Лекция История исследования временной организации биосистем. Основные понятия



Скачать 46.29 Kb.
Дата27.05.2016
Размер46.29 Kb.
ТипЛекция
Лекция 1. История исследования временной организации биосистем. Основные понятия.

Биоритмология, или хронобиология – наука, изучающая циклические биологические процессы, имеющиеся на всех уровнях организации живой природы. Биоритмология является новым научным направлением, развивающимся на «стыке» смежных дисциплин.



Временная организация биологической системы – это комплекс биологических ритмов, который характеризуется механизмами регуляции, связями с внешней средой и самими взаимосвязями между ритмами. Временная организация биосистемы делится на

  • часть, осуществляющую регуляцию временной организации;

  • часть, воспринимающую сигналы регуляции;

  • часть, включающую в себя «рабочую», эффекторную функцию временной организации;

  • часть, связывающую временную организацию биосистемы с внешней средой и другими биологическими системами.

В течение миллионов лет эволюционного развития по пути постоянного усложнения и совершенствования одновременно шли два процесса: процесс структурной организации живых систем и процесс их временной организации. Чем сложнее биологическая система, тем сложнее её временная организация и тем успешнее адаптируется организм к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Но эта адаптация обеспечивалась не одной какой-то системой, а скоординированными во времени и пространстве и соподчиненными между собой несколькими специализированными функциональными системами. Поэтому в настоящее время методологические принципы биоритмологии проникают в исследования всех уровней организации живого – от молекулярного до уровня целостного организма. Исследования временной организации биосистем помогают ответить на вопросы, возникающие при изучении эколого-физиологических механизмов адаптации к новой среде обитания. С их помощью изыскиваются научно обоснованные средства коррекции нарушений, появляющиеся при воздействии на организм различных неблагоприятных факторов.

Интерес к биологическим ритмам прослеживается на протяжении двух с половиной тысячелетий и восходит к периоду Древней Греции. Так древнегреческий врач Герофил обнаружил, что пульс человека меняется в течение дня. В 1632 году английский естествоиспытатель Джон Врен в своем «Трактате о травах» впервые описал дневные циклы тканевых жидкостей в организме человека, которые он, следуя терминологии Аристотеля, назвал «гуморы». В 1729 году в трудах Парижской Королевской академии наук впервые появилось сообщение об одном из экспериментов известного французского естествоиспытателя Ж.Ж. де Мерана. Им было обнаружено, что растения в полной и постоянной темноте сохраняют суточный ритм движения листьев. В 1779 году В.Гуфеланд обратил внимание коллег на универсальность ритмических процессов в биологии: каждый день жизнь повторяется в определенных ритмах, а суточный цикл, связанный с вращением Земли вокруг своей оси регулирует жизнедеятельность всего живого, включая организм человека. 24-часовой период он назвал «единицей нашей естественной хронологии». Можно также сослаться на французского студента-медика Ж.Вире, который в своей диссертации в 1814 году впервые использовал выражение «живые часы» для описания суточных ритмов. Однако, первые серьезные научные исследования в этой области начали проводиться в начале 20-го века, в том числе российскими учеными И.П. Павловым, В.В. Вернадским, А.Л. Чижевским и другими. И лишь начиная с 30-х годов ХХ века наметился реальный прогресс в исследовании биологических ритмов. В 1958 году Эрвин Бюннинг опубликовал первую монографию в этой области. В 1959 году Юргеном Ашоффом, директором Института физиологии поведения имени Макса Планка в Андексе (Германия), была открыта зависимость длительности фазы бодрствования от длительности солнечного освещения, которая давала право говорить о том, что свет определяет циркадные колебания организма. В этом же году Ашофф совместно с Колином Питтендригом сформулировали основные понятия хронобиологии (биоритмологии). Советские ученые Е.Е. Введенский, А.И. Ухтомский, И.П. Павлов и  В.В. Парина осуществили попытку теоретически обосновать механизмы возникновения ритмических процессов в нервной системе и показали, что ее ритм определяет прежде всего ритм возбуждения и торможения. В 1960-ом году в СССР были переведены на русский язык и опубликованы материалы международного симпозиума по биоритмологии. Символично, что в том же 1960 году крупные научные коллективы нашей страны начали активно работать над темой "Солнце — биосфера". А в 1963 году Л.Чижевский установил связь между периодичностью эпидемий и периодичностью явлений на Солнце. Так родилась новая область знания — гелиобиология. В 1972 году Роберт Мур и Виктор Эйхлер показали, что супрахиазматическое ядро является центром управления биологическими часами организма. К концу 20-го века факт ритмичности биологических процессов живых организмов стал считаться одним из фундаментальных свойств живой материи и сущностью организации жизни. Однако природа биоритмов до последнего времени была неясна. Как бывает в таких случаях, исследования биоритмов представляли собой процесс накопления информации, выявления свойств и закономерностей методами статистики, рассматривались вопросы практического использования.

В последнее время учение о биологических ритмах получило интенсивное развитие, особенно в последние десятилетия, что связано с научно-технической эволюцией и космонавтикой. В медико-биологической науке возникло новое направление изучения биологических ритмов у здорового и больного человека – хрономедицина, использующая хронобиологические данные для совершенствования профилактики, диагностики и повышения эффективности лечения людей. К разделам хрономедицины относятся хронопатология, хронофармакология, хронотерапия и хронодиагностика. Выделяют также хронопрофилактику. Достижения современной биоритмологии и накопленные факты свидетельствуют о том, что временной фактор должны учитывать не только врачи и фармакологи, но и животноводы, растениеводы, пчеловоды, селекционеры, генетики, биохимики, ученые, работающие в области авиакосмической, подводной и спортивной физиологии.

Основные понятия, применяемые в биоритмологии:

Ритм – чередование каких-либо элементов, происходящее с определенной последовательностью, частотой.

Биологический ритм – повторение некоторого события в биологической системе через более или менее регулярные промежутки времени.

Биологические часы – колебательные (циклические) процессы живых организмов, которые имеют периоды, с определенной степенью точности и постоянства кратные периодам суточных, месячных и сезонных ритмических изменений условий жизни, так или иначе связанных с вращательными движениями Земли.

Синхронизация – согласование.

Согласование спектра биологических процессов с периодами геогелиодинамики – синхронизация биологических ритмов внешними датчиками времени.



Согласование биологических ритмов различных функций организма – внутренняя синхронизация.

Десинхронизация – рассогласование.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница