Виды биоритмов человека: определение и классификация биоритмов – Российский учебник

Биоритмы человека, основные их виды, суточные биоритмы человека

Что собой представляют биоритмы человека?

Что такое биоритмы организма

Определение 1

Биоритмы — это форма эволюционной адаптации к условиям изменений, которые периодически происходят в окружающей среде.

Также биоритм — это временное взаимодействие внутренних систем организма человека друг с другом и с окружающей средой, благодаря которому можно говорить об их слаженной координации и жизнедеятельности.

Есть несколько вариантов биоритмов — суточные, месячные, годовые — которым подчиняется наш организм и, соответственно, вся жизнь. Наши поведение и самочувствие меняются в зависимости от времени суток или года.

Что касается суточных биоритмов, то в большей степени они характерны растениям и животным — на таких биологических ритмах строится вся их жизнь. Но и людей они не обходят стороной, руководя отдельными процессами в их организме.

Каковы причины биологических ритмов

Существование биоритмов, а также влияние биоритмов на организм человека, известно еще со времен Ветхого Завета. В нем можно найти указания относительно дневного распорядка, правильного образа жизни, соотношения отдыха и активностей. Среди древних ученых также были те, кто писал о биологических ритмах. К примеру, Авиценна, Гиппократ и др.

Любой организм представляет собой уникальный набор аминокислот, а также уникальное сочетание белков и генов. По этой причине каждому организму подходит свой образ жизни: режим сна, дневной распорядок, питание, количество ежедневных нагрузок и т. д.

Виды биоритмов

Биоритм человека включает в себя 2 группы, которые образуются по такому критерию как выполняемая функция:

1. Физиологические циклы работы систем органов.
2. Экологические, под которыми понимают адаптацию организма к изменениям, происходящим в окружающей среде.

Биоритмы организма делят по группам, основываясь на длительности периода:

• суточные или циркадные. То есть, это биоритмы человека по часам;
• месячные;
• сезонные;
• многолетние ритмы.

Замечание 1

Самые изученные на данный момент — суточные биоритмы.

Суточные биоритмы человека

Давайте подробнее остановимся на биоритмах органов человека по часам. Это природные биологические ритмы человека.

С 5 до 6 утра. В это время отмечается повышение температуры тела человека, а уровень мелатонина снижается. Отмечается также повышение выработки гормонов, которые отвечают за активность. Среди них — кортизол, адреналин и др. Человека начинает дышать глубже, повышается давление. Системы органов отличаются полной готовностью — отмечается первый подъем бодрости. Организм готовиться к насыщенному дню.

7 утра. Лучшее время для завтрака. Желудок в это время максимально активен: пища, поступающая в организм, быстрее переваривается и с большей пользой.

9 утра. Отмечается небольшой спад активности. Это время подходит для решения задач, которые не вынуждают сильно концентрироваться.

10 утра. Лучшее время для напряженной умственной работы и физической нагрузки. Системы органов отличаются максимальной активностью, а организм — работой на максимальном уровне. В это время советуют принимать витамины и пищевые добавки для повышения иммунитета, поскольку в 10 утра активизируется иммунная система. Также повышается работоспособность и улучшение работы кратковременной памяти.

12 дня. Наблюдается снижение уровня работоспособности — не так много глюкозы попадает в кровь. Поэтому в такое время лучше отдохнуть, переключить внимание и устроить перекус.

13 дня. Подходящее время для обеда, так как в это время в желудке вырабатывается большое количество желудочного сока.

14 дня. Происходит настройка организма на работу — как умственная, так и физическая. Системы органов работают активно, а сам организм — очищается.

15 дня. Работоспособность остается на прежнем уровне, человек находится в спокойном состоянии.

Замечание 2

Активизируется долгосрочная память, поэтому в это время лучше что-то учить и запоминать.

16-17 дня. Если вы думали посетить баню или спортзал, то это лучшее время. Кровообращение отлично работает, поэтому любые физические нагрузки будут полезны. Психическая деятельность тоже на хорошем уровне, но начинается ее снижение.

18 вечера. Время плотного ужина. Ужины после 18 не рекомендуют не просто так: после этого времени ферментативная активность уже не такая хорошая, поэтому пища не усваивается.

