Біологічні ритми

Зміст

• Типи біологічних ритмів
• Приклади біологічних ритмів

біологічні ритми Вони є періодичними змінами, що відбуваються в організмах через рівні проміжки часу.

Всі організми відчувають біологічні ритми, які можуть бути:

• Зовнішні ритми: Коли зміни визначаються зовнішніми для організму факторами. Тригерами можуть бути світло, вологість, температура, чергування дня і ночі, місячні фази, зміна сезону тощо.
• Внутрішні ритми: Коли зміни викликані внутрішніми явищами в організмі.

Хоча деякі ритми вважаються внутрішніми, оскільки вони спостерігалися в лабораторних умовах (ізоляція зовнішніх факторів), у нормальному розвитку організмів більшість біологічних ритмів зазнають впливу як внутрішніх, так і зовнішніх факторів.

Вони називаються синхронізатори до факторів зовнішнього середовища, здатних змінювати ендогенні ритми.

Типи біологічних ритмів

• Серцеві ритми: Це ті, які повторюються приблизно кожні 24 години (від 20 до 28 годин). Вони пов’язані з обертанням Землі та наслідком зміни світла. В лабораторних умовах спостерігали, що вони є ендогенними, проте інтервали модифікуються зовнішніми факторами. Ендогенна природа циркадних ритмів зумовлена ​​генетичними адаптаціями, що склалися у кожного виду. Його походження можна знайти в необхідності захистити реплікацію ДНК перших клітин від ультрафіолетового випромінювання, яке вони страждають протягом дня. Це був би перший добовий ритм: нічне розмноження клітин. В даний час організми мають внутрішні «годинники», які регулюють їх внутрішні ритми. У ссавців цей годинник знаходиться в супрахіазматичному ядрі, розташованому в мозку (в гіпоталамусі, над зоровим хіазмом). Однак циркадні ритми можуть бути сильно дезорганізовані умовами навколишнього середовища. Це пов’язано з тим, що активність супрахіазматичного ядра модулюється зовнішніми факторами, такими як зміна просвіту.
• Місячні ритми (їх ще називають селеніани або мультикінтемерали): вони пов’язані з рухами Місяця. Однак вони варіюються залежно від того, чи відбувається зміна в певній фазі Місяця, або в кожному місячному циклі, або в кожному півмісячному циклі.
• Приливні ритми: ті, на кого впливає приплив або відлив. Вони вражають організми, які мешкають у морі чи поблизу нього. Побічно на припливні ритми впливає сила тяжіння, яке Місяць чинить на земні водні дзеркала, з цієї причини припливний та місячний ритми тісно пов'язані. Багато статевих циклів хребетні (які не є сезонними) мають ритм припливів і відпливів через періодичну секрецію гормони статевий.
• Річні ритми: Ті біологічні дії, які завжди повторюються в один і той же час року. Вважається, що вони регулюються внутрішніми (генетичними) та зовнішніми факторами (змінами температури, доступністю їжі тощо). У тварин розмноження зазвичай відбувається за річними ритмами, а також сезонними міграціями. Також інші біологічні ритми, такі як сплячка або млявість, є адаптацією до періодів екстремальних температур, а тому є річними.
• Ультрадіанські ритми: У них набагато коротша періодичність: від 30 хвилин до 6 годин. Вони пов'язані з руховою та харчовою поведінкою, а також циклами відпочинку / активності. Фази сну також регулюються у певному віці. Наприклад, у новонароджених ритми сновидінь переважно ультрадіанські. Вони глибоко беруть участь у навчальних процесах, оскільки впливають на рівень уваги. На них впливають інші ритми. Вони впливають на виділення деяких гормонів, частоту серцевих скорочень, дихальні рухи, терморегуляцію та апетит (також пов’язані з виділення гормонів).

Приклади біологічних ритмів

Серцебиття: Двофазна насосна дія, яку виконує серце.

1. Перша фаза - діастола: як тільки кров збирається у верхніх камерах серця (передсердя), вони стискаються, змушуючи кров проходити до нижніх камер (шлуночки).
2. Друга фаза - систола: коли шлуночки наповнені кров’ю, вони стискаються і кров виходить назовні. Правий шлуночок направляє кров у легені для оксигенації, тоді як лівий шлуночок надсилає кров в організм для розподілу кисню.

Серцебиття може змінюватися за своїм ритмом в залежності від умов роботи організму (фізична активність, відпочинок) та контексту (стресові ситуації, перепади температури). Іншими словами, це лише відносно постійний біологічний ритм.

Дихальний рух: Дихання пов'язане з частотою серцевих скорочень, оскільки це біологічний ритм, що дозволяє крові киснювати. Існує два типи дихальних рухів.

1. Вдихання: повітря потрапляє в організм. М'язи діафрагми скорочуються, вигинаючись вниз. Це створює вакуум, який змушує легені набрякати, дозволяючи повітрю надходити.
2. Видих: Повітря залишає тіло. М'язи діафрагми розслабляються, в результаті чого легені зменшуються в обсязі, і тому повітря, яке вони містять, залишає тіло.

Поки повітря знаходиться в легенях, відбувається обмін газів що дозволяє киснювати кров і виводити шкідливі для організму гази.

Так само, як це відбувається з серцевим ритмом, дихальний рух змінюється потребами організму, тому його ритм, як правило, постійний, але не незмінний.

