Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Волгоградский государственный  медицинский университет»

Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Кафедра патологической физиологии

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему:

«Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды»

 

 

 

 

Выполнил:

Студент 3 курса 7 группы

Лечебного факультета

Васильев Олег Анатольевич

 

 

 

 

Волгоград 2014

 

Содержание:

1. Введение
2. Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов
3. Десинхроноз, связанный с эктремальными природными условиями
4. Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Формирование биологических ритмов неразрывно связано с эволюционным процессом живых организмов, происходившим с самого же начала зарождения и становления жизни в условиях одновременно развивающихся пространственно-временных закономерностей среды обитания. Элементарные живые структуры могли быть жизнеспособными только при возникновении у них динамически устойчивой временной организации, способной адаптироваться к ритмическим изменениям внешней среды. Возникшая временная структура живого организма, имея широкий диапазон реакций, могла противостоять также и влиянию апериодических  изменений факторов внешней среды, которые, в свою очередь, способствовали поддержанию системы в активном состоянии.

Ритмические воздействия внешней среды являются главными стимуляторами биоритмов организма, играющими важнейшую роль в их формировании на ранних этапах онтогенеза и определяющими уровень их интенсивности в течение всей последующей жизни. Собственные эндогенные биоритмы организма – это фон, на котором развертывается картина жизнедеятельности и который не обеспечивает последней, если она непрерывно не активируется импульсами из окружающей среды. Последние, таким образом, являются теми силами, которые заводят биологические часы и определяют интенсивность их хода.

В настоящее время общепризнанно, что наиболее мощным фактором, формирующим биологическую ритмичность, было собственное вращение Земли с сопутствующим ритмом  изменений освещенности и температуры. Еще в 1797 году Христофер Гуфелянд, рассматривая суточные колебания различных медицинских показателей у здоровых и больных пациентов, пришел к выводу, что в организме существуют “внутренние часы, ход которых определяется вращением Земли вокруг своей оси”, поэтому многие считают Гуфелянда основателем учения о биологических ритмах. Он впервые обратил внимание на универсальность ритмических процессов и подчеркнул, что “наша жизнь, очевидно, повторяется в определенных ритмах, а каждый день представляет маленькое изложение нашей жизни”. Правда, некоторые исследователи отдают в этом вопросе пальму первенства французскому астроному, математику и физику Жан Жаку Де Мерану, который, изучая особенности солнечного света и вращения Земли, еще в 1729 году установил, что в условиях темноты и постоянной температуры растения сохраняют свойственную им  двадцатичетырехчасовую периодичность движения листьев, связав тем самым этот феномен не с освещенностью, а с вращением нашей планеты.

    По мере увеличения продолжительности жизни живых организмов  происходил естественный отбор особей, способных приспосабливаться к ритмам внешней среды, имеющим различные периоды. Эволюционные преобразования создали сложную интегральную иерархию  временной упорядоченности биологических ритмов различных видов, в которой ключевую роль по-видимому играла суточная ритмика.

Биологические ритмы — фундаментальное свойство органического мира, обеспечивает его способность адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды. Проблемы, которые решает биоритмология, важны для познания жизни как особой формы движения материи во времени и имеют существенной значение для теоретической и практической медицины. Поскольку в биоритмологическом аспекте здоровье представляет собой оптимальное соотношение взаимосвязанных ритмов физиологических функций организма и их соответствие закономерным колебаниям условий среды обитания, анализ изменений этих ритмов и их рассогласования помогает глубже понять механизмы возникновения и развития патологических процессов, улучшить раннюю диагностику болезней и определить наиболее целесообразные временные схемы терапевтических мероприятий.

Поскольку практически все показатели жизнедеятельности (биохимические, физиологические и поведенческие) обнаруживают ритмичность, и прежде всего циркадианные околосуточные ритмы, встает вопрос о том, как изменяются в онтогенезе временная организация различных функций и состояний организма и не могут ли эти изменения послужить критериями возрастных этапов? Нельзя ли посредством анализа ритмической организации биологических процессов на разных этапах онтогенеза подойти к изучению таких централизованных понятий биологии, как гомеостаз и адаптация.

