Биоритмы в жизни человека

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное 

учреждение высшего профессионального образования

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ 

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Т.Ф.ГОРБАЧЕВА»

 

Кафедра философии

 

Дисциплина «Научные основы инновационных технологий»

 

Контрольная работа по теме № 33

 «Биоритмы  в жизни человека»

 

Выполнил: Чупин Д.В

Студент гр. ЭГв-11

Шифр зачетной книжки 119661

Проверил:

Баумгартэн М.И.

 

 

 

 

 

 

 

Кемерово 2012

Содержание.

1. Введение.

1.1 Ритм как универсальное  свойство живых организмов.

1.2 Общее представление и краткая истории становлении биоритмологии.

2. Основная часть.

2.1 Классификация биоритмов  человека.

2.2 Биоритмы Флисса (физический, эмоциональный, интеллектуальный).

2.3 Биочасы человека.

2.4 Воздействие алкоголя  на биоритмы человека.

2.5 Десинхронизация суточных  ритмов

3. Заключение

3.1 Значение изучения биоритмов  для здоровья человека.

 

 

 

Биоритмы в  жизни человека.

Тема № 33.

1. Введение.

1.1 Ритм как универсальное свойство живых организмов.

Биологические ритмы — (биоритмы) периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Они свойственны живой материи на всех уровнях ее организации — от молекулярных и субклеточных до биосферы. Являются фундаментальным процессом в живой природе. 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, открывание и закрывание раковин у морских моллюсков, связанные с уровнем морских приливов), годичным (изменение численности и активности животных, роста и развития растений и др.)

В биосфере Земли всему  живому свойственна ритмическая  активность, чётко связанная со временем. Человеческий организм предназначен для  бодрствования в дневное время  и отдыха (сна) в ночное время. Вместе с этим, не каждый день человек, несмотря на хорошее здоровье, ощущает прилив энергии в организме или недомогание. Это относится и к ночному, и к дневному времени суток, и  не всегда увязывается со временем активности или сна.

До недавнего времени  считалось, что дневные раздражители (свет, тепло, шум), которые исчезают ночью, являются факторами, влияющими  на ритм жизни всего живого на Земле. Ошибочность такого мнения опроверг в 1729 году французский астроном Жан  Жак Д Орту де Мэран. Он поместил веточку чувствительной к свету мимозы в тёмное помещение, но суточное движение листьев не прекратилось.

Основная мысль, пронизывающая  сегодняшний взгляд на биологические  ритмы, заключается в том, что  всё живое в биосфере, начиная  от одноклеточных растений и заканчивая сложнейшим организмом человека, является «живыми часами». При этом одни учёные склонны считать, что ритмическая  изменчивость в состоянии и поведении  организма заложена у него внутри. Другая группа учёных считает, что в  природе есть внешний фактор «Х», оказывающий воздействие на всё  живое.

В настоящее время всё  больше биофизиков склоняются к гипотезе о том, что ритмика земной жизни  рождается во Вселенной и именно она является внешним фактором, определяющим жизнь в условиях биосферы.

Физиологические ритмы составляют основу жизни. Одни ритмы поддерживаются в течение всей жизни, и даже кратковременное их прерывание приводит к смерти. Другие появляются в определенные периоды жизни индивидуума, причем часть из них находится под контролем сознания, а часть протекает независимо от него. Ритмические процессы взаимодействуют друг с другом и с внешней средой. Изменение ритмов, выходящее за пределы нормы, либо появление их там, где они раньше не обнаруживались, связано с болезнью.

Понимание механизмов физиологических  ритмов требует объединения математического  и физиологического подходов. Особенно уместным является использование методов  из раздела математики, называемого  нелинейной динамикой. Основы нелинейной динамики были заложены Пуанкаре в  конце прошлого века, но за последние 30 лет они получили значительное развитие. К сожалению, основные понятия нелинейной динамики обычно представляются в форме, доступной хорошо подготовленному математику, но затруднительной для физиолога практика. Однако многие из центральных идей, применимых к биологии, могут быть изложены на конкретных физиологических примерах. Обычно принято измерять физиологические величины как функции времени. Для характеристики таких временных последовательностей разработаны четыре основные математические понятия: стационарные состояния, колебания, хаос и шум.

