История вопроса универсальности феномена ритмичности в природе

ГБОУ  ВПО Волгоградский Государственный Медицинский Университет

Министерства Здравоохранения РФ

Кафедра патологической физиологии

 

 

 

 

История вопроса универсальности феномена ритмичности в природе

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка 9 группы 3 курса

педиатрического факультета

Амирова К.Г.

Проверила:

ассистент кафедры, к.м.н.

Жданова А.В.

 

 

 

 

 

Волгоград, 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение
2. Понятие о хронобиологии
3. История развития хронобиологии и универсальности феномена  ритмичности в природе
4. Заключение
5. Список использованной литературы

 

ВВЕДЕНИЕ

Ритмичность биологических процессов - неотъемлемой свойство живой материи. Еще 20 лет назад эту, казалось бы, прописную истину, приходилось отстаивать и доказывать с большим трудом, а иногда и безрезультатно. Теперь же вопрос о том, что любое биологическое явление, любая физиологическая реакция периодичны ни у кого не вызывает сомнения.

Живые организмы в течение многих миллионов лет живут в условиях ритмических изменений геофизических параметров среды. При этом всем ходом эволюции у них выработалась временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма, которая способствует гармоническому согласованию различных ритмических процессов как внутри, так и в окружающей среде и тем самым поддерживает нормальную жизнедеятельность целостного организма.

 

Дело в том, что циклические колебания физиологических процессов с точки зрения энергетики биологически целесообразны, выгодны и соответствуют принципу оптимальной организации. Биологические ритмы выявлены на всех уровнях организации жизни, начиная от простейших биохимических реакций организма в клетке и кончая сложными поведенческими реакциями.

 

 

ПОНЯТИЕ О ХРОНОБИОЛОГИИ

Биоритмология, или хронобиология – наука, изучающая циклические биологические процессы, имеющиеся на всех уровнях организации живой природы. Биоритмология  является новым научным направлением, развивающимся на «стыке» смежных  дисциплин.

Интерес к проблемам биоритмологии вполне закономерен, поскольку ритмы господствуют в природе и охватывают все проявления живого - от деятельности субклеточных структур и отдельных клеток до сложных форм поведения организма и даже популяций и экологической системы. Феномен ритмичности является универсальным.

Биоритмология - сравнительно молодая, быстро развивающаяся наука. К настоящему времени у человека изучены многие сотни физиологических процессов, ритмически меняющихся во времени. В решении проблем биоритмологии активно участвуют многие ученые: биологи, морфологи, физиологи, математики, физики и медики. В общей проблеме биоритмологии уже наметилось выделение самостоятельных направлений: хронобиология, хронопатология, хронотерапия, в том числе хронофармакология, хронопрофилактика и др. Уже можно говорить об определенных не только теоретических, но практических успехах хронобиологии и хрономедицины, особенно в таких сферах деятельности человека, как космонавтика, организация труда с многократными перемещениями в новые климатогеографические регионы, диагностика, лечение и профилактика некоторых заболеваний.

Многие патологические процессы в организме сопровождаются нарушением временной организации физиологических функций. В то же время рассогласование ритмов является одной из причин развития выраженных патологических изменений в организме. Это, так называемые, десинхронозы. Проблемы адаптации, нормы и гомеостаза необходимо также рассматривать с учетом циклического течения процессов жизнедеятельности. С позиций биоритмологии правильнее, например, говорить не о гомеостатическом постоянстве, а о гомеостатической динамике, которая создает в организме стабильность и устойчивость. Изучение биоритмов открывает новые возможности в решении и многих других проблем теоретической и практической медицины.

Временная организация биологической системы – это комплекс биологических ритмов, который  характеризуется механизмами регуляции, связями с внешней средой и самими взаимосвязями между ритмами. Временная организация биосистемы делится на:

· часть, осуществляющую регуляцию временной организации;

· часть, воспринимающую сигналы регуляции;

· часть, включающую в себя «рабочую», эффекторную функцию временной организации;

· часть, связывающую временную организацию биосистемы с внешней средой и другими биологическими системами.

