Биоритм и квантовость биологического процесса
Говоря о повторяемости событий в биологическом ритме надо иметь в виду, что эта повторяемость относительна. Повторение действительно существует, и каждый следующий цикл ритмических изменений формально воспроизводится по тем же закономерностям, что и предыдущий, т.е. новому циклу свойственны все те же параметры, что и старому. Другими словами, в новом цикле воспроизводится общая структура и форма ритма. Но последующий цикл изменений чем-то отличается от старого. Новый цикл, оставаясь по форме похожим на старый, вместе с тем по своему содержанию может отличаться от него, придавая необратимость процессу развития какой либо функции, морфологического образования и организма в целом.
Биологический ритм подразделяет процесс развития на определенные отрезки – кванты, т.е. делает процесс развития квантовым. Этим самым достигается единство непрерывности и дискретности.
ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОРГАНИЗМА И ЕГО СИСТЕМ
В клетке и ткани непрерывно протекают процессы ассимиляции и диссимиляции, которые складываются из этапов дискретных химических реакций. Каждая из них имеет свою временную характеристику.
Все физиологические процессы функционируют дискретно, в виде замкнутых циклов (дыхание) или последовательно протекающих этапов (пищеварение). При этом как циклы, так и этапы имеют свои временные параметры. Так, для ЧСС характерной временной мерой является сердечный цикл (в среднем 0,8 мин.), в свою очередь состоящим из строго соотносящихся между собой фаз. Кровь протекает за единицу времени определенное расстояние по сосудам разного калибра. Скорость кругооборота крови составляет 23-24 с. Дыхание складывается из циклической схемы вдоха и выдоха и в целом дает свой ритм – 12 дыхательных движений в минуту. Пищеварительная система, включающая в себя цель отдельных «лабораторий», так же работает со своими ритмами. Они более длительные – от десятков минут до часов. Например, двигательная активность голодного желудка – 1 раз в 1-1,5 часа и длится несколько десятков минут. Фильтрация плазмы почками происходит со скоростью около 120 мл/мин. Для желез внутренней секреции характерно выделение определенного количества гормонов за единицу времени. Ткани поглощают в среднем около 300 мл О2 в мин. Ритмическая активность различных физиологических систем неодинакова и синхронизируется между собой. Например, тесно связаны между собой ритм СС и ритм давления, а с пищеварительным циклом почти не связаны. Связь во времени выделения того или иного гормона не столь стабильна и бывает нередко опосредованной.
В двигательном аппарате временные параметры изначально многообразны.
В лабораторных условиях различна способность воспроизводить ритм на нервно-волоконных синапсах или мышцах раздражителями (Введенский, Ухтомский). Сформулировано понятие о физической лабильности – способности ткани воспроизводить определенное количество возбуждений за единицу времени, не теряя соответствия с ритмом наносимых раздражений. Лабильность нерва, синапса и скелетных мышц остается равной.
Особенно сложны и многообразны по временным характеристикам разряды различных внутрицентральных нейронов. В мозгу одни из них генерируют разряды самопроизвольно – спонтанно, другие – принимают и вне и перепосылают к другим клеткам – адресатам. В нейронные пулы – ансамбли нервных клеток работают синхронно, взаимодействуя с другими ансамблями. Пространственно-временное взаимодействие нервных элементов в ЦНС предопределяет различное состояние организма, формы поведенческой реакции. Таким образом все элементы внутри ЦНС и элементы двигательного аппарата отличаются своими временными характеристиками (Ухтомский) – гетерохронизм.
|
|
|
|
|
|
СИНХРОНИЗАЦИЯ РАБОТЫ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ
Казалось бы, что это препятствует согласованной работе, но в процессе совместной деятельности системы: нерв, синапс, мышца вырабатывается общий оптимальный режим (Ухтомский) – усвоение ритма. Наименее мобильные системы подтягиваются до уровня наиболее лабильных.
На этом основана любая мыслительная деятельность. В период установления синхронизации мы чувствуем дискомфорт, неуверенность, затем врабатываемся и дело идет успешнее.
Например:
Сердце. Синусовый узел задает импульсы 70 вс, артриовентральный узел обладает более низкой лабильностью 40 вм, волокна миокарда еще более низкой лабильностью. А сердце работает в режиме 70 вс. Для двигательной активности в условиях целостного организма необходима сложная иерархическая организация нервных центров, управляющих данными –мотонейронами, а так же соматовисцеральная синхронизация.
Приспособление кровообращения и дыхания к темпам выполняемым скелетными мышцами деятельности (транспорт О2, СО2 → дыхание, кровобращение, ОВ, выделение и т.д.). В конечном итоге к двигательной активности подключаются все вегетативные функции.
