3. Биологические часы: синхроноз и десинхроноз

Подробное решение доклад / тема главы 7 3 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017



Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Механизм, ответственный за такую периодическую активность — будь то питание или размножение, — получил название «биологических часов». Поразительная точность работы биологических часов, управляющих жизнедеятельностью многих растений и животных, является объектом исследований ученых разных стран мира.

Листья бобовых на ночь сникают, а днем снова расправляются. График активности крыс состоит из последовательно чередующихся прямоугольных ям (день — крыса спит) и плато (ночь — крыса бодрствует). Комнатные мухи большей частью вылупляются из куколок утром. Эта адаптация имеет столь глубокие корни, что даже в условиях постоянных освещенности, температуры и влажности мухи сохраняют свойственную им периодичность поведения.

Множество животных — различные виды птиц, черепах, пчел и др. — ориентируются в своих путешествиях по небесным светилам. Думается, что для этого нужно обладать не только хорошей памятью, позволяющей запоминать положение Солнца или других светил, но и чем-то вроде хронометра, показывающего, сколько времени потребовалось Солнцу и звездам, чтобы занять новое место на небосводе. Организмы, обладающие такими внутренними биологическими часами, получают еще одно преимущество — они способны «предвидеть» наступление регулярно повторяющихся событий и соответствующим образом подготовиться к предстоящим переменам. Так, пчелам их внутренние часы помогают прилететь на цветок, на котором побывали вчера, точно к тому времени, когда он распускается. Цветок, который посещает пчела, также обладает некими внутренними часами, некими внутренними часами, сигнализирующими о времени распускания. О существовании собственных биологических часов известно каждому. Проснувшись несколько дней подряд от звонка будильника, быстро привыкаешь просыпаться прежде, чем он зазвонит. Сегодня имеются различные точки зрения на природу биологических часов, их принцип действия, но одно несомненно — они реально существуют и широко распространены в живой природе. Определенные внутренние ритмы присущи и человеку. Химические реакции в его организме происходят, как это было показано выше, с определенной периодичностью. Даже во время сна электрическая активность мозга человека меняется каждые 90 мин.

Биологические часы, по мнению целого ряда ученых, представляют собой еще один экологический фактор, ограничивающий активность живых существ. Свободному расселению животных и растений препятствуют не только экологические барьеры, они привязаны к своему местообитанию не только конкуренцией и симбиотическими отношениями, границы их ареалов определяются не только адаптациями, но их поведение управляется еще и опосредованно, через внутренние биологические часы, движением далеких небесных тел.

Десинхроноз — нарушение суточного биоритма, характеризуемое расстройством сна, снижением работоспособности и целым комплексом других неприятных отклонений в состоянии здоровья.

Различают два вида десинхроноза — внешний и внутренний.

Часто десинхроноз вызывается быстрой сменой часовых поясов при перелетах. В таком случае говорят о, так называемом, внешнем десинхронозе. У путешественника день и ночь меняются местами, в итоге человек становится дезориентированным во времени. В таком случае нарушается функционирование органов и систем, а для адаптации к новым условиям человеку, обычно, требуется несколько недель. Как правило, перелет в западном направлении переносится легче, чем в восточное.

Если нарушение биоритмов происходит без смены часовых поясов, то в таком случае говорят о внутреннем десинхронозе. Чаще всего это нарушение наблюдается при неправильном чередовании труда и отдыха, чрезмерных напряжений и стрессовых ситуациях.

Основными причинами десинхроноза являются:

1) рассогласование датчиков времени и циркадианных ритмов организма, которое может возникать как при смене временных поясов (напр., трансмеридиальные перелеты), так и при устойчивом рассогласовании по сну —бодрствованию с местной системой датчиков времени (чередование дневных и ночных рабочих смен);

2) частичное или полное исключение геофизических датчиков времени (условия Арктики и Антарктики, космические полеты, длительное пребывание в условиях изолированного пространства и т. п.);

3) воздействие экстремальных факторов: физические и психологические (особенно эмоциональные) перенапряжения, мышечные нагрузки, физические воздействия (тепло, холод, различные излучения и др.), возникновение боли, кровопотери и т. п. Следствием десинхроноза являются расстройства сна, снижение аппетита, настроения, падение умственной и физической работоспособности, различного рода невротические расстройства. В некоторых случаях отмечается заболевания желудочно-кишечного тракта.

Выделяют:

Острый десинхроноз возникает при эпизодических воздействиях десинхронизирующих факторов, хронический — при их длительном или часто повторяющемся влиянии.

Явный десинхроноз сопровождается выраженными субъективными и объективными нарушениями благополучия организма.

Скрытый десинхроноз вызывает обычно объективные нарушения циркадианной системы организма без субъективных симптомов неблагополучия, впервые он был установлен при изучении адаптации человека к инверсии ритма сна — бодрствования.

Тотальным десинхронозом считают нарушения циркадианной системы организма во всех звеньях;

Частичный десинхроноз определяется рассогласованием суточных ритмов функций организма в отдельных звеньях циркадианной системы.

Профилактика десинхроноза основана прежде всего на установлении рационального режима труда и отдыха.