19 вечера. Восстановительный режим организма. Отмечается максимальная эмоциональная напряженность. Допускается небольшая физическая активность. Также наблюдается рост кровяного давления, увеличение нервозности, появление головной боли.

20 вечера. Происходит нормализация эмоционального фона и рост интеллектуальной активности. Прекрасное время, чтобы решать сложные задачи, которые сопровождаются энергетическими затратами и высокой работоспособностью мозга.

21 вечера. Наблюдается снижение температуры тела, замедление дыхания, подготовка организма ко сну.

23 ночи. Лучшее время для начала сна. Если не лечь спать в это время, то есть риск сбоя естественных ритмов организма.

Может возникнуть чувство голода.

24 ночи. Отмечается пик восстановительной работы, обновление клеток. Организм нуждается в покое.

С 2 до 4 ночи. Все системы организма максимально расслабляются. Умственная активность снижается, как и сила мышц. Наблюдается замедление сердечного ритма, поверхностное дыхание, снижении температуры тела. Единственный орган, который работает в этом время — печень: происходит полное очищение организма и восстановление клеток. Это не очень благоприятное время для «сов», так как они в это время подвержены стрессам, депрессии и нервным срывам.

Таблица биоритмов органов человека по часам

Печень	1-3 ночи
Легкие	3-5 утра
Желудок	7-9 утра
Толстая кишка	5-7 утра
Сердце	11-13 дня
Тонкая кишка	13-15 дня
Селезенка и поджелудочная железа	9-11 утра
Мочевой пузырь	15-17 дня
Почки	17-19 вечера
Органы кровообращения, половые органы	19-21 вечера
Желчный пузырь	23-1 ночи
Органы теплообразования	21-23 вечера

Последствия нарушения биоритмов

Биоритмы человека — это точные часы, и если их работа будет нарушаться ночным образом жизни, употреблением алкоголя, частыми перелетами, то это приведет к проблемам со здоровьем.

В результате может появиться тревожность, головные бол, внутренние органы начнут работать хуже.

Если биологический ритм человека не расходится с природным, то происходит наоборот — улучшение здоровья. Знание естественных биоритмов помогает грамотно составлять график тренировок, питания и умственной деятельности.

Любители ночного образа жизни, алкоголя, те, кто часто меняет часовые пояса, сталкиваются с проблемами со здоровьем. Чаще речь идет о психическом здоровье — тревожности, бессоннице, депрессии. Негативное психическое состояние напрямую оказывает влияние на состояние внутренних органов. В результате появляются головные боли, нарушается пищеварение, сердечная деятельность и многое другое.

Биологические ритмы — это важный момент при составлении рациона питания, тренировок и режима дня.

Биоритмы человека, основные их виды, суточные биоритмы человека

Что собой представляют биоритмы человека?

Что такое биоритмы организма

Определение 1

Биоритмы — это форма эволюционной адаптации к условиям изменений, которые периодически происходят в окружающей среде.

Также биоритм — это временное взаимодействие внутренних систем организма человека друг с другом и с окружающей средой, благодаря которому можно говорить об их слаженной координации и жизнедеятельности.

Есть несколько вариантов биоритмов — суточные, месячные, годовые — которым подчиняется наш организм и, соответственно, вся жизнь. Наши поведение и самочувствие меняются в зависимости от времени суток или года.

Что касается суточных биоритмов, то в большей степени они характерны растениям и животным — на таких биологических ритмах строится вся их жизнь. Но и людей они не обходят стороной, руководя отдельными процессами в их организме.

Каковы причины биологических ритмов

Существование биоритмов, а также влияние биоритмов на организм человека, известно еще со времен Ветхого Завета. В нем можно найти указания относительно дневного распорядка, правильного образа жизни, соотношения отдыха и активностей. Среди древних ученых также были те, кто писал о биологических ритмах. К примеру, Авиценна, Гиппократ и др.

Любой организм представляет собой уникальный набор аминокислот, а также уникальное сочетание белков и генов. По этой причине каждому организму подходит свой образ жизни: режим сна, дневной распорядок, питание, количество ежедневных нагрузок и т. д.

