Biorritmos y su importancia biológica para el organismo
Ideas generales sobre biorritmos. El ritmo de los procesos se puede rastrear en todo y en todas partes: según la ley del ritmo, el hombre y toda la naturaleza circundante, la Tierra, el Cosmos viven.
Una vez que la naturaleza "trajo" el reloj biológico de los vivos para que vayan de acuerdo con su ciclicidad inherente. El cambio de día y de noche, la alternancia de estaciones, la rotación de la Luna alrededor de la Tierra y la Tierra alrededor del Sol - las condiciones originales para el desarrollo del cuerpo. El ritmo biológico se convirtió en el principio general de lo vivo, fijado en la herencia, una característica integral de la vida, su base temporal, su regulador.
Los biorritmos son cambios periódicos en la intensidad y la naturaleza de los procesos biológicos que se auto-sustentan y autorreproducen bajo cualquier condición.
Los biorritmos se caracterizan por:
- período - la duración de un ciclo de oscilaciones por unidad de tiempo;
- frecuencia de ritmos - frecuencia de procesos periódicos por unidad de tiempo;
- fase - parte del ciclo, medida en fracciones del período (inicial, final, etc.);
- amplitud: la amplitud de las oscilaciones entre el máximo y el mínimo.
Por duración, se seleccionan los siguientes ciclos:
- Alta frecuencia: dura hasta 30 minutos;
- frecuencias medias: de 0,5 a 24 horas, 20-28 horas y 29 horas - 6 días;
- baja frecuencia: con un período de 7 días, 20 días, 30 días, aproximadamente un año.
Tabla. Clasificación de los biorritmos humanos
Características | Duración |
Ultradian (nivel de eficiencia, cambios hormonales, etc.) | 16 ± 4 horas |
Circadiano (nivel de eficiencia, intensidad del metabolismo y actividad de los órganos internos, etc.) | 24 ± 4 horas |
Infradiant | 28 h - 4 días |
Alrededor de una semana (circo) (por ejemplo, el nivel de capacidad de trabajo) | 7 ± 3 días |
Casi mensual (gyrant circadiano) | 30 ± 5 días |
Ultrannular | Unos pocos meses |
Circanual | Alrededor de un año |
Para el cuerpo humano, es característico todo un espectro de procesos y funciones que manifiestan el ritmo, que está integrado en un único sistema oscilatorio compatible en el tiempo, que tiene las siguientes peculiaridades: la presencia de una conexión entre los ritmos de diferentes procesos; la presencia de sincronismo, o multiplicidad, en el curso de estos u otros ritmos; la presencia de jerarquía (la subordinación de algunos ritmos a otros).
En la Fig. 1 muestra el esquema de biorritmos, que refleja parte del espectro de ritmos de la vida humana. (De hecho, en el cuerpo humano todo es rítmico: el trabajo de los órganos internos, los tejidos, las células, la actividad eléctrica del cerebro, el metabolismo).
En los humanos, se han identificado e investigado cuatro ritmos biológicos importantes entre muchos otros:
Ritmo de una hora y media (de 90 a 100 minutos) de la actividad neuronal alternante del cerebro durante la vigilia y durante el sueño, lo que provoca media hora de rendimiento mental y ciclos de media hora de actividad bioeléctrica cerebral durante el sueño. Cada hora y media una persona experimenta alternativamente baja, luego mayor excitabilidad, luego tranquilidad, luego ansiedad;
El ritmo circadiano (24 horas) afecta la condición de una persona y se expresa en un ciclo de vigilia: sueño ;
Ritmo mensual . La ciclicidad mensual está sujeta a ciertos cambios en el cuerpo de una mujer. Recientemente se estableció un ritmo de mes de duración de la capacidad de trabajo y el estado de ánimo de los hombres;
Ritmo anual . Los cambios cíclicos en el cuerpo se notan anualmente durante el cambio de estaciones. Se establece que en diferentes épocas del año el contenido de hemoglobina y colesterol en la sangre es diferente; La excitabilidad muscular es mayor en primavera y verano y más débil en otoño e invierno, la máxima fotosensibilidad del ojo también se observa en la primavera y principios del verano, y cae en otoño e invierno.
