Биологические ритмы и старение

Согласно одному из научных определений, биологические ритмы обеспечивают способность организма к адаптации и выживанию в изменяющихся условиях среды. Отсюда следует, что при нарушении биологических ритмов устойчивость человека к различным факторам окружающей среды снижается. А поскольку одним из главных признаков старения организма является именно снижение способности противостоять разрушительным внешним влияниям, возникает закономерный вопрос о том, не является ли нарушение биоритмов одной из причин старения.

Как показывают современные исследования, биологические ритмы человека претерпевают значительные изменения на протяжении всего возрастного цикла. Так, у новорожденных и младенцев биоритмический цикл является очень коротким. Фазы активности и расслабления сменяются через каждые 3-4 часа. По мере взросления ребенка циклы биологических ритмов постепенно удлиняются и к началу полового созревания приобретают характер суточных биоритмов. В это же время формируются хронотипы, которые определяют характер биоритмов в течение практически всей взрослой жизни. В период с 20 до 50 лет биологически ритмы человека являются наиболее стабильными. (Интересно, что именно в этот период человек достигает самых больших деловых и творческих успехов.) После 50 лет у большинства людей структура биологических ритмов становится менее устойчивой, а хронотипы становятся все менее выраженными. У "сов" появляются черты "жаворонков", и наоборот. Одним из самых ярких и неприятных проявлений нестабильности биологических ритмов у пожилых является бессонница. В еще более старшем возрасте у многих пожилых людей наблюдается значительное сокращение периода активности параллельно с резким удлинением фазы расслабления, что может проявляться повышенной сонливостью.

 
С возрастом повышается вероятность спонтанной внутренней десинхронизации. Происходит изменение фазовых отношений между отдельными ритмами. Возможно перемещение суточных максимумов некоторых функций на более раннее или позднее время. Иногда наступает полная инверсия ритма. 
 
Кроме того, имеются данные экспериментов, которые указывают на уменьшение с возрастом периода колебаний внутреннего задатчика ритма организма.

 
 
На основании этих данных нами была предложена гипотеза о механизме старения как следствии десинхронизации биоритмов в онтогенезе. В возрасте полового созревания биоритмов многих физиологических процессов, концентрации гормонов в крови и нейромедиаторов в мозгу достигают оптимума и синхронности. Это проявляется в усилении функций организма, повышенной адаптации и жизнеспособности. После созревания у млекопитающих амплитуда большинства БР снижается, изменяются фазовые отношения между биоритмами и их согласованнность, они приобретают свободный бег со сдвигом фаз в сторону пожилого возраста, вплоть до инверсии акрофаз ЦР (инсулина, тироксина, кортизола и тирозинаминотрансферазы у мышей, крыс и человека), наблюдается блуждание фазбиоритмов. 
 
Десинхронизация биоритмов постепенно охватывает весь организм и проявляется в возрастной патологии и гетерохронности старения. Так, у мужчин более 65 лет частота пиков лютеинизирующего гормона (ЛГ) и тестостерона уменьшается примерно вдвое.  
У старых мышей, крыс и людей установлены нарушения БР уровня гормонов в крови (СТГ, ФСГ, ЛГ, кортикостерона, пролактина, альдостерона и др.) и активности ферментов в печени, эстрального цикла и цикла ритма сна. У пожилых происходит сдвиг фаз и снижение уровня ЦР тиреодных гормонов вплоть до инверсии биоритмов. Постепенно развиваются патологические изменения в органах и тканях.  
 
Вопрос о том, является ли возрастное изменение системы биоритмов причиной или следствием снижения жизнедеятельности остается открытым. Однако независимо от этого, наличие фактов возрастного изменения ритмической организации функций означает, что изменяется и оптимальное время суток для лечебных воздействий.

 

Приведенные выше факты с большой вероятностью свидетельствуют, что возрастное изменение структуры биоритмов может быть причиной замедления развития организма и, в конечном итоге, его старения. Современные ученые в области хронобиологии сходятся во мнении, что нарушение суточных биоритмов организма является хронологическим маркером старения. Открытие этой закономерности является очень важным в контексте перспектив продления биологического возраста человека. Ведь если нам удастся разработать действенные препараты или методы гармонизации и поддержания оптимальной структуры биоритмов, мы сможем отдалить многие неблагоприятные возрастные изменения, связанные с нарушением структуры биоритмов.

 
 
 Гармонизация биоритмов

Одним из главных направлений современной хронобиологии является разработка различных методов и препаратов для коррекции биологических ритмов человека. За 30 лет интенсивных исследований в этой области учеными разных стран было создано немало средств, которые так или иначе способствуют гармонизации биоритмов. Среди них можно выделить пять основных групп.

