Irama proses biotik. Irama dalam biologi

Semua organisme hidup, dari organisme bersel tunggal yang paling sederhana hingga organisme yang sangat terorganisir seperti manusia, memiliki ritme biologis yang memanifestasikan dirinya dalam perubahan berkala dalam aktivitas kehidupan dan, seperti jam paling akurat, mengukur waktu. Setiap tahun para ilmuwan menemukan ritme internal baru. Pada tahun 1931, ilmuwan Swedia G. Agren, O. Wilander dan E. Zhores pertama kali membuktikan adanya ritme harian perubahan kandungan glikogen di hati dan otot, kemudian pada tahun 60an lebih dari 50 fungsi biologis dengan periodisitas harian ditemukan.

Teori “tiga bioritme” berumur sekitar seratus tahun. Menariknya, penulisnya adalah tiga orang: Hermann Svoboda, Wilhelm Fliess, yang menemukan bioritme emosional dan fisik, dan Friedrich Teltscher, yang mempelajari ritme intelektual.

Psikolog Hermann Svoboda dan otolaryngologist Wilhelm Fliess dapat dianggap sebagai “kakek” teori bioritme. Hal ini sangat jarang terjadi dalam sains, namun mereka memperoleh hasil yang sama secara independen satu sama lain.

Meskipun gelar profesor dan faktanya sama

Gambar 5.1. Tiga jenis ritme biologis

penemuan dilakukan secara independen, para pendiri teori “tiga bioritme” memiliki banyak penentang dan penentang. Penelitian bioritme berlanjut di Eropa, Amerika, dan Jepang. Proses ini menjadi sangat intens dengan ditemukannya komputer dan komputer yang lebih modern. Pada tahun 70an - 80an. bioritme telah menaklukkan seluruh dunia.

Intensitas sebagian besar proses fisiologis sepanjang hari cenderung meningkat pada pagi hari dan menurun pada malam hari. Pada jam-jam yang sama, sensitivitas indera meningkat: seseorang mendengar lebih baik di pagi hari dan membedakan corak warna dengan lebih baik.

Mempelajari bioritme tubuh manusia akan memungkinkan pembuktian ilmiah penggunaan obat-obatan dalam pengobatan pasien.

Baru-baru ini, banyak pekerjaan telah dilakukan di dalam dan luar negeri untuk mempelajari bioritme manusia dan hubungannya dengan tidur dan terjaga. Pencarian para peneliti terutama ditujukan untuk mengetahui kemungkinan pengendalian bioritme guna menghilangkan gangguan tidur. Tugas ini sangat relevan saat ini, ketika sebagian besar populasi orang dewasa di dunia menderita insomnia.

Mengontrol ritme internal seseorang penting tidak hanya untuk menormalkan tidur malam, tetapi juga untuk menghilangkan sejumlah penyakit sistem saraf yang bersifat fungsional (misalnya neurosis). Telah ditetapkan bahwa perubahan harian dalam ritme internal yang merupakan karakteristik orang sehat terdistorsi dalam kondisi yang menyakitkan. Berdasarkan sifat distorsinya, dokter dapat menilai sejumlah penyakit pada tahap awal.

Ternyata, sebagian besar penyakit pada manusia terjadi akibat terganggunya ritme fungsi sejumlah organ dan sistem tubuh.

Selama perkembangan sejarah manusia dan semua makhluk hidup lain yang menghuni planet kita telah mengadopsi ritme kehidupan tertentu, ditentukan oleh perubahan ritme parameter geofisika lingkungan dan dinamika proses metabolisme.

Salah satu ilmu pengetahuan yang berkembang pesat pada abad ke-20 adalah bioritmologi, yaitu. ilmu yang mempelajari proses siklus biologis yang terjadi di semua tingkat organisasi suatu sistem kehidupan. Faktanya adalah bahwa suatu sistem kehidupan secara konstan berada dalam keadaan pertukaran zat dengan lingkungan dan memiliki dinamika proses yang kompleks, merupakan sistem yang mengatur dirinya sendiri dan mereproduksi dirinya sendiri. “Jam biologis” dalam tubuh adalah cerminan ritme proses fisiologis harian, musiman, tahunan, dan lainnya.

Dan karena laju kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi kini menjadi pesat dan memberikan tuntutan serius pada manusia, masalah relevansi bioritme menjadi yang paling penting saat ini. Sikap sembrono seseorang terhadap dirinya sendiri, serta terhadap alam sekitarnya, seringkali merupakan akibat dari ketidaktahuan akan hukum biologis, prasyarat evolusi, kemampuan adaptif manusia, dll., Dll. Untuk menjaga kesehatan dan kinerja seseorang, untuk mengembangkan kualitas jasmani dan rohaninya secara menyeluruh dan harmonis, tidak hanya diperlukan penelitian yang gigih dan bermanfaat, tetapi juga banyak karya pendidikan.

Semua makhluk hidup di planet kita memiliki jejak pola ritme peristiwa yang menjadi ciri khas Bumi kita. Manusia juga hidup dalam sistem bioritme yang kompleks, dari yang pendek - pada tingkat molekuler - dengan jangka waktu beberapa detik, hingga yang global, terkait dengan perubahan tahunan aktivitas matahari. Irama biologis adalah salah satunya alat penting penelitian tentang faktor waktu dalam aktivitas sistem kehidupan dan organisasi temporalnya.

Pengulangan proses adalah salah satu tanda kehidupan. Dalam hal ini, kemampuan organisme hidup untuk merasakan waktu sangatlah penting. Dengan bantuannya, ritme proses fisiologis harian, musiman, tahunan, bulan, dan pasang surut ditetapkan. Penelitian telah menunjukkan bahwa hampir semua proses kehidupan dalam organisme hidup berbeda.

Irama proses fisiologis dalam tubuh, seperti fenomena berulang lainnya, bersifat bergelombang. Jarak antara posisi yang identik dari dua getaran disebut periode atau siklus.

Irama biologis atau bioritme adalah perubahan yang kurang lebih teratur dalam sifat dan intensitas proses biologis. Kemampuan untuk melakukan perubahan dalam aktivitas kehidupan diwariskan dan ditemukan di hampir semua organisme hidup. Mereka dapat diamati pada sel individu, jaringan dan organ, pada seluruh organisme dan populasi.

Mari kita soroti pencapaian penting bioritmologi berikut ini:

· Ritme biologis telah ditemukan di semua tingkat organisasi alam yang hidup – mulai dari organisme bersel tunggal hingga biosfer. Hal ini menunjukkan bahwa bioritmik adalah salah satu sifat paling umum dari sistem kehidupan;

· ritme biologis diakui sebagai mekanisme terpenting untuk mengatur fungsi tubuh, memastikan homeostasis, keseimbangan dinamis dan proses adaptasi dalam sistem biologis;

· Telah ditetapkan bahwa ritme biologis, di satu sisi, bersifat endogen dan regulasi genetik, di sisi lain, implementasinya berkaitan erat dengan faktor pengubah lingkungan eksternal, yang disebut sensor waktu. Hubungan yang mendasari kesatuan organisme dengan lingkungan ini sangat menentukan pola lingkungan;

· Ketentuan-ketentuan mengenai pengorganisasian sementara sistem kehidupan, termasuk manusia, dirumuskan sebagai salah satu asas dasar pengorganisasian hayati. Perkembangan ketentuan ini sangat penting untuk dianalisis kondisi patologis sistem kehidupan;

· ritme biologis sensitivitas organisme terhadap aksi faktor kimia (di antaranya obat-obatan) dan sifat fisik ditemukan. Hal ini menjadi dasar berkembangnya kronofarmakologi, yaitu. metode penggunaan obat-obatan, dengan mempertimbangkan ketergantungan tindakan mereka pada fase ritme biologis fungsi tubuh dan pada keadaan organisasi sementara, yang berubah seiring perkembangan penyakit;

· Pola ritme biologis diperhitungkan dalam pencegahan, diagnosis dan pengobatan penyakit.

Bioritme dibagi menjadi fisiologis dan lingkungan. Irama fisiologis, biasanya, memiliki periode dari sepersekian detik hingga beberapa menit. Misalnya, ritme tekanan, detak jantung, dan tekanan darah. Ada bukti dampak mis. Medan gaya Bumi pada periode dan amplitudo ensefalogram manusia.

Irama ekologis durasinya bertepatan dengan ritme alami apa pun lingkungan. Ini termasuk ritme harian, musiman (tahunan), pasang surut dan bulan. Berkat ritme lingkungan, tubuh mengorientasikan dirinya pada waktu dan mempersiapkan diri terlebih dahulu untuk kondisi keberadaan yang diharapkan. Jadi, beberapa bunga mekar sesaat sebelum fajar, seolah mengetahui bahwa matahari akan segera terbit. Banyak hewan berhibernasi atau bermigrasi bahkan sebelum cuaca dingin tiba. Dengan demikian, ritme lingkungan berfungsi sebagai jam biologis bagi tubuh.

Ritme biologis dijelaskan di semua tingkatan, dari reaksi biologis paling sederhana dalam sel hingga reaksi perilaku yang kompleks. Jadi, organisme hidup merupakan kumpulan dari berbagai ritme dengan karakteristik yang berbeda-beda.

Konsep “irama” dikaitkan dengan gagasan harmoni, organisasi fenomena dan proses. Diterjemahkan dari bahasa Yunani, kata “rhythm”, “rhythmos” berarti proporsionalitas, harmoni. Berirama adalah fenomena alam yang berulang secara berkala. Inilah pergerakan benda langit, pergantian musim, siang dan malam, periodisitas pasang surut. Serta silih bergantinya aktivitas matahari maksimal dan minimum.

Berbagai fenomena fisika mempunyai sifat periodik seperti gelombang. Ini termasuk gelombang elektromagnetik, suara, dll. Contoh dalam kehidupan adalah perubahan berat atom suatu unsur, yang mencerminkan pergantian yang berurutan sifat kimia urusan.

Irama dasar di alam, yang meninggalkan jejaknya pada semua kehidupan di Bumi, muncul di bawah pengaruh rotasi Bumi terhadap Matahari, Bulan, dan bintang.

Dari semua pengaruh ritme yang datang dari Luar Angkasa ke Bumi, yang paling kuat adalah pengaruh radiasi Matahari yang berubah secara ritmis. Di permukaan dan di kedalaman bintang kita, proses terus berlangsung, yang diwujudkan dalam bentuk jilatan api matahari. Aliran energi kuat yang dipancarkan selama suar, mencapai Bumi, secara dramatis mengubah keadaan medan magnet dan ionosfer, mempengaruhi perambatan gelombang radio, dan mempengaruhi cuaca. Akibat flare yang terjadi di Matahari, aktivitas matahari secara keseluruhan berubah, mempunyai periode maksimum dan minimum.

Sejumlah penelitian yang dilakukan oleh ilmuwan dalam dan luar negeri menunjukkan bahwa selama aktivitas matahari terbesar, terjadi penurunan tajam kondisi pasien yang menderita hipertensi, aterosklerosis, dan infark miokard. Selama periode waktu ini, terjadi gangguan pada keadaan fungsional sistem saraf pusat, dan terjadi kejang pembuluh darah.

Ilmuwan Perancis G. Sardau dan G. Vallot menemukan bahwa momen perjalanan bintik matahari melalui meridian pusat Matahari pada 84% kasus bertepatan dengan kematian mendadak, serangan jantung, stroke, dan komplikasi lainnya.

Irama adalah milik universal sistem kehidupan. Proses pertumbuhan dan perkembangan tubuh bersifat ritmis. Berbagai indikator struktur objek biologis dapat mengalami perubahan ritme: orientasi molekul, struktur molekul tersier, jenis kristalisasi, bentuk pertumbuhan, konsentrasi ion, dll.

