Исследование нарушений сна в рамках науки биоритмологии

 

 

ВВедение

 

В данной работе я поставила целью рассмотреть связь биоритмов жизнедеятельности человека с нарушениями цикла сна-бодрствование. Биоритмология - одна из быстроразвивающихся наук XX века, изучающая циклические биологические процессы, имеющиеся на всех уровнях организации живой системы. Дело в том, что живая система постоянно находится в состоянии обмена веществ с окружающей средой и обладает сложной динамикой процессов, является саморегулирующейся и самовоспроизводящей системой. «Биологические часы» в организме — отражение суточных, сезонных, годовых и других ритмов физиологических процессов.

Управление внутренними ритмами человека имеет важное значение не только для нормализации ночного сна, но и для устранения ряда заболеваний нервной системы, имеющих функциональный характер (например, неврозов). Установлено, что суточное изменение внутренних ритмов, свойственных здоровому человеку, при болезненных состояниях искажаются. По характеру искажений врачи могут судить о ряде заболеваний на начальной стадии.

Темпы научно-технического прогресса сейчас приобретают стремительный характер и предъявляют серьезные требования к человеку, нам кажется, проблема актуальности биоритмов является сегодня самой важнейшей. Бездумное отношение человека к самому себе, как и к окружающей природе, часто является следствием незнания биологических законов, эволюционных предпосылок, адаптивных возможностей человека и т.д., и т.п.

На фоне тяжелых умственных и эмоциональных нагрузок, к физической усталости после рабочего дня прибавляется еще психическая, в результате мы имеем уставшего рабочего вечером, а утром просто выжатый лимон после  тяжелого сна.

В последнее время в нашей стране и за рубежом проводятся большие работы по исследованию биоритмов человека, их взаимосвязи со сном и бодрствованием. Поиски исследователей направлены в основном на определение  возможностей управления биоритмами с целью устранения нарушений сна. Задача эта особенно актуальна, на мой взгляд, в настоящее время, когда значительная часть взрослого населения земного шара страдает от бессонницы и прочих расстройств сна.

 

 

Глава 1. Исследование нарушений сна в рамках науки биоритмологии

 

1.1. Обоснование применения  метода

Биоритмология – раздел науки о живой природе, исследующий механизмы возникновения в ней причинно-следственных связей, главным образом в плане изучения пространственно-временных характеристик ритмических явлений, протекающих на различных уровнях организации живой материи.

Согласно биоритмологии, которая занимается  изучением ритмов активности и пассивности, протекающих в нашем организме, большинство процессов, происходящих в нем, синхронизированы с периодическими солнечно-лунно-земными, а также космическими влияниями. И это неудивительно, ведь любая живая система, в том числе и человек, находится в состоянии обмена информацией, энергией и веществом с окружающей средой. Если этот обмен (на любом уровне – информационном, энергетическом, материальном) нарушается, то это отрицательно сказывается на развитии и жизнедеятельности организма.

Каждая клетка организма, представляет  собой  самостоятельную  функциональную единицу. Содержимым  клетки  является  протоплазма, в которой  постоянно  идут  два  противоположных  процесса:  анаболизма и катаболизма.

Анаболизм – это  биологический процесс, при  котором простые вещества   соединяются  между  собой, что  приводит к построению новой  протоплазмы,  росту   и накоплению энергии.

Катаболизм – это противоположный  анаболизму процесс  расщепление сложных  веществ на более простые, при этом ранее накопленная энергия освобождается  и производится внешняя или внутренняя работа.

Таким образом, анаболические процессы ведут к наращиванию  протоплазмы, а катаболические, наоборот, – к уменьшению и ее деструктуризации. Но эти  два процесса, сочетаясь, взаимно усиливают друг друга. Так, процессы распада клеточных структур стимулируют их последующий синтез, а чем больше сложных структур накапливается в протоплазме, тем активнее может идти последующее расщепление с высвобождением большого количества энергии. В этом случае наблюдается максимальная жизнедеятельность клетки, а, следовательно, всего организма в целом.  Руководят этим ритмом свет и температура, а особенности этого ритма складывались в ходе эволюции клеток, а затем и многоклеточных живых организмов на протяжении миллиардов лет.

