жизненных процессов была подмечена еще писцом Александра Македонского — Андростеном в 4 веке до н.э. Осознание периодичности земных циклов и их влияния на все живое, включая человека, было присуще таким корифеям, как Пифагор, Гиппократ, Птолемей. Значительный вклад в изучение времени и его цикличности внес Аврелий Августин — бесспорно один из самых блистательных умов того недолгого периода в истории европейской культуры, который можно назвать христианской античностью. Он по существу явился отцом всей западной средневековой философии и пристально занимался такой проблемой, как восприятие человеком времени. Очевидно, что Аврелий Августин может по праву считаться ритмологом и даже одним из основоположников ритмологии, как науки.
Позднее немецкий астроном и математик Иоганн Мюллер, известный также как Региомонтан (1436-1476) — разработал сферическую тригонометрию, ставшую основой для биоритмологии. В 1472 г. опубликовал работу о влиянии комет. Автор первых печатных астрономических таблиц, которыми пользовались Васко да Гама, Христофор Колумб и другие мореплаватели. Разработал метод «лунных расстояний» для нахождения широты и долготы на море. Региомонтан завершил перевод «Альмагеста» Птолемея на латинский язык, начатый Пурбахом, и написал комментарий к нему. В 1474 г. Региомонтан был призван в Рим папой Сикстом IV для реформы календаря, а также для астрологических советов по ведению войны с Флоренцией. Продолжение
Биологические ритмы
Биологические ритмы - периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений; свойственны живой материи на всех уровнях ее организации - от молекулярных и субклеточных до биосферы.
Временную организацию биологических систем, роль фактора времени в осуществлении биологических явлений и в поведении живых систем, природу, условия возникновения и значение биологических ритмов для организмов изучает биоритмология - одно из направлений сформировавшегося в 60-е гг. раздела биологии - хронобиологии. На стыке биоритмологии и клинической медицины находится так называемая хрономедицина, изучающая взаимосвязи биологических ритмов с течением различных заболеваний, разрабатывающая рациональные схемы лечения и профилактики болезней с учетом биологических ритмов и исследующая другие медицинские аспекты биологических ритмов и их нарушений.
Адаптация организмов к окружающей среде в процессе эволюционного развития шла в направлении как совершенствования их структурной организации, так и согласования во времени и пространстве деятельности различных функциональных систем. Исключительная стабильность периодичности изменения освещенности, температуры, влажности, геомагнитного поля и других параметров окружающей среды, обусловленных движением Земли и Луны вокруг Солнца, позволила живым системам в процессе эволюции выработать стабильные и устойчивые к внешним воздействиям временные программы, проявлением которых служат биологические ритмы. Полагают, что такие ритмы, обозначаемые иногда как экологические, или адаптивные (такие, как суточные, приливные, лунные и годовые), закреплены в генетической структуре. В искусственных условиях (например, при непрерывном освещении или темноте) периоды таких ритмов отклоняются от периодов соответствующих ритмов окружающей среды, проявляя тем самым свой собственный период.
Для обозначения ритмов, которые синхронны с ритмами среды, употребляют термины циркадианный (околосуточный), циркатидальный (околоприливный), циркалунарный (окололунный), циркааннуальный (окологодовой).
Для описания ритма используют следующие параметры: период или частоту (количество колебаний в единицу времени), амплитуду - максимальное отклонение от средней, фазу - положительную или отрицательную, акрофазу - время максимального отклонения.
Выделяют ритмы высокой, средней и низкой частоты. Высокочастотные ритмы включают биологические ритмы с периодом от долей секунды до 30 мин. К ним относят ритмы электрической активности головного мозга, мышц, сердца, ритм дыхательных движений. Регистрация высокочастотных ритмов органов и тканей - электроэнцефалография, электрокардиография, электромиография и др. - широко используется при диагностике различных заболеваний и оценке функционального состояния соответствующих органов и систем.
Биологические ритмы средней частоты включают ритмы с периодом от 30 мин до 6 сут. В этой группе различают: ультрадианные ритмы (период от 30 мин до 20 ч), среди которых наиболее известны ритмы с периодом около 90 мин - ритмы чередования активности и покоя у новорожденных, чередования фаз медленного и быстрого сна, общей двигательной активности, экскреторной функции почек; циркадианные (период 20-28 ч), к которым относят изменения температуры тела, частоты сердечных сокращений, величины АД, степени работоспособности на протяжении суток. Продолжение
Что происходит с организмом, когда переводят часы?