Ketergantungan periodisitas harian yang melekat pada tumbuhan pada fase perkembangannya telah diketahui. Pada kulit pucuk pohon apel muda, ritme harian kandungan zat aktif biologis phloridzin terungkap, yang karakteristiknya berubah sesuai dengan fase pembungaan, pertumbuhan tunas yang intensif, dll. pengukuran biologis waktu adalah frekuensi harian buka tutup bunga dan tumbuhan. Setiap tanaman “tertidur” dan “bangun” pada waktu yang ditentukan secara ketat dalam sehari.

Terjadi perubahan ritme pada kepekaan tubuh terhadap faktor lingkungan yang merusak. Dalam percobaan pada hewan, ditemukan bahwa kepekaan terhadap cedera kimia dan radiasi sangat bervariasi sepanjang hari: pada dosis yang sama, kematian tikus, tergantung pada waktu, bervariasi dari 0 hingga 10%

Faktor eksternal terpenting yang mempengaruhi ritme tubuh adalah fotoperiodisitas . Pada hewan tingkat tinggi, diasumsikan bahwa ada dua cara pengaturan ritme biologis fotoperiodik: melalui organ penglihatan dan kemudian melalui ritme aktivitas motorik tubuh dan melalui persepsi ekstrasensor cahaya. Ada beberapa konsep regulasi ritme biologis endogen: regulasi genetik, regulasi yang melibatkan membran sel. Kebanyakan ilmuwan cenderung berpikir tentang pengendalian ritme yang poligenik. Diketahui bahwa tidak hanya nukleus, tetapi juga sitoplasma sel berperan dalam pengaturan ritme biologis.

Tempat sentral di antara proses ritmis ditempati oleh ritme sirkadian, yang paling penting bagi tubuh. Konsep ritme sirkadian (circadian) diperkenalkan pada tahun 1959 oleh Halberg. Irama sirkadian merupakan modifikasi dari ritme sirkadian dengan jangka waktu 24 jam, terjadi dalam kondisi konstan dan termasuk dalam ritme yang mengalir bebas. Ini adalah ritme dengan periode yang tidak ditentukan oleh kondisi eksternal. Mereka bawaan, endogen, mis. ditentukan oleh sifat-sifat organisme itu sendiri. Periode ritme sirkadian berlangsung 23-28 jam pada tumbuhan, 23-25 ​​​​jam pada hewan. Karena organisme biasanya ditemukan di lingkungan dengan perubahan siklus dalam kondisinya, ritme organisme diperpanjang oleh perubahan ini dan menjadi harian.

Ritme sirkadian ditemukan di semua perwakilan dunia hewan dan di semua tingkat organisasi - mulai dari tekanan seluler hingga hubungan interpersonal. Sejumlah percobaan pada hewan telah membuktikan adanya ritme sirkadian aktivitas motorik, suhu tubuh dan kulit, denyut nadi dan pernapasan, tekanan darah dan diuresis. Kandungan berbagai zat dalam jaringan dan organ, misalnya glukosa, natrium dan kalium dalam darah, plasma dan serum dalam darah, hormon pertumbuhan, dll, mengalami fluktuasi harian. Intinya, semua indikator endokrin dan hematologi, saraf dan indikator otot berfluktuasi dalam ritme sirkadian., kardiovaskular, pernapasan dan sistem pencernaan. Irama ini mempengaruhi kandungan dan aktivitas puluhan zat di berbagai jaringan dan organ tubuh, dalam darah, urin, keringat, air liur, intensitas proses metabolisme, suplai energi dan plastik sel, jaringan dan organ. Sensitivitas tubuh terhadap berbagai faktor lingkungan dan toleransi terhadap beban fungsional mengikuti ritme sirkadian yang sama. Secara total, sekitar 500 fungsi dan proses dengan ritme sirkadian telah diidentifikasi pada manusia hingga saat ini.

Bioritme tubuh – harian, bulanan, tahunan - praktis tidak berubah sejak zaman primitif dan tidak dapat mengikuti ritme kehidupan modern. Setiap orang memiliki puncak dan lembah yang terlihat jelas dari sistem kehidupan terpenting sepanjang hari. Bioritme terpenting dapat dicatat dalam kronogram. Indikator utama di dalamnya adalah suhu tubuh, denyut nadi, laju pernapasan saat istirahat dan indikator lain yang hanya dapat ditentukan dengan bantuan dokter spesialis. Pengetahuan tentang kronogram individu yang normal memungkinkan Anda mengidentifikasi bahaya penyakit, mengatur aktivitas Anda sesuai dengan kemampuan tubuh, dan menghindari gangguan dalam kerjanya.

Pekerjaan yang paling berat harus dilakukan pada jam-jam tersebut sistem utama tubuh berfungsi pada intensitas maksimum. Jika seseorang adalah “merpati”, maka kinerja puncaknya terjadi pada pukul tiga sore. Jika Anda seorang “burung”, maka waktu aktivitas tubuh terbesar jatuh pada siang hari. "Burung Hantu" disarankan untuk melakukan pekerjaan paling intens pada pukul 5-6 sore.

Studi tentang ritme multi-hari lainnya (sekitar satu bulan, tahunan, dll.), yang sensor waktunya berupa perubahan alam secara berkala seperti pergantian musim, siklus bulan, dll., juga sangat penting secara praktis.

Informasi terkait.

Berbagai eksperimen ilmiah telah membuktikan bahwa pergantian malam dan siang berkaitan erat dengan pola terjaga dan istirahat. Alam sendiri menyediakan ritme biologis tertentu dalam tubuh, yang tidak dapat diubah secara mandiri oleh seseorang tanpa membahayakan kesehatan dan kehidupan. Perubahan alam pada siang hari mewakili dasar medan magnet seluruh bumi.

Ritme biologis - makna bagi kehidupan

Ritme sirkadian yang terdiri dari 24 jam menunjukkan bahwa manusia harus terjaga di siang hari dan tidur di malam hari serta memulihkan kekuatan dan cadangan energinya. Bahkan di awal zaman, orang-orang berlindung di rumah mereka pada malam hari, yang membawa bahaya dan risiko bagi kehidupan. Ketika matahari terbenam, dia mulai melakukan pekerjaan rumah tangga dan bersiap-siap untuk tidur. Dengan hadirnya listrik, sikap kita berubah, karena kini kita bisa beraktivitas lebih lama dan tidur lebih larut dari biasanya. Ritme dan kinerja biologis sangat erat kaitannya, sehingga keputusan untuk melakukan hal-hal penting di malam hari seringkali tidak efektif. Alam tidak bisa dibohongi, dan manusia hanya mampu bekerja aktif di siang hari.

Sebagian besar fungsi fisiologis tubuh kita memiliki ritme biologisnya sendiri. Itulah sebabnya produksi urin dan darah paling tinggi pada siang hari dan paling rendah pada malam hari. Ritme biologis manusia, yang berada dalam posisi yang tidak menguntungkan antara tengah malam hingga jam 6 pagi, menentukan fakta bahwa sebagian besar kematian terjadi pada saat ini.

Irama sirkadian organ

Ritme biologis manusia adalah perubahan tingkat aktivitas proses vital yang berulang secara berkala. Orang Cina yang bijak telah lama percaya bahwa energi vital qi masuk waktu yang berbeda mengalir melalui berbagai bagian tubuh kita, dan oleh karena itu melihat manfaat besar dalam mempengaruhi tubuh pada waktu tertentu (irama yang ditentukan secara ketat). Untuk merangsang organ tertentu, mereka menggunakan efek dalam fase aktif, dan untuk mengurangi energi qi dalam prosedur organ selama masa istirahat. Ritme biologis tubuh berfungsi sebagai semacam jam yang menunjukkan fluktuasi harian naik turunnya energi. Pengamatan semacam itu ternyata sangat berguna dalam pengobatan, karena membantu menentukan kapan organ tertentu bekerja lebih efisien dan kapan memasuki tahap relaksasi (istirahat dan pemulihan). Seperti yang dikatakan Stanislavsky, sifat ritme biologis merupakan dasar keseluruhan kehidupan manusia.

Irama lambung, pankreas dan limpa

Setelah menyelesaikan pekerjaan utamanya, usus tetap dalam keadaan tenang, namun lambung selalu membutuhkan energi tambahan, karena bekerja dengan kecepatan tertinggi di pagi hari. Itu sebabnya sarapan lengkap sangat bermanfaat. Anda boleh makan makanan apa saja di pagi hari, bahkan makanan yang paling berkalori tinggi sekalipun, tidak akan merugikan Anda sosok langsing. Penting untuk menyediakan lingkungan yang tenang dan memiliki kesempatan untuk bersantai.

Dari jam 9 sampai jam 11 pankreas dan limpa kita aktif bekerja, dan perut sudah istirahat. Itu sebabnya, setelah jam 9 pagi, terlalu banyak sarapan pasti akan membuat Anda merasa terbebani dan mengantuk. Semua orang tahu bahwa pankreas dirancang untuk mengontrol gula dalam darah manusia. Dengan memutuskan untuk makan sesuatu yang manis selama periode ini, kita memicu organ ini, yang berupaya menurunkan kadar gula darah. Hal ini menjelaskan fakta bahwa permen hanya sedikit memuaskan rasa lapar, tetapi tidak lama, dan seiring dengan rasa tidak pernah puas, kehilangan kekuatan dan kelelahan datang kepada kita. Perlu dicatat bahwa meminum kopi manis untuk “mengemil” dan menambah kekuatan adalah lingkaran setan.

Pada jam-jam ini seseorang paling sensitif terhadap kecaman, ironi, dan ketidakpedulian. Selama periode 9 hingga 11, limpa kita secara aktif memproduksi sel darah, yang sebagian besar membantu tubuh memperbaharui dan menyembuhkan diri sendiri, dan oleh karena itu perjuangan aktif melawan infeksi dan virus berlanjut hingga siang hari. Irama biologis dalam hal ini membantu meningkatkan kesehatan.

Irama kandung kemih dan ginjal

Dirancang untuk membersihkan seluruh tubuh, kandung kemih aktif dari 15 hingga 17 jam sehari. Jika terjadi masalah pada organ ini, dianjurkan untuk melakukan pengobatan sampai jam 19 malam, karena pada periode inilah masa aktif kandung kemih dan ginjal berubah.

Ginjal berfungsi paling baik antara jam 5 dan 7 malam. Sangat bermanfaat untuk melakukan pijat refleksi saat ini untuk membersihkan dan meredakannya. Anda perlu minum lebih sedikit di malam hari, susu dan coklat sangat berbahaya - ginjal kita tidak dapat menangani pemrosesan produk-produk ini sebelum tidur. Telah terbukti secara ilmiah bahwa bahaya susu hangat biasa sebelum tidur jauh lebih besar daripada manfaat sebenarnya. Bagaimanapun, susu adalah makanan, bukan minuman sama sekali, dan karenanya dapat memprovokasi mimpi buruk dan mimpi yang tidak menyenangkan.

Irama jantung, sirkulasi darah dan akumulasi energi total

Antara jam 11 dan 13 Anda tidak boleh makan berlebihan, karena ini berbahaya bagi jantung, yang bekerja paling aktif selama periode ini. Pada fase ini, penting untuk tidak membebani tubuh dengan makan berlebihan - cukup dengan sedikit menghilangkan rasa lapar, dan rasa kenyang akan terjadi dalam waktu sekitar 5 menit. sesudah makan. Disarankan untuk menunda pekerjaan yang paling intens di lain waktu.

Anak-anak yang ditidurkan antara pukul 19 dan 21 malam dapat tertidur nyenyak tanpa masalah. Setelah jam 9 malam, orang tua dapat berdebat dengan anak-anak mereka selama berjam-jam, mencoba menidurkan mereka. Anak-anak dapat dipahami - lagipula, selama periode ini mereka memikirkan segalanya, tetapi bukan tentang tidur. Hal ini dijelaskan oleh ritme biologis yang melekat pada alam, karena sirkulasi darah aktif terjadi tepat pada periode jam 7 hingga jam 9 malam. Selain itu, pada masa ini anak merespon pembelajaran dengan baik dan tertarik pada pengetahuan baru. Otak manusia bekerja sempurna pada fase ini.

