Ритмічність перебігу процесів життєдіяльності в живих організмах – біоритми

Наука, що займається вивченням біоритмів, називаєтьсяхронобіологія.

I. За частотою виникнення ритму:

– ритми високої частоти (від часток секунди до 30 хвилин),

– ритми середньої частоти (30 хвилин – 28 годин),

– мезоритми (28 годин – 6 днів),

– макроритми (20 днів – 1 рік),

- Мегаритми (10 років - кілька десятків років).

II. За рівнем організації біосистеми:

- клітинні (хімічні реакції),

III. З погляду взаємодії організму з навколишнім середовищем:

а) фізіологічні (робітники) – коливання, що відбивають діяльність окремих систем організму (скорочення серця, дихання, перистальтика тощо.),

б) адаптивні (власне біоритми) - коливання з періодами, близькими до основних геофізичних циклів, спрямовані на пристосування до умов середовища, що періодично змінюються.

Адаптивні біоритми

• добові;
• місячні;
• річні (сезонні);
• приливно-відливні;
• сонячні.

Добові біоритми

Найбільш добре вивчені. Спостерігаються у всіх живих організмів – від найпростіших до людини. Вони обумовлені зміною дня та ночі (обертання Землі навколо своєї осі). Багато добових ритмів закріпилися в генотипі, передаються у спадок і звуться циркадних біоритмів (circa – близько, dies – день – навколоденні, тривалість їх періоду коливається в межах 20-28 годин).

Приклади циркадних ритмів:

– температура тіла: максимальна – о 18 годині, мінімальна – о 1-5 годині ранку;

– артеріальний тиск: максимальний – удень, мінімальний – уночі;

- Інтенсивність поділу клітин червоного кісткового мозку:максимальна – о 5.00, мінімальна – вночі;

– кількість еритроцитів: максимальна – вранці, мінімальна – вночі;

- Згортання крові: максимальна - вдень;

– працездатність: максимальна – о 5-6 годині, 10-12 годині, 16-18 годині.

Загалом у людини схильна до добових коливань понад 300 функцій. Для виявлення циркадних ритмів тварин і людини укладають ізольовані камери, де відсутня природна зміна дня і ночі. Якщо за цих умов параметри змінюються, це циркадний ритм. Циркадні ритми можуть перебудовуватись. В одних людей перебудова йде швидко – 1-2 доби, в інших – 1-2 тижні.

Месячні біоритми

Тривалість місячного циклу становить 28 діб. Ці біоритми найбільше виражені у мешканців морів і океанів. Закріпилися в генотипі та передаються у спадок. Приурочені переважно до фаз місяця. Так, періоди нересту у кільчастих морських черв'яків і роїння у некровососущих комарів збігаються з певними фазами місячного циклу. Як приклади місячних біоритмів у людини можна відзначити зміну тривалості згортання крові та менструальний цикл у жінок (адаптивне значення не встановлено).

Годичні (сезонні) ритми

Зумовлені обертанням Землі навколо Сонця. Розмноження, зростання, линяння, міграції, перельоти птахів - пов'язані з пори року. Багато хто з них передаються у спадок. Річні ритми, що закріпилися в генотипі, називаються цирканними (circa- близько,annus- рік).

У людини вагаються протягом року:

- Тепловіддача з поверхні тіла: взимку знижується, влітку підвищується;

- Енергообмін: взимку - вище, влітку - нижче;

- Зростання: влітку інтенсивніше;

– біохімічні показники крові змінюються;

– статеваактивність у чоловіків: знижується до кінця зими;

- Показники імунітету: максимальні - взимку, мінімальні - влітку;

- частота серцевих скорочень;

– хронічні захворювання – загострюються навесні та восени.

Припливно-відливні ритми

Характерні для організмів, що мешкають у прибережній зоні морів та океанів. За добу спостерігається два припливи і два відливи. Двічі на місяць припливи досягають максимальної величини - сигізійні припливи. Рибка атерина біля берегів Каліфорнії відкладає ікру в сигізійний приплив у мокрий пісок, а через півмісяця наступного сигизийного припливу з ікринок виходять мальки, які несуться з водою. Двостулкові молюски в акваріумі відкриватимуть і закриватимуть стулки відповідно до припливу та відливу.

Сонячні ритми

Зумовлені зміною сонячної активності. Розрізняють три види сонячних ритмів:

- Тривалість періоду - 11,1 року;

- Тривалість періоду - 80-90 років;

- Тривалість періоду - 600-800 років.

У період підвищення сонячної активності змінюються магнітне поле Землі та іоносфера, що позначається на життєдіяльності живих організмів. Встановлено зв'язок між поширенням деяких інфекційних хвороб та рівнем сонячної радіації. У періоди підвищення сонячної активності відзначається зростання психічних захворювань та інфаркту міокарда. Поряд з цим виявлено пряму залежність між творчою активністю письменників, композиторів та рівнем сонячної активності.

Регуляція біоритмів

У регуляції навколодобових та річних ритмів провідна роль належить епіфізу. Він виробляє гормонмелатонін,який впливає як на інші ендокринні залози, так і на структури мозку.

---