Гомеостаз — это относительно постоянство факторов внутренней среды, таких как содержание сахара, газов и электролитов в крови, осмотическое давление, кровяное давление и рН. Физиологическое понятие гомеостаза может быть связано с понятием стационарных состояний в математике.

Стационарные состояния  соответствуют постоянным решениям математического уравнения. Выяснение  механизмов, удерживающих изменения  переменных в узких пределах, является важной областью физиологических исследований.  Менее очевидными, но в равной степени  физиологически важными являются колебания  в многочисленных других системах, например секреция инсулина и лютеинизирующего гормона, перистальтические волны в кишечнике и мочеточнике, электрическая активность коры головного мозга и автономной нервной системы, сужение периферических кровеносных сосудов и зрачка [2, стр 6]. Физиологическим колебаниям соответствуют периодические решения математических уравнений. Разумеется, всем известно, что тщательные измерения любой 
физиологической переменной никогда не дают временной последовательности, которая была бы абсолютно стационарной или периодической. Даже системы, которые считаются стационарными или периодическими, всегда дают флуктуации (колебание или любое периодическое изменение) вокруг некоторого фиксированного уровня или периода колебаний. Кроме того, существуют системы настолько нерегулярные, что может оказаться трудным найти лежащий в их основе стационарный или периодический процесс. Одним из источников физиологической изменчивости являются флуктуации в окружающей среде.

Физиологические ритмы могут сами воздействовать на другие ритмы, вызывая их изменения. Примером может служить синусовая аритмия, при которой сердечный ритм ускоряется во время вдоха. Хотя такая изменчивость не всегда с легкостью поддается теоретическому анализу, ее происхождение часто нетрудно понять. Более загадочны ситуации, в которых флуктуации обнаруживаются даже тогда, когда параметры внешней среды поддерживаются на максимально возможном постоянном уровне и никакие возмущающие воздействия не обнаруживаются. Например, электроэнцефалограмма измеряет среднюю электрическую активность локальных участков коры головного мозга и обнаруживает флуктуации во времени, которые часто носят совершенно нерегулярный характер [2, стр 7].

Математика предлагает нам  два различных способа рассмотрения нерегулярностей, присущих физиологии. Более распространенным из них является взгляд на нерегулярности как на шум, относящийся к случайным флуктуациям. Хотя термин «хаос» часто используется в качестве синонима шума, у него возникло совершенно иное математическое значение. С математической точки  зрения, под хаосом подразумевается  случайность или нерегулярность, возникающие в детерминированной  системе. Другими словами, хаос наблюдается  даже при полном отсутствии шума в окружающей среде. Важным аспектом хаоса является существование заметной зависимости динамики от начальных условий. Это означает, что хотя в принципе возможно предсказание развития процесса во времени, в действительности это оказывается невозможным, поскольку 
любая погрешность в определении начальных условий, какой бы малой она ни была, приводит к ошибочному предсказанию некоторого достаточно отдаленного будущего [2, стр 12].

 

1.2. Общее представление и краткая истории становлении биоритмологии.

Наука, изучающая роль фактора  времени в осуществлении биологических  явлений и в поведении живых  систем, временную организацию биологических систем, природу, условия возникновения и значение биоритмов для организмов называется — биоритмология. Биоритмология является одним из направлений, сформировавшегося в 1960-е раздела биологии — хронобиологии. На стыке биоритмологии и клинической медицины находится так называемая  хрономедицина, изучающая взаимосвязи биоритмов с течением различных заболеваний, разрабатывающая схемы лечения и профилактики болезней с учетом биоритмов и исследующая другие медицинские аспекты биоритмов и их нарушений.

Основателем хронобиологии — науки о биоритмах, принято считать немецкого врача К. В. Гуфеланда, который в 1797 году обратил внимание коллег на универсальность ритмических процессов в биологии: каждый день жизнь повторяется в определенных ритмах, а суточный цикл, связанный с вращением Земли вокруг своей оси регулирует жизнедеятельность всего живого, включая организм человека.