Переход на летнее время безболезненно сказывается на вашем будильнике, однако внутренние биологические часы человека реагируют неадекватно на подобную смену режима. Так, период адаптации может оказаться намного дольше, чем кажется. Ученые утверждают, что проблема адаптации внутреннего биологического будильника человека зависит от многих психологических и поведенческих особенностей. Согласно результатам проведенного анализа, биологические ритмы — 24 часа, которые поддерживают ощущение времени в человеческом теле — играют важное значение в проблемах сна, лишнего веса, переменах настроения, и других отклонениях.
Сегодня ученым стали известны удивительные данные о генной и неврологической сторонах биологических ритмов человеческого организма. По мнению специалистов, полученные данные могут стать основой разработки новейших методов терапии бессонницы, нарушений суточного ритма организма, депрессии, ожирения и других расстройств. Продолжение
Хронобиология и спорт
Современные спортивные достижения достигли такого высокого уровня, что нужны новые подходы к построению тренировочного процесса и особенно к сохранению здоровья спортсмена.
Ученые разных стран отмечают увеличение количества случаев заболеваний сердечно-сосудистой системы спортсменов. Отмечаются и случаи внезапной смерти спортсменов на соревнованиях и на тренировках. Спортсмены, закончившие свою спортивную карьеру, нередко имеют различные заболевания и даже становятся инвалидами.
Современные исследования позволяют ставить вопрос о необходимости нового подхода к планированию физических нагрузок с учетом индивидуального состояния организма спортсмена.
Новый век открывает большие возможности для интенсивного развития таких перспективных научных направлений, как хронобиология и гелиобиология.
Закономерности этих наук стали использоваться с целью сохранения здоровья и работоспособности человека.
Исследование многолетней динамики спортивных результатов высококвалифицированных спортсменов позволило открыть новую биологическую закономерность — двухгодичные биологические ритмы у лиц женского пола и трехгодичные — у лиц мужского пола. Приросты спортивных результатов значительно увеличиваются у талантливых спортсменов через два года на третий, а у спортсменок — через год. Продолжение
Хронобиология и хронотерапия
Лекарства более эффективны, когда их принимают в подходящее время. Когда лечение согласуется с естественным ритмом организма, эффект его намного лучше.
5 часов утра. Если вы уже умудрились проснуться, то мудрые доктора советуют вам быстро-быстро помыться, побриться, причесаться, зубы почистить, надезодораниться и… снова в постель. Лучшее время для секса. В это время мужской организм вырабатывает максимальное количество мужского полового гормона тестостерона (именно поэтому примерно в это время мужчины часто просыпаются под действием полового возбуждения). Максимума достигает также выработка надпочечниками гормона кортизона.
6 часов . Самое время пробудиться ото сна и встать с постели; уровень сахара в крови, аминокислоты и все прочие вещества, необходимые для строительства новых клеток ткани, побуждают к активности. В это время особенно эффективно действуют препараты, снижающие кровяное давление, а также бета-блокаторы. Онкологические препараты также лучше принимать около 6 часов. В это время раковые клетки наиболее чувствительны к действию лекарства. Зато пищевые яды и никотин организм переносит намного хуже, чем в другое время суток. Утренняя сигарета сужает кровеносные сосуды намного больше, чем сигарета, выкуренная вечером; в результате утренних возлияний уровень алкоголя в крови увеличивается вдвое по сравнению с результатом вечернего застолья. Активизируется деятельность толстой кишки. Именно в это время должно происходить опорожнение кишечника, в результате чего работоспособность и выносливость организма будут выше.
7 часов . Стрелка биологических часов показывает на желудок. Очень желательно капитально поесть. Причем даже тем, кто сидит на диете, это не грозит «округляющими» последствиями. Пищеварительная система нашего организма сейчас работает отменно — все углеводы перерабатываются в энергию.
8 часов . Не самый благоприятный момент для сердечников. По статистике, львиная доля инфарктов приходится именно на это время. Кровь густеет, а предназначенные для нее частички еще «спят». Аспирин, принимаемый как защитное средство для сердца в малых дозах, помогает лучше именно между 7 и 8 часами. Сосудорасширяющие лекарства более подходящи сейчас, когда опасность сердечного инфаркта выше. Вечерние дозы могут быть меньше.