Hay sugerencias de que existen ritmos de niños de 2, 3 y 11 años: personas de 22 años, la más probable es su conexión con fenómenos meteorológicos y heliogeográficos, que tienen aproximadamente la misma ciclicidad.
Además de los ritmos dados anteriormente, la vida de una persona está sujeta a ritmos sociales. La gente está constantemente acostumbrada a ellos. Uno de ellos es una semana. Fracturando durante muchos siglos cada mes durante semanas - seis días hábiles, un día para descansar, la persona misma se acostumbró a ello. Este régimen, que no existe en la naturaleza y ha surgido como resultado de causas sociales, se ha convertido en una medida inalienable de la vida del hombre y la sociedad. En el ciclo semanal, antes que nada, la capacidad de trabajo cambia. Y la misma regularidad se puede rastrear en grupos de la población que difieren en edad y en la naturaleza de su trabajo: trabajadores e ingenieros en empresas industriales, escolares y estudiantes. El lunes comienza con una capacidad de trabajo relativamente baja, de martes a jueves, la cresta de la semana, está ganando el aumento máximo, y desde el viernes vuelve a caer.
Fig. 1. Ritmos de la actividad vital humana
Significado biológico de los biorritmos Los biorritmos realizan en el cuerpo humano al menos cuatro funciones básicas.
La primera función es la optimización de las funciones vitales del organismo. La ciclicidad es la regla básica del comportamiento de los biosistemas, una condición necesaria para su funcionamiento. Esto se debe al hecho de que los procesos biológicos no se pueden llevar a cabo intensamente durante mucho tiempo; representan una alternancia entre el máximo y el mínimo, porque llevar la función al máximo solo en determinadas fases de cada ciclo es más económico que un mantenimiento continuo estable de dicho máximo. En los biosistemas, después de toda la actividad, se debe reducir para descansar y recuperarse.
Por lo tanto, el principio de cambio rítmico de actividad, en el que se produce el consumo de energía y recursos plásticos, y su inhibición, diseñada para restaurar estos costos, se estableció originalmente cuando se produjo el nacimiento de cualquier sistema biológico, incluido el hombre.
La segunda función es el reflejo del factor tiempo. Biorritmos: la forma biológica de la transformación de la escala del tiempo objetivo y astronómico en tiempo biológico subjetivo. Su objetivo es correlacionar los ciclos de los procesos de la vida con los ciclos del tiempo objetivo. Las principales características del tiempo biológico como una forma especial de materia en movimiento son su independencia de nuestra conciencia y su relación con el tiempo físico. Debido a esto, se lleva a cabo la organización temporal de procesos biológicos en el cuerpo y su coordinación con períodos de fluctuaciones del entorno externo, lo que garantiza la adaptación del organismo al medio ambiente y refleja la unidad de la naturaleza animada e inanimada.
La tercera función es regulatoria. El ritmo es el mecanismo de trabajo para crear sistemas funcionales en el sistema nervioso central (SNC) y el principio básico de regulación de funciones. De acuerdo con las ideas modernas, la creación de mecanismos de trabajo en el sistema nervioso central es proporcionada por la sincronización de la actividad rítmica de alta frecuencia de las células nerviosas constituyentes. De esta manera, las células nerviosas individuales se combinan en conjuntos de trabajo, y se ensambla en un sistema funcional sincrónico común. El ritmo de las descargas cerebrales es de fundamental importancia para la prevalencia de la reacción principal en el momento dado, entre otros. Esto crea un sistema funcional dominante y actual del sistema nervioso central. Une en un solo ritmo diferentes centros y determina su actividad consistente actual al imponer su "propio" ritmo. Entonces, en las estructuras cerebrales se crean programas nerviosos que determinan el comportamiento.
La cuarta función es la integración (unificación). El biorritmo es el mecanismo de trabajo para combinar todos los niveles de organización de un organismo en un solo supersistema. La integración se realiza de acuerdo con el principio de jerarquía: los ritmos de alta frecuencia de un nivel bajo de la organización están subordinados a los niveles de frecuencia media y baja de un nivel más alto de organización. En otras palabras, los biorritmos de alta frecuencia de células, tejidos, órganos y sistemas corporales están sujetos al ritmo diario de frecuencia media básica. Esta unión se lleva a cabo por el principio de multiplicidad.