В течение миллионов лет эволюционного развития по пути постоянного усложнения  и совершенствования одновременно шли два процесса: процесс структурной организации живых систем и процесс их временной организации.  Чем сложнее биологическая система, тем сложнее её временная организация и тем успешнее адаптируется  организм  к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Но эта адаптация  обеспечивалась  не одной какой-то системой, а скоординированными во времени и пространстве и соподчиненными между собой несколькими специализированными функциональными системами. Поэтому в настоящее время методологические принципы биоритмологии проникают в исследования всех уровней организации живого – от молекулярного до уровня целостного организма. Исследования временной организации биосистем помогают ответить на вопросы, возникающие при изучении  эколого-физиологических механизмов адаптации к новой среде обитания. С их помощью изыскиваются научно обоснованные средства коррекции нарушений, появляющиеся  при воздействии на организм различных  неблагоприятных факторов.

При изучении ритмических процессов исследователи, особенно клиницисты, сталкиваются с большими трудностями. Во-первых, это чисто методические трудности - ведь для определения истинных параметров ритмического процесса (длина периода, величина амплитуды и др.) необходимо получить сведения о нескольких колебаниях изучаемых явлений. А это предполагает проведение повторных, порой многократных исследований через определенные отрезки времени, для чего необходима специальная аппаратура и не должна игнорироваться морально-этическая сторона обследования. Во-вторых, временная структура ритмов очень сложна. Можно утверждать, что живому организму присущи одновременно все существующие ритмы, его функции могут изменяться в различных ритмах, разных диапазонах периодов. Кроме того, временная структура ритмов может изменяться под влиянием случайных внешних и внутренних факторов. Следует учитывать и индивидуальные особенности в организации временной структуры («совы», «жаворонки» и др.). Поэтому важным элементом биоритмологических исследований, определения скрытых периодических закономерностей, с одной стороны, и исключения случайных отклонений, с другой, является применение математических методов анализа получаемых данных. Уже предложено много способов и методов математического анализа, однако проблема в целом не решена.

 

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ХРОНОБИОЛОГИИ И УНИВЕРСАЛЬНОСТИ ФЕНОМЕНА РИТМИЧНОСТИ В ПРИРОДЕ

С древних времен хорошо известно, что в зависимости от времени суток листья и лепестки растений могут совершать определенные движения. Исторические данные о развитии всего живого на Земле свидетельствуют, что цикличность изменений, происходящих в природе, является фундаментальным свойством материи.  Это было подмечено философами и другими учеными еще в древности. Так, в книге Экклесиаста сказано: «Всему свой час, и время всякому делу под небесами: время родиться и время умирать, время насаждать и время вырывать насаждения...» В афоризмах Гиппократа говорится о сезонных различиях в частоте встречаемости человеческих болезней. В трудах Аристотеля имеются указания на периодичность изменений окружающего мира, включая и космос. Он писал, что продолжительность таких явлений как беременность, развитие и жизнь совершенно естественно измерять периодами. Под этим термином он имел в виду день, ночь, месяц и год, а также выделял лунные циклы.

Известно, что Аристотель, бывший воспитателем Александра Македонского, сопровождал его в военных походах с группой ученых. В записях одного из них, Андростена (325 г. до н.э.), впервые упоминается о суточном движении листьев некоторых растений. Он зарегистрировал ночное сужение и уменьшение размеров листьев и их увеличение с восходом солнца.

В XI в. был опубликован труд Авиценны «Канон врачебной науки», в котором приводятся данные о сезонной цикличности заболеваний. В частности, изучая характеристики пульса, Авиценна обнаружил четкую сезонную динамику его изменений.

