Biologinis laikas. Biologinis laikas ir subjektyvus laikas: lyginamosios charakteristikos

Jau seniai pastebėta, kad visa gyvybė Žemėje paklūsta tam tikriems ritmams, kuriuos nustato globalūs procesai. Tai dienos rotacija planetos aplink ašį ir jos judėjimas aplinkinę orbita. Gyvi organizmai kažkaip jaučia laiką, o jų elgesys priklauso nuo jo tėkmės. Tai pasireiškia gyvūnų aktyvumo ir miego laikotarpių kaitaliojimu, augalų žiedų atidarymu ir uždarymu. Migruojantys paukščiai kiekvieną pavasarį jie grįžta į savo lizdus, ​​išsirita jauniklius ir migruoja šilti regionaižiemai.

Kas yra biologinis laikrodis?

Visko ritmas gyvenimo procesai- nuosavybė, būdinga visiems mūsų planetos gyventojams. Pavyzdžiui, jūrinės vienaląstės vėliavėlės šviečia naktį. Kodėl jie tai daro, nežinoma. Tačiau dieną jie nešviečia. Flagellatai šią savybę įgijo evoliucijos proceso metu.

Kiekvienas gyvas organizmas Žemėje – ir augalai, ir gyvūnai – turi vidinį laikrodį. Jie nustato gyvybės aktyvumo dažnumą, susietą su žemės paros trukme. Šis biologinis laikrodis pritaiko savo kursą prie dienos ir nakties dažnio, jis nepriklauso nuo temperatūros pokyčių. Be kasdienių ciklų, yra sezoniniai (metiniai) ir mėnulio laikotarpiai.

Biologinis laikrodis- tam tikru mastu sąlyginė sąvoka, reiškiantis gyvų organizmų gebėjimą naršyti laike. Ši savybė jiems būdinga genetiniu lygmeniu ir yra paveldima.

Biologinio laikrodžio mechanizmo tyrimas

Gyvų organizmų gyvenimo procesų ritmiškumas ilgą laiką buvo aiškinamas aplinkos sąlygų pokyčių ritmiškumu: apšvietimu, drėgme, temperatūra, atmosferos slėgis ir net intensyvumas kosminė spinduliuotė. Tačiau paprasti eksperimentai parodė, kad biologinis laikrodis veikia nepriklausomai nuo išorinių sąlygų pokyčių.

Šiandien žinoma, kad jų yra kiekvienoje ląstelėje. Sudėtinguose organizmuose laikrodžiai sudaro kompleksą hierarchinė sistema. Tai būtina norint veikti kaip visuma. Jei kurie nors organai ir audiniai nesuderinami laiku, įvairių tipų ligų. Vidinis laikrodis endogeniniai, tai yra, jie turi vidinė prigimtis ir yra reguliuojami signalais iš išorės. Ką dar žinome?

Biologiniai laikrodžiai yra paveldimi. Pastaraisiais metais buvo rasta šio fakto įrodymų. Ląstelės turi laikrodžio genus. Jie patiria mutacijas ir natūralią atranką. Tai būtina norint suderinti gyvybės procesus su kasdieniu Žemės sukimu. Nuo m skirtingos platumos Dienos ir nakties ilgio santykiai nėra vienodi ištisus metus, norint prisitaikyti prie besikeičiančių metų laikų, reikia ir laikrodžių. Jie turi apsvarstyti, ar diena ir naktis didėja, ar mažėja. Nėra kito būdo atskirti pavasarį nuo rudens.

Tyrinėdami augalų biologinius laikrodžius, mokslininkai atrado mechanizmą, kuriuo jie prisitaiko prie dienos trukmės pokyčių. Tai įvyksta dalyvaujant specialiems fitochromo reguliatoriams. Kaip veikia šis mechanizmas? Fitochromo fermentas egzistuoja dviem formomis, kurios keičiasi iš vienos į kitą priklausomai nuo paros laiko. Rezultatas – išoriniais signalais reguliuojamas laikrodis. Visi augaluose vykstantys procesai – augimas, žydėjimas – priklauso nuo fitochromo fermento koncentracijos.

Intraląstelinio laikrodžio mechanizmas dar nėra iki galo ištirtas, bet ištirtas dauguma būdais.

Cirkadiniai ritmai žmogaus kūne

Periodiniai biologinių procesų intensyvumo pokyčiai yra susiję su dienos ir nakties kaitaliojimu. Šie ritmai vadinami cirkadiniais arba cirkadiniais. Jų dažnis yra apie 24 valandas. Nors cirkadiniai ritmai yra susiję su procesais, vykstančiais už kūno ribų, jie yra endogeninės kilmės.

Žmogus neturi organų ir fiziologines funkcijas, kuris nepaklūsta kasdieniams ciklams. Šiandien žinoma daugiau nei 300.

Žmogaus biologinis laikrodis pagal cirkadinį ritmą reguliuoja šiuos procesus:

Širdies ritmas ir kvėpavimo dažnis;

Kūno deguonies suvartojimas;

Žarnyno peristaltika;

liaukų intensyvumas;

Miego ir poilsio kaitaliojimas.

Tai tik pagrindinės apraiškos.

Fiziologinių funkcijų ritmas vyksta visuose lygmenyse – nuo ​​pokyčių ląstelės viduje iki reakcijų organizmo lygmenyje. Eksperimentai pastaraisiais metais parodė, kad cirkadiniai ritmai yra pagrįsti endogeniniais, savaime išsilaikančiais procesais. Žmogaus biologinis laikrodis nustatytas svyruoti kas 24 valandas. Jie siejami su aplinkos pokyčiais. Biologinio laikrodžio tiksėjimas yra sinchronizuojamas su kai kuriais iš šių pokyčių. Būdingiausi iš jų – dienos ir nakties kaitaliojimas bei paros temperatūros svyravimai.