 Таким образом, главным водителем и синхронизатором  внутриклеточных биоритмов является  смена дня и ночи. Элементарное  несоблюдение ритма бодрствования  и сна угнетают биоритм клеток.

 

1.2. Суточные ритмы  и сон

Интенсивность большинства физиологических процессов на протяжении суток имеет тенденцию повышаться в утренние часы и падать в ночное время. Примерно в эти же часы повышается чувствительность органов чувств: человек утром лучше слышит, лучше различает оттенки цветов.

 

1.2.1 Роль адаптативных биоритмов организма

Адаптивные физиологические ритмы выработались в процессе эволюции как форма приспособления организмов к циклически меняющимся условиям среды. Наиболее изучены  околосуточные (циркадные) ритмы, циркадианные  ритмы  отражают периодичность геофизических факторов, обусловленную вращением Земли вокруг своей оси. Понятие циркадианного (околосуточного) ритма ввел в 1959 году Халберг. Циркадианный ритм является видоизменением суточного ритма с периодом 24 часа, протекает в константных условиях и принадлежит к свободно текущим ритмам. Это ритмы с не навязанным внешними условиями периодом. Они врожденные, эндогенные, т.е. обусловлены свойствами самого организма.

  В течении  суток закономерно изменяется  прежде всего естественное освещение. Суточным колебаниям подвержены цикл день-ночь, температура и влажность воздуха, напряженность электрического и магнитного поля Земли, потоки разнообразных космических факторов, падающих на Землю в конкретный временной цикл. Циркадианный ритм не определяется внешними причинами, такими как солнечный свет и температура, но зависит от них.

Для организма человека характерно повышение в дневные и снижение в ночные часы физиологических функций, обеспечивающих его физическую активность (частоты сердечных сокращений, минутного обьема крови, артериального давления, температуры тела, потребления кислорода, содержания сахара в крови, физической и умственной работоспособности и др.). В обычных условиях наблюдаются определенные соотношения между фазами отдельных околосуточных ритмов. Поддержание постоянства этих соотношений обеспечивает согласование функций организма во времени, обозначаемое как  в н у т р е н н е е  с о г л а с о в а н и е. Помимо этого, под действием меняющихся с суточной периодичностью факторов среды (синхронизаторов, или датчиков времени) происходит   в н е ш н е е   с о г л а с о в а н и е  циркадных ритмов. Различают первичные (имеющие основное значение) и вторичные (менее значимые) синхронизаторы. У животных и растений первичным синхронизатором служит, как правило, солнечный свет, у человека им становится также социальные факторы.

Таким образом, циркадианные ритмы важны для определения способов сна и питания всех животных, включая человека. Известно, что к этому циклу привязано изменение производства гормонов, регенерации клеток и другие биологические процессы. На молекулярном уровне у человека и животных циркадный ритм контролируется ферментом арилалкиламин-N-ацетилтрансферазой, который синтезирует мелатонин в эпифизе.

 

Динамика околосуточных физиологических ритмов у человека и высших животных обусловлена не только врожденными механизмами, но и выработанным в течение жизни суточным стереотипом деятельности. Имеющиеся данные о возможности рассогласования по частоте отдельных циркадных ритмов дают возможность предположить существование целого ряда относительно независимых осцилляторов, каждый из которых регулирует ритм определенной, широко разветвленной функциональной системы. В многоклеточных организмах центральные регуляторы не возбуждают колебаний в периферических тканях, а только синхронизируют присущие каждой клетке организма циркадные ритмы по частоте и фазе. Регуляция физиологических ритмов у высших животных и человека осуществляется в основном гипоталамо-гипофизарной системой.

По-видимому, большинство болезней у человека происходит вследствие нарушения ритма функционирования ряда органов и систем его организма. В ходе исторического развития человек и все другие живые существа, населяющие нашу планету, усвоили определенный ритм жизни, обусловленный ритмическими изменениями геофизических параметров среды, динамикой обменных процессов.

Самочувствие человека во многом зависит от того, насколько режим труда и отдыха соответствует его индивидуальным биоритмам.