9 часов . Сейчас вы обладаете наивысшей работоспособностью: в это время вы лучше всего считаете, обострена кратковременная память. Можно смело садиться за учебу, очень успешно и быстро готовиться к экзаменам. Однако урок, выученный в этот период, необходимо повторить после полудня, когда подключится долговременная память. Тогда полученные знания застрянут в голове надолго. Счетные способности, достигшие на этот момент своего пика, будут постепенно снижаться в течение дня. Прививки, сделанные в это время, вызывают меньше осложнений, чем прививки, сделанные в иное время. Проведенная в этот период лучевая терапия также переносится онкобольными значительно легче.
10 часов . Приступайте к деловым встречам и переговорам. Ваш ум собран и готов к немедленной и адекватной реакции на самые неожиданные предложения. Температура тела у здорового человека достигает в этот период своего максимума. Продолжение
Хронофармакологические принципы терапии заболеваний у детей
Фундаментальным свойством всех живых систем является биологическая ритмичность, которая обеспечивает приспособление организма к внешней среде. Под влиянием постоянно повторяющихся воздействий факторов внешней среды, формирующих экзогенные ритмы, в процессе эволюции в живых системах возникли структурно-функциональные организации, осуществляющие эндогенные ритмы. Учитывая эволюцию развития живых существ, можно предположить, что первоначально сформировались клеточные, метаболические биоритмы, «базовые» по своей сущности. В дальнейшем, в ходе эволюционного развития, усложнения организмов формировались «надстроечные» биоритмы, связанные с поэтапным включением регуляторных систем: иммунной, эндокринной, нервной. В результате естественного отбора эндогенные биоритмы закрепились в гене.
Благодаря биоритмам обеспечивается внутреннее движение, развитие организма, его устойчивость к воздействию факторов окружающей среды. Это осуществляется за счет ритмичного чередования процессов анаболизма и катаболизма. Борьба противоположностей, обуславливающая движение (развитие), лежит в основе адаптационных процессов, обеспечивающих синхронизацию физиологических функций организма с разнообразными изменениями окружающей среды. Исследование биоритмов позволяет оценивать реактивность, функциональное состояние и адаптационные возможности организма.
Изучением биоритмов живых систем, их связи с ритмами, существующими в природе, занимается относительно недавно возникшая наука - хронобиоло-гия, составной частью которой является хрономедицина.
Последняя, с помощью использования хронобиологических параметров, в основном решает задачи, связанные с улучшением диагностики, профилактики и лечения патологических состояний у людей. Продолжение
Биоритмы, или Как стать здоровым Валерий Анатольевич Доскин
Хрономедицина
Хрономедицина
Использование хронодесмов для хронодиагностики
На протяжении суток меняется физиологическая устойчивость организма. Известно, что в начале периода бодрствования и двигательной активности наиболее высок уровень защитных сил.
Ритм физиологической устойчивости человека учитывается и при лечении больных. Так, почти все хирургические операции, за исключением экстренных, проводятся в утренние часы. Не случайно и лабораторные, и рентгеновские исследования делают преимущественно в утренние часы. Это позволяет получить сопоставимые результаты и избежать нежелательных осложнений.
В Италии во времена Борджиа в одной таверне встретились два человека. Они выпили бутылку доброго старого вина, а через несколько часов, корчась от безумной боли в животе, один из них умер. Вино оказалось отравленным. Страшное подозрение пало на оставшегося в живых – ведь он был здоров! И упорно отрицал свою причастностьк злодеянию. Яд нашли в остатках вина в бутылке, а это означало, что оба пили отравленное вино. Почему же один из них остался жив? Как выяснилось, перед роковой встречей он вел необычный образ жизни – в течение двух недель спал не ночью, а днем, и пришел в таверну, чтобы согнать остатки сна. Но какое отношение это имеет к тому, что он остался жив? В те времена эта история так и осталась загадкой. Теперь же все это кажется до предела простым и понятным, но понадобились годы исследований и появление новой науки – хрономедицины.