Manoma, kad aukštesni organizmai Pagrindinis laikrodis yra smegenyse, suprachiazminiame talamo branduolyje. Į jį veda nervinės skaidulos iš regos nervo, o su krauju, be kita ko, atnešamas ir kankorėžinės liaukos gaminamas hormonas melatoninas. Tai organas, kuris kadaise buvo trečioji senovės roplių akis ir išlaikė cirkadinio ritmo reguliavimo funkcijas.

Biologinis organų laikrodis

Visi fiziologiniai procesai žmogaus organizme vyksta tam tikru ciklu. Keičiasi temperatūra, slėgis ir cukraus koncentracija kraujyje.

Žmogaus organai yra pavaldūs cirkadiniam ritmui. Per 24 valandas jų funkcijos kaitaliojasi tarp kilimo ir kritimo laikotarpių. Tai yra, visada, tuo pačiu metu, 2 valandas organas dirba ypač efektyviai, o po to pereina į atsipalaidavimo fazę. Šiuo metu organas ilsisi ir atsigauna. Šis etapas taip pat trunka 2 valandas.

Pavyzdžiui, skrandžio veiklos padidėjimo fazė trunka nuo 7 iki 9 valandų, po to sumažėja nuo 9 iki 11 valandų. Blužnis ir kasa yra aktyvios nuo 9 iki 11, o ilsisi nuo 11 iki 13. Širdies atveju šie periodai būna 11–13 val. ir 13–15 val. Šlapimo pūslė turi aktyvią fazę nuo 15 iki 17, poilsio ir poilsio - nuo 17 iki 19.

Biologinis organų laikrodis yra vienas iš tų mechanizmų, leidusių Žemės gyventojams per milijonus evoliucijos metų prisitaikyti prie cirkadinio ritmo. Tačiau žmogaus sukurta civilizacija nuolat griauna šį ritmą. Tyrimai rodo, kad nesunku išbalansuoti organizmo biologinį laikrodį. Pakanka tik radikaliai pakeisti mitybą. Pavyzdžiui, pradėkite vakarieniauti vidury nakties. Todėl griežta dieta yra pagrindinis principas. Ypač svarbu jį stebėti ankstyva vaikystė kai įsijungia biologinis žmogaus kūno laikrodis. Gyvenimo trukmė tiesiogiai priklauso nuo to.

Chronogerontologija

Tai nauja, neseniai atsiradusi mokslinė disciplina kurie studijuoja su amžiumi susiję pokyčiai biologiniai ritmai, atsirandantis žmogaus organizme. Chronogerontologija atsirado dviejų mokslų – chronobiologijos ir gerontologijos – sankirtoje.

Vienas iš tyrimų objektų – vadinamojo „didžiojo biologinio laikrodžio“ veikimo mechanizmas. Pirmą kartą šį terminą į apyvartą įvedė puikus mokslininkas V. M. Dilmanas.

„Didelis biologinis laikrodis“ yra gana santykinė sąvoka. Tai veikiau organizme vykstančių senėjimo procesų modelis. Tai leidžia suprasti ryšį tarp žmogaus gyvenimo būdo, maisto pasirinkimo ir tikrojo biologinio amžiaus. Šis laikrodis seka gyvenimo trukmę. Juose fiksuojamas pakitimų kaupimasis žmogaus organizme nuo gimimo iki mirties.

Didžiojo biologinio laikrodžio eiga yra netolygi. Jie arba skuba, arba atsilieka. Jų progresą įtakoja daug veiksnių. Jie arba sutrumpina, arba pailgina gyvenimą.

Didelių biologinių laikrodžių veikimo principas yra tas, kad jie nematuoja laiko periodų. Jie matuoja procesų ritmą, tiksliau – jo praradimą su amžiumi.

Šios krypties tyrimai gali padėti išspręsti pagrindinę medicinos problemą – panaikinti senėjimo ligas, kurios šiandien yra pagrindinė kliūtis pasiekti rūšinę žmogaus gyvenimo ribą. Dabar šis skaičius vertinamas 120 metų.

Svajoti

Vidiniai organizmo ritmai reguliuoja visus gyvybinius procesus. Užmigimo ir pabudimo laikas, miego trukmė – „trečioji akis“ – talamas – atsakinga už viską. Įrodyta, kad ši smegenų dalis yra atsakinga už melatonino – hormono, reguliuojančio žmogaus bioritmus – gamybą. Jo lygis priklauso nuo dienos ritmo ir yra reguliuojamas tinklainės apšvietimu. Su intensyvumo pokyčiais šviesos srautas Melatonino kiekis padidėja arba sumažėja.

Miego mechanizmas yra labai subtilus ir pažeidžiamas. Miego ir budrumo kaitos sutrikimas, būdingas žmogui iš prigimties, daro didelę žalą sveikatai. Taigi, nuolatinis pamaininis darbas, kuris apima darbo veikla naktimis yra susijęs su didesne tikimybe susirgti tokiomis ligomis kaip 2 tipo diabetas, širdies priepuoliai ir vėžys.

Miegodamas žmogus visiškai atsipalaiduoja. Visi organai ilsisi, toliau dirba tik smegenys, sistemindamos per dieną gautą informaciją.

Sutrumpinta miego trukmė

Civilizacija pati koreguoja gyvenimą. Tyrinėdami biologinį miego laikrodį, mokslininkai tai atrado šiuolaikinis žmogus miega 1,5 valandos mažiau nei žmonės XIX a. Kodėl pavojinga sutrumpinti naktinio poilsio laiką?