 

1.2.2. Выработка гормонов сна 

Основным гормоном, ответственным за регуляцию сна является мелатонин, который синтезируется из серотонина (вещества – нейромедиатора и гормона - которое является химическим передатчиком импульсов между нервными клетками человеческого мозга и контролирующее аппетит, сон, настроение и эмоции человека) в эпифизе  арилалкиламин-N-ацетилтрансферазой. Основной физиологический эффект мелатонина заключается в торможении секреции гонадотропинов (физиологической функцией которых является регуляция работы половых желёз.).

Секреция мелатонина подчинена суточному ритму, определяющему, в свою очередь, ритмичность гонадотропных эффектов и половой функции. Синтез и секреция мелатонина зависят от освещённости — избыток света тормозит его образование, а снижение освещённости повышает синтез и секрецию гормона. У человека на ночные часы приходится 70 % суточной продукции мелатонина. Данные экспериментов свидетельствуют о том, что под влиянием мелатонина повышается содержание ГАМК и снижается содержание серотонина в среднем мозге и гипоталамусе. Известно, что ГАМК является тормозным медиатором в ЦНС, а снижение активности серотонинэргических механизмов может иметь значение в развитии депрессивных состояний.

С возрастом активность эпифиза снижается, поэтому количество мелатонина уменьшается, сон становится поверхностным и беспокойным, возможна бессонница. Мелатонин способствует устранению бессонницы, предотвращает нарушение суточного режима организма и биоритма. Бессонница и недосыпание уступают место здоровому и глубокому сну, который снимает усталость и раздражительность. Во время спокойного глубокого сна в организме нормализуется работа всех внутренних органов и систем, расслабляются мышцы, отдыхает нервная система, мозг успевает обработать накопленную за день информацию. Деятельность организма в это время направлена на его оздоровление, задействованы процессы восстановления и омоложения. В итоге, человек чувствует себя бодрым и здоровым. Мелатонин оказывает влияние на деятельность эндокринных желез, например, регулирует менструальный цикл у женщин, а также стимулирует сексуальную жизнь и замедляет процессы старения, что связано с торможением им работы гонадотропинов.

Кроме функции регуляции сна и торможения

• Регулирует деятельность эндокринной системы, кровяное давление, периодичность сна;
• Замедляет процессы старения ;
• Усиливает эффективность функционирования иммунной системы;
• Обладает антиоксидантными свойствами;
• Снимает процессы адаптации при смене часовых поясов.

Дополнительно мелатонин участвует в регуляции:

• Кровяного давления;
• Функций пищеварительного тракта;
• Работы клеток головного мозга.

Другим важным участником процесса регуляции сна и прохождения циркадианных ритмов является арилалкиламин-N-ацетилтрансфераза вырабатывается в эпифизе и участвует в превращении серотонина в мелатонин, которое происходит в два этапа:

серотонин → N-ацетилсеротонин → мелатонин

Ночью активность ААНАТ способна повышаться в 10-100 раз, что приводит к значительному синтезу и выбросу мелатонина в кровь. При засыпании активность фермента удваивается каждые 15 минут, в то время как при пробуждении эта активность наоборот падает даже ещё быстрее (снижается в 2 раза каждые 3,5 минуты). Таким образом уровень мелатонина значительно меняется в моменты отхода ко сну и при пробуждении. Следовательно, ААНАТ также является важным регулятором работы работы «внутренних часов» у позвоночных, включая человека.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. нарушения режима сна и их Последствия

Нарушение режима сна приводит к снижению умственной деятельности и другим психическим дефектам. Недостаток отдыха приводит к ухудшению умственных способностей - способности мыслить, реагировать на стресс и критические ситуации, а также сохранять здоровье иммунной системы. Эксперименты доказали, что лабораторные крысы умирали в течение нескольких недель при отсутствии необходимого отдыха.

Нормальная продолжительность сна у разных людей сильно варьирует - от 4-5 часов, до 10-12. Т.е. существуют здоровые короткоспящие и долгоспящие люди. Основным показателем нормы сна является чувство отдыха после него. Если же этого не происходит, то можно говорить о нарушении цикла сон-бодрствование.