Виды биоритмов

Биоритм человека включает в себя 2 группы, которые образуются по такому критерию как выполняемая функция:

1. Физиологические циклы работы систем органов.
2. Экологические , под которыми понимают адаптацию организма к изменениям, происходящим в окружающей среде.

Биоритмы организма делят по группам, основываясь на длительности периода:

• суточные или циркадные. То есть, это биоритмы человека по часам;
• месячные;
• сезонные;
• многолетние ритмы.

Замечание 1

Самые изученные на данный момент — суточные биоритмы.

Суточные биоритмы человека

Давайте подробнее остановимся на биоритмах органов человека по часам. Это природные биологические ритмы человека.

С 5 до 6 утра. В это время отмечается повышение температуры тела человека, а уровень мелатонина снижается. Отмечается также повышение выработки гормонов, которые отвечают за активность. Среди них — кортизол, адреналин и др. Человека начинает дышать глубже, повышается давление. Системы органов отличаются полной готовностью — отмечается первый подъем бодрости. Организм готовиться к насыщенному дню.

7 утра. Лучшее время для завтрака. Желудок в это время максимально активен: пища, поступающая в организм, быстрее переваривается и с большей пользой.

9 утра. Отмечается небольшой спад активности. Это время подходит для решения задач, которые не вынуждают сильно концентрироваться.

10 утра. Лучшее время для напряженной умственной работы и физической нагрузки. Системы органов отличаются максимальной активностью, а организм — работой на максимальном уровне. В это время советуют принимать витамины и пищевые добавки для повышения иммунитета, поскольку в 10 утра активизируется иммунная система. Также повышается работоспособность и улучшение работы кратковременной памяти.

12 дня. Наблюдается снижение уровня работоспособности — не так много глюкозы попадает в кровь. Поэтому в такое время лучше отдохнуть, переключить внимание и устроить перекус.

13 дня. Подходящее время для обеда, так как в это время в желудке вырабатывается большое количество желудочного сока.

14 дня. Происходит настройка организма на работу — как умственная, так и физическая. Системы органов работают активно, а сам организм — очищается.

15 дня. Работоспособность остается на прежнем уровне, человек находится в спокойном состоянии.

Замечание 2

Активизируется долгосрочная память, поэтому в это время лучше что-то учить и запоминать.

16-17 дня. Если вы думали посетить баню или спортзал, то это лучшее время. Кровообращение отлично работает, поэтому любые физические нагрузки будут полезны. Психическая деятельность тоже на хорошем уровне, но начинается ее снижение.

18 вечера. Время плотного ужина. Ужины после 18 не рекомендуют не просто так: после этого времени ферментативная активность уже не такая хорошая, поэтому пища не усваивается.

19 вечера. Восстановительный режим организма. Отмечается максимальная эмоциональная напряженность. Допускается небольшая физическая активность. Также наблюдается рост кровяного давления, увеличение нервозности, появление головной боли.

20 вечера. Происходит нормализация эмоционального фона и рост интеллектуальной активности. Прекрасное время, чтобы решать сложные задачи, которые сопровождаются энергетическими затратами и высокой работоспособностью мозга.

21 вечера. Наблюдается снижение температуры тела, замедление дыхания, подготовка организма ко сну.

23 ночи. Лучшее время для начала сна. Если не лечь спать в это время, то есть риск сбоя естественных ритмов организма. Может возникнуть чувство голода.

24 ночи. Отмечается пик восстановительной работы, обновление клеток. Организм нуждается в покое.

С 2 до 4 ночи. Все системы организма максимально расслабляются. Умственная активность снижается, как и сила мышц. Наблюдается замедление сердечного ритма, поверхностное дыхание, снижении температуры тела. Единственный орган, который работает в этом время — печень: происходит полное очищение организма и восстановление клеток. Это не очень благоприятное время для «сов», так как они в это время подвержены стрессам, депрессии и нервным срывам.