Natūralaus kintamo miego ir būdravimo ritmo sutrikimas lemia gyvybiškai svarbių žmogaus organizmo sistemų: imuninės, širdies ir kraujagyslių, endokrininės sistemos veikimo sutrikimus. Miego trūkumas sukelia perteklinį kūno svorį ir kenkia regėjimui. Žmogus ima jausti diskomfortą akyse, sutrinka vaizdo aiškumas, kyla pavojus susirgti rimta liga – glaukoma.

Miego trūkumas sukelia problemų darbe endokrininė sistema asmuo, todėl padidėja rizika rimta liga- cukrinis diabetas.

Tyrėjai nustatė įdomus modelis: Gyvenimo trukmė ilgesnė žmonėms, kurie miega 6,5–7,5 valandos. Tiek sutrumpėjus, tiek pailgėjus miego laikui, trumpėja gyvenimo trukmė.

Biologinis laikrodis ir moters sveikata

Šiai problemai buvo skirta daug tyrimų. Moters biologinis laikrodis – tai jos organizmo gebėjimas susilaukti palikuonių. Yra dar vienas terminas – vaisingumas. Tai apie apie amžiaus ribą, palankią turėti vaikų.

Prieš kelis dešimtmečius laikrodis rodė trisdešimties metų ribą. Buvo manoma, kad po šio amžiaus savęs suvokimas kaip dailiosios lyties motina buvo susijęs su rizika moters ir jos negimusio vaiko sveikatai.

Dabar situacija pasikeitė. Moterų, kurios pirmą kartą susilaukė vaiką nuo 30 iki 39 metų amžiaus, padaugėjo ženkliai – 2,5 karto, o tų, kurios tai padarė po 40 metų – 50 proc.

Nepaisant to, ekspertai 20–24 metus laiko palankiu motinystei amžiumi. Dažnai noras įgyti išsilavinimą, realizuoti save profesinė sritis laimi. Tik kelios moterys prisiima atsakomybę už tokio amžiaus vaiko auginimą. Lytinis brendimas 10 metų prieš emocinę brandą. Todėl dauguma ekspertų yra linkę manyti, kad moderni moteris Optimalus laikas pagimdyti vaiką yra 35 metai. Šiandien jie nebėra įtraukti į vadinamąją rizikos grupę.

Biologinis laikrodis ir medicina

Žmogaus organizmo reakcija į įvairios įtakos priklauso nuo fazės cirkadinis ritmas. Todėl biologiniai ritmai atlieka svarbų vaidmenį medicinoje, ypač diagnozuojant ir gydant daugelį ligų. Taigi vaistų poveikis priklauso nuo cirkadinio bioritmo fazės. Pavyzdžiui, gydant dantis nuskausminamasis poveikis yra maksimalus nuo 12 iki 18 valandų.

Jautrumo keitimas žmogaus kūnasĮ vaistai studijuoja chronofarmakologiją. Remiantis informacija apie kasdienius bioritmus, sukuriami veiksmingiausi vaistų režimai.

Pavyzdžiui, grynai individualūs vertybių svyravimai kraujospūdis reikia atsižvelgti į šį veiksnį vartojant vaistus hipertenzijai ir išemijai gydyti. Taigi, norėdami išvengti krizės, rizikos grupei priklausantys žmonės vaistus turėtų vartoti vakare, kai organizmas yra labiausiai pažeidžiamas.

Be to, kad žmogaus organizmo bioritmai turi įtakos narkotikų vartojimo poveikiui, ritmo sutrikimai gali sukelti įvairių ligų. Jie priklauso vadinamiesiems dinaminiams negalavimams.

Desinchronozė ir jos prevencija

Žmogaus sveikatai didelę reikšmę turi dienos šviesą. Būtent saulės šviesa užtikrina natūralų bioritmų sinchronizavimą. Jei apšvietimas yra nepakankamas, kaip tai atsitinka žiemą, įvyksta gedimas. Tai gali būti daugelio ligų priežastis. Psichinis vystymasis depresinės būsenos) ir fizinis (sumažėjęs bendras imunitetas, silpnumas ir kt.). Šių sutrikimų priežastis yra desinchronozė.

Desinchronozė atsiranda, kai sutrinka žmogaus organizmo biologinio laikrodžio veikimas. Priežastys gali būti skirtingos. Desinchronozė atsiranda keičiant į ilgas laikotarpis laiko juosta, adaptacijos laikotarpiu pereinant prie žiemos (vasaros) laiko, pamaininio darbo metu, priklausomybė nuo alkoholio, netvarkinga mityba. Tai išreiškiama miego sutrikimais, migrenos priepuoliais, dėmesio ir koncentracijos sumažėjimu. Dėl to gali pasireikšti apatija ir depresija. Vyresnio amžiaus žmonėms adaptacija yra sunkesnė ir užtrunka ilgiau.

Siekiant išvengti desinchronozės ir koreguoti kūno ritmus, naudojamos medžiagos, galinčios paveikti biologinių ritmų fazes. Jie vadinami chronobiotikais. Jų randama vaistiniuose augaluose.

Biologinis laikrodis puikiai tinka pataisyti muzikos pagalba. Tai padeda padidinti darbo našumą atliekant monotonišką darbą. Muzikos pagalba gydomi ir miego sutrikimai, neuropsichiatrinės ligos.

Ritmas visame kame yra būdas pagerinti gyvenimo kokybę.

Praktinė bioritmologijos reikšmė

Biologinis laikrodis yra rimtas dalykas moksliniai tyrimai. Jų klientai apima daugelį ekonomikos sektorių. Gyvų organizmų biologinių ritmų tyrimo rezultatai sėkmingai pritaikomi praktikoje.