 

Основными параметрами, характеризующими биологический ритм, являются следующие величины:

• Период – интервал времени, в течение которого исследуемая величина совершает полный цикл своего изменения (период обратно пропорционален частоте ритма). 
• Мезор – средний уровень исследуемого показателя за один цикл. 
• Амплитуда – это половина разности между максимальным и минимальным значениями аппроксимирующей данный биоритм косинусоиды, либо  разность между ее максимальным отклонением и мезором.
• Акрофаза – это значение временной шкалы в момент наступления максимума амплитуды, выраженное в градусах.

Накопленные в настоящее время экспериментальные и клинические данные не вызывают сомнения в том, что изменения ритмов внешней среды являются факторами, обуславливающими морфологические и физиологические изменения в организме.

 

1.Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов

 В естественной среде организм  всегда подвержен влиянию сложного  динамического комплекса факторов, причем действие одних факторов  изменяет (усиливает, ослабляет, деформирует) действие других, что создает  проблемы для определения их  роли и степени биотропности. Нарушения временной структуры  организма возникают при рассогласовании  упорядоченности структуры его  внутренних ритмов, причем причины  этого рассогласования могут  быть различными – внутренними (например, патология систем или  органов)  и внешними (воздействие  факторов окружающей среды).

Нарушение естественного хода биологических ритмов, их взаимной согласованности, т.е. десинхроноз, является обязательным компонентом общего адаптационного синдрома и в этом отчетливо видна связь проблемы биологических ритмов с проблемой адаптации.

Адаптацию - непрерывно текущий процесс, не прекращающийся ни на одно мгновение от момента зарождения организма до момента смерти. Она рассматривается как процесс, имеющий как внешние, так и внутренние противоречия. Внешние противоречия адаптационного процесса заключаются в том, что организм находится в двойственных отношениях со средой: с одной стороны он стремится достичь согласованности с ней, а с другой - сохраняет некоторую рассогласованность, никогда не достигая идеальной гармонии,  “пригнанности” к среде. Это и позволяет ему, в конечном счете,  приспосабливаться, поскольку пребывание в некотором разладе со средой тренирует защитные механизмы организма, поддерживая их в активном “рабочем” состоянии, обеспечивая тем самым эффективную мобилизацию  сил в случае резкого изменения внешних условий.

Иногда адаптацией называют только одну из двух сторон этого процесса, а именно, только согласование с ритмами внешней среды. Если придерживаться такой терминологической трактовки, то вторую сторону этого процесса, т.е. рассогласование, следует называть дезадаптацией, и таким образом феномен адаптации выступает как единство адаптации и дезадаптации,  и этот процесс имеет ритмическое течение.

Заметим, что закон ритмичности адаптационного процесса имеет также большое практическое значение, ибо открывает надежный путь к прогнозированию динамики состояния организма при остром и хроническом стрессе, вызванном как внутренними, так и внешними причинами.

Например, он позволяет  предвидеть особенности течения хронических заболеваний (периоды ремиссий и обострений), ход процессов восстановления после острых заболеваний и травм, смену периодов улучшений и ухудшений  состояния в процессе приспособления к экстремальным условиям существования, в том числе и к условиям космических полетов. Он также позволяет принимать своевременные меры, направленные на поддержание благополучия организма.

Итак, приспособленность организма к условиям среды обитания не бывает  абсолютной, так как его слишком тесная связь  со средой может стать причиной вымирания (гибели не только отдельной особи, но и исчезновения вида) при внезапном изменении среды.

Предельное  развитие адаптивности (гиперадаптация) может привести к своей противоположности, к “гипертермии” и безвозвратной утере адаптивности, т.е. к анадаптации.

Большинству людей, в равной мере не нравится как отсутствие стресса, так  и избыток его. Поэтому каждый должен тщательно изучить самого себя и найти тот уровень стресса, при котором он чувствует себя наиболее “комфортно”, какое бы занятие он не избрал. В последнее время получает все большее признание точка зрения о полезности умеренного стресса, в частности о том, что умеренный стресс сопровождается повышением продуктивности человека в различных видах деятельности. Так, водители автомобилей выполняют предъявляемые им экспериментальные задания значительно лучше при воздействии умеренных стрессов, нежели в спокойной обстановке. Громова Е.А. и др. выявили благоприятное влияние умеренного стресса (ситуации международных соревнований) на кратковременную память у спортсменов.