Наука о биологических ритмах имеет столь большое практическое значение для сегодняшней медицины, что появились даже новые понятия: хрономедицина; хронодесм; хронодиагностика; хронопсия; хронопрофилактика; хронопатология; хронотерапия; хронофармакология. Попробуем их немного разъяснить.
Хрономедицина – это новый подход к медицине, основанный на использовании фактора времени. Для медицины очень важно понятие нормы. Врач должен четко отграничить норму от патологии. Нормы должны различаться не только для людей разного пола, возраста, телосложения, но и для разного времени суток, года, биоритмического типа и т. п. Американский хронобиолог Ф. Халберг предложил называть колебания нормальных величин во времени хронодесмами.
В настоящее время исследователи работают над созданием таких хронодесмов. Сейчас мы многое знаем о здоровом и больном человеке до полудня (время взятия анализов), немного – в ночное время и чрезвычайно мало о том, что происходит в оставшиеся часы суток, а также о роли дней недели, сезонов года и т. п.
Благодаря использованию хронодесмов станет реальной хронодиагностика – ее широкое внедрение во врачебную практику подразумевает точное знание колебаний нормальных величин во времени.
Как образно заметил известный советский педиатр академик В. А. Таболин, физиологические показатели одного и того же человека, снятые в полдень и глубокой ночью, различаются в такой же степени, как могут различаться показатели физически развитого атлета и малого ребенка. Хронодиагностика позволяет выявлять ранние стадии заболевания, когда еще нет выраженных симптомов, а имеющиеся неспецифические проявления болезни укладываются в картину десинхроноза.
Это означает, что медицина и биология вплотную подошли к концепции «хронопсии» (термин предложен хронобиологом Ф. Халбергом: chronos – «время», opsis – «рассмотрение», греч.), т. е. к рассмотрению всех процессов в организме человека и животных в проекции на определенные отрезки времени. Именно эта новая концепция делает реальным проведение на первый взгляд дорогой, но рентабельной ранней диагностики любых, только начинающихся патологических состояний по изменению ритма.
Зная дифференцированную норму, легко установить, что если у больного так называемый вечерний гормональный уровень равен утреннему, даже если он находится в пределах нормы, то нужно говорить о стрессовом состоянии. Осенью и зимой у здоровых людей в 100 мл крови содержится 200–250 мг холестерина, а летом и весной только 170–180 мг. Вполне понятно, что изменения этих и многих других биохимических показателей нельзя не учитывать при диагностике того или иного заболевания.
Для непосвященного человека одна лишь цифра повышенного артериального давления является поводом для излишних волнений и может быть причиной его истинного повышения. Только на приеме у врача может выясниться, что «гипертония» обнаружена соседкой в то время суток, когда наблюдается естественный подъем артериального давления, либо после волнений, переживаний, которые должны, да, именно должны сопровождаться кратковременным увеличением артериального давления. Поэтому для каждого из нас должно стать незыблемым правилом: диагноз может поставить только врач.
Хрономедицина позволяет при многих болезнях обойтись вообще без лекарств или в разы снизить их дозы. Как это работает, «АиФ» рассказал Семён Рапопорт, зав-отделом «Метаболический синдром» Первого МГМУ им. И. М. Сеченова, профессор, д. м. н., а-кадемик РАМТН.
Юлия Борта, «АиФ»: Семён Исаакович, кому показана хрономедицина?
Семён Рапопорт: Да практически всем. Это направление не очень развито в нашей стране, хотя несёт в себе потрясающие возможности.
Все проявления деятельности нашего организма должны быть синхронизированы, ритмичны - не отставать и не спешить, чтобы мы чувствовали себя хорошо. Самый главный ритм, который правит нашей жизнью, - околосуточный (то есть смена дня и ночи).
Утром мы должны быть активными, а ночью отдыхать. Когда начинается смещение, ничего хорошего не получается. Самый простой пример.
Почти два года назад мы стали жить по летнему времени, то есть на час опережая реальное время нашего часового пояса.
Из-за того, что все мы живём не так, как должны, как приспособлены генетически, «колёсики» перестают совмещаться друг с другом, возникает рассогласование ритмов. Это ведёт к плохому самочув-ст-вию, вялости, утомляемости, обострению заболеваний или появлению новых.
Необходимо перейти на зимнее время и больше стрелки часов не трогать.
- Жить без лекарств - звучит фантастически...