Naminių gyvūnų gyvenimo ritmų išmanymas ir auginami augalai padeda pagerinti žemės ūkio gamybos efektyvumą. Šiomis žiniomis naudojasi medžiotojai ir žvejai.

Kasdieniniai svyravimai organizme fiziologiniai procesai atsižvelgia medicinos mokslas. Vaistų vartojimo, chirurginių intervencijų, medicininių procedūrų ir manipuliacijų efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo organų ir sistemų biologinio laikrodžio.

Bioritmologijos pasiekimai jau seniai naudojami organizuojant lėktuvų įgulų darbo ir poilsio režimą. Jų darbas susijęs su kelių laiko juostų kirtimu vienu skrydžiu. Pašalinti neigiamą šio veiksnio įtaką turi labai puiki vertė siekiant išsaugoti oro linijų skrydžių personalo sveikatą.

Sunku apsieiti be kosminės medicinos bioritmologijos pasiekimų, ypač ruošiantis ilgiems skrydžiams. Toli siekiantis grandioziniai planaiŽmonių gyvenviečių kūrimas Marse, matyt, nebus įmanomas neištyrus žmogaus biologinio laikrodžio veikimo ypatumų šios planetos sąlygomis.

Astrologija yra laiko pažinimas. Kad ir kokie skirtumai būtų tarp mūsų, mes visi gyvename laike: esame pastoję, gimstame, gyvename ir mirštame. Norint suprasti gyvenimą, būtina suprasti laiką.

Kiekvieno iš mūsų biologinis laikas

Kas yra astrologija? Erdvė yra trimatė, o laikas yra judėjimas per šias dimensijas. Mes tikime, kad laikas yra absoliutus; kad visur, kur matuojamas laikas, jis visada yra tas pats, nes vienas diskretiškas momentas pakeičia kitą tokiu pat greičiu.

Vienintelis būdas matuoti laiką – tai naudoti laikrodį, kuris, patalpintas bet kurioje erdvės vietoje, rodmenyse turi sutapti vienas su kitu.

Tikslumas mechaninis laikrodis tik pabrėžia mintį, kad minutė, sekundė, valanda, diena, mėnuo ar metai yra vienodi visiems. Tačiau iš tikrųjų šie teiginiai yra klaidingi.

Biologinis laikas – tai ryšys tarp medžiagų apykaitos ir suvokimo. Metabolizmas yra greitis, kuriuo mūsų kūnas virškina maistą ir deguonį – mūsų gyvenimo greitis – ir gali būti vertinamas pagal svorį, kvėpavimo dažnį, maisto įsisavinimą ir amžių; kai jis keičiasi, keičiasi ir mūsų laiko suvokimas.

Kai mūsų medžiagų apykaita pagreitėja, mūsų akių ir smegenų greitis apdoroja gaunamus vaizdus, ​​todėl pervertiname tam tikro laikotarpio trukmę ir jaučiame, kad laikas bėga lėtai.

Jeigu normalus greitis suvokimas – šeši vaizdai per sekundę, tada būdami pakilioje būsenoje suvokiame devynis vaizdus per sekundę; Mums atrodo, kad kiekviena laikrodžio sekundė trunka 1,5 sekundės.

Kai mūsų medžiagų apykaita sulėtėja, mūsų akys ir smegenys per tą patį laiką nufotografuoja mažiau vaizdų, todėl atsiranda polinkis neįvertinti trukmės ir jausmas, kad laikas greitai bėga. Jei paprastai per sekundę suvokiame šešis vaizdus, ​​tai subalansuotoje būsenoje suvokiame tris vaizdus per sekundę ir mums atrodo, kad kiekviena sekundė praskrenda per pusę sekundės. Kai jūsų medžiagų apykaita sulėtėja, jūsų laiko pojūtis pagreitėja!

Biologinis laikas ir amžius

Jaunystei būdinga greita medžiagų apykaita, senatvei – lėta. Laikas bėga lėtai jaunuolis ir daug greičiau vyresnio amžiaus žmonėms, nes mūsų laiko pojūtis keičiasi su amžiumi.

Apvaisinto kiaušinėlio metabolizmas pastojimo metu vyksta dideliu molekuliniu greičiu, o kas sekundę įvyksta dramatiški būklės pokyčiai. Po pastojimo medžiagų apykaita palaipsniui lėtėja iki mirties. Mirtis nuo senatvės įvyksta, kai procesai mūsų organizme taip sulėtėja, kad sustoja.

Mūsų bendras medžiagų apykaitos greitis keičiasi visą gyvenimą, taip pat nuolat iškreipiamas dėl trumpalaikių pačios medžiagų apykaitos ir suvokimo pokyčių. Stimuliacija ir ramybė lemia vietinius medžiagų apykaitos ir mūsų laiko pojūčio pokyčius.

Kaip keičiasi biologinis laikas?

• Sužadinimas,
• ramybė,
• nuotaikos pasikeitimas,
• valgyti ir virškinti maistą
• narkotikai,
• seksas,
• išorinė ir vidinė stimuliacija

Visa tai akimirksniu pakeičia medžiagų apykaitą. Rūkant cigaretę, išgėrus puodelį kavos ar užėjus laiptais aukštyn – visa tai laikinai padidina medžiagų apykaitą; jaučiamės jaunesni.