Antara 21 dan 23 jam energi tubuh manusia terakumulasi. Kurangnya keseimbangan rohani dan jasmani dapat terlihat dari kenyataan bahwa kita kedinginan dan tidak nyaman berada di ruangan yang sejuk, ketika seseorang merasa tidak nyaman dan tidak bisa tidur. Saat ini energi kita diaktifkan.

Irama kandung empedu, hati

Waktu optimal untuk istirahat dan pembersihan hati dan kantong empedu adalah malam hari (sekitar pukul 23 hingga 01). Kenaikan yang tidak disengaja pada jam-jam ini menunjukkan adanya masalah pada organ-organ tersebut. Anda sebaiknya tidak mengonsumsi makanan berlemak di malam hari, namun lebih baik melewatkan makan malam sama sekali. Hati dan kandung empedu dapat berfungsi maksimal tanpa adanya stres dari lambung. Bekerja di shift malam hanyalah racun bagi penderita penyakit pada organ tersebut, karena mereka tidak dapat beristirahat dan pulih.

Proses pembersihan hati hanya dapat dilakukan saat istirahat malam, antara jam 1 pagi hingga jam 3 pagi. Tak heran jika ada sistem untuk mengobati penyakit pada organ ini dengan bantuan tidur. Membebani secara berlebihan selama periode ini sangat berbahaya, seperti halnya kepanasan saat istirahat malam. Minum alkohol dan merokok di malam hari sangatlah berbahaya.

Irama paru-paru, usus besar dan kecil

Masa paling aktif paru-paru manusia adalah antara jam 3-5 pagi. Fakta inilah yang menjelaskan bahwa perokok mulai batuk di pagi hari, sehingga membersihkan dirinya dari dahak beracun. Dengan rutin terbangun pada suatu waktu di malam hari (dini hari), Anda dapat menarik kesimpulan tentang permasalahan pada tubuh Anda.

Makanan yang dikonsumsi seseorang berada di usus halus selama kurang lebih 2 jam, dan di usus besar - sebanyak 20 jam. Jadi, tinja yang encer menandakan adanya masalah pada organ pertama, dan sembelit menandakan kurang aktifnya kerja organ kedua. Waktu terbaik untuk membersihkan usus besar adalah jam 5-7 pagi. Untuk merangsang proses buang air besar, Anda bisa menggunakan teknik sederhana: 1 gelas air hangat atau buah-buahan kering dalam jumlah sedikit.

Sekitar pukul 13.00, banyak dari kita menyadari bahwa rasa lelah yang tiba-tiba dan rasa malas yang wajar muncul - hal ini disebabkan oleh melemahnya sirkulasi darah dan aktivitas jantung kita. Selama periode ini, sebagian besar beban diterima oleh usus halus mencerna makanan secara aktif. Sistem saraf otonom kita saat ini mengontrol proses pencernaan, sama sekali tidak dikendalikan oleh kesadaran. Inilah sebabnya mengapa istirahat siang hari dan membatasi stres pada saat ini sangat membantu untuk mencegah terhambatnya aktivitas usus yang baik.

Ritme dan kinerja biologis

Memiliki gagasan tentang berfungsinya organ tertentu dan ciri-ciri yang telah kita bahas di atas, seseorang dapat dengan jelas mengenali, berdasarkan perasaan pribadinya, ketidaksesuaian antara norma-norma realitas yang diterima secara umum. Jadi, semacam “jam internal” menjelaskan ritme biologis dan pengaruhnya terhadap tubuh. Pada saat yang sama, gaya hidup yang secara tradisional tampak bermanfaat dan normal bagi kita tidak selalu sesuai dengan norma. Ritme biologis sirkadian menjelaskan perilaku kita yang agak aneh di siang hari. Oleh karena itu kini kita mengetahui secara pasti bahwa rasa lelah yang terjadi pada jam 13-15 siang hari merupakan fenomena fisik yang wajar terjadi pada tubuh kita. Jadi jangan tersiksa dengan menganggap diri Anda terkenal sebagai orang yang malas.

Contoh penerapan praktis ilmu tentang ritme biologis adalah studi ilmiah yang dilakukan di kalangan pekerja di satu pabrik. Usai shift malam, dini hari, dokter mengambil darah para karyawan. Terlepas dari kenyataan bahwa semua orang ini benar-benar sehat, hasil penelitian menunjukkan adanya pelanggaran norma yang signifikan dalam indikator-indikator tersebut. Pengaruh ritme biologis terhadap kinerja menjelaskan fakta bahwa justru karena beban pada shift malam mereka terganggu dan menyebabkan kemunduran. kondisi umum tubuh. Kapan kami melakukan analisis serupa pada karyawan yang sama yang bekerja beberapa shift? siang hari Ketika masyarakat mendapatkan tidur malam yang nyenyak dan berangkat kerja dengan istirahat, indikatornya cukup sesuai dengan norma. Jadi, sudah terbukti secara ilmiah bahwa paling banyak kerja yang efektif dicapai selama periode dari jam 8 sampai jam 10 pagi dan dari jam 16 sampai 21 malam. Penurunan aktivitas dan, karenanya, produktivitas diamati dari jam 13 hingga 15 siang hari. Bekerja pada malam hari sangat merugikan seseorang, apalagi setelah jam 10 malam, dedikasi setiap pekerja menurun tajam, mencapai minimum antara jam 2 dan 3 pagi. Pernyataan tersebut berlaku untuk sekitar 60% orang yang mengambil bagian dalam percobaan.

Arti tidur dan istirahat

Perlu diingat bahwa ada individu yang aktif hanya pada malam hari, bekerja produktif hingga larut malam, dan kemudian tidur hingga larut malam. Atau sebaliknya, “early bird” yang tidur lebih awal dan bekerja seaktif mungkin di pagi hari. Masing-masing kelompok orang ini dicirikan oleh malam atau tipe pagi aktivitas sehari-hari. Ciri-ciri tersebut terjadi pada 20% dari total populasi. Kedokteran kerja secara aktif menggunakan pengetahuan ini dengan melakukan tes khusus di antara calon karyawan sebelum mempekerjakan mereka untuk bekerja pada shift malam atau siang.

Dalam bidang parascience (penelitian teoritis yang tidak mempunyai bukti ilmiah), seringkali ketika mempertimbangkan ritme biologis seseorang diperhitungkan pembagiannya menjadi beberapa jenis tertentu:

Fisik - berulang setiap 23 hari.

Emosional - dalam 28 hari.

Intelektual - dengan selang waktu 33 hari.

Dalam masing-masing jenis ritme ini terdapat fase positif dan negatif. Jadi, ketika periode negatif dari ketiganya bertepatan pada waktu yang sama, kita sedang membicarakan apa yang disebut hari-hari kritis.

Banyak eksperimen ilmiah telah dilakukan dalam upaya mengubah ritme sirkadian sehingga merugikan struktur dan durasinya. Hasil utama dari eksperimen tersebut adalah identifikasi konsep “hari pecahan”. Misalnya, kita berbicara tentang waktu tenang di rumah sakit, sanatorium, taman kanak-kanak, dan rumah peristirahatan. Di negara-negara panas, penduduknya juga sering mencoba membagi hari, menjumlahkan periode waktu aktif dan istirahat, tidur menjadi beberapa bagian: bekerja di waktu paling sejuk (pagi dan sore), dan tidur di cuaca panas. Contoh nyata dari adaptasi tersebut adalah tidur siang di sejumlah negara di dunia.

Hari-hari pecahan telah dikembangkan selama berabad-abad, dan oleh karena itu hari-hari tersebut senyaman mungkin bagi seseorang dalam kondisi kehidupan tertentu, berbeda dengan apa yang disebut hari-hari eksperimental. Berbeda dengan hari-hari sehari-hari yang disebutkan di atas, hari-hari terakhir diciptakan untuk mempelajari bagaimana tubuh dapat beradaptasi terhadap perubahan dalam rutinitas sehari-hari dan seberapa cepat hal ini dapat terjadi. Pergeseran fase tidur dan terjaga selama percobaan terjadi lebih mudah bila metode ini diterapkan dengan lancar, dengan sedikit perubahan. Tetapi bagaimanapun juga, koherensi proses alami dalam tubuh terganggu, dan oleh karena itu seseorang merasa tidak nyaman. Penyebab ritme biologis ditentukan oleh alam itu sendiri, dan kita tidak dapat mengubahnya secara artifisial, tanpa membahayakan kesehatan dan kesejahteraan kita secara umum.

Selama percobaan restrukturisasi tubuh selama 48 jam sehari, pertentangan alami terungkap: kinerja rendah, cepat lelah, manifestasi eksternal kelelahan di wajah. Dengan demikian, tanpa membahayakan kesehatannya, seseorang tidak dapat beradaptasi dengan ritme hari yang berbeda, berbeda dari ritme alaminya, ketika siang hari dapat dihabiskan secara aktif dan istirahat malam, menghabiskan setidaknya jumlah minimum yang diperlukan untuk tidur. - 8 jam. Ritme biologis dan tidur berkaitan erat.

Kesimpulan

Tanpa tidur yang cukup, kita merasa tidak enak badan dan cepat lelah. Kelelahan yang terakumulasi selama beberapa hari atau minggu dapat menyebabkan melambatnya seluruh ritme kehidupan. Ritme biologis dan kinerja manusia saling terkait erat. Tidak peduli seberapa keras para ilmuwan mencoba mengubah rutinitas alami sehari-hari secara artifisial, mereka gagal. Ritme biologis sirkadian selalu kembali, berkat genetika herediter yang tidak terlihat, ke ritme biologisnya mode normal, ditetapkan secara alami. Contoh nyata dari pernyataan tersebut adalah eksperimen ilmiah Colin Pittendray, ketika lalat buah ditempatkan di kondisi kehidupan yang berbeda dari habitat aslinya, mereka mulai mati lebih cepat. Ini sekali lagi membuktikan bahwa ritme biologis memainkan peran utama dalam mempertahankan keberadaan seutuhnya.

Irama biologis, bioritme, kurang lebih merupakan perubahan teratur dalam sifat dan intensitas proses biologis. Kemampuan untuk melakukan perubahan dalam aktivitas kehidupan diwariskan dan ditemukan di hampir semua organisme hidup. Mereka dapat diamati pada individu, dan, pada seluruh organisme, dan di dalam.

Bioritme dibagi menjadi fisiologis dan lingkungan. Irama fisiologis, biasanya, memiliki periode dari sepersekian detik hingga beberapa menit. Misalnya saja ritme, detak jantung, dan tekanan darah. Durasi ritme ekologi bertepatan dengan ritme alami lingkungan. Ini termasuk ritme harian, musiman (tahunan), pasang surut dan bulan. Berkat ritme ekologis, tubuh mengorientasikan dirinya pada waktu dan mempersiapkan diri terlebih dahulu untuk perubahan kondisi kehidupan yang diharapkan. Jadi, beberapa bunga mekar sesaat sebelum fajar, seolah mengetahui bahwa matahari akan segera terbit. Banyak hewan yang berhibernasi atau bermigrasi bahkan sebelum cuaca dingin tiba (lihat). Dengan demikian, ritme lingkungan berfungsi sebagai jam biologis bagi tubuh.

