Содержание
- 2. Биологи́ческие ри́тмы (биоритмы) (от греческого βίος — bios, «жизнь» и ῥυθμός — rhythmos, «любое повторяющееся движение,
- 4. Биологические ритмы – это периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера процессов жизнедеятельности биологических систем. Биологические ритмы,
- 5. 1. Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы – от одноклеточных до биосферы. Это
- 6. Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. Физиологические ритмы. Это, например, ритмы давления, биения сердца и артериального
- 7. Процессы роста и развития организма имеют ритмический характер. Одно из наиболее интересных проявлений биологического измерения времени
- 8. Циркадианные ритмы Циркадные (циркадианного) ритмы (от лат. Circa — около, кругом и лат. Dies — день)
- 9. В многочисленных опытах на животных установлено наличие циркадианных ритмов двигательной активности, температуры тела и кожи, частоты
- 10. Если шишковидную железу, или эпифиз, воробья удалить хирургическим путем, он немедленно теряет свои циркадные ритмы. Если
- 11. . Особенности циркадных (околосуточных) ритмов Все циркадные ритмы имеют период, приблизительно равный суткам (сутки — это
- 12. Особенности циркадных (околосуточных) ритмов 6. Циркадные ритмы протекают независимо на разных уровнях организации (как на уровне
- 14. Суточные ритмы Наиболее яркие примеры физиологических сдвигов в течение суток дают летучие мыши. Летом в период
- 15. С позиций учения о биоритмах, адаптация – это временное согласование функционального состояния организма и условий окружающей
- 16. Сезонные и годовые ритмы Среда обитания большинства организмов подвержена глубоким сезонным изменениям. Буквально все физические факторы,
- 17. Окологодовые (цирканнуальные) ритмы Особенно это относится к циклам размножения. Так, животные Южного полушария, содержащиеся в зоопарках
- 18. Многолетние ритмы Наиболее благоприятным для размножения может оказаться не каждый год, а, скажем, каждый третий из
- 19. СЕЗОННЫЕ РИТМЫ Сезонными (или годовыми) ритмами называются любые закономерно повторяющиеся изменения в природе, протекающие с периодом
- 20. Высокочастотные ритмы (период 30 мин) – это большинство рабочих ритмов. Примерами таких ритмов является генерация импульсов
- 21. Одно из наиболее интересных сезонных состояний – сезонное выключение активного метаболизма. Способность животных в неблагоприятное время
- 22. Ангидробиоз. В мелких водоемах с каменистым дном в Нигерии и Уганде обитают личинки комара Polypedilium vanderplanki
- 23. Диапауза (от др.-греч. — перерыв, остановка) - состояние физиологического торможения обмена веществ и остановки формообразовательных процессов.
- 24. Спячка – это форма адаптации к дефициту энергии путем сильного подавления метаболизма. Характерна для позвоночных животных.
- 25. Зимняя спячка Зимняя спячка может быть нескольких типов. 1 тип. У мелких млекопитающих (весом до 10
- 26. Зимняя спячка Многие другие мелкие млекопитающие впадают в зимнюю спячку другого типа: перед спячкой они делают
- 27. Зимняя спячка Еще один вариант спячки встречается у крупных млекопитающих, у которых спячка может длиться до
- 28. У большинства птиц и млекопитающих половые железы достигают полного развития только к весне, когда они начинают
- 29. Изменяющаяся в зависимости от времени года продолжительность дня регулирует не только процессы размножения. Значительная часть обитающих
- 30. ВРЕМЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОРГАНИЗМА И ЕГО СИСТЕМ В клетках и тканях непрерывно протекают процессы ассимиляции и диссимиляции,
- 31. Синхронизация работы различных систем. Ритмическая активность разных физиологических систем синхронизирована между собой неодинаково. Например, тесно связаны
- 32. Наблюдая волнообразные изменения уровня различных параметров крови, а также изменение таких интегративных показателей как температура тела,
- 33. ВНЕШНИЕ «ЗАДАВАТЕЛИ ВРЕМЕНИ» Внешние условия, вызывающие те или иные закономерные колебания функций названы «задаватели времени» ,
- 34. Механизмы взаимодействия различных систем организма с внешними факторами – «задавателями времени». 1 теория-наличие единых биологических часов.
- 35. Механизмы взаимодействия различных систем организма с внешними факторами – «задавателями времени». 2 теория-полиосцилляторной временной структуры организма.