Alkoholinis gėrimas, trankviliantas ar poilsis lėtina mūsų medžiagų apykaitą, į mūsų pasaulį atneša senatvei būdingą lėtumą. Laiko iškraipymai nuolat imituojami vidutinis greitis medžiagų apykaitą. Senstant organizmas praranda gebėjimą vartoti ir konvertuoti deguonį, o atsigauti po nedidelių traumų tampa vis sunkiau. Vaiko žaizda gyja daug greičiau nei panaši žaizda suaugusiam.

Kitas veiksnys, keičiantis laiko suvokimo perspektyvą, yra Atmintis. Kiekvieną dieną mes lyginame savo suvokimą su visų ankstesnių dienų atmintimi; visa mūsų praeitis egzistuoja kiekvienoje ilgalaikėje dabarties akimirkoje. Patirtys šiandienįteka į mūsų prisiminimų ežerą, o bėgant metams šis rezervuaras vis didėja.

Kiekvienos dabarties vertė yra proporcinga visas numeris dienų, kurias jau išgyvenome.

• Pavyzdžiui, pirmoji mūsų gyvenimo diena yra vienas prieš vieną arba 100 procentų mūsų gyvenimo; Šios dienos eksperimentai yra nepaprastai gyvi ir nepaprastai svarbūs.
• Antroji diena lyginama su pirmosios atmintimi, taigi sudaro 1/2.
• Trečia diena yra 1/3, tada 1/4, 1/5 ir pan. Per metus kiekviena diena sudaro 1/365 mūsų gyvenimo. Po dešimties metų diena sudaro tik 1/3650 visos.

Sulaukus trisdešimties, kiekviena mūsų diena sudaro tik 1/10 000 mūsų gyvenimo! Kai mes senstame, kiekviena sekanti diena užima proporcingai mažesnę ir mažesnę viso mūsų gyvenimo dalį. Matematiškai šį gyvybės susitraukimą laikui bėgant galima apibūdinti kaip logaritminę progresiją.

Mums senstant laikas spaudžiasi, tirštėja ir lekia greičiau. Viena valanda senatvėje visai nėra tas pats, kas valanda vaikystėje. Lengva prisiminti, kaip vaikystėje viena valanda truko amžinai, o dabar savaitės, mėnesiai ir metai lekia nemirktelėdami.

Prieš pereidami prie biologinio laiko, atlikime kai kuriuos paaiškinimus. Kuo labiau išvystyta sistema, tuo svarbesni jai yra vidiniai plėtros mechanizmai. Ir jie remiasi praeities patirtis ir didėjantį ateities numatymo ir planavimo vaidmenį.

Štai kodėl labai organizuotos sistemos (priešingai nei paprastos), kartu su pagrindinėmis – santykinai universaliu laiku ir erdve – turi savo vidinį laiką ir erdvę.

Tinkamas laikas charakterizuoja labiausiai svarbius procesus, atsirandantis biologiniame organizme.

Biologinis laikas yra savas vidinis laikas biosistemos, kuri pirmiausia apibūdina svarbiausius gyvybės palaikymo procesus.

Jis turi ryškų cikliškumą. Biociklai (priešingai nei primityvūs ciklai fizinės sistemos) yra susiję su informaciniais procesais, taip pat su negentropijos augimu (ar bent jau išsaugojimu). Fizinius ciklus daug mažiau lemia praeities sąveikos nei dabartinės. Ir jie žaidžia dėl biociklų svarbus vaidmuo tiek tie, tiek kiti.

Savotiška laikina forma ir matas biologinis vystymasis yra biologinės kartos. Jų pasikeitimas yra esminė rūšiai būdinga charakteristika.

Biologiniai organizmai genetiškai paveldi biociklus, kurie yra gyvybiškai svarbūs praeities kartoms. Šie biociklai fiksuoja svarbiausią sėkmingo prisitaikymo prie aplinkos patirtį. Laikui bėgant jie buvo pridėti nauja funkcija- pažangus atspindys. Remdamasis naujos tiesioginės informacijos apdorojimu, organizmas iš anksto ruošiasi labiausiai tikėtinam (nors ir ne cikliškam) įvykiui ateityje.

Taigi, tiek augalai, tiek gyvūnai turi tam tikrų biociklų, susijusių su ciklais supančioje gamtoje. Jiems įtakos turi kasdieniai ir sezoniniai cikliniai pokyčiai, periodiniai saulės aktyvumo pokyčiai ir kt.

Išvardyti natūralūs ritmai veikia ir žmogų. Jo biolaiką įtakoja sezoniniai ir dienos ciklai. Įtakoja ir Žemės magnetinis laukas. Jis „pulsuoja“ 8-16 virpesių/sek dažniu. Tai sutampa su smegenų biopotencialų a-ritmu.

Stiprus poveikis daugeliui žemės procesai numato saulės aktyvumas. Jis turi vienuolikos metų cikliškumą. Antrą dieną po galingi blyksniai Saulėje padidėja beveik 3 kartus (su kitais vienodos sąlygos) autoavarijų ir savižudybių skaičius.

Tačiau žmogus savyje turi ir kai ką, kas nebūdinga jo bičiuliams gyvūnų karalystėje. Tai priklauso nuo cikliškų procesų sociokultūrinėje aplinkoje.

Be to, sociokultūriniai ritmai gali turėti įtakos natūraliai aplinkai. Antropogeninė veikla sutrikdo kai kuriuos natūralius biogeocheminius procesus ir ciklus biosferoje.

Pereikime prie ciklų, kuriems didelę įtaką daro vidinės organizmo priežastys. Vaikui motinos įsčiose svarbiausias bioritmas yra jo paties ritmas motinos širdis. Todėl naujagimis džiaugiasi panašaus ritmo muzikos ir garso įtakomis. Tipiškas pavyzdys iš vidaus determinuota bioritmika – tai moters mėnesinės (maždaug 28 dienos), pusantros valandos naktinės erekcijos periodiškumas tiek vyrams, tiek moterims.