Таблица биоритмов органов человека по часам

Печень	1-3 ночи
Легкие	3-5 утра
Желудок	7-9 утра
Толстая кишка	5-7 утра
Сердце	11-13 дня
Тонкая кишка	13-15 дня
Селезенка и поджелудочная железа	9-11 утра
Мочевой пузырь	15-17 дня
Почки	17-19 вечера
Органы кровообращения, половые органы	19-21 вечера
Желчный пузырь	23-1 ночи
Органы теплообразования	21-23 вечера

Последствия нарушения биоритмов

Биоритмы человека — это точные часы, и если их работа будет нарушаться ночным образом жизни, употреблением алкоголя, частыми перелетами, то это приведет к проблемам со здоровьем. В результате может появиться тревожность, головные бол, внутренние органы начнут работать хуже.

Если биологический ритм человека не расходится с природным, то происходит наоборот — улучшение здоровья. Знание естественных биоритмов помогает грамотно составлять график тренировок, питания и умственной деятельности.

Любители ночного образа жизни, алкоголя, те, кто часто меняет часовые пояса, сталкиваются с проблемами со здоровьем. Чаще речь идет о психическом здоровье — тревожности, бессоннице, депрессии. Негативное психическое состояние напрямую оказывает влияние на состояние внутренних органов. В результате появляются головные боли, нарушается пищеварение, сердечная деятельность и многое другое.

Биологические ритмы — это важный момент при составлении рациона питания, тренировок и режима дня.

Биологические ритмы – определение, типы, нарушения и риски

Биологические ритмы – это естественные циклические изменения в организме. Он поддерживает как химические, так и функциональные изменения. Он функционирует как мастер внутренних часов и координирует свои действия с другими часами в теле. Они состоят из тысяч нервных клеток, которые синхронизируются с функциями организма. Биологические часы человека расположены в головном мозге и связаны с нервной системой. Периодические биологические колебания в организме соответствуют изменениям окружающей среды и биологическим изменениям

Типы биологических ритмов

В зависимости от функций биологические ритмы подразделяются на четыре типа. Типы биологических ритмов:

1. Суточные ритмы

2. Суточные ритмы

3. Ультрадианные ритмы

4. Инфра

Циркадные ритмы: Циркадный ритм – это 24-часовой цикл. часть внутренних часов организма. Они работают, чтобы выполнять наши основные функции и процессы в организме. Одним из хорошо известных циркадных ритмов является цикл сна-бодрствования. Различные системы тела следуют основным часам мозга, которые синхронизируются с циркадными ритмами. Циркадные часы играют важную физическую, умственную и поведенческую роль, которая зависит от света и темноты.

Суточные ритмы: Суточные ритмы также известны как эндогенные ритмы. Он синхронизирует день и ночь с циркадными ритмами. В основном на это влияют экологические подсказки, такие как изменения климата.

Ультрадианские ритмы: Ультрадианские ритмы возникают более одного раза в день. Это длится в течение короткого периода времени на высокой частоте. Например, глубокий сон в течение девяноста минут. Настороженность и уровень гормонов следуют ультрадианным ритмам.

Инфрадианские ритмы: Биологический ритм, длящийся более 24 часов, обусловлен инфрадианными ритмами. Например, менструальный цикл у женщин происходит каждые 28 дней.

Биологические часы человека

В человеческом организме супрахиазматическое ядро ​​(СХЯ), присутствующее в мозге, является основными биологическими часами, которые регулируют циркадный ритм сна. Супрахиазматическое ядро ​​расположено в правом углу нервной системы в гипоталамусе. Здесь свет стимулирует рецепторы сетчатки и посылает сигнал супрахиазматическому ядру. Затем они посылают сигнал шишковидной железе для секреции мелатонина. Гормон мелатонин регулирует правильный цикл сна. Концентрация кортизола в сыворотке быстро увеличивается в ранние утренние часы, постепенно снижается в течение дня с небольшим повышением после еды и остается сниженной большую часть ночи.

Какие существуют типы биологических нарушений ритма?

Каждое биологическое расстройство влияет на циркадный ритм. Биологические ритмы нарушаются различными факторами.

Нарушения сна: Здоровье организма связано с циклом сна. Длительное распределение регулярного цикла сна влияет на биологические ритмы. Это вызывает расстройства сна, такие как бессонница.

Джетлаг: Ночное путешествие через часовые пояса нарушает циркадный ритм. И вызывает биологические нарушения ритма.