Мозкові хвилі: Електрична діяльність, яку виробляє мозок. Їх швидкість вимірюється циклами в секунду (Гц). Відповідно до кожного психічного стану виробляються різні типи хвиль:

1. Спектр (більше 40 Гц): Вони були виявлені нещодавно завдяки розвитку цифрової електроенцефалографії. Функція цієї швидкісної мозкової діяльності ще не відома.
2. Бета (Від 14 до 40 Гц): Відбуваються при нормальній неспання. Дозволяє пильність, критичні міркування та логічне мислення.
3. Альфа (7,5-14 Гц): Вони виникають у станах розслаблення із закритими очима. Ці типи хвиль сприяють уяві, пам’яті, навчанню та концентрації.
4. Тета (Від 4 до 7,5 Гц): Вони виникають під час глибокої медитації або під час легкого сну (REM). Підсвідомість виражає себе за допомогою цих хвиль, це частота, в якій трапляються сни.
5. Дельта (Від 0,5 до 4 Гц): це найповільніша частота. Це відбувається під час глибокого сну, коли немає снів. Це необхідно для будь-якого процесу загоєння.

Сон - неспання: Відноситься до нітрального ритму (день-ніч). Це залежить від зовнішніх впливів світла, шуму та руху, які ми зазвичай відчуваємо протягом дня. Помічено, що без зовнішніх впливів цей ритм перевищує тривалість однієї доби (з 25 до 29 годин). З цієї причини існує явище "реактивного відставання", зміна ритму сну під час подорожі на територію з чергуванням світла і темряви, що дуже відрізняється від оригіналу. Іншими словами, синхронізаторами цього біологічного ритму є чергування світла і темряви та факторів навколишнього середовища (трудові обов’язки, діяльність тощо).

Менструальний цикл: Процес, який готує матку жінок та самок до вагітності. У жінок менструальний цикл триває в середньому 28 днів (деякі жінки мають менші цикли, а інші - більшу).

Сезонні афективні розлади: Це розлад настрою, який з’являється в певний час року. Найпоширенішим є те, що це відбувається взимку або в кінці осені. Це пов’язано з великим депресивним розладом. Існують гіпотези, що це пов’язано з реакцією мозку на зменшення природного освітлення, зниження рівня серотоніну та мелатоніну (речовин, що регулюють настрій).

Діяльність ракоподібних на морських пляжах: Більшість ракоподібних мають поведінку, яка реагує на припливний цикл. Наприклад, краби-скрипалі збираються на грязьових берегах під час відливу, викопуючи яму, де вони залишаться, коли приплив підніметься.

Годування: Ритм сну і неспання впливає на всі інші функції організму, оскільки він змінює температуру тіла, кров’яний тиск та секрецію таких гормонів, як мелатонін. Ось чому вони також зазнають впливу всі органи травної системи. Наприклад, кишечник більш активний протягом дня. Гормони, що відповідають за регулювання споживання (лептин і адипонектин), різняться залежно від часу доби. Однак, як ми вже спостерігали, на біологічні ритми впливають зовнішні для організму фактори, пов'язані з соціальною, трудовою та культурною діяльністю. З цієї причини щоденні звички кожної людини активізують механізми травлення в ті часи, коли вони регулярно харчуються.

Репродуктивні ритми: Репродуктивні ритми різняться у кожного виду. Наприклад, у більшості тварин помірного поясу періоди розмноження є лише в певний час року. Ці тварини мають сезонне розмноження. Це пов’язано з природною адаптацією до часу, коли довкілля є більш сприятливим для народження молодняку.

Сезонні міграції: Сезонні міграції - це періодичні переміщення з одного місця проживання в інше. Різні види тварин здійснюють сезонні міграції: птахи, риби, омари, земноводні і ссавців. Міграція може мати на меті відійти від екстремального клімату (саме тому вони завжди проводяться в один і той же час року) або досягти місця, сприятливого для розмноження (як це часто буває у риб). Міграційні рухи, як правило, охоплюють більші відстані у птахів, які навіть змінюються від одного вмісту до іншого (наприклад, ластівки, які мігрують з Європи до Африки).

Зимова сплячка: Це стан млявості, який дозволяє тваринам адаптуватися до сильних холодів. Це може тривати кілька днів, тижнів або місяців. Це дозволяє їм економити енергію в часи, коли їжі не вистачає, значно уповільнюючи обмін речовин. Інші біологічні ритми також зменшуються під час сплячки, такі як дихання, частота серцевих скорочень та мозкові хвилі. Серед ссавців, які зимують, - це бабак, соня, їжак, ховрах, хом'як і кажан.

Зимова млявість плазунів та земноводних: Рептилії - це холоднокровні (гетеротермічні) тварини, тому вони зазвичай не переживають період сплячки. Однак деякі плазуни та земноводні проходять процес, подібний до сплячки, під час якого вони залишаються захищеними в норах у стані жаху.

Літня млявість пустельних ссавцівХоча найбільш відомими періодами випару є сплячка, яка відбувається взимку, інші ссавці можуть захищатися від надзвичайно високих температур в пустеля через період млявості, який відбувається влітку (влітку). Наприклад, піщанка переходить у млявість під час вищих температур.

Цвітіння в рослинах: У більшості квітучих рослин вони починають рости ранньою весною.Це пов’язано з природною адаптацією, яка робить рослини генетично готовими до цвітіння, коли температура починає підвищуватися. Поки невідомо, як рослини сприймають ці зміни температури.

Трубопроводи у рослин: Бульбоутворення - це процес, при якому коріння або нижні частини стебла рослини стають бульбами, такими як картопля (картопля) або солодка картопля (солодка картопля). Бульбоутворення залежить від певних гормонів рослини. Початок її зростання відбувається між 15 і 28 днями після посіву і триває між 10 і 14 днями, як правило, за дні до цвітіння рослини. Хоча це відносно стабільний біологічний ритм, на нього впливають як внутрішні фактори (чи рослина виникає з нового чи старого насіння, наприклад), так і зовнішні фактори (світло, доступні поживні речовини, вологість, температура).