Приведите в порядок суточный ритм. Вовремя ешьте. Норма - 4-5 раз в день. При язвенной болезни - каждые 4 часа минимум. Ложитесь спать и вставайте в одно и то же время, вплоть до нескольких минут. При этом совсем необязательно ложиться до 12, комфортное время для сна каждый выбирает сам, главное, чтобы сон длился не менее 7-8 часов. Даже ходить в туалет в одно и то же время очень важно.
- Как учитывать хронотерапию при приёме лекарств?
Лекарства работают, только когда к ним восприимчив соответствующий рецептор в организме. Скажем, в час дня он готов принять это лекарство, а в два часа он его уже не использует. Хоть тонну принимай. Есть лекарства, которые лучше принимать вечером. Даже полдозы будет вполне достаточно, чтобы получить эффект суточной дозы. К примеру, при язве 12-перстной кишки, как правило, обострение происходит вечером и ночью, когда повышается кислотность. Есть препараты, которые эту кислотность могут понизить. Если принять их за полчаса-час до повышения кислотности, приступ не возникнет. То же самое при гипертонии. Специальный прибор - монитор артериального давления (есть в аптеках) в течение недели регистрирует, как ведёт себя давление. Зная его пики в течение суток, можно выбрать подходящее время для приёма препаратов. Врачи обязаны всё это знать и применять при назначении лечения.
- Говорят, есть какое-то уникальное вещество, которое может нарушенные в организме ритмы восстановить.
Это мелатонин, гормон эпифиза - железы, расположенной в головном мозге. Это удивительное вещество, которое управляет организмом так, чтобы мы жили ритмично. Один из самых главных иммуномодуляторов (восстанавливает иммунную систему) и антиоксидантов (противо-воспалительное сред-ство).
У 80-летнего человека его вырабатывается вдвое меньше, чем у молодого. Поэтому при приёме мелатонина у пожилых улучшается сон, они становятся активнее. Мелатонин продаётся в аптеке в виде лекарственных препаратов без рецепта. Но без повода принимать его не стоит.
К примеру, он может помочь при бессоннице, но это не главное его свойство. При той же гипертонии, ишемической болезни, язвенной, язвенном колите добавление мелатонина к стандартной терапии позволяет уменьшить дозу лекарств и при этом повышает эффективность лечения. Всё это проверено и доказано нашими многочисленными исследованиями.
Существование живых организмов в сложной и динамической среде обитания возможно лишь благодаря взаимодействию со средой, непрекращающемуся процессу адаптации к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Организм подвергается не простому внешнему воздействию, а определенному ритму этого воздействия, непрерывно меняющемуся как по частоте, так и по интенсивности. В этих условиях для адаптации организма к окружающей среде и сохранения гомеостаза требуется непрерывная перестройка интенсивности биосинтетических процессов, соответствующих колебаниям частоты и силы внешних воздействий.Уровень адаптационных способностей организма определяется степенью временной адекватности между моментом воздействия и началом развертывания нейтрализующей его приспособительной реакции. Чем выше предупреждающее реагирование, обеспечивающее максимальные возможности в определенное время суток, тем выше адаптационные возможности. Адаптационная реакция на непредсказуемые воздействия обеспечивается за счет амплитуды колебаний, и чем больше их размах, тем большим выбором обладает организм и, соответственно, тем более адекватна его реакция.
Для здорового организма характерна четкая организация суточных кривых, относительно высокое значение средних показателей и разброс их в течение суток, относительно постоянная акрофаза при повторных исследованиях в течение нескольких суток.
Изменения структуры ритмов ведут к серьезным нарушениям, в частности появлению «хаотических ритмов». Многие патологические процессы в организме сопровождаются нарушением временной организации физиологических функций, и в то же время рассогласование ритмов является одной из причин выраженных патологических изменений в организме (десинхроз).
Закономерности ритмической организации функций здорового и больного человека с последующей разработкой оптимальных схем распределения во времени лечебных и профилактических воздействий на организм изучает хрономедицина.
Хрономедицина — раздел хронобиологии, включающий в себя хронофизиологию, хронопатологию, хронодиагностику, хронотерапию, хронофармакологию, хронопрофилактику и хроногигиену. Задачей хрономедицины является возможность использования закономерностей биоритмов для улучшения профилактики, диагностики и лечения заболеваний человека.
