В наше время эти слова ученого получили полное подтверждение. Доказано, что у позвоночных животных и человека центр, управляющий биологическими часами всех тканей и органов тела, находится в центральной нервной системе — в мозгу. Мозг связан с особыми органами — железами внутренней секреции. Они выделяют активные вещества — гормоны. С помощью гормонов нервная система управляет суточным ритмом всех процессов, идущих в теле человека и животных. Так, например, свет, воспринимаемый глазом, возбуждает симпатическую нервную систему, а она заставляет надпочечники выделять в кровь гормон адреналин. Темнота возбуждает парасимпатическую нервную систему, под действием которой гипофиз повышает выработку меланофорного гормона. Соотношение концентраций этих двух гормонов определяет периодичность работы всех органов тела животных и человека — мозга, сердца, легких, желудка, печени, почек и др. Периодичность работы этих органов связана с периодичностью процессов работы и отдыха, ускорения и замедления питания составляющих их клеток.
В сложном организме человека свыше 40 периодически повторяющихся процессов. Это усиление и ослабление работоспособности различных органов (мозга, сердца, почек, легких, желудка, кишечника, печени), понижение и повышение в составе крови и лимфы концентрации различных веществ и т. п.
Чередование (смена) периодов усиления и ослабления того или иного физиологического процесса невозможно без способности измерять время. Эта способность живых организмов, зависящая от наследственных особенностей и от внешних условий (нормальное питание, дыхание, смена дня и ночи, времен года), и называется биологическими часами.
Обычные часы заводятся при помощи пружины, а биологические — с помощью энергии, образующейся при питании и связанном с ним дыхании. Если растение поместить в постоянную темноту, то в течение нескольких суток его листья сохраняют свойственную им периодичность движений. Однако вскоре она утрачивается, так как без света нарушается питание клеток, тканей и органов растения. Учение о периодических изменениях в ходе физиологических процессов у растений, животных и человека называется биоритмологией, т. е. учением о жизненных ритмах.
Изучение биологических ритмов имеет большое теоретическое и практическое значение. Знать ритмы жизни домашних животных необходимо для того, чтобы правильно ухаживать за ними: правильно кормить, чередовать периоды активности и отдыха. От этого зависит продуктивность домашних животных, например яйценоскость у кур.
Очень важное значение имеют данные биоритмологии для человека. Так, лечение многих болезней состоит в налаживании нормального ритма работы сердца, легких, желудка, кишечника и в особенности центральной нервной системы.
Источник:
http://www.zoodrug.ru/topic1804.html
Природа и механизм работы биологических часов
Наблюдения ученых показали, что ритмические процессы в живых организмах имеют много общих черт. Это обстоятельство навело на мысль о том, что в основе всех процессов лежит единый внутриклеточный механизм часов. Он управляет всеми биологическими часами, присутствующими как в простых одноклеточных, так и в сложных высокоорганизованных живых организмах.
Как показали исследования ряда ученых (Ж. Гастингс, 1962 г., и др.), биологические часы измеряют абсолютное время. Об этом свидетельствует циркадная (суточная) длительность циклов, сохраняющаяся при постоянных внешних факторах среды, а также несовпадение во времени фаз одного и того же процесса у представителей разных видов и разновидностей.
Таким образом, стало очевидным, что в основе измерения времени лежат не одиночные, а цепные процессы и что принцип их работы тот же, что и у маятниковых часов.
Кроме доказательств в пользу физической природы биологических часов, были получены экспериментальные данные, показывающие, что в клетках организма происходят и биохимические процессы, определяющие ход биологических часов. Многие биохимические процессы регулируются и имеют суточную периодичность.
Особенностью таких биохимических процессов является то, что они не зависят от температуры. Обычно же эти реакции непосредственно зависят от температуры. Это объясняется тем, что структура митохондрий и других субклеточных частиц прекрасно приспособлена к межмолекулярному и внутримолекулярному переносу энергии, обусловленному движением электронов. Таким образом, объяснение меха¬низма работы внутриклеточных часов их биофизической природой, для которой характерна независимость процессов от температуры, не противоречит мысли и о биохи¬мической природе часов.