1.  Физиотерапевтические методы. Коррекция биоритмов с помощью физиотерапевтических приборов является одним из самых первых методов, использующихся в хронобиологии с конца 1960-х годов. Этот метод изначально разрабатывался для восстановления естественных биоритмов у космонавтов, долгое время находившихся в космосе. В настоящее время такие аппаратные процедуры, как электросон и светотерапия, используются в основном для коррекции нарушений биоритмов у людей, работающих вахтовым методом в Заполярье.

2.  Препараты на основе мелатонина. Мелатонин - это особый гормон, который синтезируется в головном мозгу человека и животных и играет важнейшую роль в регуляции биоритмов. Препараты на основе мелатонина действительно эффективно справляются с бессонницей и другими нарушениями сна, однако, как и все гормональные препараты, он должен использоваться строго по показаниям и под контролем врача.

3.  Микстура Павлова и ее аналоги. Микстура Павлова представляет собой препарат, в котором в равных пропорциях одновременно объединены возбуждающие и успокаивающие средства. Такое сочетание позволяет стабилизировать нервные процессы и, в частности, нормализовать биоритмы сна и бодрствования.

4.  Препараты на основе хронобиотиков. Хронобиотики - это особые растительные вещества, которые регулируют различные фазы биологических ритмов. Они обнаруживаются в некоторых пищевых и лекарственных растениях. При этом существуют хронобиотики, которые регулируют преимущественно активную фазу биоритмов, и так называемые релаксирующие хронобиотики, которые удлиняют фазу отдыха и восстановления.

5.  Препараты на основе витаминов, микроэлементов и хронобиотиков. Данные препараты представляют собой самое последнее поколение хронобиологических препаратов. Их создание стало возможным благодаря интенсивному изучению различных растительных хронобиотиков. При этом было установлено, что большинство хронобиотиков во многом теряют свою биоритмологическую активность, будучи синтезированными или выделенными в чистом виде. Как оказалось, большинство известных хронобиотиков проявляют свою активность только в присутствии определенных витаминов, витаминоподбных веществ и микроэлементов, которые вместе с хронобиотиками содержатся в растении. Более того, удалось установить, что витамины и микроэлементы обладают собственной биоритмологической активностью. Так были разработаны первые витаминно-минеральные комплексы с растительными хронобиотиками.

Роль витаминов и микроэлементов в гармонизации биоритмов.

 Витамины и  микроэлементы участвуют в регуляции  большинства жизненных процессов  и биохимических реакций в  нашем организме. В этом смысле  роль витаминов и микроэлементов  вполне можно сравнить с регуляторной  ролью гормонов, а последствия  хронического дефицита витаминов  и микроэлементов с тяжелыми  гормональными нарушениями.Всем известно, что дефицит витаминов и микроэлементов может сопровождаться резким снижением работоспособности и жизненного тонуса, не говоря уже о снижении устойчивости ко многим заболеваниям. Это объясняется тем, что витамины и минеральные вещества являются универсальными регуляторами большинства клеточных функций. Cамо слово "витамин" переводится как "вещество, необходимое для жизни". Начиная с самых ранних этапов эволюции, сначала одноклеточные, затем многоклеточные организмы и, наконец, сам человек научились использовать биологически активные вещества пищи для регуляции своей жизнедеятельности. Уже древние врачи знали о том, что в пищевых продуктах содержатся определенные вещества, при дефиците которых могут развиваться разные заболевания. Люди с цингой быстро поправлялись, если им давали лимонный сок, больные с тяжелым малокровием вставали на ноги, ежедневно получая сырую печень, а народы северных стран давно научились лечить рахит с помощью рыбьего жира. Достаточно посмотреть на краткий перечень свойств витаминов и микроэлементов, чтобы понять их важность для организма.

                   Основные биологические свойств микроэлементов

Железо: участие в синтезе гемоглобина; улучшение состояния кожи, волос и ногтей.

Йод: регуляция активности щитовидной железы; профилактика ожирения и атеросклероза; активизация деятельности мозга.

Селен: защита сердца и сосудов; замедление процессов старения; укрепление иммунитета.

Марганец: укрепление суставов и костей; укрепление сосудов; регуляция кроветворения.

Медь: укрепление волос и профилактика седины; улучшение внешнего вида кожи; профилактика варикозного расширения вен.

Цинк: укрепление иммунитета; улучшение внешнего вида волос, кожи и ногтей; регуляция сексуальной активности у мужчин; укрепление костей; синтез гормона инсулина.

