Добові біоритми | Довідник школяра – кращі шкільні уроки по всім предметам

Добові біоритми

Кожний організм, що існує на Землі, є своєрідними годинниками. Всі організми - плоди еволюції, протягом трьох мільярдів років життя на Землі розвивалася й пристосовувалася, безупинно й нескінченно передаючи інформацію від клітки до клітки, з покоління в покоління. Всі живі організми несуть у собі всі зміни, накопичені в цьому довгому процесі розвитку, тому ми так добре пристосовані до безустанного обертання на ший планети

Фізіологічний час, так само як і місцевий час на обертовій планеті, має циклічний характер. Для будь-яких годин, зовнішнє або внутрішніх, підстроювання (зрушення) на один або декількох повних циклів не дають помітного ефекту. Однак зрушення біологічних годин на частину циклу приводить до відчутних фізіологічних наслідків, як показує феномен перепаду часу при трансмеридианних перельотах. Такий зсув усередині циклу називається зрушенням фази, тобто положення повторюваного процесу в його власному циклі (наприклад, фази Місяця).

Крім ефекту перепаду часу, відкритого лише недавно у зв’язку із трнсмередианними перельотами, існує постійна необхідність підбудовувати фазу біологічних годин через невелику розбіжність між власним періодом цих годин і періодом обертання Землі. Невідповідність цих періодів на годину або біля того звичайно для багатьох біологічних видів, що мають досить точні внутрішні годинники. У людини, наприклад, період годин близький до 24 годинників. Відхилення на годину становить усього 4% доби, - очевидно, це цілком допустимо о. Через близькість періоду до земної доби біологічні годинники цього класу були названі циркадианними (від панцира. Circa - біля, приблизно й dies - день, доба).

Година в порівнянні із цілодобово здається незначним, але ефект різниці періодів швидко накопичується. Але для живих організмів важливі синхронність і, щоб неї підтримувати, потрібно постійно вносити виправлення. Якщо фазу що тікають або відстають годин не можна було зрушувати, то, вони повинні були увесь час рухатися (для компенсації однієї години на екваторі потрібна швидкість 40 миль у годину ). Якби годинники були абсолютно точними й фаза некерованої, то їхній власник був би назавжди прикутий до тимчасової зони свого народження. Більше того, ці ідеальний біологічний годинник повинні бути несприйнятливі до будь-якого фактора, що зрушує фазу, наприклад, охолодженню

Не маючи можливості підбудовувати фазу своїх 25-годинних внутрішніх годин, - а цю здатність втратили окремі, у тому числі багато сліпі, - їхні власники, залишаючись на місці, будуть зміщатися в часі й втрачати погодженість із навколишньої 24-годинним миром. Якщо розбіжність становить рівно годину в добу, то погодженість буде відновлюватися періодично, кожного 24 дня. Якщо поліпшити відповідність власного періоду годин зовнішньому періоду, це не зніме проблеми, а лише подовжить процес втрати й придбання синхронності. Отже, для того щоб підтримувати синхронність наших внутрішніх годин з обертанням Землі потрібно щось більше, ніж просто близька відповідність двох періодів: потрібен сигнал, зовнішній такт, який би щодня підбудовував фазу наших годин до місцевого часу

Сигнал часу повинен бути строго пов’язаний з обертанням планети й щодня досить точно повторюватися. Таким сигналом часу для більшості біологічних видів є світло. Постійне висвітлення з інтенсивністю місячного світла виявляється достатнім, щоб зупинити хід циркадианних годин у плодової мушки й у грибів у лабораторії. У ссавців годинник менш чутливі, а в людини ще менше, але й для нас кращий спосіб довідатися час - подивитися на світло

Що може бути привичнее зміни дня й пильнування, одноманітні черги наших днів і ночей? Одночасно з обертанням Землі «тканина» нашої свідомості робить звороти, від беззвітних фантазій сонної самоти до колективних фантазій громадського життя. Кожний, хто намагався вирватися із цього круговороту, знає, що такий порядок зовсім не нав’язаний жорстоко чергуванням світла й темряви, хоча й ухилятися від нього довго не вдається. Мірний хід геофізичного маятника має своя подоба усередині кожного з нас і непросто у вигляді звички підкорятися ритмам планети - усередині нас ідуть справжні фізіологічні годинники, що становлять частина нашого спадкоємного багажу. У звичайних умовах хід цих уроджених біологічних годин повністю підкоряється грандіозним геофізичним годинникам, чий моделлю вони є. Але все-таки внутрішні годинники «цокають» і роблять свою важливу роль у нашім повсякденному житті. Давайте ж розглянемо ті рідкі ситуації, коли вдається розчути незалежне, самостійне биття біологічного годинника