Использование законов биоритмов тесно связано с понятием хро-нобиологической нормы (индивидуальный хронотип, хроноадаптация, хронореактивность). Отклонение от этих норм — хронопатология. Любое патологическое состояние или болезнь сопровождается нарушением течения физиологических функций, т.е. отклонением от нормы.
Хронопатология изучает биологические ритмы организма при формировании в нем патологического процесса, нарушения биоритмов во всех стадиях развития болезни, роль новых сочетаний биоритмов, новых форм организации их, соответствующих выздоровлению или сохранению в новых условиях.
Хронодиагностика — раздел хрономедицины, изучающий биоритмологические особенности организма человека, изменения в суточном ритме резистентности организма к возбуждающим воздействиям (сила тяжести, физические, химические и др.), изменения амплитудно-фазовых характеристик и их взаимную корреляцию, периоды повышенной и пониженной устойчивости организма к патогенным факторам внешней или внутренней среды.
Хронотерапия — это комплекс лечебных мероприятий, проводимых с учетом фактора времени и сложности системы взаимоотношений между характером кинетики различных медикаментов и чувствительностью клеточных структур к препаратам в разные фазы биоритмов организма.
Хронофармакология — область хрономедицины, изучающая влияние различных биоритмов организма на выраженность фармакологических эффектов и оценка влияния лекарственных средств на ритмические колебания функций организма.
Хронопрофилактика — раздел хрономедицины, связанный с сезонной профилактикой заболеваний, учитывающий годовой цикл их развития, с разработкой эффективных средств профилактики де-синхронозов (рекомендации по режимам сна — бодрствования, двигательной активности, питания и др.).
Хроногигиена — организация режимов труда и отдыха в соответствии с особенностями биологических ритмов. Важнейшей задачей хроногигиены является разработка правильного распорядка дня с выполнением наибольшей нагрузки в период наибольшей работоспособности организма, т.е. с учетом эффективных возможностей организма.
Практически все физиологические показатели имеют синхронизированную суточную периодичность с максимальными значениями в дневной и ранневечерний период суток и минимальными — в ночной период. Причем эти значения на протяжении суток могут быть больше или меньше величины общепринятой среднесуточной нормы.
Все патологические процессы в организме, как правило, сопровождаются нарушением и рассогласованием биологических ритмов физиологических функций, вовлеченных в процесс, — десинхронозом.
Знание состояния временной организации биосистем в норме и при десинхрозе является ключевым звеном в поиске путей целенаправленной коррекции дезрегуляторных нарушений в этих системах. Исследование этих отклонений составляет целое направление хрономедицины — хронопатологию.
Изучение разнообразных функций организма на разных этапах онтогенеза в условиях нормы и патологии открывает широкие возможности разработки принципиально новых неинвазионных методов клинической диагностики, построенных на анализе таких показателей, как частота сердечных сокращений, температура тела, артериальное давление и многие другие.
Временную организацию биосистемы, согласно современным представлениям, образует совокупность биологических ритмов, согласованных во времени между собой и с периодическими изменениями во внешней среде, роль которых не однозначна.
Из-за изменения длительности светового дня летом и зимой фазы циркадианных (суточных) ритмов сдвигаются и занимают неодинаковое положение на суточной шкале и могут достигать нескольких часов. При передвижке фаз ритмы разных органов и систем, имеющих разную инертность, перестраиваются с разной скоростью, что неизбежно ведет к развитию десинхроноза циркадианных ритмов целостного организма и его устойчивости к действию раздражителей.
Сезонные обострения заболеваний внутренних органов представляют собой сложный процесс, в основе которого лежат фундаментальные биологические законы, а основная роль в сезонной перестройке организма отводится эпифизу.
Главным продуцентом эпифиза является гормон мелатонин. Ритм продукции мелатонина эпифизом носит циклический характер. Уровень мелатонина начинает повышаться в вечернее время, достигая максимума к середине ночи, а затем прогрессивно снижается до минимума в утренние часы.
Мелатонин является стимулятором не только основного эндогенного ритма, а также и корректором этого эндогенного ритма относительно ритмов окружающей среды. Поэтому любые изменения его продукции, выходящие за рамки нормальных физиологических колебаний, могут привести к рассогласованию как собственно биологических ритмов организма между собой (внутренний десинхроноз), так и к рассогласованию ритмов организма с ритмами окружающей среды (внешний десинхроноз). Внутренний и внешний десинхронозы могут являться причинами различных патологических состояний как сами по себе, так и сопровождать заболевания внутренних органов.