Без согласования во времени невозможно функционирование целостного организма, состоящего из неоднородных по своим временным параметрам систем. Усвоение ритма – характерное универсальное свойство всего живого.
Например, ритмическая по своему характеру работа идет легко (например, ходьба). Бег трусцой эффективнее, чем бег с рваным.
|
|
|
|
|
|
Задаватели ритмов
Известно, что ритмические биологические изменения наблюдаются на всех уровнях биосистемы, в том числе на молекулярном. Биоритмическими называются такие явления живой природы, которые периодически повторяются. К естественным ритмам относятся те, которые возникли под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и звездам. Каждый из этих факторов образует на Земле периоды, первый из которых называется солнечными сутками, второй – месячными, третий – звездными. Солнечные сутки равняются 24 часам, сопровождаются изменениями света и темноты. Месячные сутки составляют 24,8 часа, совпадают с морскими приливами и отливами.
К сложным задавателям ритма можно отнести изменение сезонов года, которые специфически влияют на состояние организма, в частности изменяют его реактивность, устойчивость к разным факторам, уровень обмена веществ, направленность обменных реакций, эндокринных сдвигов.
Наиболее сильно на организм влияет солнечное излучение, которое ритмически изменяется. Мощные потоки энергии, выбрасываемые во время вспышек на Солнце, достигают Земли, резко изменяют состояние магнитного поля ионосферы планеты, влияют на распространение радиоволн, изменяют погоду и т. п.
С повышением солнечной активности изменяется возбудимость нервной системы организма. «Приемным пунктом» магнитных возбуждений является непосредственно мозг, но при этом обостряются сосудистые заболевания, возникают инфаркты миокарда, развиваются психические расстройства.
Существует понятие хронобиологической нормы как отражение совокупности психофизиологических показателей организма, которые характеризуют его состояние. Соответственно хронобиологической норме существует закон волнообразности адаптационного процесса, согласно которому на любой стадии этого процесса (специфической и неспецифической) он протекает в колебательном (волнообразном) режиме.
Временная организация биосистемы – не просто комплекс биоритмов организма. Она характеризуется механизмами регуляции, связями с внешней средой и взаимодействием ритмов. Схематично она включает такие компоненты:
· Блок регуляции временной организации;
· Блок, воспринимающий сигналы регуляции;
· Блок, выполняющий эффекторные (рабочие) функции;
· Блок, связывающий временную организацию биосистемы с внешней средой и другими биосистемами.
Изучение биологических ритмов организма человека – сложная задача, так как для этого необходимо исключение всех внешних факторов, которые мешают ходу внутренних «часов» человека. При исследованиях суточной периодики биоритмов были установлены разные закономерности функций отдельных органов и систем. Так, наименьший отрезок времени, на который могут реагировать мозг человека и его нервная система, составляет от 0,5 до 0,8 с. Сокращения сердца происходят с интервалом 0,8 с. Подобный темп имеют движения рук и ног во время ходьбы. Интервал времени 0,5-0,7 с соответсвует скорости реагирования слухового и зрительного анализаторов.
Суточные биоритмы человека такие, что максимум и минимум активности разных биологических процессов не совпадают по времени. Так, максимум температуры тела и артериального давления приходится к 18 часам, массы тела – к 20, минутного объема дыхания – к 13, лейкоцитов крови – к 23 часам.
Особенно важное значение имеет характер периодических изменений температуры тела, так как от этого, а также ритма дыхания зависит уровень обмена веществ. Установлено, что как повышения, так и снижения температуры тела влияют на перестройку физиологических ритмов.
Характерен суточный ритм деятельности желез внутренней секреции. Так, адреналин, гормон надпочечников , накапливается к началу периода активной деятельности, и его больше в крови в дневное время, чем ночью, так же как и тироксина – гормона щитовидной железы. И это не случайное явление. Адреналин, например, участвует в учащении ритма и силы сокращения сердца, повышает кровяное давление, усиливает работоспособность мышц, влияет на углеводный обмен, вследствие чего резко возрастает содержание сахара в крови (усиливается расщепление запасного углевода – гликогена в печени) и повышается потребление его в тканях. Это ведет к интенсификации общего обмена, увеличению теплопродукции. Тироксин также повышает возбудимость нервной системы, вызывает усиление белкового и общего обмена, увеличивает выделение мочи, а с ней азотистых продуктов. Все это обеспечивает высокую активность организма в период бодрствования, повышает его работоспособность и выносливость. Когда человек спит, биологические «часы» включают другие механизмы и создают лучшие условия для того, чтобы организм мог восстановить силы и подготовиться к фазе бодрствования.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 484; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!