У Баварії був зроблений експеримент в умовах ізоляції від часу. На самому початку місячного експерименту, поводження випробуваного вивчається при звичайному 24-годинному режимі висвітлення: щораз вечір в 23 години світло вимикалося, а ранком в 7 включався у відповідність із розпорядком, прийнятим «зовні». Випробуваний не має можливості контролювати висвітлення, за винятком каганця, але настільки тьмяного, що він у рахунок не йде. Регистрируемие показники виявили ритмічне коливання з періодом 24 години; цикл сон-пильнування - один з багатьох, лише найбільш бросающийся вглаза.

Довіримо тепер контроль висвітлення в ізольованому приміщення самому випробовуваному. Звичайно його (або її) ритм температури тіла й чергування сну - пильнування в таких умовах зберігається, але починається запаздовать щодня приблизно на годину. Зрушення буде 24 години кожні 25 зовнішніх днів, тобто кожні 24 внутрішніх дня. Якщо газета продовжує надходити до випробуваного «раз у день» - коли він спить, то приблизно через 25 зовнішніх днів настане час, коли сьогоднішня газета прийде в лабораторію раніше, ніж живучий в ізоляції від часу буде передана вчорашня

Деякі люди в ході експериментів, перемикаються на 25 годинний цикл, показують дивні результати: людина в умовах ізоляції від часу звичайно вже через тиждень перемикаються з 25-годинного періоду (приблизно 8годин сну й 17 годин пильнування) на періоди вдвічі корчу, або, удвічі длиннее. Водному з перших експериментів середня тривалість нічного сну без пробудження становила 19 годин. Подібна картина стривожила дослідників: настільки довгий сон у здорової людини представлявся ненормальним. Але випробувані порахували такі марафонські дистанції сну й пильнування цілком зручними й навіть не зауважували, що сон часом триває всього 4 години, а інший рас і 18 годин, а робочий день міг тривати 30 годин без перерви. Вчасно мудрих сполучень, інтервалів активності-спокою ритм температури тіла строго витримує 25-годинний період. Юрген Ашофф директор Інституту физеалогие поводження ім’я Макса Планка в Андексе першим описав цей внутрішній температурний ритм, тим самим довівши строгу регулярність циркадианних біологічних годин у людини навіть в умовах, коли інші прояви життєдіяльності цим годинникам не підкоряються. Ашофф виявив, що протягом особливо довгих циклів активності-спокою температура тіла може підніматися й спадати двічі. При таких приблизно 50-вартових «сутков» випробуваний по - колишньому до кожного сніданку одержує чергову газету, зберігає трьох разовий режим харчування (правда, за щораз з’їдає трохи більше звичайного, але все-таки поступово трохи втрачає у вазі) і не зауважує нічого особливого. Важко описати подив і недовіра випробуваного, коли після двох або трьох тижнів ізоляції, до нього входить дослідник і возвещает закінчення умовно місячного експерименту. Переконати випробуваного може лише пачка вже отриманих (майбутніх) газет

Більше тривалі записи спонтанного чергування активності-спокою були отримані в експерименті з ховрашками й хом’ячками, яких роками містили в одиночному висновку, в ізоляції від всіх сигналів часу. У цих тварин внутрішні годинники, очевидно, більш надійно синхронізують сон і пильнування, чим у нас із вами. Проте й у них виявилася неухильна зміна циркадианного періоду, за кілька років мі, що досягло всього трохи, нут. Деякі натяки на таку закономірність отримані й для людини. Рекорд перебування в умовах тимчасової й соціальної ізоляції становить на сьогодні біля шести місяців. Втім, можливо, нам просто не відомі більше тривалі й, скажемо, більше ефективні, але не зареєстровані експерименти, що проводилися в похмурих підземеллях середньовічних замків

Вільний хід і захоплювання біологічних годин

Pages: 1 2

Збережи - » Добові біоритми . З'явився готовий твір.

Добові біоритми





Шкільні предмети. Шкільна фізика. Уроки з англійської, французької, німецької мов.