Биохимическая природа биологических часов подтверждается большим экспериментальным материалом. Он свидетельствует о том, что работа биологических часов внутри клетки основана на чередовании напряжения и расслабления, т. е. на релаксационных колебаниях. Этими колебаниями управляет химическая энергия, от которой зависит фаза напряжения. Вследствие недостаточного снаб¬жения клетки энергией процесс напряжения не достигает максимума, в связи с чем система не может удержаться на низком уровне и вновь возвращается в расслабленное состояние.
Периодические колебания биологических часов исследователи объясняют взаимной регуляцией внутриклеточных систем. Более наглядно процесс регуляции двух систем, соединенных между собой обратными связями, можно представить следующим образом. Предположим, что одна из систем вырабатывает какое-то вещество. Тогда другая система обусловливает исчезновение этого вещества из объединенной системы. Первая система начинает вырабатывать вещество лишь тогда, когда его содержание падает ниже определенного критического уровня. Вторая же система начинает разрушать это вещество в том случае, когда его содержание превысит верхний критический предел. В результате получится типичная гомеостатическая, самоподдерживающаяся система по отношению к данному веществу. При определенных условиях в результате инерционности, замедленности прохождения регуляционных сигналов содержание этого вещества будет все время оставаться на некотором гомеостатическом «среднем» уровне.
Таким образом, ритмический процесс колебаний в клетке возникает путем самоподдержания колебаний.
Каждая клетка, как и целостный организм,- самоподдерживающаяся система.
Многие заболевания человека можно рассматривать с точки зрения изменений, связанных с перестройкой цикличности физиологических функций его организма, например работы сердца, дыхания и т. д. Изменения ритма как отдельных органов, так и всего организма в целом могут косить временный характер. В таком случае говорят, что организм имеет функциональные расстройства (это прежде всего относится к центральной нервной системе человека). К функциональным расстройствам в организме человека относится десинхроноз, возникающий в результате перелета человека через меридианы в восточном или западном направлении. К ним можно отнести и функциональные расстройства центральной нервной системы, возникающие при переутомлении, эмоциональных стрессах, систематическом нарушении режима труда и отдыха. Функциональные расстройства могут привести к временной бессоннице, к ослаблению и вялости всего организма, к повышенной возбудимости и нервозности.
Однако стоит человеку войти в привычный нормальный ритм жизни, как нарушенная ритмичность функций организма восстанавливается.
Иное дело - заболевания, связанные с патологическими, необратимыми изменениями в организме человека. В этом случае нарушенный ритм работы отдельных органов не восстанавливается.
Функциональные изменения в организме, например учащение работы сердца, дыхания, могут происходить не только при заболеваниях, но и в результате усиленной физической и умственной работы, эмоциональных напряжений, при воздействии внешних неблагоприятных факторов: температуры, атмосферного давления, повышенной или пониженной влажности. Часто функциональные изменения в ритме отдельных органов человека при больших нагрузках могут быть во много раз выше нормы. Особенно это относится к спортсменам, у которых во время ответственных соревнований частота сердечных сокращений достигает 250 ударов в минуту (вместо 60-80 ударов в минуту в нормальном состоянии). Однако, несмотря на такое резкое изменение ритма работы сердца, через короткий промежуток времени частота сердечных сокращений у здоровых людей полностью восстанавливается.
В организме человека при функциональных изменениях происходит саморегулирование биологических ритмов. В связи с этим возникает вопрос, нельзя ли производить преднамеренное регулирование отдельных органов и систем организма, изменяя длительность их циклов в нужном направлении? Можно ли изменить суточную периодичность физиологических функций в организме человека?
Источник: Л. И. Куприянович «Биологические ритмы и сон»
[url]http://www.vitaminov.net/rus-biological_rhythm-biological_clock-0-11852.html[/url