Irama ekologi tahan terhadap berbagai pengaruh fisik dan kimia dan tetap terjaga bahkan tanpa adanya perubahan yang sesuai pada lingkungan eksternal. Sebagian besar tanaman di daerah beriklim sedang dan lintang tinggi kehilangan daunnya selama musim dingin untuk menghindari hilangnya kelembapan. Pohon apel atau pir mempertahankan frekuensi musiman menggugurkan daunnya bahkan ketika ditanam di daerah tropis, yang tidak pernah mengalami embun beku. Pada moluska cangkang, saat air laut pasang, katup cangkang terbuka lebih lebar dibandingkan saat air surut. Irama pasang surut pembukaan dan penutupan katup ini diamati pada moluska dan akuarium 1.600 km dari pantai laut tempat mereka ditangkap. Ahli speleologi Prancis M. Siffre menghabiskan 205 hari di bawah tanah di sebuah gua dalam kesunyian dan kegelapan total. Selama ini ia memiliki ritme sirkadian dan kewaspadaan.

Irama utama bumi adalah harian, ditentukan oleh perputaran bumi pada porosnya, oleh karena itu hampir semua proses dalam organisme hidup mempunyai periodisitas harian. Semua ritme ini (dan lebih dari 100 di antaranya telah ditemukan pada manusia) terhubung satu sama lain dengan cara tertentu, membentuk satu sistem ritme tubuh yang terkoordinasi waktu. Ketika ritme tidak selaras, penyakit yang disebut desinkronisasi berkembang. Seseorang mengalami desinkronisasi, misalnya ketika terbang melintasi beberapa zona waktu, ketika ia harus membiasakan diri dengan rutinitas harian yang baru.

Gangguan ritme dan terjaga tidak hanya menyebabkan insomnia, tetapi juga penyakit kardiovaskular, pernafasan dan. Itulah mengapa sangat penting untuk mengikuti rutinitas sehari-hari. Bioritme sedang dipelajari secara intensif oleh para ahli di bidang luar angkasa dan kedokteran, karena ketika menjelajahi planet baru, astronot akan kehilangan ritme lingkungan yang biasa.

Ilmu ritme biologis—biorhythmology—masih sangat muda. Namun sekarang hal ini memiliki arti praktis yang besar. Dengan mengubah siklus musiman pencahayaan dan suhu secara artifisial, dimungkinkan untuk mencapai pembungaan dan pembuahan massal tanaman di rumah kaca dan kesuburan hewan yang tinggi. Obat atau racun apa pun mempengaruhi tubuh secara berbeda sepanjang hari. Fitur ini diperhatikan oleh para pendiri pengobatan di Tiongkok Kuno, yang menyusun “jam daya hidup” dan “jam sakit” ini atau itu. “Jam” ini banyak digunakan dalam akupunktur. Saat ini, faktor waktu diperhitungkan dalam pengobatan banyak penyakit, dan terutama dalam pengobatan kanker. Dengan menentukan waktu paling rendahnya resistensi serangga terhadap insektisida, perawatan kimia dapat dilakukan dengan efisiensi terbesar dengan pencemaran lingkungan minimal.

Masalah ritme biologis masih jauh dari solusi akhir. Mekanisme halus jam biologis belum terpecahkan.

CARA MENGATUR JAM LANGSUNG

Salah satu manifestasi paling menarik dari pengukuran waktu biologis adalah periodisitas harian pembukaan dan penutupan bunga pada tumbuhan. Setiap tanaman “tertidur” dan “bangun” pada waktu yang ditentukan secara ketat dalam sehari. Pagi-pagi sekali (jam 4) sawi putih dan rose hip membuka bunganya, jam 5 - poppy, jam 6 - dandelion, anyelir lapangan, jam 7 - bluebell, kentang kebun, jam jam 8 - marigold dan bindweed, pada jam 9-10 - marigold, coltsfoot dan hanya pada jam 11 - toritsa. Ada juga bunga yang membuka mahkotanya pada malam hari. Pada jam 20 bunga tembakau harum terbuka, dan pada jam 21 - adonis dan violet malam.

Bunga juga tutup pada waktu yang ditentukan secara ketat: pada siang hari - tabur thistle, pada jam 13-14 - kentang, pada jam 14-15 - dandelion, pada jam 15-16 - poppy dan tortilla, pada jam 16 -17 jam - marigold, pada jam 17-18 - coltsfoot, pada jam 18-19 - buttercup dan pada jam 19-20 - rosehip.

Anda dapat mengatur jam hidup di tempat tidur taman Anda. Untuk melakukan ini, Anda perlu menanam tanaman berbunga sesuai urutan pembukaan atau penutupan bunganya. Jam tangan multi-warna dan harum seperti itu tidak hanya akan menyenangkan Anda dengan keindahannya, tetapi juga memungkinkan Anda menentukan waktu dengan cukup akurat (dengan interval 1 - 1,5 jam).

Untuk pertama kalinya, jam bunga seperti itu disusun oleh seorang naturalis Swedia terkemuka di tahun 20-an. abad ke-18

Namun, jam bunga secara akurat menunjukkan waktu hanya dalam cuaca cerah dan cerah. Pada hari berawan atau sebelum cuaca berubah, mereka bisa menipu. Oleh karena itu, ada gunanya membuat kumpulan barometer hijau yang memprediksi perubahan cuaca. Sebelum hujan, misalnya, marigold dan buttercup menutup mahkotanya. Dan monstera aneh, yang berasal dari hutan tropis Brasil, mampu memprediksi curah hujan bahkan 24 jam sebelumnya, melepaskan banyak kelembapan dari daunnya.

Buka tutup bunga juga bergantung pada banyak kondisi lain, seperti letak geografis kawasan atau waktu terbit dan terbenamnya matahari. Oleh karena itu, sebelum menyusun jam bunga perlu dilakukan observasi awal.

Jam bunga bisa dibuat, misalnya dari tanaman ini. Lingkaran menunjukkan perkiraan waktu buka dan tutup bunga.

Waktu: 2 jam.

Tujuan pembelajaran: memahami pentingnya bioritme tubuh sebagai latar belakang berkembangnya reaksi adaptif.

1. Kronofisiologi- ilmu tentang ketergantungan waktu pada proses fisiologis. Bagian integral dari kronobiologi adalah studi tentang ritme biologis.

Irama proses biologis merupakan properti integral dari makhluk hidup. Organisme hidup hidup selama jutaan tahun dalam kondisi perubahan ritmis dalam parameter geofisika lingkungan. Bioritme adalah bentuk adaptasi yang ditetapkan secara evolusioner yang menentukan kelangsungan hidup organisme dengan mengadaptasinya terhadap kondisi lingkungan yang berubah secara ritmis. Fiksasi bioritme ini memastikan sifat antisipatif dari perubahan fungsi, yaitu. fungsi mulai berubah bahkan sebelum perubahan terkait terjadi di lingkungan. Sifat lanjutan dari perubahan fungsi memiliki makna dan signifikansi adaptif yang mendalam, mencegah ketegangan dalam restrukturisasi fungsi tubuh di bawah pengaruh faktor-faktor yang sudah mempengaruhinya.

2. Irama biologis (biorhythm) disebut pergantian waktu yang teratur dan mandiri secara teratur dan sampai batas tertentu otonom dari berbagai proses biologis, fenomena, dan keadaan tubuh.

Klasifikasi ritme biologis.

Menurut klasifikasi ahli kronobiologi F. Halberg, proses ritme dalam tubuh dibagi menjadi tiga kelompok. Yang pertama meliputi ritme frekuensi tinggi dengan jangka waktu sampai dengan 1/2 jam, sedangkan ritme frekuensi sedang mempunyai jangka waktu dari 1/2 jam sampai dengan 6 hari. Kelompok ketiga terdiri dari ritme dengan jangka waktu 6 hari hingga 1 tahun (irama mingguan, lunar, musiman, tahunan).

TENTANG bioritme sirkadian dibagi menjadi sirkadian, atau sirkadian (sekitar - sekitar, mati - hari, lat). Contoh: pergantian tidur dan terjaga, perubahan harian suhu tubuh, kinerja, buang air kecil, tekanan darah, dll.

Kronotipe- ini adalah organisasi spesifik dari kerja seluruh organisme di siang hari. Para ahli yang terlibat dalam fisiologi pekerjaan percaya akan hal itu penampilan maksimal(dan, karenanya, aktivitas) ada dalam dua periode waktu: dari jam 10 hingga 12 dan dari jam 16 hingga 18, pada jam 14 terjadi penurunan kinerja, dan juga terjadi penurunan pada malam hari. Minimal pertunjukan jam 2 – 4 pagi. Namun, sekelompok besar orang (50%) mengalami peningkatan kinerja di pagi hari (“larks”) atau di sore dan malam hari (“night birds”). Dipercayai bahwa terdapat lebih banyak “larks” di kalangan pekerja dan pekerja kantoran, dan “night birds” di kalangan perwakilan profesi kreatif. Namun, ada pendapat bahwa “burung” dan “burung hantu” terbentuk sebagai hasil dari aktivitas bertahun-tahun, sebaiknya berjaga pagi atau sore hari.

Daya tahan tubuh paling tinggi terjadi pada pagi hari. Sensitivitas gigi terhadap rangsangan nyeri paling tinggi pada malam hari (maksimum pada jam 18).

Irama dengan jangka waktu kurang dari sehari- infradian (infra - kurang, lat., yaitu siklus diulang kurang dari sekali sehari). Contoh: fase tidur normal, aktivitas periodik saluran pencernaan, ritme pernapasan dan aktivitas jantung, dll.

Irama dengan jangka waktu lebih dari sehari- ultradian (ultra - over, lat., yaitu frekuensi lebih dari sekali sehari). Contoh: siklus menstruasi pada wanita, hibernasi pada beberapa hewan, dll.

Menurut klasifikasi Smirnov V.M., semua bioritme diklasifikasikan berdasarkan sumber asal: bioritme fisiologis, geofisika dan geososial.

Irama fisiologis- aktivitas siklus berkelanjutan dari semua organ, sistem, sel individu tubuh, memastikan kinerja fungsinya dan terjadi terlepas dari faktor sosial dan geofisika.

Bioritme fisiologis terbentuk dalam proses evolusi sebagai akibat dari peningkatan beban fungsional pada sel, organ, dan sistem individu.

Pentingnya ritme fisiologis terletak pada memastikan berfungsinya sel, organ, dan sistem tubuh secara optimal. Hilangnya bioritme fisiologis berarti terhentinya kehidupan. Kemampuan untuk mengubah frekuensi ritme fisiologis memastikan adaptasi tubuh yang cepat terhadap berbagai kondisi kehidupan.

Bioritme geososial terbentuk di bawah pengaruh faktor sosial dan geofisika.

Pentingnya bioritme geososial terletak pada adaptasi tubuh terhadap rezim kerja dan istirahat. Terjadinya osilasi diri dalam sistem kehidupan dengan periode yang mendekati siklus kerja dan istirahat menunjukkan tingginya kemampuan adaptif organisme.

Bioritme geofisika- ini adalah perubahan siklus dalam aktivitas sel, organ, sistem dan tubuh secara keseluruhan, serta resistensi, migrasi dan reproduksi, yang disebabkan oleh faktor geofisika. Bioritme geofisika adalah fluktuasi siklus bioritme fisiologis yang disebabkan oleh perubahan faktor lingkungan.

Bioritme geofisika terbentuk di bawah pengaruh faktor alam, sebagian besar terkait dengan musim, fase bulan.

Pentingnya bioritme geofisika adalah memastikan adaptasi tubuh terhadap perubahan siklus di alam.

Tabel 1. Karakteristik bioritme manusia

Tabel 2. Klasifikasi bioritme manusia

Perubahan kinerja manusia terjadi sesuai dengan tiga siklus:

1. ritme fisik (durasi - 23 hari); 2. ritme emosi (durasi - 28 hari).

Dalam masa positifnya, orang cenderung memiliki suasana hati yang baik dan sangat ramah. 3. ritme intelektual (durasi - 33 hari).

Ritme ini “dimulai” pada saat kelahiran dan kemudian bertahan dengan keteguhan yang luar biasa sepanjang hidup. Paruh pertama periode setiap ritme ditandai dengan peningkatan, paruh kedua - dengan penurunan aktivitas fisik, emosional, dan intelektual. Hari peralihan dari paruh siklus positif ke paruh negatif atau sebaliknya disebut kritis, atau nol. Pada hari inilah kecelakaan lebih sering menimpa manusia.