Расстройства настроения: Расстройства биологического ритма также возникают, если люди недостаточно подвержены воздействию солнечного света. Это вызывает депрессию, сезонные аффективные расстройства и биполярные расстройства.

Нарушения сменной работы: Люди, работающие вахтовым методом, вызывают изменения циркадных ритмов, что может привести к нарушениям сменной работы.

Причины нарушения биологического ритма

Психологические нарушения биологических ритмов влияют на здоровье человека и гормональные изменения. Перечень факторов, вызывающих нарушение биологического ритма, составляет 9.0003

1. Тревога

2. Депрессия

3. Отсутствие умственной активности

4. Диабет

   9001 2

5. Ожирение

6. Дневная сонливость

7. Отсутствие физической активности

8. Нерегулярный сон

9. Повышенная склонность к несчастным случаям

Риск нарушения биологического ритма

Люди, работающие вахтовым методом, подвержены высокому риску нарушения биологического ритма. Это вызывает гормональный дисбаланс и различные другие заболевания. Американские исследователи обнаружили, что около 15% работающих вахтовым методом страдают от этих расстройств.

Например, медицинские работники, путешественники, полицейские, водители, пилоты и другие лица, работающие на транспорте, готовящие пищу и официанты, а также пожарные подвергаются высокому риску биологических нарушений ритма. Согласно опросу NSF, только 63% работников считают, что выспались.

Как поддерживать здоровый циркадный ритм?

Для поддержания здорового жизненного цикла важно иметь сбалансированный циркадный ритм. Здесь приведена идеальная таблица для балансировки здоровых циркадных ритмов.

1. Использование естественного света и соответствующая настройка цикла биологических часов помогают выстроить здоровый циркадный ритм.

2. Чтобы иметь идеальный сон, практикуйте сон биологических часов, поддерживая регулярное время сна, так как это влияет на циркадный ритм биологических часов ранее.

3. Употребление алкоголя и кофеина влияет на сон и биологические ритмы. Снижение потребления кофеина влияет на гормон.

4. Часто использование искусственного освещения в ночное время влияет на цикл биологических часов. Ограниченное использование электронных гаджетов помогает улучшить здоровые биологические часы человека

5. Дневной сон влияет на естественный распорядок дня и влияет на циркадный ритм биологических часов.

Хронобиология – определение и примеры

Хронобиология
сущ., [ˌkrɒnəbaɪˈɒlədʒɪ;]
Определение: раздел биологии, изучающий явления, связанные со временем в живых организмах.

Содержание

Хронобиология Определение

Хронобиология — это раздел биологии, изучающий явления, связанные со временем (например, биологические ритмы) в живых организмах. Биологические ритмы — это синхронизированные циклические закономерности, наблюдаемые в организмах. Примерами биологических ритмов являются циркадные ритмы, суточные ритмы, ультрадианные ритмы и инфрадианные ритмы. Эти циклические модели управляются «биологическими часами» .

Хронобиология охватывает другие области исследований, такие как анатомия, генетика, физиология и поведение. Понимание биологических ритмов необходимо для предсказания физиологических и поведенческих моделей биологической системы. Специалиста в этой области называют хронобиологом.

Этимология : хроно – + Г. биос, жизнь, + логос, изучение.
Связанная форма: хронобиологический ( прилагательное )
Синонимы: биоритмика

Хронобиология Основные понятия

биологические часы — часы, синхронизирующие биологический ритм. Он дает организму «чувство времени» . Человеческие биологические часы, например, помогают регулировать биохимическую и физиологическую активность, такую ​​как циклы сна и бодрствования, температуру тела, характер секреции гормонов, артериальное давление, пищеварительные выделения, уровни бдительности, время реакции и т. д.

A биологический ритм определяется как любой из синхронизированных циклических паттернов , отображаемых организмом в ответ на стимул. Различают следующие типы биологических ритмов: циркадные ритмы, суточные ритмы, ультрадианные ритмы и инфрадианные ритмы.