Características generales de los biorritmos
La vida humana está inextricablemente vinculada con el factor del tiempo. Una de las formas más efectivas de adaptación del organismo al ambiente externo es el ritmo de las funciones fisiológicas.
El biorritmo es un proceso autooscilatorio en el sistema biológico, caracterizado por una sucesiva alternancia de fases de tensión y relajación, cuando uno u otro parámetro alcanza sucesivamente el valor máximo o mínimo. La ley por la cual se lleva a cabo este proceso puede describirse por varias funciones, y en la versión más simple, por una curva sinusoidal.
Hasta ahora, se han descrito aproximadamente 400 biorritmos en humanos y animales. Naturalmente, había una necesidad de clasificarlos. Se proponen varios principios para la clasificación de biorritmos. Muy a menudo, se clasifican en función de la frecuencia de oscilaciones (oscilaciones) o períodos. Se distinguen los siguientes ritmos principales:
- Alta frecuencia o microitmo (de fracciones de segundo a 30 minutos). Los ejemplos son oscilaciones a nivel molecular (síntesis y descomposición de ATP, etc.), frecuencia cardíaca (frecuencia cardíaca), frecuencia respiratoria, periodicidad de la peristalsis intestinal.
- La frecuencia promedio (de 30 minutos a 28 horas). Este grupo incluye ritmos ultradianos (hasta 20 horas) y circadianos, o circadianos (circadianos - 20-28 h). Un ejemplo es la alternancia de sueño y vigilia. El ritmo circadiano es el ritmo básico de las funciones fisiológicas del hombre.
- Mesorritmo (duración de 28 horas a 6-7 días). Esto incluye ritmos circa septales (alrededor de 7 días). El desempeño humano está relacionado con ellos, están condicionados en gran medida por el factor social: la semana laboral con descanso en el sexto-séptimo día.
- Macrorritmos (de 20 días a 1 año). Estos incluyen circo (circo), o ritmos okologodovye. Este grupo incluye ritmos estacionales y casi mensuales (ritmo lunar, ciclo ovárico-menstrual en mujeres, etc.).
- Megaritmos (que duran una docena o varias docenas de años). El más famoso de ellos es el ritmo de 11 años de la actividad del Sol, que está asociado con algunos procesos en la Tierra: enfermedades infecciosas de humanos y animales (epidemias y epizootias).
Las características de cada biorritmo se pueden describir mediante métodos de análisis matemático y representar gráficamente. En este último caso, es un biorritmograma o cronograma.
Como se puede ver en la Fig. 2, el biorritmograma tiene un carácter sinusoidal. Distingue entre el período de tiempo, las fases de tensión y relajación, la amplitud de la tensión, la amplitud de la relajación, la acrofase del biorritmo dado.
El período de tiempo es la característica más importante del biorritmo. Este es un período de tiempo, después del cual se repite la función o el estado del organismo.
Fig. 2. Diagrama de biorritmogram en el ejemplo del ritmo circadiano de la frecuencia cardíaca: 1 - período de tiempo (día); 2 - fase de voltaje (día); 3 - fase de relajación (noche); 4 - amplitud de voltaje; 5 - amplitud de relajación; 6 - acrophase
Las fases de tensión y relajación caracterizan el aumento y la disminución de la función durante el día.
La amplitud es la diferencia entre la expresión máxima y la mínima de la función en el tiempo diurno (amplitud de voltaje) y la noche (amplitud de relajación). La amplitud total es la diferencia entre la expresión máxima y mínima de una función dentro de todo el ciclo diario.
La acrofase es el tiempo en el que se produce el punto más alto (nivel máximo) del biorritmo dado.
En algunos casos, la curva adquiere una apariencia aplanada o meseta. Esto ocurre a una pequeña amplitud de voltaje. Otras variedades son invertidas y biorritmogramas de dos vértices. Las curvas invertidas se caracterizan por una disminución en el nivel inicial durante el día, es decir cambiar la función en la dirección opuesta a la habitual. Este es un signo desfavorable.