Многие биоритмы имеют период, совпадающий с периодом экзогенных римтов, другие лишь синхронизированы с ними. Изменение частоты или фазы внешних датчиков времени приводит к перестройке синхронизированных ранее биоритмов.
Большинство максимумов и минимумов сезонных ритмических колебаний приходится на февраль и август. Эти месяцы называются переломными точками направления фаз годовых биологических ритмов, т.е. биологический год делится февралем и августом на две половины, в пределах которых направление фаз годовых биологических ритмов противоположны.
Трансформация сигнала из физического или биологического окружения во внутренние физиологические системы осуществляется при участии нервного и гуморального звена регуляции. При изменении геомагнитного поля изменяется вегетативно-гуморальная регуляция.
Клинические исследования показали, что нарушение биоритмов при заболевании затрагивает не только пораженные органы или системы, но и другие функциональные системы. По структуре биоритмов можно прогнозировать течение болезни и эффективность терапевтических воздействий на организм лекарственных препаратов. При благоприятном течении заболевания нормализуются суточные колебания функций организма, наблюдается совпадение точек максимума и минимума биоритмов на протяжении нескольких дней обследования, при неблагоприятном — колебания положения точек максимума и минимума на суточных кривых разбросаны.
Если десинхронозы единичны, организм через определенное время полностью восстанавливает свои функции, при частых десинхронозах состояние здоровья человека значительно ухудшается. На этом фоне гораздо легче могут возникать различные заболевания.
В зависимости от времени суток организм человека по разному реагирует на то или иное воздействие. Наиболее физически «слабыми» большинство людей оказывается в 2—5 ч, 12—14 ч, а наиболее «сильными» в 8—12 ч и с 14—17 ч, и в соответствии с этим необходимо строить свой график нагрузок. Выявлены достаточно отчетливо периоды повышенной и пониженной вероятности возникновения приступов стенокардии, гипертонических кризов и инфарктов миокарда. Наибольшая частота приступов наблюдается вечером около 12 ч. Печеночные колики чаще всего возникают около часа ночи, приступы «сердечной астмы» с 3 до 5 ч.
Хронотип человека довольно индивидуален, но определенные закономерности существуют. В зависимости от преимущественной активности человека в утренние, дневные или вечерние часы выделяют три хронотипа, условно названные соответственно «жаворонки», «голуби» и «совы». Многие считают, что генетически все люди должны быть «жаворонками», а «совы» — результат внешних влияний, тем не менее, хронотипы существуют вне зависимости оттого, обусловлены они биологически или социально. Независимо оттого, к какому типу относится индивид — к «жаворонку», «сове» или аритмику, — человек как целостная система может быть охарактеризован определенным набором частотно-амплитудных характеристик, особенностью функционирования которых является ритмическая деятельность.
Цикличность работоспособности является одним из самых надежных и показательных критериев состояния здоровья, так как в обеспечении работоспособности принимают участие практически все важнейшие физиологические системы организма. Выявлены два пика работоспособности, когда отмечается не только физическая работоспособность, но и способность концентрировать внимание, скорость принятия решений, формирование мыслей и предложений, быстрота извлечения из памяти нужной информации (10—12 и 16—18 ч) и два спада — в 13—14 ч и 2—4 ч.
Кроме двух наиболее выраженных пиков и спадов работоспособности можно выделить менее выраженные ритмические колебания (повышение работоспособности в 5, 12, 16, 20, 24 ч и понижением в 2, 9, 14, 18 и 22 ч). Чередование высокого и низкого физиологического тонуса организма мало зависит от сезона года и географической широты проживания человека. Именно в период наименьшей
работоспособности резко возрастает вероятность ухудшения состояния здоровья, начальные стадии проявления болезней и наступления смерти (2-3, 9-10, 14-15, 18-19, 22-23 ч).
Работоспособность колеблется не только в течение суток, но и на протяжении рабочей недели. Установлено, что в понедельник физическая и умственная работоспособность человека минимальна, своего максимума она достигает в среду, четверг, а в пятницу работоспособность начинает понижаться. Понятно, что недельный ритм в первую очередь имеет социальное происхождение, но нельзя исключить и того обстоятельства, что к концу рабочей недели у человека накапливается утомление.