Он также может быть эндогенным или экзогенным. Эндогенные биологические ритмы происходят изнутри, такие как биологические системы, регулирующие циклы температуры тела и менструально-ассоциированный ритм. Экзогенные биологические ритмы — это ритмы или паттерны, на которые воздействуют извне, например, свет, который служит внешним сигналом для паттернов сна и бодрствования.

Внешние сигналы, участвующие в биологических ритмах, называются, в частности, zeitgebers. Примерами таких внешних сигналов являются свет и температура.

Типы биологических ритмов

1. Циркадные ритмы
   Циркадные ритмы – это эндогенно обусловленные биологические ритмы с периодом 24 часа или близким к нему. Суточные ритмы — это биологические ритмы, синхронизированные с циклом день/ночь.
2. Ультрадианные ритмы
   Ультрадианные ритмы – это биологические ритмы с циклическим периодом короче 24 часов. Примерами являются кровообращение, пульс и частота сердечных сокращений.
3. Инфрадианные ритмы
   Инфрадианные ритмы — это биологические ритмы с периодом более 24 часов. Примерами являются менструальный цикл у женщин, миграция животных и зимняя спячка.

Суточная ритмичность – это встроенная в живой организм система, отвечающая за 24-часовой ритмический паттерн. Циркадный контроль имеет следующие общие черты: во-первых, эндогенный автономный период, близкий к 24-часовому периоду, во-вторых, ритм, который поддается тренировке (это означает, что он способен сбрасывать фазу с помощью сигналов окружающей среды и синхронизации). к 24-часовым суткам), , в-третьих, , проявляющие температурную компенсацию (т. из этих сигналов, шаблоны все еще будут проявляться. (Андреани и др., 2015)

Хронобиология человека

Хронобиологические исследования на людях обычно направлены на определение анатомических, физиологических, молекулярных и/или генетических основ организмов, связанных с их биологическими ритмами.

Биологические часы человека и их значение в циркадных ритмах человека. Изображение предоставлено: YassineMrabet, CC-BY-SA 3.0.

• Центральные часы

Где в организме человека расположены циркадные часы? Главные циркадные часы расположены в 9Супрахиазматическое ядро ​​0131 (SCN) в гипоталамусе головного мозга человека (аналогично мозгу других млекопитающих). Эта часть гипоталамуса состоит из множества нейронов (около 20 000 нейронов), которые получают сигналы от глаз и других областей мозга.

Выход СХЯ направляется в гипоталамус, который в свою очередь регулирует функции различных отделов тела и головного мозга.

Главный хронометр находится в SCN, но это не единственное место, где находятся циркадные часы. Другие внутренние или эндогенные часы расположены в различных тканях и органах, особенно в тех, которые участвуют в гомеостазе. Примером этого может быть система часов в печени для метаболизма глюкозы и гомеостаза. Однако считается, что основные часы работают синхронно с этими «местными» часами в других частях тела, таких как печень, мышечные клетки, соединительные ткани, легкие и так далее.

Вопрос: Как СХЯ контролирует циркадные ритмы у людей?

---

Ответ: Сигналы от глаза (световой ввод) и других областей мозга (несветовой ввод) передаются в СХЯ. В конечном итоге это приводит к экспрессии в СХЯ генов (часовых генов), отвечающих за транскрипцию различных регуляторов («часовых белков») циркадианных ритмов. Эти регуляторы «часового белка» вырабатываются на уровнях, которые увеличиваются и уменьшаются в колебательном ритмическом паттерне.

Затем сигналы от СХЯ передаются в другие части мозга, особенно в гипоталамус — главный центр управления вегетативной нервной системой, который играет роль в различных физиологических функциях и процессах, таких как терморегуляция, регуляция уровня сахара в крови, жировой обмен , регуляция голода и жажды, поведение привязанности, модели сна/периоды сна/качество сна и т. д.

Главный хронометрист: супрахиазматическое ядро ​​(SCN) в гипоталамусе (расположение главные часы ). Изображение предоставлено: NIGMS

биологические часы человеческого тела управляют различными поведенческими и физиологическими процессами, которые указывают на ритмический паттерн, такой как цикл сна-бодрствования, внутренняя температура тела, паттерны секреции гормонов, паттерны артериального давления, уровни бдительности, и модели пищеварительной секреции.