3 . Parameter bioritme :

Periode(T) - durasi satu siklus, yaitu lamanya selang waktu sebelum pengulangan pertama. Dinyatakan dalam satuan waktu.

Frekuensi- jumlah siklus yang diselesaikan per satuan waktu adalah frekuensi proses.

mezor(M) - tingkat nilai rata-rata dari indikator proses yang sedang dipelajari (nilai rata-rata dari sinyal yang berguna). Memungkinkan Anda menilai nilai rata-rata harian indikator, karena memungkinkan Anda mengabaikan penyimpangan acak.

Amplitudo(A) - deviasi sinyal terbesar dari mesor (di kedua arah dari rata-rata). Mencirikan kekuatan ritme.

Fase ritme(Φ, φ,∅) - bagian mana pun dari siklus, keadaan sesaat, momen siklus ketika nilai sinyal tertentu dicatat. Dalam hal ini, durasi siklus biasanya diambil sebagai 360 ° C, atau 2π radian.

Akrofase- titik waktu dalam periode yang sesuai dengan sinusoidal maksimum, - ketika nilai maksimum parameter yang diteliti dicatat. Ini sangat penting untuk koreksi farmakologis.

Bathifase- titik waktu dalam periode ketika nilai minimum dari parameter yang dipelajari dicatat.

Tersedia jumlah yang besar berbagai faktor memastikan pembentukan ritme biologis.

Yang utama adalah sebagai berikut:

fotoperiode (perubahan terang dan gelap), mempengaruhi aktivitas motorik;

fluktuasi siklik medan geomagnetik;

diet siklus;

perubahan siklus suhu lingkungan (siang-malam, musim dingin-musim panas) akibat perputaran bumi pada porosnya, serta mengelilingi matahari;

fase siklus bulan;

perubahan siklus (meskipun kecil) dalam gaya gravitasi bumi.

Faktor sosial memainkan peran yang sangat penting dalam pembentukan bioritme manusia; Ini terutama merupakan rezim siklus kerja, istirahat, dan aktivitas sosial. Namun faktor utama (primer) dalam pembentukan bioritme manusia adalah faktor geofisika (fotoperiodisme)- pergantian waktu terang dan gelap dalam sehari, yang menentukan aktivitas motorik dan kreatif seseorang dalam siklus siang-malam.

Gravitasi berperan penting dalam pembentukan bioritme dan kehidupan itu sendiri. Kehidupan berkembang di Bumi di bawah pengaruh gravitasi. Contoh paling meyakinkan dari reaksi organisme tumbuhan terhadap gravitasi adalah geotropisme tumbuhan - pertumbuhan akar ke bawah dan batang ke atas di bawah pengaruh gravitasi. Inilah sebabnya kehidupan tanaman terganggu di luar angkasa: akar tumbuh ke arah yang berbeda, bukan ke dalam tanah.

B jam biologis - ini adalah struktur dan mekanisme ritme biologis, yang terbentuk dan terkonsolidasi di bawah pengaruh faktor geofisika dan sosial.

Hipotesis tentang lokalisasi jam:

Jam biologis bersifat terlokalisasi di kelenjar pineal. P Produksi melatonin erat kaitannya dengan perubahan pencahayaan (siang-malam) dan hormon seks. Dalam gelap, produksi melatonin di kelenjar pineal meningkat, dan dalam terang - serotonin.

Jam biologis terlokalisasi di nukleus suprachiasmatic (SCN) hipotalamus.

Peran jam dilakukan oleh membran sel (teori membran).

Peran jam dilakukan oleh korteks serebral. Pada hewan yang korteks serebralnya dihilangkan, siklus tidur-bangun terganggu.

Tersebar luas hipotesis kronon. Menurut hipotesis kronon, jam sel adalah siklus sintesis protein yang berlangsung sekitar 24 jam.

Ada jam biologis “besar” yang menghitung lamanya hidup. Mereka menyatakan perubahan total dalam homeostatis tubuh sejak lahir hingga mati. Jam biologis “besar” “berjalan” tidak merata. Banyak faktor yang mempengaruhinya, mempercepatnya (faktor risiko) atau memperlambatnya, memperpendek atau memperpanjang umurnya.

Stimulus pengatur ritme juga bisa bersifat eksternal. " Bulan bulan“Ternyata secara evolusioner tetap dalam ritme proses fisiologis (siklus menstruasi), karena Bulan mempengaruhi sejumlah fenomena terestrial, yang pada gilirannya mempengaruhi organisme hidup, dan mereka secara adaptif mengubah fungsinya. Sinkronisasi fisik juga mencakup fluktuasi suhu dan kelembaban udara, tekanan barometrik, dan kekuatan medan listrik dan magnet bumi, yang juga berubah sehubungan dengan aktivitas matahari yang juga memiliki periodisitas. A. L. Chizhevsky dengan tepat mengaitkan "gema badai matahari" - sejumlah penyakit manusia - dengan aktivitas matahari.

Dalam keadaan alami, ritme aktivitas fisiologis seseorang selaras dengan aktivitas sosialnya, biasanya tinggi pada siang hari dan rendah pada malam hari. Ketika seseorang bergerak melintasi zona waktu (terutama dengan cepat di pesawat melalui beberapa zona waktu), hal ini diamati desinkronisasi fungsi. Hal ini diwujudkan dalam kelelahan, lekas marah, gangguan tidur, depresi mental dan fisik; Gangguan pencernaan dan perubahan tekanan darah terkadang diamati. Sensasi dan gangguan fungsional ini muncul sebagai akibat dari desinkronisasi ritme sirkadian tetap dari proses fisiologis dengan perubahan waktu siang hari (astronomi) dan aktivitas sosial di tempat tinggal baru seseorang.

Jenis desinkronisasi ritme aktivitas biologis dan sosial yang umum adalah bekerja pada shift sore dan malam di perusahaan yang beroperasi sepanjang waktu. Saat berpindah dari satu shift ke shift lainnya, terjadi desinkronisasi bioritme, dan tidak sepenuhnya pulih pada minggu kerja berikutnya, karena rata-rata dibutuhkan waktu sekitar 2 minggu untuk menyesuaikan bioritme seseorang. Pekerja dengan pekerjaan yang intens (misalnya, pengontrol lalu lintas udara, pilot maskapai penerbangan, pengemudi angkutan malam) dan shift kerja yang bervariasi sering kali mengalami maladaptasi sementara - desinkronisasi. Orang-orang ini sering kali memiliki berbagai jenis patologi yang berhubungan dengan stres - tukak lambung, hipertensi, neurosis. Ini adalah akibat dari mengganggu bioritme sirkadian.

Desinkronisasi adalah gangguan bioritme sirkadian.

1. ketidakcocokan (beberapa hari);

2. pembentukan bioritme baru secara bertahap (7 – 10 hari);

3. pemulihan penuh (h/w 14 hari.)

Pertanyaan untuk belajar mandiri

Konsep kronofisiologi.

Bioritme manusia, klasifikasinya.

Karakteristik parameter utama bioritme.

Faktor yang menentukan bioritme.

Kontrol proses osilasi internal dalam tubuh

Konsep desinkronisasi.

Pekerjaan rumah

Buatlah tabel proses ritme tubuh menurut skema berikut:

Gambarlah kurva bioritme dan tunjukkan fase-fasenya.

Gambarlah grafik ritme harian kinerja manusia.

Pekerjaan mandiri di kelas

Tabel 7.2

Tabel 1

Meja 2

Kontrol tes

Faktor utama dalam pembentukan bioritme

1) sosial;

2) geofisika (fotoperiodisme);

3) fisiologis.

Bioritme adalah hal yang mendasar

1) fisiologis;

2) geososial;

3) geofisika

Bioritme fisiologis

1) perpaduan bioritme bawaan dan didapat;

2) diprogram secara genetik, mempunyai kekhususan spesies;

3) perubahan siklus aktivitas sel, organ dan sistem akibat faktor geofisika.

Faktor geofisika meliputi

1) cara kerja, istirahat, kegiatan sosial;

2) gravitasi, medan magnet bumi, fotoperiodisme.

Bioritme geososial

1) diprogram secara genetik;

2) mempunyai kekhususan spesies;

3) dapat berubah selama entogenesis.

Menurut kronohipotesis, jam seluler adalah

1) kelenjar pineal dan nukleus suprachiasmatic hipotalamus;

2) korteks serebral;

3) siklus sintesis protein.

Kelenjar pineal menghasilkan melatonin dalam jumlah banyak.

3) di malam hari.

Pilih urutan tahapan desinkronisasi yang benar

1) restrukturisasi, stabilisasi, ketidaksesuaian;

2) stabilisasi, ketidaksesuaian, restrukturisasi;

3) ketidaksesuaian, restrukturisasi; stabilisasi.

Bioritme sirkadian baru dikembangkan pada manusia

1) setelah 24 jam;

2) setelah 6 bulan;

3) setelah 3 – 4 minggu.

Daya tahan tubuh paling tinggi...

1) di pagi hari;

2) pada malam hari;

Jawaban

1 -2; 2 – 1; 3 – 2; 4 – 2; 5 – 3; 6 – 3; 7 – 2; 8 – 3; 9 – 3; 10 – 1.

Tugas

Kelenjar pineal menghasilkan hormon melatonin, yang menghambat kerja hormon gonadotropik. Cahaya menghambat sintesis melatonin. Apakah mungkin atas dasar ini untuk menyatakan bahwa kelenjar pineal berperan dalam pengaturan ritme tahunan kesuburan mamalia?

Selama liburan musim panas siswa terbang dari Vladivostok ke Moskow. Dengan perubahan zona waktu yang tajam, fungsi tubuh terganggu: nafsu makan memburuk, kinerja menurun, kantuk di siang hari dan insomnia di malam hari diamati, tekanan darah sedikit turun (≈ 115/60 mmHg). Disebut apakah kondisi ini? Nasihat apa yang akan Anda berikan kepada siswa?

Menurut Anda mengapa sebagian orang mudah bangun di pagi hari dan tertidur di malam hari, sementara sebagian lainnya mengalami kesulitan?

Menurut Anda mengapa India dan Tiongkok memasukkan siklus bulan ke dalam kalender sipil?

Jawaban

Semakin banyak cahaya (panjang hari), semakin tinggi aktivitas hormon gonadotropik, dan akibatnya, hormon seks yang mengatur perilaku seksual. Oleh karena itu, masa berkembang biak terjadi pada musim semi dan musim panas.

Kondisi ini disebut desinkronisasi. Ini terjadi ketika ritme normal gagal, yang berdampak buruk pada kesejahteraan seseorang. Untuk cepat beradaptasi dengan perubahan kondisi, Anda harus mengikuti rutinitas harian Anda yang biasa.

Pasalnya, jam biologis yang menentukan siklus tidur dan terjaga berbeda-beda pada setiap orang. orang yang berbeda. Penelitian menunjukkan bahwa orang yang bangun pagi memiliki siklus jam tubuh yang lebih pendek dibandingkan orang yang suka tidur malam. Artinya, orang yang bangun pagi tidur tepat pada saat siklus tidurnya mencapai puncaknya, sehingga mereka bangun dalam keadaan waspada dan segar. Orang yang suka begadang biasanya terpaksa bangun pada puncak siklus tidurnya, yang pada saat itu kadar melatoninnya meningkat, dan mereka merasa mengantuk dan lelah.