Las curvas de dos vértices difieren en dos picos de actividad durante el día. La aparición del segundo pico se considera en la actualidad como una manifestación de adaptación a las condiciones de existencia. Entonces, por ejemplo, el primer pico de rendimiento humano (11 - 13 horas) es una manifestación natural del biorritmo asociado con la actividad diurna. El segundo aumento en la capacidad de trabajo, observado en las horas de la tarde, se debe a la necesidad de cumplir con los deberes domésticos y de otro tipo.
El origen y la regulación de los biorritmos
El origen de los biorritmos está determinado por dos factores: endógeno (interno, congénito) y exógeno (externo, adquirido).
Constantes fluctuaciones cíclicas en varios sistemas del cuerpo se desarrollaron en el curso de una larga evolución, y ahora son congénitas. Incluyen muchas funciones: trabajo rítmico del corazón, sistema respiratorio, cerebro, etc. Estos ritmos se llaman fisiológicos. Se han presentado varias hipótesis sobre la naturaleza endógena de los biorritmos. El mayor número de seguidores tiene una teoría de osciladores múltiples, según la cual un marcapasos principal (central) (reloj biológico) puede operar dentro del organismo multicelular (humano), imponiendo su ritmo en todos los demás sistemas que no son capaces de generar sus propios procesos oscilatorios. Junto con el controlador de ritmo central, pueden existir osciladores secundarios, jerárquicamente subordinados al líder.
Biorritmos que dependen de cambios cíclicos en el ambiente son adquiridos, y son llamados ecológicos. Estos ritmos están fuertemente influenciados por factores cósmicos: la rotación de la Tierra alrededor de su eje (día solar), la influencia de la energía de la Luna y los cambios cíclicos en la actividad del Sol.
Los biorritmos en el cuerpo se componen de ritmos ecológicos endógenos, fisiológicos y exógenos. La frecuencia promedio de los ritmos se debe a una combinación de factores endógenos y exógenos.
Se cree que el conductor central del ritmo es la epífisis (la glándula de secreción interna, ubicada en el cerebro intermedio). Sin embargo, en los humanos, esta glándula funciona solo hasta 15-16 años. Según muchos científicos, el papel del sincronizador central (reloj biológico) en una persona se apodera del área del cerebro, llamada hipotálamo.
El control del cambio en el estado de vigilia y sueño depende en gran parte del factor de luz y lo proporcionan las conexiones de la corteza cerebral y el tálamo (el centro donde se recogen los impulsos de todos los órganos sensoriales), así como las influencias ascendentes activadoras de la formación reticular (estructuras cerebrales reticuladas que realizan una función activadora) . Las conexiones directas de la retina con el hipotálamo desempeñan un papel importante.
Las conexiones directas e indirectas de la corteza cerebral y las estructuras hipotalámicas proporcionan el surgimiento de un sistema de control hormonal de la regulación periférica, que actúa en todos los niveles, desde el subcelular hasta el orgánico.
Por lo tanto, la naturaleza endógena de los biorritmos , correlacionada por factores exógenos, se encuentra en la base de la organización temporal de la materia viva. La estabilidad del componente endógeno del reloj biológico se crea por la interacción de los sistemas nervioso y humoral (humor latino líquido, aquí - sangre, linfa, fluido tisular). La debilidad de uno de estos enlaces puede llevar a la desincronosis (violación de los biorritmos) y las subsiguientes violaciones de las funciones.
Los investigadores han demostrado que para la mejora constante y el entrenamiento de los mecanismos de adaptación, el cuerpo debe experimentar periódicamente estrés, un cierto conflicto con su entorno físico y social. Si tomamos en cuenta que la periodicidad es inherente a la naturaleza misma de los sistemas vivos, queda claro que es esta interacción dinámica del organismo con el medio ambiente la que asegura su estabilidad y vitalidad sostenible. La base de cualquier actividad activa es el proceso de gasto intensivo de recursos vitales del organismo, y al mismo tiempo estas reacciones son un poderoso estímulo para procesos de recuperación aún más intensivos. Se puede argumentar que la sincronización dinámica, la interacción de ritmos endógenos y exógenos, le da vitalidad y estabilidad al cuerpo.