Tam tikri fiziologiniai ritmai taip pat apibūdina smegenų veiklą. Šiuolaikinė elektroencefalograma negali nustatyti, apie ką žmogus galvoja. Tačiau tai gerai parodo psichinės įtampos laipsnį. Aiškiai išskiriami šie ritmai:

1) d (delta) – ritmas – gilus miegas (lėčiausi impulsai);

2) a (alfa) – ritmas – ramus budrumas metu užmerktomis akimis, lengvas miegas; dingsta atidarius akis (buvo pasakyta aukščiau, kad šiam ritmui įtakos turi ir „pulsacija“ magnetinis laukasŽemė);

3) q (theta) – ritmas – rūpesčio ritmas;

4) b (beta) - ritmas - dėmesys, intensyvi veikla, mąstymas (50-1000 impulsų/sek).

Aprašyti smegenų ritmai atitinka elektromagnetinių laukų svyravimus, kurie yra 100 milijonų kartų silpnesni už Žemės magnetinio lauko lygį.

Kaip rodo stebėjimai, mąstymo „klimatiniai pakilimai“ pasitaiko gana retai, apie 5 minutes per dieną. Juos liudijantys verpstės formos dantys ant lenktų linijų atsiranda tik intensyvaus apmąstymo, karštų diskusijų, sudėtingų problemų sprendimo metu.

Pagal populiarius įsitikinimus, yra gyvenimo ritmai, kurie turi bendra priežastis kilmės, bet įvyksta skirtingi lygiai: 23 dienos – fiziologinis ciklas, 28 – emocinis, 33 – protinis (intelektualus). Dėl ko jie atsiranda? O nuo kurio momento pradedi skaičiuoti?

Aptariami bioritmai pradeda savo svyravimus galingu adrenalino išsiskyrimu į kraują ir pirmuoju naujagimio įkvėpimu. Tarsi motina gamta, išleidžianti vaiką į gyvenimo orbitą, verčia šią lemiamą akimirką svarbūs režimai jo gyvenimo veikla.

Aprašyti ciklai pasireiškia per visą žmogaus gyvenimą, sukeldami atitinkamų veiklos formų pakilimus ir nuosmukius. Kai sutampa 3 biocikliniai žemumai arba kritinės dienos, kai kurios Japonijos įmonės atleidžia darbuotojus nuo reikalingo darbo padidėjusi koncentracija dėmesį. Viename iš mūsų miestų jie kompiuteriu skaičiavo miesto transporto vairuotojams sunkias dienas ir paliko juos dirbti garaže – dėl to avaringumas tapo pastebimai mažesnis.

Kai trijų biociklų maksimumai sutampa, žmogus tarsi skrenda ant sparnų. Per tokį laikotarpį moteris „sustabdys šuoliuojantį arklį ir įeis į degančią trobelę“. Bet bus geriau, jei gyvenimas leis jai šiuo metu būti kūrybingai, sumušti pasaulio rekordus ar pagimdyti...

Chronobiologijos (bioritmologijos) studijos biologinis laikas visomis įvairiausiomis formomis. Civilizacija sujaukia natūralius ritmus. Tai ypač jaučia žmonės, priversti dirbti naktį (pavyzdžiui, metro darbuotojai, astronomai) arba dažnai keičiantys vietą ir atitinkamai laiko juostas (pilotai, astronautai, sportininkai).

Jau seniai pastebėta, kad jei žmogus atsiduria tiesiogiai natūrali aplinka, jis grįžta į natūralius ritmus. Kartais geriau juos sekti intensyviai nervingame miesto gyvenime. Sunkų darbą kaitaliodami su poilsiu, galite pasiekti daug daugiau, nei išvarginti save nuolatiniu darbu. Neatsitiktinai kai kuriuose biuruose pradėjo atsirasti atsipalaidavimo kušetės.

Ir vis dėlto prisiminkime, kad turime didelę dovaną – valios jėgą. Žmogus gali įsakyti sau, sakydamas „taip“, kai pavargęs kūnas siūlo „Ne“. Arba, priešingai, žmogus gali pasakyti sau: „Ne!“, nors kūnas klausia: „Taip! Ir kaip rezultatas, pasiekite savo tikslą.