Salah satu bioritme terpenting adalah menstruasi. Bioritme bulanan mengacu pada siklus bulan, yang durasinya 29,5 hari. Siklus bulan berdampak besar pada semua proses yang terjadi di planet kita: pasang surut air laut, masa reproduksi pada hewan, intensitas penyerapan oksigen oleh tumbuhan, dll. Perubahan fase Bulan terutama dirasakan oleh orang-orang yang mengalami gangguan kesehatan. Misalnya, pada hari-hari bulan baru, ketika pengaruh gravitasi Bulan terhadap cangkang bumi sangat kuat, jumlah kekambuhan penyakit pada sistem kardiovaskular meningkat, aktivitas otak menurun, dan jumlah gangguan jiwa meningkat.

Pertanyaan untuk pengendalian diri

Apa hipotesis krononnya?

Apa yang dimaksud dengan akrofase, batifase, mesor, periode, frekuensi, amplitudo bioritme?

Apa perbedaan bioritme geososial dengan bioritme geofisika?

Apa perbedaan antara bioritme fisiologis dan geososial?

Apa itu jam biologis dan dimana letaknya?

Pada jam berapa daya tahan tubuh paling tinggi?

literatur

Utama:

Fisiologi normal. Buku pelajaran. / Ed. V.M. Smirnova. – M.: Akademi, 2010

Fisiologi normal. Buku pelajaran. / Ed. A.V., Zavyalova. V.M. Smirnova.- M.: “Medpress-inform”, 2009

Panduan pelatihan praktis dalam fisiologi normal / Ed. CM. Budylina, V.M. Smirnova. M.: Pusat Penerbitan "Akademi", 2005

Tambahan:

Fisiologi normal. Buku pelajaran. / Diedit oleh V.N. Yakovleva. M.: Pusat Penerbitan "Akademi", 2006

Fisiologi normal. Buku pelajaran. / Ed. R.S. Orlova, A.D. N Orlova. M. Grup Penerbitan "GEOTAR-Media", 2005

Tugas situasional dalam fisiologi normal; diedit oleh L.D. Markina. - Vladivostok: Kedokteran Timur Jauh, 2005

Fisiologi manusia. Buku teks./ Ed. V.M. Pokrovsky, G.F. Secara singkat.- M.: Kedokteran, 2003

Panduan kelas praktik fisiologi / Ed. KV Sudakova M.: Kedokteran, 2002

Fisiologi manusia. Buku teks./ Ed. DI ATAS. Agadzhanyan, V.I. Tsirkina.-SP.: SOTIS, 2002

Fisiologi manusia. Buku teks./ Ed. V.M. Smirnova. M.: Kedokteran, 2002

Setiap fenomena biologis, setiap reaksi fisiologis bersifat periodik, karena organisme hidup, yang hidup selama jutaan tahun dalam kondisi perubahan ritmis dalam parameter geofisika lingkungan, juga telah mengembangkan cara untuk beradaptasi dengannya.

Irama- karakteristik mendasar dari fungsi organisme hidup - berhubungan langsung dengan mekanisme umpan balik, pengaturan diri dan adaptasi, dan koordinasi siklus ritme dicapai berkat fitur penting dari proses osilasi - keinginan untuk sinkronisasi. Tujuan utama ritme adalah untuk mempertahankan homeostatis tubuh ketika faktor lingkungan berubah. Dalam hal ini, homeostasis dipahami bukan sebagai stabilitas statis lingkungan internal, tetapi sebagai proses ritme dinamis - ritmeostasis, atau homeokinesis.

Irama tubuh sendiri tidak bersifat otonom, tetapi terkait dengan proses ritme lingkungan luar: pergantian siang dan malam, musim tahunan, dll.

Penentu waktu eksternal

Tidak ada keseragaman dalam terminologi yang mencirikan faktor eksternal dan fluktuasi internal yang ditimbulkannya. Misalnya, ada nama "sensor waktu eksternal dan internal", "pengatur waktu", "jam biologis internal", "generator osilasi internal" - "osilator internal".

Irama biologis - pengulangan berkala dari beberapa proses dalam sistem biologis dengan interval yang kurang lebih teratur. Biorhythm tidak hanya sekedar pengulangan, tetapi juga proses yang mandiri dan mereproduksi diri. Irama biologis dicirikan oleh periode, frekuensi, fase dan amplitudo osilasi.

Periode adalah waktu antara dua titik yang bernama sama dalam proses perubahan seperti gelombang, yaitu. durasi satu siklus sampai pengulangan pertama.

Frekuensi. Irama juga dapat dicirikan oleh frekuensi - jumlah siklus yang terjadi per satuan waktu. Frekuensi ritme dapat ditentukan oleh frekuensi proses periodik yang terjadi di lingkungan luar.

Amplitudo adalah penyimpangan terbesar dari indikator yang diteliti ke segala arah dari rata-rata. Amplitudo kadang-kadang dinyatakan melalui mesor, yaitu. sebagai persentase dari nilai rata-rata dari semua nilainya yang diperoleh selama registrasi ritme. Dua kali lipat amplitudo sama dengan amplitudo osilasi.

Fase. Istilah "fase" mengacu pada bagian tertentu dari suatu siklus. Paling sering istilah ini digunakan untuk menggambarkan hubungan satu ritme dengan ritme lainnya. Misalnya, puncak aktivitas pada beberapa hewan bertepatan dengan fase periode gelap siklus terang-gelap, pada hewan lain - dengan periode terang. Jika dua periode waktu yang dipilih tidak bertepatan, maka istilah perbedaan fase diperkenalkan, dinyatakan dalam pecahan periode yang sesuai. Berada di depan atau di belakang dalam fase berarti suatu peristiwa terjadi lebih awal atau lebih lambat dari yang diharapkan. Fase ini dinyatakan dalam derajat. Misalnya, jika maksimum suatu ritme berhubungan dengan minimum ritme lainnya, maka perbedaan fase di antara keduanya adalah 180?.

Acrophase adalah titik waktu dalam periode ketika nilai maksimum dari indikator yang dipelajari dicatat. Saat merekam akrofase (batifase) selama beberapa siklus, tercatat bahwa waktu permulaannya bervariasi dalam batas-batas tertentu, dan waktu ini diidentifikasi sebagai zona pengembaraan fase. Besar kecilnya zona pengembaraan fase mungkin berhubungan dengan periode (frekuensi) ritme. Frekuensi dan fase bioritme tidak hanya dipengaruhi oleh frekuensi dan fase proses osilasi eksternal, tetapi juga oleh levelnya.

Ada aturan sirkadian: Organisme diurnal dicirikan oleh korelasi positif antara pencahayaan dan frekuensi ritme sirkadian, sedangkan organisme nokturnal dicirikan oleh korelasi negatif.

Klasifikasi bioritme

Klasifikasi ritme bergantung pada kriteria yang dipilih: menurut karakteristiknya, menurut fungsinya, jenis proses yang menghasilkan osilasi, serta menurut biosistem di mana siklus diamati.

Kisaran ritme kehidupan yang mungkin mencakup rentang skala waktu yang luas - mulai dari sifat gelombang partikel elementer

(ritme mikro) hingga siklus global biosfer (ritme makro dan mega). Batasan durasinya berkisar dari beberapa tahun hingga milidetik, pengelompokannya bersifat hierarkis, tetapi batas antar kelompok dalam banyak kasus bersifat arbitrer. Batas atas ritme frekuensi menengah ditetapkan pada 28 jam hingga 3 detik. Periode dari 28 jam hingga 7 hari diklasifikasikan sebagai satu kelompok mesoritme, atau beberapa di antaranya (hingga 3 hari) termasuk dalam frekuensi menengah, dan dari 4 hari - dalam frekuensi rendah.

Irama dibagi menurut kriteria berikut (Yu. Aschoff,

1984):

Menurut karakteristiknya sendiri (misalnya berdasarkan periode);

Berdasarkan sistem biologis (misalnya populasi);

Menurut sifat proses yang menghasilkan ritme;

Menurut fungsi yang dilakukan ritme.

Klasifikasi berdasarkan tingkat struktural dan fungsional organisasi kehidupan diusulkan:

Irama tingkat molekuler dengan periode rentang menit kedua;

Seluler - dari setiap jam hingga setiap tahun; organisme - dari sirkadian hingga abadi;

Spesies populasi - dari abadi hingga ritme yang berlangsung puluhan, ratusan, dan ribuan tahun;

Biogeocenotic - dari ratusan ribu hingga jutaan tahun;

Irama biosfer - dengan jangka waktu ratusan juta tahun.

Klasifikasi ritme biologis yang paling populer adalah F. Halberg dan A. Reinberg (1967) (Gbr. 4.1).

Irama TERPISAH

Di alam yang hidup, ritme yang paling jelas diungkapkan adalah ritme dengan periode sekitar 24 jam - sirkadian (lat. sekitar- di dekat, meninggal- hari). Awalan selanjutnya "sekitar" mulai digunakan untuk ritme endogen lainnya,

Beras. 4-1.Klasifikasi bioritme (F. Halberg, A. Reinberg)

sesuai dengan siklus lingkungan luar: dekat pasang surut, dekat bulan, abadi (circatidal, circalunar, circannual). Irama dengan periode yang lebih pendek dari sirkadian disebut ultradian, sedangkan ritme yang periodenya lebih lama disebut infradian. Di antara ritme infradian, circaseptidian dengan periode (7–3 hari), circavigentidian (21–3 hari), circatrigentidian (30–5 hari) dan circannual (1 tahun–2 bulan) dibedakan.

Irama ultradian

Jika ritme biologis rentang ini disusun dalam urutan frekuensi yang menurun, maka diperoleh rentang osilasi dari multi-hertz hingga multi-jam. Impuls saraf memiliki frekuensi tertinggi (60-100 Hz), diikuti osilasi EEG dengan frekuensi 0,5 hingga 70 Hz.

Irama sepuluh detik dicatat dalam biopotensial otak. Kisaran ini juga mencakup fluktuasi denyut nadi, pernapasan, dan motilitas usus. Irama menit mencirikan keadaan psikologis dan emosional seseorang: aktivitas bioelektrik otot, detak jantung dan pernapasan, amplitudo dan frekuensi gerakan berubah rata-rata setiap 55 detik.

Irama sepuluh menit (90 menit) ditemukan dalam mekanisme otak tidur malam, yang disebut fase gelombang lambat dan cepat (atau paradoks), sedangkan mimpi dan gerakan mata yang tidak disengaja terjadi pada fase kedua. Ritme yang sama kemudian ditemukan dalam fluktuasi sangat lambat dalam biopotensi otak saat bangun, terkait dengan dinamika temporal perhatian dan kewaspadaan operator.

Irama melingkar ditemukan tidak hanya pada tingkat sistemik, tetapi juga pada tingkat hierarki yang lebih rendah. Banyak fenomena yang terjadi pada tingkat sel memiliki ritme berikut: sintesis protein, perubahan ukuran dan massa sel, aktivitas enzimatik, permeabilitas membran sel, sekresi, aktivitas listrik.

Osilasi sirkadian

Sistem sirkadian adalah dasar di mana aktivitas integratif dan peran pengaturan sistem neuroendokrin memanifestasikan dirinya, melakukan adaptasi tubuh yang tepat dan halus terhadap kondisi lingkungan yang terus berubah.

Periodisitas sirkadian ditemukan pada tanda-tanda vital integral.

Kinerja pada malam hari menurun, dan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu tugas, baik dalam keadaan terang maupun gelap, lebih lama pada malam hari dibandingkan pada siang hari dalam kondisi yang sama.

Latihan di pagi hari memiliki efek yang sedikit lebih kecil dibandingkan di tengah hari.

Prestasi siswa paling tinggi pada jam menjelang makan siang, pada jam 14.00 terjadi penurunan yang signifikan, kenaikan kedua terjadi pada jam 16.00-17.00, kemudian terjadi penurunan baru.

Periodisitas harian tidak hanya merupakan karakteristik GNI, tetapi juga sistem hierarki yang mendasari tubuh.

Perubahan hemodinamik otak dan jantung serta stabilitas ortostatik selama 24 jam dicatat.