Хронобиологические исследования жизненно важны для понимания циркадных ритмов человека и того, как можно улучшить здоровье человека с помощью генетических исследований (с использованием животных моделей), которые можно применять и исследовать в клинических условиях, разрабатывая технологии, которые могут измерять циркадные ритмы, особенно для пациентов в критическом состоянии (находящихся в отделении интенсивной терапии) и поиск решений с терапевтическими последствиями.

Вот некоторые общие циркадные ритмы, которые были в центре внимания хронобиологии за последние несколько десятилетий:

• • Цикл сна-бодрствования

    В этом циркадном ритме циркадными факторами являются свет и темнота, что синхронно с 24-часовым вращением Земли. Хотя свет и темнота являются решающими факторами окружающей среды, эти внешние сигналы не требуются для сохранения циркадных часов. Тем не менее, они имеют тенденцию контролировать циркадные ритмы, влияя на уровень мелатонина, вырабатываемого в организме. У людей СХЯ продуцирует белки, которые действуют на пинеалоциты шишковидной железы, секретируя гормон мелатонин (который вызывает сон). Часы SCN гарантируют, что секреция мелатонина происходит ночью. Продолжительность выработки мелатонина зависит от продолжительности ночного времени. Таким образом, выработка мелатонина в течение длительных периодов, вероятно, происходит в течение долгих зимних ночей.

  • Суточные ритмы температуры тела

    У людей температура тела имеет тенденцию быть относительно высокой в ​​дневное время и низкой в ​​ночное время.

  • Когнитивные способности

    Некоторые животные более бдительны и обладают более высокими когнитивными способностями в дневное время. Такие животные, которые обычно бодрствуют и активны в течение дня, называются дневными животными . Противоположное верно для ночных животных . Ночью они более бдительны, чем днем.

• Нарушение биологических часов у людей

Есть случаи, когда биологические часы сбиваются. Примерами являются смена часовых поясов, сменная работа, старость и мутации или вариации в генах часов. Нарушения сна вполне могут ухудшить здоровье человека. Со временем это может привести к хроническим состояниям, таким как депрессия, диабет, нарушения обмена веществ, сезонные аффективные расстройства и сердечно-сосудистые заболевания.

• • Джетлаг

Путешествие по воздуху в место в другом часовом поясе может вызвать головокружение и сильную усталость. Это состояние из-за нарушения циркадного ритма, вызванного авиаперелетом через часовые пояса, называется «джетлаг» .

• • Сменная работа

Посменные рабочие также часто страдают от нарушений режима сна или недосыпания. Упоминается как «расстройство сна при сменной работе» , человек, который работает посменно или в ночное время, будет испытывать чрезмерную сонливость ночью, а днем ​​ему будет трудно заснуть. Другие симптомы включают головные боли, неспособность сосредоточиться и недостаток энергии, что приводит к плохой работе, ухудшению здоровья, раздражительности, повышенному риску несчастных случаев и ошибок, а также нарушению социального функционирования.

Когда света недостаточно, СХЯ имеет тенденцию «приказывать» мозгу производить больше мелатонина, вызывая сонливость.

Общие рекомендации по устранению нарушений сна, основанные на исследованиях:

• Следует свести к минимуму воздействие света, особенно для сменных работников. Воздействие света, например солнечного света, каждый день сбрасывает ритм, позволяя организму синхронизироваться с 24-часовым периодом.
• Было обнаружено, что синий свет (от 380 до 500 нм) является мощным средством подавления мелатонина. Таким образом, воздействие синего света ночью или перед сном может нарушить способность организма готовиться ко сну. Примерами устройств, излучающих синий свет, являются экраны ноутбуков и других компьютеров, смартфоны, экраны планшетов, телевизоры с плоским экраном со светодиодной подсветкой, флуоресцентные лампы, светодиодные лампы и КЛЛ.
• Перед сном рекомендуется соблюдать режим дня и соблюдать гигиену сна, а также соблюдать регулярный режим сна.
• Снотворные прописываются по медицинским показаниям, чтобы способствовать качественному сну и энергетическому балансу, когда сон постоянно становится трудным.
• Будильники могут нарушать глубокий сон, поэтому рекомендуется скорректировать продолжительность сна, чтобы свести к минимуму зависимость пробуждения от будильников от естественных циркадных ритмов.