Marina Černyševa

Sankt Peterburgo valstybinis universitetas

M. P. Černyševa

Biosistemų ir biologinio LAIKAS LAIKINĖ STRUKTŪRA

Super Publishing

Laiko prigimtis yra viena iš pasaulinės problemos, prie kurio sprendimo mokslas ne kartą grįžo per visą savo egzistavimo istoriją. Idėjų apie laiką raida nuo antikos iki XX amžiaus giliai analizuojama klasikiniame J. Withrow veikale „Natūrali laiko filosofija“ (1964), M. I. Elkino (1985), P. P. Gaidenko (2006) ir kt. autoriai. Nuo XX a filosofiniais aspektaisši problema visada siejama su gamtos mokslų požiūriais į jos sprendimą (Schrödinger, 2002; Chizhevsky, 1973; Winfrey, 1986; Kozyrev, 1963, 1985, 1991; Prigozhin, 2002 ir kt.). Žymių Rusijos tyrinėtojų darbuose randame idėjų, kurios davė pradžią ištisoms laiko mokslo tendencijoms. Taigi I.M.Sechenovas pradėjo įtakos tyrimus motorinė veikla subjektyviam asmens laikui. I.P. Pavlovas, kuris pirmą kartą aprašė laiko refleksą, iš tikrųjų paskelbė smegenų gebėjimą atsiminti laiko intervalus. Petrogrado universiteto Fiziologijos katedros darbuotojas N.P.Perna (1925) pirmasis aprašė daugelio žmogaus fiziologinių procesų ritmus. D.I. Mendelejevas, aprašęs gėlės judėjimą pasikeitus saulės padėčiai, neabejotinai įrodė, kad yra cirkadinis (cirkadinis) augalų judesių ritmas, kurio hormoninis mechanizmas buvo aprašytas vėliau (V. N. Polevoy, 1982). A. A. Ukhtomsky darbuose atsispindi mintis apie laiko faktoriaus svarbą darbe nervų sistema ir ypač formuojantis dominantei (Ukhtomsky, 1966; Sokolova, 2000). Vienas iš dvidešimtojo amžiaus pradžios Rusijos renesanso genijų V. I. Vernadskis ne tik įvedė konkretų rubriką skirtingos sistemos laikas (geologinis, istorinis, biologinis, socialinis), bet taip pat pagrindė biologinio laiko idėją kaip pagrindinį ir pirminį, suteikdamas jam „kosminį statusą“ dėl biosistemų gebėjimo judėti ir daugintis (Vernadsky, 1989). Tą pačią gyvų organizmų savybę pabrėžė E. Schrödinger (2002).

Kartu su daugiadisciplininiais laiko prigimties problemos sprendimo būdais (Aksenovas, 2000; Vakulenko ir kt., 2008; Kazaryan, 2009; Koganov, 2009; Kozyrevas, 1989; Korotajevas, Kiktenko, 2012; Lebedevas, 200400; , 2002, 2013; Churakovas, 2012 „Winfrey“, 1984 m.; Pasiekimai fizikos, chemijos, matematikos ir biologijos srityse lėmė įvairių naujų tyrimų metodų kūrimą, kurie leido atrasti laikrodžio genų baltymus, kurie sudaro cirkadinio ritmo mechanizmą daugeliui organizmo funkcijų. Laikrodžio baltymų ir laikrodžio osciliatoriaus veiklos svarba žmogaus sveikatai ir prisitaikymui prie aplinkos erdvės ir laiko kontinuumo nulėmė atitinkamą teminis dėmesys dauguma šiuolaikinių šalies ir užsienio tyrinėtojų darbų. Rusijos biologijoje ir medicinoje biologinio laiko ląstelių-molekulinių mechanizmų „užpuolimas“ lėmė puikius atradimus: telomerų-redusominės gyvenimo trukmės kontrolės teorijos sukūrimą (Olovnikovas, 1973, 2009) ir idėją apie mitochondrijų vaidmenį senėjimo procese (Skulachev, 1995), taip pat gerontologinių kankorėžinės liaukos ir užkrūčio liaukos hormonų vaidmens aspektų raidą (Anisimov, 2010; Khavinson ir kt., 2011; Kvetnoy ir kt., 2011). Užsienio mokslininkų darbuose nustatytos atskirų laikrodžio baltymų funkcijos, laikrodžio osciliatoriaus susidarymo sąlygos ir ritmai su skirtingais laiko parametrais (žr. Golombek ir kt., 2014), taip pat išplėtotos idėjos apie laikrodžio osciliatorių sinchronizavimo sistemas. skirtingų struktūriniai lygiai kūno. Augantis supratimas apie laikinųjų procesų ląstelių, audinių, organų ir sistemų generatorių specifiką nulemia pradėjusį užsienio autorių sugrįžimą į „ sisteminis mąstymas Iš laiko problemos perspektyvos (Blum ir kt., 2012; Mohawk ir kt., 2012). Atkreipkite dėmesį, kad vidaus tyrinėtojai sistemingas požiūris nagrinėjant šią problemą, visada išliko dėmesio lauke (Chernigovsky, 1985; Barannikova ir kt., 2003; Kulaev, 2006; Yanvareva ir kt., 2005; Zhuravlev, Safonova, 2012 ir kt.). Kartu su akivaizdžiais pasisekimais tiriant biologinius objektus, jautrius „laikui“ (N.A. Kozyrevo terminas), klausimai apie gyvų organizmų laiko struktūrą, ląstelių-molekulinių ir sistemos laikmačių ryšį, laiko jutikliai išlieka prastai išvystyti ir Laiko prigimties klausimas lieka atviras. Pasak autoriaus, platus ratas iki šiol pasaulyje atlikti biosistemų tyrimai leidžia pasiūlyti tam tikrus sprendimus išvardintais klausimais.

„Suprasti laiko „prigimtį“ reiškia nurodyti jo natūralų referentą, t. y. procesą, reiškinį, „nešėją“. materialus pasaulis, kurių savybes būtų galima identifikuoti arba atitikti laiko reiškiniui priskiriamas savybes“.

A.P. Levichas, 2000 m.

Į epigrafą įtrauktas Aleksandro Petrovičiaus Levicho teiginys atrodo visiškai teisingas, atsižvelgiant į G. Leibnizo ir N. A. idėjas. Kozyrevas apie energingą laiko prigimtį ir jo „aktyviąsias savybes“. Iš tiesų, pagal analogiją su elektrono atradimo išilgai panardinimo tako debesų kameroje istorija, biologiniai procesai, kurie turi daugybę laiko parametrų ir todėl iš esmės yra laiko procesai, gali būti laiko „referentai“ ir atspindėti jo poveikį. Norint suprasti laiko „prigimtį“ biosistemose, svarbu išanalizuoti veiksnius, lemiančius gyvų organizmų specifiškumą lyginant su inertinėmis sistemomis.