Следующие друг за другом циклы жизненных процессов различаются по своим параметрам - длительности периода, амплитуде, фазе. В тех случаях, когда адаптационный процесс протекает спокойно, без особых потрясений организма, когда действующие на организм стресс-факторы не выходят за рамки умеренного уровня, их воздействия на циркадианные ритмы невелики. Если же адаптационный процесс протекает бурно, с выраженными и быстро развивающимися изменениями в организме, что может быть обусловлено действием сильных раздражителей, либо особой динамичностью организма в некоторые периоды его индивидуального развития, в этих случаях состояние организма от цикла к циклу изменяется очень заметно, и колебательные процессы утрачивают свою правильность, регулярность. Искажение биологического ритма, трансформация его в непериодические колебания свидетельствует о резком обострении внутренних противоречий адаптационного процесса. Изменения исходной периодичности при стрессе характеризуются не только нарушением постоянства периода, но и увеличением амплитуды колебательного процесса, изменениями акрофазы.

 

Десинхроноз подразделяется на острый  и  хронический. Острый десинхроноз возникает при внезапном рассогласовании ритмов датчиков времени и организма. Например, при  трансконтинентальных перелетах на современных авиалайнерах, пересекающих за довольно короткое время несколько часовых поясов, возникает резкое нарушение взаимоотношения фаз ритма сон-бодрствование. В случае, если воздействие фактора, вызвавшего острый десинхроноз, длительное время  не прекращается, развивается хронический десинхроноз.

Хронический десинхроноз – патологическое состояние, в основе которого лежит перманентная десинхронизация функций организма.

Десинхроноз может быть вызван целым рядом внешних причин, как социальных, так и природных. К числу социальных причин относятся,  например:

биотропные факторы антропогенного происхождения, такие как

а) токсические вещества, например, алкоголь, физические и другие воздействия;

б) совокупные социальные стрессы больших промышленных городов, связанные с напряженной работой или управлением транспортом, обилием информации и т.д.; 

 длительное рассогласование  ритма сон-бодрствование, например,  при сменной и ночной работе;

3) рассогласование между суточным  стереотипом организма и дискретным  временем, возникающим при трансмеридиональных  перелетах;

4) десинхроноз, вызванный орбитальными  и межпланетными космическими  полетами;

 

     К числу десинхронозов, вызванных природными внешними  факторами относятся, например, десинхронозы, связанные с:

5)  эктремальными природными  условиями,

         6) изменениями  ритмов действующих гелио-геофизических  датчиков времени, таких как циклы  солнечной активности, суточные  и сезонные вариации погоды, изменения  климата, 

          7) ритмами  геомагнитного поля Земли, вызванными  вращением Солнца,

           8) апериодическими  изменениями гелио-геофизических  факторов, возникающими при  солнечных  вспышках и геомагнитных бурях.

Данная систематизация причин, вызывающих десинхроноз, условна, как всегда, когда речь идет о любой многофакторной системе. В реальности действие многих из перечисленных факторов может быть тесно переплетено, взаимосвязано, и один фактор может усиливать отрицательное действие другого. Так, например, на орбитальной станции  космонавт пребывает в условиях, когда время “естественных” суток составляет всего примерно 90 минут (время облета станцией земного шара),  и на него постоянно воздействует такой сильнейший и необычный стресс-фактор, как  невесомость.

В настоящей книге предлагается следующая “рабочая” классификация нарушений организации временной структуры организма:

Изменение структуры ритма или десинхронизация:    

а) увеличение (уменьшение) амплитуды;

б) изменение периода.

2) Десинхроноз.

Данная классификация приводится лишь для правильности восприятия материала, поскольку в действительности  структурные изменения ритма обычно сопутствуют дисинхронозу. В то же время,  при проведении хронодиагностики, удается проследить зачастую за изменениями структуры ритма лишь одного или нескольких отдельных показателей, и поэтому, строго говоря, не следует говорить о десинхронозе организма.  Наблюдаемые изменения в таких случаях следует определять как десинхронизацию, характеризующуюся рассогласованием существующих в норме соотношений периодов и фаз ритмов исследуемых показателей организма и внешней среды. Тем не менее,  в дальнейшем для удобства изложения мы сами не будем строго придерживаться приведенной здесь классификации, считая, что читатель правильно поймет нас после сделанного выше комментария.