БІОЛОГІЧНІ РИТМИ

БІОЛОГІЧНІ РИТМИ — коливання зміни та інтенсивності процесів життєдіяльності, в основі яких лежать зміни метаболізму біологічних систем, зумовлені впливом зовнішніх і внутрішніх чинників. Природу, механізми та значення Б.р. вивчає хронобіологія (грец. chrуnos — час). До зовнішніх чинників належать: зміна освітленості (фотоперіодизм), температури (термоперіодизм), можливо, магнітного поля, інтенсивності космічних випромінювань; припливи і відпливи, сезонний і сонячно-місячний вплив. Внутрішні чинники — це нейрогуморальні процеси, які перебігають у певних, спадково закріплених темпі та ритмі. Для більшості Б.р. характерна ендогенність генерування, мала мінливість сталої тривалості циклів протягом онтогенезу. Частота Б.р. становить від декількох часток секунди до декількох років. Б.р., викликані внутрішніми чинниками зміни активності з періодом від 20 до 28 год, називаються цілодобовими, або циркадіанними, ритмами. Періодичним коливанням в організмі людини піддається більшість фізіологічних процесів, з яких докладно вивчені добові коливання температури тіла. У регуляції добової періодики функцій беруть участь гіпоталамус, епіфіз, стріатум, гіпокамп і деякі інші структури головного мозку. При патології відзначають спотворення багатьох фізіологічних процесів. Напр., у осіб із гіпертонічною хворобою ІІ і ІІІ стадії в нічний час настає не зниження, як у здорових людей, а підвищення всіх показників АТ, периферичного опору з одночасним зниженням систолічного і хвилинного об’ємів крові. Ці гемодинамічні зрушення призводять до погіршення стану хворих у нічний час. Неузгодженість ритму біологічних годин і фотоперіодизму в осінню і весняну пори року є причиною загострення хронічних захворювань органів дихання, серцево-судинної системи, ШКТ тощо. Розмноження деяких паразитів в організмі також має виражену періодичність, що визначається частково Б.р. «хазяїна». Коливання метаболізму з періодом у десяті й соті частки секунди властиві нейронним біологічним годинникам. Ці ритми виявляють у зміні реактивних властивостей нейронів. Вони ж визначають деякі психофізіологічні закономірності, зокрема тривалість простих і складних сенсомоторних реакцій, залежність величини відчуття від інтенсивності сигналів, граничні значення інформаційного обсягу короткочасної пам’яті тощо. Б.р. — циклічні коливання в різних системах організму. Основними характеристиками Б.р. є: період або частота коливань (кількість коливань за одиницю часу), їх амплітуда (величина максимального відхилення показника в той чи інший бік від середнього значення чи рівня коливань), рівень, фаза і форма. Період коливань визначається інтервалом часу між сусідніми максимумами або мінімумами показника стану організму. Фаза коливання характеризує стан коливального процесу в момент часу; вимірюється в частках періоду, а у випадку синусоїдальних коливань — у кутових і дугових одиницях. За формою умовно виділяють такі види фізіологічних коливань: імпульсні, синусоїдальні, релаксаційні, змішані. Класифікація фізіологічних ритмів за Халбергом (F. Halberg) базується на величині періоду коливань. Б.р. класифікують також за їх співвідношенням із періодичними змінами геофізичних чинників і позначають як функціональні (напр. періодичні зміни інтенсивності транспірації та обміну в рослинах, ритм серцевих скорочень, дихання, цикли рухової активності — ходіння). Якщо період ритмів збігається з періодами геофізичних циклів або близький чи кратний їм, то їх називають адаптивними або екологічними. До них відносять добові, припливні, місячні і сезонні ритми. У біології розглядаються адаптивні ритми з позицій загальної адаптації організмів до середовища проживання, а у фізіології — з погляду виявлення внутрішніх механізмів такої адаптації і вивчення динаміки функціонального стану організму протягом тривалого періоду. За ступенем залежності від зовнішніх періодичних процесів виділяють екзогенні, набуті (звичні) та ендогенні ритми. Хвороба найчастіше загострюється навесні й восени. Погіршення перебігу гіпертонічної хвороби частіше спостерігається взимку, розвиток гострого інфаркту міокарда найбільш імовірний восени та взимку. Пік кількості самогубств у більшості країн припадає на травень. Таким чином, перспективною є сезонна профілактика багатьох захворювань. Б.р. визначають нестаціонарність ефектів ЛП і їхніх фармакокінетичних параметрів. Напр., ранковий прийом діазепаму, амітриптиліну, пропранололу, нітросорбіду супроводжується більш повним і швидким усмоктуванням, ніж вечірній або нічний прийом. Цитостатики більш ефективні в ті години, коли мітотична активність максимальна (щодо пухлин системи крові це друга половина дня). Отримано дані, що введення цитостатиків о 14-й і 19-й годині прискорює настання ремісії при гострих лейкозах порівняно зі стандартними схемами лікування. Максимум впливу сечогінних препаратів припадає на першу половину дня. Найвища ефективність від прийому глюкокортикоїдів відзначається в ранкові години у зв’язку з підвищенням чутливості гормональних рецепторів. З іншого боку, ліки здатні впливати на Б.р. Так, один з механізмів дії кофеїну зводиться до гальмування ферменту фосфодіестерази, що спричиняє підвищення частоти розрядів нервових клітин. Антибіотики, гальмуючи синтез білка в рибосомах, порушують ритм розподілу бактеріальних клітин. У сучасних умовах хронобіологія, хрономедицина і хронофармакологія набувають усе більшого значення. Їхній розвиток дозволяє краще зрозуміти глибинні механізми життєдіяльності і підвищити якість профілактики та лікування багатьох захворювань.

Арушанян Э.Б. Хронофармакология. — Ставрополь, 2000; Ашофф Ю. Свободнотекущие и захваченные циркадианные ритмы / В кн.: Биологические ритмы. — М., 1984. — Т. 1; БМЭ. — М., 1976. — Т. 3; Комаров Ф.И., Рапопорт С.И. Хронобиология и хрономедицина. — М., 2000; Питтендирх К. Циркадианные системы: общая перспектива / В кн.: Биологические ритмы. — М., 1984. — Т. 1.