В зарубежных странах на хронотип человека обращают серьезное внимание. Многие крупные фирмы стараются подобрать персонал для ночных смен исключительно из «сов». Это повышает производительность труда, снижает травматизм и процент брака. У «жаворонков», вынужденных работать ночью, значительно чаще возникают заболевания желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы, чем у «сов».
Основной задачей хронотерапии является совершенствование наиболее эффективных методов лечения на основе знаний хроноструктуры организма.
Зависимость действия лекарственных веществ на организм человека от фазы биоритмов показана во многих исследованиях. В частности, установлено, что воздействие аллергенов минимально в 15 ч, максимальный ответ организма на аллергены отмечается в 23 ч, с 8 до 12 ч обостряются приступы сенной лихорадки, с 19 до 23 ч максимально выделение гистамина, поэтому отмечается самый сильный зуд в эти часы. Чувствительность к антигистаминным препаратам в разные часы суток различна (принятые утром действуют 15—17 ч, вечером 7—9 ч).
Максимальная чувствительность ко всем видам боли с 3 до 8 ч утра, чувствительность органов чувств (обонятельных, вкусовых и слуховых ощущений) начинает повышаться с 17 до 19 ч, достигая максимума в 3 ч ночи. Максимум чувствительности в 6 ч утра.
С 7 до 9 ч чаще, чем в другое время, развиваются инсульты и инфаркты, а с 21 до 24 ч минимум приступов. Но эти часы могут сдвигаться в зависимости от индивидуальных особенностей, например, если человек «сова», то у него время возможного приступа сдвигается вперед, если «жаворонок», то назад, т.е. опасны в плане развития приступов первые часы после пробуждения.
Существует иная суточная цикличность деления здоровых клеток в отличие от опухолевых, которые безудержно делятся. Все клетки организма наиболее чувствительны к действию медикаментозных средств в фазу деления, поэтому препараты против опухолевых клеток назначают в период максимума деления опухолевых клеток и минимума нормальных.
Диагноз и терапевтические меры могут быть более эффективными, если их строить на основе циркадианного цикла. При лечении эффект повышается, если прием лекарств согласован с периодами повышенной чувствительности организма к их воздействию. Это позволяет добиться более рационального использования лекарств и максимального лечебного эффекта.
Установлено, что действие дозы лекарств во многом зависит от скорости его всасывания, расщепления, биотрансформации и выведения из организма. А это напрямую связано со временем приема. Важно знать, когда органы «мишени» наиболее восприимчивы к лекарству. Если принять лекарство в «неблагоприятное время», то оно может не только не оказать лечебного эффекта, но может вызвать отрицательный эффект. Те же самые химиотерапевтические препараты, физиотерапевтические процедуры, иглотерапия дают несравнимо разный (вплоть до противоположного) эффект в зависимости от времени суток, сезонов года, активного или заторможенного состояния той или иной системы или организма в целом.
Максимальная активность органов длится около двух часов, и именно в это время они лучше поддаются лечебному воздействию. В суточном биоритме человека максимальная активность печени с 1 до 3 ч ночи, легких с 3 до 5 ч утра, толстой кишки с 5 до 7 ч утра, желудка с 7 до 9 ч утра, селезенки и поджелудочной железы с 9 до 11 ч утра, сердца с 11 до 13 ч, тонкой кишки с 13 до 15 ч, мочевого пузыря с 15 до 17 ч, почек с 17 до 19 ч, органов кровообращения, половых органов с 19 до 21 ч, органов теплообразования с 21 до 23 ч, желчного пузыря с 23 до 1 ч ночи.
На протяжении последних десятилетий коренным образом изменились условия жизни, и наши биологические ритмы страдают от того, что труд становится все напряженнее, отдых короче, а жизнь вокруг шумнее. Все эти беспокойные социальные ритмы предъявляют новые требования к организму человека, и в первую очередь к работе его биологических часов, которые начинают спешить, отставать и даже ломаются, вследствие чего ухудшается самочувствие, снижаются творческие и физические силы.
Поскольку от точности хода наших биологических часов зависит наше здоровье, необходимо знать закономерности ритмов и по возможности учитывать их в повседневной жизни.