SCN и цепь мелатонина шишковидной железы. Изображение предоставлено: Ma Z, Yang Y, Fan C и др.

Часовые гены (гены, регулирующие биологические ритмы и, таким образом, могут влиять на циркадные ритмы) были обнаружены учеными с течением времени, особенно с использованием животных моделей, таких как плодовые мушки, которые имеют генетический состав, аналогичный человеческому. ( Национальный институт общих медицинских наук , 2019)

Примерами часовых генов, идентифицированных на данный момент, являются период ( на ), часы (clk), безвременье ( tim ), частота ( frq ), двойное время ( dbt ), цикл ( cyc ) и т. д.

В 2001 году ученые из Университета штата Юта открыли человеческий ген часов при изучении нарушений сна, связанных с мутацией в гене hPer2 . Люди, несущие этот тип гена, как правило, рано ложатся спать (например, в 19:00), а затем просыпаются до рассвета (например, в 2 часа ночи). Этот характер сна, вызванный мутацией гена hPer2 , называется «семейным синдромом продвинутой фазы сна» или FASPS. ( Время нашей жизни , 2016). В отличие от FASPS, люди с этим типом состояния склонны спать очень поздно ночью и с трудом просыпаются рано днем.

Вот некоторые методы исследования в клинической практике и потенциальные методы лечения, связанные с человеческими циркадными ритмами:

• • Начало мелатонина при тусклом свете (DLMO) Тест: Человеческий организм начинает вырабатывать мелатонин вечером, когда свет тусклый (около 20:00), отсюда и название. Тест DLMO использовался для измерения циркадных ритмов в зависимости от уровня мелатонина. Это распространенный диагностический инструмент для определения нарушений циркадных ритмов. Тест обычно проводится с 20:00 до 3:00, при этом берутся образцы слюны (в виде прожеванных ватных шариков) для последующего измерения концентрации мелатонина.

• • Устройства для светотерапии: Обычно используемые устройства, используемые в светотерапии (например, терапия ярким светом), включают световые короба , настольные лампы, световые козырьки, и имитаторы рассвета .

• • Электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Используется медицинскими работниками для измерения активности мозговых волн и диагностики нарушений сна

Хронобиология растений

Помимо людей и животных, у растений также есть циркадные ритмы. Они также демонстрируют циркадные циклы и обладают особой циркадной физиологией, которая следует суточным закономерностям. Фотопериодизм, например, является одним из многих признаков циркадных ритмов у растений.

Фотопериодизм фактически можно использовать для классификации растений на основе того, как они реагируют на интенсивность света и продолжительность непрерывной темноты.

Короткодневные растения , как следует из названия, – это растения, которые цветут только тогда, когда они подвергаются воздействию света менее 12 часов (или более длительных периодов темноты). И наоборот, растения длинного дня — это те растения, которые цветут, когда они подвергаются воздействию более 12 часов света (или более коротких периодов темноты). Таким образом, есть растения, цветущие весной и осенью (например, пуансеттия и хризантемы), а есть растения, которые цветут летом (например, астры и эхинацеи).  Дневно-нейтральные растения , тем не менее, являются растениями, которые цветут независимо от длины дня и, таким образом, будут давать цветы летом или осенью (например, кукуруза и помидоры).

Прочтите это руководство, чтобы понять, как свет влияет на растения.

Хронобиология прокариот

Цианобактерии пока единственные хорошо задокументированные прокариоты, демонстрирующие циркадную ритмичность. Исследователи задокументировали циркадные молекулярные механизмы, с помощью которых цианобактерии способны « сказать » время. Их циркадные часы состоят из трех белков: Kai A , Kai B и Kai C .

Посмотрите это видео о цианобактериях и молекулярной системе, которую они используют для клеточных ритмов:

 

Примите участие в викторине по хронобиологии!

Викторина

Выберите лучший ответ.

1. Что такое хронобиология?

Раздел биологии, изучающий стадии развития организмов

Раздел биологии, изучающий иерархию организмов

2.