Цикличностью жизненных процессов люди интересовались издавна. Понятие ритма является одним из главнейших в древней китайской медицине. Оно основывается на чередовании Ян и Инь, а также на смене сезонов, дня и ночи, лунных месяцев и так далее. Ритмы связаны с понятием времени: физическим, биологическим, под которым понимается соответствующая эволюция в филогенезе. Хронобиологические идеи нашли свое отражение в одной из старейших летописей древнего Китая «Цзо-Чжуань», охватывающей период с 722 по 463 гг. до н.э. В древнем Китае при лечении методом иглоукалывания пользовались схемой, в которой было отмечено время суток, когда органы человеческого тела наиболее чувствительны к акупунктурному воздействию. Согласно представлениям древневосточной медицины «жизненная энергия» циркулирует по организму, последовательно проходя по всем органам тела и совершая кругооборот в течение суток.

В 1745 году Карл Линней опубликовал свои «цветочные часы», которые позволяют по времени распускания и закрытия цветов определять время суток. В 1751 Линней сконструировал даже настоящие биологические часы, используя некоторые суточные виды цветущих растений. Упорядочивая растения в круговом паттерне, он сконструировал биологические часы, которые самым натуральным образом показывали время дня, в зависимости от того, чьи цветки были открыты и чьи закрыты. Например, он обнаружил, что растение «hawk’s beard» («ястребиная бородка») открывает свои цветки в 6:30 утра, тогда как другой вид кульбаба не открывает свои цветки до 7 часов.

Основателем учения о биологических ритмах большинство ученых признает Христофора Гуфелянда, который в 1797 г., рассматривая колебания температуры тела у здоровых и больных пациентов, высказал предположение о том, что в организме существуют «внутренние часы», ход которых определяется вращением Земли вокруг своей оси. Он впервые обратил внимание на универсальность ритмических процессов у биологических объектов 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 г. 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. К сожалению, несмотря на советы другого ученого — Маршана немедленно оповестить мир о своем открытии, сообщение де Мерана долгое время не было опубликовано. 
Биологическое время может отобразить спираль с постоянно поступающим или возрастающим направлением, тогда как физическое время отображает движение по кругу. Многие разделы современной хронобиологии напрямую перекликаются с дошедшими до нас древними восточными теориями о ритмически происходящих процессах в живом организме. Согласно этим представлениям, каждому органу соответствует определенное время суток, в течение которого этот орган наиболее чувствителен к внешним воздействиям (как повреждающим, так и исцеляющим). У сердца, например, этот пик приходится примерно на час дня, а у желчного пузыря - на час ночи.  
 
Замечательное совершенство и глубокий смысл таких систем, как 12-летний "календарь животных", становятся понятными при сопоставлении этих наблюдений с самыми разными биологическими явлениями. С древнейших времен в странах Восточной и Юго-Восточной Азии при составлении календарей большое значение придавали периодичности движения Солнца, Луны, Юпитера и Сатурна. Существенно важно, что элемент этой календарной системы - 12-летний цикл - тесно связан с применением одного из древнейших терапевтических средств восточной медицины - акупунктуры. Чтобы достичь возможно большего лечебного эффекта, необходимо воздействовать на определенные активные точки с учетом фазы 12-летнего цикла (как и времени суток).  
 
В Европе цикличность жизненных процессов была подмечена еще писцом Александра Македонского - Андростеном в 4 веке до н.э. Осознание периодичности земных циклов и их влияния на все живое, включая человека, было присуще таким корифеям, как Пифагор, Гиппократ, Птолемей. Значительный вклад в изучение времени и его цикличности внес Аврелий Августин - бесспорно один из самых блистательных умов того недолгого периода в истории европейской культуры, который можно назвать христианской античностью. Он по существу явился отцом всей западной средневековой философии и пристально занимался такой проблемой, как восприятие человеком времени. Очевидно, что Аврелий Августин может по праву считаться ритмологом и даже одним из основоположников ритмологии, как науки. 
 