Первые систематические  научные исследования в этой области  начали проводиться в начале XX века, в том числе российскими учеными И. П. Павловым, В. И. Вернадским, А. Л. Чижевским и другими. [3, стр 25].

К концу XX века факт ритмичности  биологических процессов живых  организмов по праву стал считаться  одним из фундаментальных свойств  живой материи и сущностью  организации жизни. Но до последнего времени природа и все физиологические  свойства биологических ритмов не выяснены, хотя понятно, что они имеют в  процессах жизнедеятельности живых  организмов очень большое значение. Поэтому исследования биоритмов пока представляют собой процесс накопления информации, выявления свойств и закономерностей методами статистики.

В результате в науке о  биоритмах возникло два научных  направления: хронобиология и хрономедицина.

Советские ученые Ф. И. Комаров и С. И. Рапопорт  в своей книге «Хронобиология и хрономедицина» дают следующее определение биоритмов: «Ритм представляет собой характеристику периодической временной структуры. Ритмичность характеризует как определенный порядок временной последовательности, так и длительность отрезков времени, поскольку содержит чередование фаз различной продолжительности».

Одной из основных работ  в этой области можно считать  разработанную хронобиологом Ф. Хальбергом  в 1964 году классификацию биологических ритмов.

По поводу природы биоритмов  было высказано множество гипотез, производились многочисленные попытки  определить ещё целый ряд новых  закономерностей.

Вот некоторые из них.

Шведский исследователь Э. Форсгрен (E. Forsgren) в опытах на кроликах обнаружил суточный ритм гликогена и желчеобразования (1930). Советские ученые Н. Е. Введенский,  И. П. Павлов и В.В.Парин осуществили попытку теоретически обосновать механизмы возникновения ритмических процессов в нервной системе и показали, что колебания характеристик состояния нервной системы определяются прежде всего ритмами возбуждения и торможения.

В 1959 году Юрген Ашофф , впоследствии директор Планковского Института физиологии поведения  в Андексе (Германия), обнаружил закономерность, которая была названа «правилом Ашоффа» (под этим названием оно вошло в хронобиологию и историю науки): «У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте».

Им было установлено, что  при длительной изоляции человека и  дневных животных в темноте, цикл «бодрствование-сон» удлиняется за счет увеличения продолжительности фазы бодрствования. Ю. Ашофф предположил, что именно свет стабилизирует циркадные ритмы организма. [3, стр 27]

2. Основная часть.

2.1 Классификация  биоритмов человека.

Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. Физиологические ритмы, как правило, имеют периоды от долей секунды до нескольких минут. Это, например, ритмы давления, биения сердца и артериального давления. Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающей среды.

Классификация ритмов базируется на строгих определениях, которые  зависят от выбранных критериев.

Классификация биоритмов  по Ю. Ашоффу подразделяется на:

1. по их собственным характеристикам, таких как период;

2. по их биологической системе, например популяция;

3. по роду процесса, порождающего ритм;

4. по функции, которую выполняет ритм.

Диапазон периодов биоритмов  широкий: от миллисекунд до нескольких лет. Их можно наблюдать, в отдельных  клетках, в целых организмах или  популяциях. Для большинства ритмов, которые можно наблюдать в ЦНС или системах кровообращения и дыхания, характерна большая индивидуальная изменчивость.

Другие эндогенные ритмы, например овариальный цикл, проявляют малую индивидуальную, но значительную межвидовую изменчивость. У других ритмов, о которых упоминалось выше, периоды остаются неизменными в естественных условиях, то есть они синхронизированы с такими циклами внешней среды, как приливы,  день и ночь, фазы Луны и время года. С ними связаны приливные, суточные, лунные и сезонные ритмы биологических систем. Каждый из указанных ритмов может поддерживаться в изоляции от соответствующего внешнего цикла. В этих условиях ритм протекает «свободно», со своим собственным, естественным периодом.