ОСНОВЫ ХРОНОФИЗИОЛОГИИ
Пейсмекеры биологических
ритмов млекопитающих
Ритмозадающий стимул может быть внешним и внутренним.
Формирование внутреннего ритмозадающего механизма эволюционно связано с
систематическими внешними воздействиями, такими как смена дня и ночи. В
наибольшей мере в таком плане изучен механизм циркадианного ритма у птиц,
меньше он исследован у млекопитающих.
В конце 60-х годов Курт Рихтер провел огромное число
экспериментов на крысах, у которых учитывалась циркадианная ритмичность
двигательной активности, приема пищи, питья воды при интактном мозге и после
стереотаксического разрушения его в 200 разных местах. В результате этих
опытов было установлено, что нарушение циркадианных ритмов происходит при
повреждении определенного участка гипоталамуса. Этот участок —
супрахиазмальные ядра — получает импульсы от сетчатки глаз через особый
нервный путь. У млекопитающих, а возможно, и у человека эти ядра ответственны
за циркадианную ритмичность физиологических процессов. В опытах на крысах
было показано, что отдельные нейроны этих ядер спонтанно генерируют электрические
разряды в их циркадианном ритме сна и бодрствования. Эти опыты позволили
заключить, что по крайней мере у крыс внутренним пейсмекером циркадианного
ритма являются нейроны супрахиазмальных ядер гипоталамуса. Клинические
наблюдения свидетельствуют, что у человека при поражениях этих ядер опухолью
происходят глубокие нарушения ритма сна и бодрствования.
Вряд ли циркадианный ритм различных физиологических
процессов управляется одним пейсмекером. Например, в опытах на обезьянах
установлено, что повреждение супрахиазмальных ядер нарушает циркадианную
ритмичность приема пищи, воды, двигательной активности, но сохраняется
суточный цикл температуры тела, который находится под контролем другого
пейсмекера.
В экспериментах на животных и в наблюдениях на людях отмечено,
что одни физиологические функции изменяются синхронно и их ритмичность
утрачивается совместно, а другие функции при этом ритмичность сохраняют
(например, не одновременно рассогласовываются ритмы температуры тела,
бодрствования — сна). Полагают, что в нашем организме не менее двух
пейсмекеров, задающих ритм функций. «Не менее двух» не исключает наличия
множества связанных между собой пейсмекеров. Не зря говорится, что гармония
ритмов — необходимое условие свободной жизни организмов.
Для человека большое значение в формировании ритма
активности имеют внешние, особенно социальные, сигналы в виде деятельности в
различное время суток, групповая деятельность, в которой ритм задает
деятельность коллектива. Это немаловажно в оценке результатов наблюдений за
биоритмами одного длительно изолированного человека, тяжело переживающего
вместе с другими факторами и свое одиночество.
Следует признать, что основной циркадианный ритм человека
формируется под влиянием внутренних пейсмекеров и множества внешних сигналов,
которые влияют на временные пейсмекеры и минуя их. Эволюционно оказался
закрепленным и «лунный месяц» в ритмичности физиологических процессов
(менструальный цикл), так как Луна оказывает влияние на ряд земных явлений,
которые в свою очередь воздействуют на живые организмы, и они адаптивно
изменяют свои функции. К физическим синхронизаторам относятся также колебания
температуры и влажности воздуха, барометрического давления, напряженности
электрического и магнитного полей Земли, меняющихся и в связи с солнечной
активностью, также имеющей периодичность. С солнечной активностью А. Л.
Чижевский справедливо связывал «эхо солнечных бурь» —ряд заболеваний
человека.
|