Ritme harian konjugasi fase siklus jantung dan pernapasan telah terungkap.

Literatur berisi data tentang penurunan ventilasi paru dan konsumsi oksigen pada malam hari, penurunan volume pernapasan (MVR) pada individu muda, dewasa, dan paruh baya.

Irama sirkadian juga melekat pada fungsi sistem pencernaan, khususnya air liur, aktivitas sekresi pankreas, fungsi sintetik hati, dan motilitas lambung. Telah ditetapkan bahwa tingkat sekresi asam tertinggi oleh getah lambung diamati pada malam hari, dan terendah pada pagi hari.

Pada tingkat individualitas biokimia, siklus harian terbuka untuk beberapa zat.

Konsentrasi unsur makro dan mikro: fosfor, seng, mangan, natrium, kalium, rubidium, cesium dan klorin dalam darah manusia, serta zat besi dalam serum darah.

Kandungan total asam amino dan neurotransmitter.

Metabolisme basal dan tingkat hormon perangsang tiroid yang terkait dari kelenjar pituitari dan hormon tiroid.

Sistem hormon seks: testosteron, androsteron, hormon perangsang folikel, prolaktin.

Hormon sistem pengaturan stres neuroendokrin - ACTH, kortisol, 17-hidroksikortikosteroid, yang menyertai

disebabkan oleh perubahan siklus kadar glukosa dan insulin. Irama serupa diketahui melatonin.

Irama infradian

Ahli bioritmologi telah menggambarkan tidak hanya ritme harian, tetapi juga ritme beberapa hari (sekitar satu minggu, sekitar satu bulan), yang mencakup semua tingkat hierarki tubuh.

Dalam literatur terdapat analisis fluktuasi spektrum halus (dengan periode 3, 6, 9-10, 15-18, 23-24 dan 28-32 hari) detak jantung, tekanan darah, dan kekuatan otot.

Ritme 5-7 hari terekam dalam dinamika intensitas metabolisme energi, massa dan suhu tubuh manusia.

Fluktuasi hasil uji klinis kandungan sel darah merah dan leukosit dalam darah sudah diketahui dengan baik. Pada pria, jumlah neutrofil dalam darah vena berubah selama 14 hingga 23 hari.

Di antara ritme rentang ini, yang paling banyak dipelajari adalah siklus bulanan (bulan). Telah ditetapkan bahwa selama bulan purnama, jumlah kasus perdarahan pasca operasi adalah 82% lebih tinggi dibandingkan waktu lainnya, selama fase bulan, kejadian infark miokard meningkat.

Irama melingkar

Dalam tubuh hewan dan manusia, fluktuasi berbagai proses fisiologis telah ditemukan, yang periodenya sama dengan satu tahun - ritme abadi (sirkannual) atau musiman. Periodisitas sirkannual telah ditentukan untuk rangsangan sistem saraf, parameter hemodinamik, produksi panas, respons terhadap stres dingin akut, kandungan seks dan hormon lainnya, neurotransmiter, pertumbuhan anak, dll.

KARAKTERISTIK BIORITMA

Ketika mempelajari fenomena periodik dalam sistem kehidupan, penting untuk mengetahui apakah ritme yang diamati dalam sistem biologis mencerminkan reaksi terhadap pengaruh periodik di luar sistem ini (irama eksogen yang disebabkan oleh alat pacu jantung) atau apakah ritme tersebut dihasilkan di dalam sistem. itu sendiri (irama endogen), terakhir apakah terdapat kombinasi ritme eksogen dan pembangkit ritme endogen.

Alat pacu jantung dan fungsinya

Alat pacu jantung eksternal bisa sederhana atau kompleks.

Sederhana:

Menyajikan makanan pada saat yang bersamaan, yang menyebabkan reaksi sederhana terutama terbatas pada keterlibatan dalam aktivitas sistem pencernaan;

Perubahan terang dan gelap juga merupakan alat pacu jantung yang relatif sederhana, tetapi tidak hanya melibatkan tidur atau terjaga (yaitu satu sistem), tetapi seluruh organisme dalam aktivitas.

Sulit:

Pergantian musim, yang menyebabkan perubahan spesifik jangka panjang dalam keadaan tubuh, khususnya reaktivitasnya, resistensi terhadap berbagai faktor: tingkat metabolisme, arah reaksi metabolisme, perubahan endokrin;

Fluktuasi berkala dalam aktivitas matahari, sering kali menyebabkan perubahan terselubung pada suatu benda, sangat bergantung pada keadaan awalnya.

Hubungan antara pengatur waktu dan bioritme

Gagasan modern kita tentang hubungan antara pengatur waktu eksogen dan ritme endogen (gagasan tentang jam biologis tunggal, struktur poliosilasi) ditunjukkan pada Gambar. 4-2.

Hipotesis tentang jam biologis tunggal dan struktur waktu poliosilasi tubuh cukup sesuai.

Hipotesis kontrol terpusat dari proses osilasi internal (keberadaan jam biologis tunggal) terutama berkaitan dengan persepsi perubahan terang dan gelap dan transformasi fenomena ini menjadi bioritme endogen.

Beras. 4-2.Mekanisme interaksi tubuh dengan pengatur waktu eksternal

Model bioritme multiosilasi. Diasumsikan bahwa dalam organisme multiseluler, alat pacu jantung utama dapat berfungsi, memaksakan ritmenya pada semua sistem lainnya. Keberadaan (bersama dengan alat pacu jantung pusat) dari osilator sekunder, yang juga memiliki sifat alat pacu jantung, namun secara hierarki berada di bawah pemimpin, tidak dapat dikesampingkan. Menurut salah satu versi hipotesis ini, osilator berbeda dapat berfungsi di dalam tubuh, yang membentuk kelompok terpisah yang bekerja secara independen satu sama lain.

MEKANISME RITMOGENESIS

Ada beberapa sudut pandang tentang mekanisme ritmeogenesis. Ada kemungkinan bahwa sumber ritme sirkadian adalah perubahan siklik ATP dalam sitoplasma sel atau siklus reaksi metabolisme. Ada kemungkinan ritme tubuh menentukan efek biofisik, yaitu pengaruh:

Medan gravitasi;

sinar kosmik;

Medan elektromagnetik (termasuk medan magnet bumi);

Ionisasi atmosfer, dll.

Irama aktivitas mental

Tidak hanya proses biologis dan fisiologis, tetapi juga dinamika aktivitas mental, termasuk keadaan emosional, mengalami fluktuasi yang teratur. Misalnya, telah diketahui bahwa kesadaran terjaga seseorang bersifat gelombang. Irama psikologis dapat disistematisasikan dalam rentang yang sama dengan ritme biologis.

Irama ultradian memanifestasikan dirinya dalam fluktuasi ambang persepsi, waktu reaksi motorik dan asosiatif, dan perhatian. Korespondensi bio- dan psikoritme dalam tubuh manusia memastikan fungsi normal semua organ dan sistemnya, sehingga pendengaran manusia memberikan akurasi terbesar dalam menilai interval waktu 0,5-0,7 detik, yang merupakan karakteristik kecepatan gerakan saat berjalan. .

Irama jam.Dalam fluktuasi proses mental, selain ritme sementara, ditemukan apa yang disebut ritme jam, yang tidak bergantung pada waktu, tetapi pada jumlah sampel: seseorang tidak selalu dapat bereaksi dengan cara yang sama terhadap rangsangan yang diberikan.

Jika pada pengujian sebelumnya waktu reaksinya singkat, maka pada pengujian berikutnya tubuh akan menghemat energi, yang akan mengakibatkan penurunan laju reaksi dan fluktuasi nilai indikator ini dari percobaan ke percobaan. Irama taktis lebih terasa pada anak-anak, dan pada orang dewasa meningkat dengan penurunan keadaan fungsional sistem saraf. Saat mempelajari kelelahan mental, ritme dekadetik atau dua menit (0,95-2,3 menit) dan sepuluh menit (2,3-19 menit) diidentifikasi.

Ritme sirkadianmenyebabkan perubahan signifikan pada aktivitas tubuh, mempengaruhi kondisi mental dan kinerja seseorang. Dengan demikian, sensitivitas listrik mata berubah sepanjang hari: pada jam 9 pagi meningkat, pada jam 12 siang mencapai maksimum dan kemudian menurun. Dinamika sehari-hari seperti itu tidak hanya melekat dalam proses mental, tetapi juga dalam keadaan psiko-emosional individu. Literatur menggambarkan ritme harian kinerja intelektual, kesiapan subjektif untuk bekerja dan kemampuan berkonsentrasi, memori jangka pendek. Orang dengan tipe kinerja pagi hari memiliki lebih banyak level tinggi kecemasan, mereka kurang tahan terhadap faktor-faktor yang membuat frustrasi. Orang-orang tipe pagi dan sore memiliki ambang rangsangan yang berbeda, kecenderungan ekstraversi atau introversi.

EFEK PERUBAHAN PENGATURAN WAKTU

Irama biologis sangat stabil; mengubah ritme pengatur waktu yang biasa tidak segera menggeser bioritme dan menyebabkan desinkronisasi.

Desinkronisasi - ketidaksesuaian ritme sirkadian - pelanggaran terhadap arsitektur asli sistem sirkadian tubuh. Ketika sinkronisasi ritme tubuh dan sensor waktu terganggu (desynchronosis eksternal), tubuh memasuki tahap kecemasan (internal desynchronosis). Inti dari desinkronisasi internal adalah ketidaksesuaian fase ritme sirkadian tubuh, yang mengakibatkan berbagai gangguan kesejahteraan: gangguan tidur, kehilangan nafsu makan, penurunan kesejahteraan, suasana hati, penurunan kinerja, gangguan neurotik dan bahkan penyakit organik (gastritis, tukak lambung, dll) . Restrukturisasi bioritme paling jelas terlihat selama pergerakan cepat (perjalanan udara) dalam skala global.

Perjalanan jarak jauh menyebabkan desinkronisasi yang nyata, yang sifat dan kedalamannya ditentukan oleh: arah, waktu, durasi penerbangan; karakteristik individu dari tubuh; beban kerja; kontras iklim, dll. Lima jenis gerakan diidentifikasi (Gbr. 4-3).

Beras. 4-3.Klasifikasi kronofisiologis jenis gerak:

1 - lintas meridian; 2 - translatitudinal; 3 - diagonal (campuran);

4 - transekuator; 5 - asinkron. (V.A. Matyukhin dkk., 1999)

Gerakan transmeridian (1). Indikator utama pergerakan tersebut adalah kecepatan sudut pergerakan, yang dinyatakan dalam derajat bujur. Hal ini dapat diukur dengan jumlah zona waktu (15?) yang dilintasi per hari.

Jika kecepatan pergerakan melebihi 0,5 zona waktu per hari, luar desinkronisasi - perbedaan fase maksimum aktual dan yang diharapkan dari kurva fungsi fisiologis harian.

Mengubah 1-2 zona waktu tidak menyebabkan desinkronisasi (ada zona mati di mana desinkronisasi fase tidak muncul). Saat terbang melintasi 1-2 zona waktu, perataan fluktuasi harian dalam fungsi fisiologis yang khas untuk desinkronisasi fase tidak diamati, dan ritme “ditunda” secara perlahan oleh sensor waktu eksternal.

Saat Anda bergerak lebih jauh ke timur atau barat, ketidaksesuaian fase meningkat seiring dengan waktu. Pada garis lintang geografis yang berbeda, kecepatan sudut kritis dicapai pada kecepatan pergerakan linier yang berbeda: di garis lintang subkutub, bahkan pada kecepatan rendah yang sesuai dengan kecepatan pejalan kaki, desinkronisasi tidak dapat dikesampingkan. Kecepatan hampir semua orang Kendaraan secara signifikan melebihi 0,5 archour per hari. Efek desinkronisasi ritme biologis memanifestasikan dirinya dalam bentuk yang paling menonjol dengan jenis gerakan ini.