Позднее немецкий астроном и математик Иоганн Мюллер, известный также как Региомонтан (1436-1476) - разработал сферическую тригонометрию, ставшую основой для биоритмологии. В 1472 г. опубликовал работу о влиянии комет. Автор первых печатных астрономических таблиц, которыми пользовались Васко да Гама, Христофор Колумб и другие мореплаватели. Разработал метод "лунных расстояний" для нахождения широты и долготы на море. Региомонтан завершил перевод "Альмагеста" Птолемея на латинский язык, начатый Пурбахом, и написал комментарий к нему. В 1474 г. Региомонтан был призван в Рим папой Сикстом IV для реформы календаря, а также для астрологических советов по ведению войны с Флоренцией.

В 1632 году английский естествоиспытатель Джон Врен в своем "Трактате о травах" ("Herbal Treatise") впервые описал дневные циклы тканевых жидкостей в организме человека, которые он, следуя терминоло гии Аристотеля, назвал "гуморы" (лат. humor - жидкость). Каждый из "приливов" тканевой жидкости, по мнению Врена, длился шесть часов. Гуморальный цикл начинался в девять часов вечера выделением первой гуморы желчи - "сhole" (греч. cholе - желчь) и продолжался до трех утра. Затем наступала фаза черной желчи - "melancholy" (греч. melas - черный, chole - желчь), за которой следовала флегма - "phlegma" (греч. phlegma - слизь, мокрота), и, наконец, четвертая гумора - кровь. 
Конечно, соотнести гуморы с известными ныне физиологическими жидкостями и тканевыми секретами невозможно. Современная медицинская наука никакой связи физиологии с мистическими гуморами не признает. И все же описанные Вреном закономерности смены настроений, интеллектуальных возможностей и физического состояния имеют вполне научную основу. Наука, изучающая суточные ритмы организма, называется хронобиологией (греч. chronos - время). Ее основные понятия сформулиро вали выдающиеся немецкий и американский ученые профессора Юрген Ашофф и Колин Питтендриг, которых в начале 80-х годов прошлого века даже выдвигали на соискание Нобелевской премии. Но высшую научную награду они, к сожалению, так и не получили. 
Из отечественных ученых, начавших разработку хронобиологических проблем, прежде всего следует назвать Г. А. Федорова, который в 1887 г. защитил диссертацию на тему «О влиянии времени дня на жизненную емкость легких и на силу вдоха и выдоха». В дальнейшем большой вклад в хронобиологию внес физиолог из Санкт-Петербурга Н. Я. Пэрна, который в течение восемнадцати лет в своем дневнике описывал символами различные оттенки своего состояния. Статистический анализ показал, что через каждые 7 лет происходит активизация творческой жизни. Далее Н. Я. Пэрна проанализировал с этой точки зрения биографии великих писателей и мастеров искусств.

Исключительно крупный вклад в хронобиологию внес российский ученый A. Л. Чижевский. Проведенный им анализ общей смертности в Российской империи с 1800 по 1900 гг. и по Санкт-Петербургу с 1764 по 1900 гг. позволил выявить столетнюю цикличность смертности, названную им «вековым ходом». В дальнейшем А. Л. Чижевский связал проходящие на Земле циклические процессы с солнечной активностью. Международный конгресс по биологической физике и биологической космологии, состоявшийся в 1939 г. в Нью-Йорке, оценивая работы А. Л. Чижевского, охарактеризовал его как создателя новых наук -космобиологии и биоорганоритмологии, подчеркнув тем самым неразрывную связь между ними. А. Л. Чижевский показал, что почти все органы функционируют строго ритмически, причем одни ритмы находятся в зависимости от внутренних физико-химических процессов, а другие - от факторов внешней среды (важнейшим из которых он считал космическое излучение). Кроме того, по мнению А. Л. Чижевского, есть группа независимых (врожденных) ритмов. Интересно, что А. Л. Чижевский закончил археографическое отделение археологического института, а его диссертация на степень доктора всеобщей истории называлась «Исследование периодичности всемирно-исторического процесса».