Книга: Удивительная биология

Биологическим ритмом называют равномерное чередование во времени различных состояний организма, биологических процессов или явлений. Но не всякое повторяющееся явление может быть названо биоритмом. Биоритм – это самоподдерживающийся и в определенной мере автономный процесс. Скажем, листья мимозы складываются при прикосновении к ним руки человека. Биоритм ли это? Нет, поскольку такое движение не несет в себе ритмичности и вызвано внешней непериодической (случайной) причиной. Но такое же свертывание листьев чувствительного к свету растения на ночь и их раскрытие днем под действием внешнего эволюционно закрепленного фактора – солнечного света – уже биоритм, поскольку движение листьев может продолжаться некоторое время и без влияния света, в полной темноте.

Истинными биологическими ритмами являются только те колебания, которые обнаруживаются и при отсутствии периодических датчиков времени во внешней среде. Такие ритмы называют эндогенными (от греч. endon  – внутри), так как они возникают под действием внутренних причин. Типичный их пример – ритмы дыхания человека (16 дыханий в минуту в среднем) и сердцебиения (70 ударов в минуту в среднем). Если системы обнаруживают периодический характер изменений только в связи с реакциями на циклически действующие раздражители внешней среды, то это ритмы экзогенные («экзо» – гр. снаружи, вне). Характерными их примерами служат многие суточные, многодневные, месячные и годовые циклы в биосфере. Так, процесс фотосинтеза начинается с восходом Солнца и останавливается с наступлением темноты.

Экзогенные ритмы не всегда можно отличить от эндогенных. Некоторые истинные ритмы в постоянных условиях внешней среды при отсутствии датчиков времени постепенно затухают. Напротив, ритмы, вызванные внешними причинами, и после устранения этих причин некоторое время продолжают существовать, подобно эндогенным ритмам.

По длительности периода биоритмы делят на несколько категорий. Названия ритмов образованы от латинских слов: «цирка» – около; «диес» – день; «ультра» – сверх, выше; «инфра» – ниже; «септем» – семь; «аннус» – год; «тригинти» – тридцать и т. д. Частица «цирка» означает, что данная классификационная группа включает в себя некоторый диапазон частот вблизи того или иного основного периода. Правильно говорить «циркади-анный ритм», но в биоритмологии чаще употребляется более короткий простой термин – «циркадный». Наиболее известны и изучены так называемые циркадные, или околосуточные, биологические ритмы с периодом в 24 ч. Ярко выражены у некоторых обитателей моря «приливные» ритмы продолжительностью в среднем 12,8 ч, «лунные» – с периодом 28 дней и «полулунные» – 14—15 дней. Есть еще «сезонные», или «окологодичные», ритмы, связанные с обращением нашей планеты вокруг Солнца, например летние, а также многолетние, обусловленные влиянием соответствующего цикла солнечной активности.

Ученые выделяют ритмы с подобными колебаниями в особую группу так называемых экологических ритмов, связанных с космическими (астрономическими) причинами. Если в растительном и животном мире ведущую, а часто и единственную роль играют такие синхронизаторы ритмов, как чередование освещения, температуры, часы кормления, и тому подобные, то для человека большое значение имеет трудовая деятельность, обладающая нередко собственной периодичностью. «Привязка» собственных циклов к экзогенным (синхронизация) характерна практически для всех ритмов. Синхронизаторами, или внешними датчиками времени для живых организмов, могут быть не только геофизические, но и биологические, в том числе физиологические процессы.

Например, ритмика гормональных изменений, обусловливающих овуляционный цикл, синхронизирует ритмы активности и настроения женщины. Значит, синхронизаторами биологических ритмов могут быть не только циклы внешней среды, но и внутренние факторы.

Замечено, что изоляция от внешних датчиков времени переносится с затруднениями. У большинства людей в условиях свободно текущего времени, а тем более в одиночестве возникает ряд отклонений физиологического и психологического состояния. Наступает так называемая десинхронизация, в частности, нарушается согласованность между ритмами вегетативных функций, чередование сна и бодрствования, двигательной активности и стремления к покою и др.

В специальных экспериментах у людей, надолго лишенных естественных датчиков времени, 24-часовой ритм перестраивается на свободно текущий. Быстрее всего на новый ритм переходят такие ритмические процессы, как сон, бодрствование, двигательная активность и поведение; заметно труднее перестраиваются функции вегетативной нервной системы: так, частота сердечных сокращений и дыхания, температура тела, работа почек и обмен веществ в большинстве случаев остаются стабильными даже при длительной изоляции от датчиков времени.