Ketika kecepatan pergerakan melebihi tiga atau lebih zona waktu per hari, sinkronisasi eksternal tidak lagi mampu “menunda” fluktuasi sirkadian dalam fungsi fisiologis dan terjadi desinkronisasi.

Pergerakan translatitudinal (2) - sepanjang meridian, dari selatan ke utara atau dari utara ke selatan - tanpa menyebabkan ketidaksesuaian fase pada sensor, memberikan efek yang dianggap sebagai ketidaksesuaian antara amplitudo aktual dan yang diharapkan dari sinkronisasi. Pada saat yang sama, fase ritme tahunan berubah, dan desinkronisasi musiman muncul.

Yang pertama dalam perpindahan tersebut adalah ketidaksesuaian antara kesiapan musiman sistem fisiologis dan kebutuhan musim yang berbeda di tempat baru. Tidak ada ketidaksesuaian fase antara ritme sensor eksternal dan bioritme tubuh, namun amplitudo hariannya tidak bersamaan.

Jarak pergerakan, di mana kondisi iklim dan struktur fotoperiodisme di tempat baru mulai menimbulkan ketegangan dalam mekanisme pemeliharaan ritme musiman fungsi fisiologis, bergantung pada garis lintang geografis: penilaian terhadap lebar zona ketidakpekaan menunjukkan bahwa jaraknya dapat bervariasi dari 1400 km di ekuator hingga 150 km di garis lintang 80°.

- “Jendela ketidakpekaan kronofisiologis”, dimensi linier dan sudutnya bergantung pada garis lintang. Kecepatan, yang dinyatakan dalam jumlah “jendela” yang dilintasi per hari, pada kecepatan linier yang sama, akan meningkat dalam arah dari khatulistiwa ke kutub hingga nilai yang sangat besar. Penyempitan

“jendela” saat Anda bergerak ke utara merupakan keadaan penting yang menunjukkan peningkatan ketegangan kronofisiologis saat bergerak di garis lintang subkutub dibandingkan dengan garis lintang rendah atau menengah.

Bergerak secara diagonal (3) menyiratkan perubahan garis bujur dan garis lintang, kontras iklim yang besar, dan perubahan waktu standar yang signifikan. Gerakan-gerakan ini bukanlah penjumlahan (superposisi) sederhana dari efek gerakan “horizontal” (1) dan “vertikal” (2). Ini adalah serangkaian rangsangan kronobiologis yang kompleks, reaksinya mungkin berbeda secara signifikan dari reaksi terhadap setiap jenis desinkronisasi yang dipertimbangkan secara terpisah.

Pindah ke belahan bumi lain (4) melintasi zona khatulistiwa. Faktor utama yang mempengaruhi pergerakan tersebut adalah pergantian musim yang kontras, menyebabkan desinkronisasi musiman yang mendalam, perpindahan dan inversi fase siklus tahunan fungsi fisiologis.

Jenis pergerakan kelima adalah rezim kronoekologi, di mana sifat osilasi lingkungan sangat melemah atau tidak ada sama sekali. Gerakan-gerakan tersebut antara lain:

Penerbangan orbit;

Tetap dalam kondisi dengan sinkronisasi harian dan musiman yang melemah tajam (kapal selam, pesawat ruang angkasa);

Jadwal kerja shift dengan jadwal shift yang terhuyung-huyung, dll. Diusulkan untuk menyebut lingkungan jenis ini "asinkron". Dampak dari “perampasan kronologis” tersebut menyebabkan pelanggaran berat terhadap frekuensi harian dan lainnya.

SUBJEKTIVITAS PERSEPSI WAKTU

Berlalunya waktu dirasakan secara subyektif, tergantung pada intensitas aktivitas fisik atau mental masing-masing individu. Waktu tampaknya menjadi lebih luas ketika Anda lebih sibuk atau ketika ada kebutuhan yang mendesak solusi yang benar dalam situasi ekstrim.

Dalam hitungan detik, seseorang berhasil melakukan pekerjaan yang paling sulit. Misalnya, seorang pilot dalam keadaan darurat memutuskan untuk mengubah taktik pengendalian pesawat. Pada saat yang sama dia

langsung memperhitungkan dan membandingkan dinamika perkembangan berbagai faktor yang mempengaruhi kondisi penerbangan.

Dalam proses mempelajari persepsi subjektif terhadap waktu, peneliti menggunakan tes “menit individu”. Saat mendapat sinyal, orang tersebut menghitung mundur detik, dan pelaku eksperimen memperhatikan jarum stopwatch. Ternyata bagi sebagian orang, “menit individual” lebih pendek daripada menit sebenarnya, bagi sebagian lainnya lebih lama; perbedaan dalam satu arah atau lainnya bisa sangat signifikan.

Irama BIOLOGIS PADA KONDISI GEOGRAFIS IKLIM YANG BERBEDA

Pegunungan. Dalam kondisi dataran tinggi, ritme sirkadian hemodinamik, pernapasan, dan pertukaran gas bergantung pada faktor meteorologi dan berubah berbanding lurus dengan perubahan suhu udara dan kecepatan angin, serta berbanding terbalik dengan perubahan. tekanan atmosfir dan kelembaban udara relatif.

Lintang tinggi. Sifat spesifik iklim kutub dan ciri lingkungan menentukan bioritme penghuninya:

Selama malam kutub tidak ada fluktuasi sirkadian konsumsi oksigen yang dapat diandalkan. Karena nilai koefisien pemanfaatan oksigen mencerminkan intensitas pertukaran energi, penurunan kisaran fluktuasi konsumsi oksigen selama malam kutub merupakan bukti tidak langsung yang mendukung ketidaksesuaian fase dari berbagai proses yang bergantung pada energi.

Penduduk Far North dan penjelajah kutub pada malam kutub (musim dingin) mengalami penurunan amplitudo ritme harian suhu tubuh dan pergeseran akrofase ke malam hari, dan pada musim semi dan musim panas ke siang dan pagi hari.

Zona gersang. Ketika seseorang beradaptasi dengan gurun, fluktuasi ritmis kondisi lingkungan menyebabkan sinkronisasi ritme keadaan fungsional tubuh dengan fluktuasi tersebut. Dengan cara ini, optimalisasi sebagian aktivitas mekanisme kompensasi dalam kondisi lingkungan ekstrem dapat dicapai. Misalnya, akrofase ritme suhu rata-rata tertimbang kulit terjadi pada pukul 16:30, yang praktis bertepatan dengan suhu udara maksimum, suhu tubuh.

mencapai maksimum pada pukul 21:00, berkorelasi dengan pembangkitan panas maksimum.

METODE PENILAIAN STATISTIK DALAM KRONOBIOLOGI

Fungsi kosinus. Proses periodik yang paling sederhana adalah proses osilasi harmonik, yang dijelaskan oleh fungsi kosinus (Gbr. 4-4):

Beras. 4-4.Elemen utama dari proses osilasi harmonik (kosinus): M - level; T - periode; ρ A, ρ B, αφ A, αφ B - amplitudo dan fase proses A dan B; 2ρ A - ruang lingkup proses A; αφ H - perbedaan fase antara proses A dan B

x(t) = M + рХcos2π/ТХ(t-αφ Х),

Di mana:

M - komponen konstan; ρ - amplitudo osilasi; T - periode, h; t - waktu saat ini, jam; aαφ H - fase, h.

Saat menganalisis bioritme, biasanya terbatas pada anggota pertama deret - harmonik dengan jangka waktu 24 jam. Terkadang harmonik dengan jangka waktu 12 jam juga diperhitungkan. Sebagai hasil perkiraan, deret waktu berubah keluar untuk diwakili oleh sejumlah kecil parameter umum - level M, amplitudo p, fase αφ.

Hubungan fase antara dua proses osilasi harmonik bisa berbeda. Jika fasa dari dua proses sama maka disebut sefasa; jika beda fasanya T/2 maka disebut antifase. Kita berbicara tentang kemajuan fase atau jeda fase dari satu proses harmonik A relatif terhadap B lainnya ketika αφ A<αφ B или αφ A >αφB masing-masing.

Parameter yang dijelaskan, sebenarnya, hanya dapat digunakan dalam kaitannya dengan proses osilasi harmonik. Faktanya, kurva hariannya berbeda model matematika: mungkin asimetris dibandingkan dengan level rata-rata, dan interval antara maksimum dan minimum, tidak seperti gelombang kosinus, mungkin tidak sama dengan 12 jam, dll. Mengingat alasan-alasan ini, penggunaan parameter-parameter ini untuk menggambarkan proses periodik osilasi nyata atau mendekati proses periodik memerlukan kehati-hatian tertentu.

Kronogram.Seiring dengan pendekatan harmonis deret waktu, metode tradisional yang menyajikan hasil penelitian bioritmologi dalam bentuk kronogram harian banyak digunakan, yaitu. dirata-ratakan pada banyak pengukuran individual kurva harian. Pada kronogram, bersama dengan nilai rata-rata indikator untuk jam tertentu dalam sehari, interval kepercayaan ditunjukkan dalam bentuk standar deviasi atau kesalahan rata-rata.

Ada beberapa jenis kronogram yang ditemukan dalam literatur. Jika dispersi masing-masing level besar, komponen periodik dapat ditutupi. Dalam kasus seperti itu, normalisasi awal kurva harian digunakan, sehingga bukan nilai absolut amplitudo p yang dirata-ratakan, melainkan nilai relatif (p/M). Untuk beberapa indikator, kronogram dihitung dalam bagian (persentase) dari total volume harian konsumsi atau ekskresi substrat tertentu (misalnya, konsumsi oksigen atau ekskresi kalium dalam urin).

Kronogram memberikan gambaran yang cukup jelas tentang sifat kurva harian. Dengan menganalisis kronogram, dimungkinkan untuk menentukan secara kasar fase osilasi, amplitudo absolut dan relatif, serta interval kepercayaannya.

Kosinor- model statistik bioritme berdasarkan perkiraan kurva osilasi indikator fisiologis

fungsi harmonik - analisis kosinor. Tujuan analisis kosinus adalah untuk menyajikan data bioritmologi individu dan massal dalam bentuk terpadu yang sebanding yang dapat diakses untuk penilaian statistik. Parameter kosinor harian mencirikan tingkat keparahan bioritme, proses transisi selama restrukturisasi, dan adanya perbedaan yang signifikan secara statistik antara kelompok tertentu dan kelompok lainnya.

Analisis kosinor memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan metode kronogram, karena memungkinkan penggunaan metode statistik yang tepat untuk menganalisis struktur bioritme.

Analisis cosinor dilakukan dalam dua tahap:

Pada tahap pertama, kurva harian individu didekati dengan fungsi harmonik (kosinus), sebagai akibatnya parameter utama bioritme ditentukan - tingkat rata-rata harian, amplitudo, dan akrofase;

Pada tahap kedua, rata-rata vektor data individu dilakukan, ekspektasi matematis dan interval kepercayaan dari amplitudo dan akrofase fluktuasi harian dari indikator yang dipelajari ditentukan.

PERTANYAAN UNTUK PENGENDALIAN DIRI

1. Berikan contoh parameter waktu suatu organisme dan sistemnya?

2. Apa inti dari sinkronisasi kerja berbagai sistem tubuh?

3. Apa yang dimaksud dengan ritme biologis? Karakteristik apa yang dimilikinya?

4. Klasifikasi bioritme apa yang dapat Anda berikan? Apa perbedaan mendasarnya jenis yang berbeda bioritme?

5. Sebutkan mekanisme ritmeogenesis.

6. Irama aktivitas mental apa yang Anda ketahui?

7. Apa yang terjadi jika pengatur waktu dihilangkan atau diubah?

8. Jenis gerakan apa yang kamu ketahui?

9. Sebutkan metode analisis statistik dalam kronobiologi.

10. Apa perbedaan mendasar antara analisis kosinor?