                   Основные биологические свойства витаминов

Витамин С: мощный антиоксидант; укрепление иммунитета; защита кровеносных сосудов; укрепление костей и зубов; участие в синтезе гормонов; регуляция обмена холестерина.

Витамин В1: регуляция углеводного обмена; регуляция жирового обмена; энергообеспечение работы сердца.

Витамин В2: регуляция белкового обмена; укрепление волос; улучшение внешнего вида кожи.

Витамин В6: участие в кроветворении; повышение физической работоспособности; укрепление иммунитета; регуляция белкового обмена.

Пантотеновая кислота (витамин В3): укрепление иммунитета, регуляция пищеварения; участие в синтезе гормонов.

Витамин РР (ниацинамид): регуляция пищеварения; регуляция нервной деятельности; защита клеток кожи.

Биотин (витамин Н): укрепление волос; улучшение внешнего вида кожи.

Витамин А: улучшение зрения; поддержание эластичности кожи; регуляция сексуальных функций; укрепление иммунитета.

Витамин D3: укрепление костей; участие в усвоении кальция организмом.

Витамин Е: защита сердечно-сосудистой системы; поддержание функций мозга; регуляция сексуальных функций; укрепление иммунитета; повышение физической работоспособности.

 

Что такое хронобиотики?

Определение. Хронобиотики - это новый класс растительных биологически активных веществ, главным свойством которых является способность регулировать различные фазы биологических ритмов человека. На сегодняшний день это единственный класс природных соединений, которые обладают доказанным биоритмологическим действием.

Виды хронобиотиков. В соответствии с двухфазным характером биологических ритмов хронобиотики подразделяются на два основных подкласса: D-хронобиотики (от лат. diurnal - дневной) и N-хронобиотики (от лат. nocturnal - ночной). При этом D-хронобиотики регулируют преимущественно активную (дневную) фазу биологических ритмов, а N-хронобиотики - релаксационную (ночную) фазу. Некоторые исследователи дополнительно выделяют еще один очень узкий класс хронобиотиков, занимающий промежуточное положение. Это так называемые C-хронобиотики (от лат. circadian - круглосуточный), которые одновременно регулируют обе фазы биоритмов.

Механизмы действия хронобиотиков. Как действуют хронобиотики?

 В настоящее  время изучены два основных  механизма биологического действия  хронобиотиков. Так называемые нейротропные хронобиотики воздействуют на биологические ритмы, активируя или, наоборот, успокаивая нервную систему. Этот механизм действия характерен как для D-хронобиотиков, так и для N-хронобиотиков. Метаболические хронобиотики воздействуют на биоритмы через энергетическую систему клеток, стимулируя интенсивное образование биологической энергии, поддерживающей активность всего организма. Такой механизм регуляции биоритмов характерен почти исключительно для D-хронобиотиков.

Природные источники хронобиотиков. К настоящему времени эффективные концентрации хронобиотиков обнаружены в следующих лекарственных и пищевых растениях: Источники D-хронобиотиков - маралий корень (левзея), дягиль, хвоя пихты, зеленый чай, кофейное дерево, элеутерококк. Источники N-хронобиотиков - валериана, душица, хмель, мята перечная, хохлатка, пион .

Заключение

Итак, ритмичность функционирования - фундаментальная биологическая закономерность, которой подчиняется все живое на Земле и человеческий организм, в частности. Для обеспечения оптимального уровня здоровья и долголетия необходима синхронизация множества биоритмов организма между собой и с ритмически действующими факторами внешней среды. Если эта синхронизация нарушается действием каких-либо внешних или внутренних (заболевание) факторов, то это приводит к негативным физиологическим и социальным последствиям, к появлению или обострению заболеваний и к быстрому необратимому старению.

Литература:

[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.biofile.ru-Дата доступа:29.10.2014

[Электронный ресурс]/-Режим доступа:  http://www.apocalyps.info-Дата доступа:29.10.2014

[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.starenie.ru-Дата доступа:29.10.2014

[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.blyo.ru -Дата доступа:29.10.2014

[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://www.kazedu.kz-Дата доступа:29.10.2014

[Электронный ресурс]/-Режим доступа: http://dommedika.com-Дата доступа:29.10.2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учреждение образования республики Беларусь

         «Гродненский государственный медицинский университет»

 

 

           Кафедра общей гигиены и экологии

 

 

                     Реферат

По дисциплине экологическая и радиационная медицина

На тему : Биологические ритмы и старение

 

 

 

 

 

                                             Студент: Ганецкая Екатерина Олеговна