Gyvybės fenomenas, gyvo organizmo ir inertinių sistemų skirtumai visada traukė filosofų ir atstovų dėmesį. gamtos mokslai(Aristotelis, 1937; Strachovas, 2008; Vernadskis, 1989; Uchtomskis, 1966; Schrödingeris, 2002 ir daugelis kitų). Akivaizdu, kad pagrindinių gamtos dėsnių bendrumas neatmeta jų pasireiškimo specifinėmis biosistemos sąlygomis ypatumų, inertiškų gamtos ar dirbtinės sistemos. Tai visų pirma apima termodinamikos dėsnius, kurie nustato bet kurios sistemos veikimo galimybę ir trukmę, taip pat egzistavimo laiką (gyvenimo trukmę). Pripažindami termodinamikos dėsnių galiojimą visiems Visatos objektams, daugelis tyrinėtojų atkreipia dėmesį į antrojo termodinamikos dėsnio apraiškų specifiškumą gyviems organizmams (Schrödinger, 2002; Prigogine, 2002 ir kt.). Tarp jų, visų pirma, gyvų organizmų „terminės mirties“ neįmanoma pastebėti dėl biologinių sistemų noro stabilizuoti entropijos lygį (Vernadskis, 1989; Prigožinas, 2002; Prigožinas, Stengersas, 2000 ir kt.). .

Biosistemų gyvybinė veikla grindžiama įvairūs procesai naudojant cheminę, mechaninę, elektros, šviesos ir kitas energijos rūšis. Kaip žinoma, įgyvendinant įvairios funkcijos(darbas) bet kurioje sistemoje vyksta dalinis vienos ar kitos energijos pavertimas šiluma, kuri gali būti prarasta dėl šilumos išsklaidymo aplinką arba iš dalies uždelstas, lemiantis chaoso (entropijos) lygį kūno struktūrose. Kiti galioja ir gyviems organizmams. žinomi apibrėžimai entropija: kaip energijos srautų nestruktūriškumo laipsnio matas ir tam tikros būsenos ar proceso termodinaminės galimybės matas. Galimų biosistemos entropijos apibrėžimų įvairovė taip pat pabrėžia jos reguliavimo būdų įvairovę.

IN šiuolaikinis mokslas sąvokos biologinės, psichologinės ir socialinė erdvė ir laikas.

Gyvojoje medžiagoje erdvė ir laikas charakterizuoja organinės medžiagos erdvėlaikinių parametrų ypatumus: žmogaus individo biologinį egzistavimą, augalų ir gyvūnų organizmų rūšių kaitą.

Erdvė, kuriame vyksta gyvybės reiškiniai, t.y. yra gyvi organizmai ir jų sankaupų apraiškos, yra enantiomorfinis erdvė. Tie. jo vektoriai yra poliniai ir enantiomorfiniai. Be to gyvuose organizmuose nebūtų jokios dissimetrijos.

Geometrinėje laiko išraiškoje, kurioje vyksta gyvybės reiškiniai, visi jo vektoriai taip pat turi būti poliniai ir enantiomorfiniai.

Biologinis laikas vadinamas, susijęs su gyvybės reiškiniais ir atitinkantis gyvų organizmų erdvę, kuri turi dissimetriją.

Laiko poliškumas V biologiniai reiškiniai išreiškiamas tuo, kad šie procesai yra negrįžtami, t.y. geometriškai tiesėje A→B vektoriai AB ir BA yra skirtingi.

Laiko enantiomorfija išreiškiamas tuo, kad laikui bėgant vykstančiame procese tam tikrais intervalais natūraliai atsiranda dissimetrija.

Tokio laiko, susieto su erdve, savybės ir pasireiškimas smarkiai skiriasi nuo likusios mūsų planetos erdvės ir gali skirtis nuo kito laiko. Šį klausimą galima išspręsti tik empiriškai tiriant laiką.

Toks tyrimas rodo, kad biologinis laikas yra lygus geologiniam laikui, nes visame geologinė istorija mes susiduriame su gyvenimu. Biologinis laikas apima apie n∙10 9 metus, n = 1,5÷3.

Gyvenimo pradžia, t.y. Biologinio laiko pradžios nežinome, o apie biologinio laiko pabaigą duomenų nėra. Šis biologinis laikas pasireiškė toje pačioje aplinkoje, nes visa gyva atsirado iš gyvų būtybių. Tai buvo negrįžtamas procesas, kur turi laikas, susijęs su erdve poliariniai vektoriai. Tai rodo vienas rūšių evoliucijos procesas. nuolat juda ta pačia kryptimi. Jis ateina su skirtingu greičiu Už skirtingų tipų, su sustojimais, bet apskritai gyvūnijos vaizdas nuolat keičiasi, nesustojant ir neatsigręžiant. Būdinga kai kurioms rūšims išnykti, t.y. ryškus laiko vektorių poliškumas. Egzistencijos klausimas tam tikra riba laike augalų ir gyvūnų rūšims pakilo ne kartą, bet, matyt, in bendra forma tai turi būti nuspręsta neigiamai, nes yra rūšių, kurios visada egzistuoja be esminių morfologiniai pokyčiaišimtus milijonų metų. Būdingiausias dalykas, laiko prasme gyvoje materijoje, yra kartų egzistavimas.

Genetiškai besikeičiančios kartos nuolat keičiasi savo morfologinės savybės, ir šis pokytis arba įvyko šuoliais per ilgą laiką, arba, atvirkščiai, nepastebimai kaupėsi iš kartos į kartą. tampa matomas tik per dideli skaičiai kartoms. Svarbu, kad abiem atvejais laikui bėgant įvyktų negrįžtamas procesas.