- 36. Биологические ритмы в различных климатогеографических условиях Высокогорье. В условиях высокогорья околосуточные ритмы гемодинамики, дыхания, газообмена зависят
- 38. Биоритмы имеют внутреннюю и внешнюю регуляцию Внутренняя регуляция биоритмов определяется функционированием биологических часов. Для объяснения предложены
- 39. Первый уровень. Активация регуляторной деятельности эпифиза запускается сменой дня и ночи (входным «рецептором» являются в том
- 40. Второй уровень субкомиссуральное тело Супраоптическая часть эпифиз гипоталамуса. биоритмы Разрушение супраоптической части гипоталамуса ведет к нарушению
- 41. уровни регуляции биоритмов внутриклеточный
- 43. Скачать презентацию
Биологи́ческие ри́тмы (биоритмы) (от греческого βίος — bios, «жизнь» и ῥυθμός
Биологи́ческие ри́тмы (биоритмы) (от греческого βίος — bios, «жизнь» и ῥυθμός
Биологические ритмы – это периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера процессов
Биологические ритмы – это периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера процессов
Биологические ритмы, или биоритмы – это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству и обнаружена практически у всех живых организмов. Их можно наблюдать в отдельных клетках, тканях и органах, в целых организмах и в популяциях.
Согласно одному из основных принципов материалистического естествознания – принципу единства организма и среды: организм не может существовать без внешней среды. Но внешняя среда, все сферы мироздания охвачены колебательными ритмическими движениями. Неудивительно поэтому, что одним из неотъемлемых свойств живого является ритмичность всех процессов. "Весь растительный и животный мир, а с ним и человек, извечно и непрестанно испытывают на себе ритмические воздействия внешнего физического мира и извечно отвечают на биение мирового пульса ритмическими пульсирующими реакциями", - писал русский социолог П. Я. Соколов.
1. Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы –
1. Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы –
2. Биологические ритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма, обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации в биологических системах.
3. Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой - их осуществление тесно связано с модифицирующим фактором внешней среды так называемых датчиков времени. Эта связь в основе единства организма со средой во многом определяет экологические закономерности.
4. Обнаружены биологические ритмы чувствительности организмов к действию факторов химической (среди них лекарственные средства) и физической природы. Это стало основой для развития хронофармакологии, т.е. способов применения лекарств с учетом зависимости их действия от фаз биологических ритмов функционирования организма и от состояния его временной организации, изменяющейся при развитии болезни.
5. Закономерности биологических ритмов учитывают при профилактике, диагностике и лечении заболеваний.
Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. Физиологические ритмы. Это, например, ритмы
Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. Физиологические ритмы. Это, например, ритмы
Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающей среды. К ним относятся суточные, сезонные (годовые), приливные и лунные ритмы.
Благодаря экологическим ритмам, организм ориентируется во времени и заранее готовится к ожидаемым условиям существования. Так, некоторые цветки раскрываются незадолго до рассвета, как будто зная, что скоро взойдет солнце. Многие животные еще до наступления холодов впадают в зимнюю спячку или мигрируют. Таким образом, экологические ритмы служат организму как биологические часы.
Процессы роста и развития организма имеют ритмический характер.
Одно из наиболее
Процессы роста и развития организма имеют ритмический характер.
Одно из наиболее
Циркадианные ритмы
Циркадные (циркадианного) ритмы (от лат. Circa — около, кругом и
Циркадианные ритмы
Циркадные (циркадианного) ритмы (от лат. Circa — около, кругом и
Понятие циркадианного (околосуточного) ритма ввел в 1959 г. Халберг. Циркадианный ритм является видоизменением суточного ритма с периодом 24 часа, протекает в константных условиях и принадлежит к свободно текущим ритмам. Они врожденные, эндогенные, т.е. обусловлены свойствами самого организма. Период циркадианных ритмов длится у растений 23-28 часов, у животных 23-25 часов. Поскольку организмы обычно находятся в среде с циклическими изменениями ее условий, то ритмы организмов затягиваются этими изменениями и становятся суточными. Подчинение всех проявлений жизнедеятельности циркадианному ритму выступает значительным фактором целостности организма.
В многочисленных опытах на животных установлено наличие циркадианных ритмов двигательной активности,
В многочисленных опытах на животных установлено наличие циркадианных ритмов двигательной активности,
Суточным колебаниям оказались подвержены содержания различных веществ в тканях и органах, например глюкозы, натрия и калия в крови, плазмы и сыворотки в крови, гормонов роста и др.
По существу, в околосуточном ритме колеблются все показатели эндокринные и гематологические, показатели нервной, мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем.
В этом ритме все - содержание и активность десятков веществ в различных тканях и органах тела, в крови, моче, поте, слюне, интенсивность обменных процессов, энергетическое и пластическое обеспечение клеток, тканей и органов. Этому же циркадианному ритму подчинены чувствительность организма к разнообразным факторам внешней среды и переносимость функциональных нагрузок. Всего к настоящему времени у человека выявлено около 500 функций и процессов, имеющих циркадианную ритмику.
Если шишковидную железу, или эпифиз, воробья удалить хирургическим путем, он немедленно
Если шишковидную железу, или эпифиз, воробья удалить хирургическим путем, он немедленно
. Особенности циркадных (околосуточных) ритмов
Все циркадные ритмы имеют период, приблизительно равный
. Особенности циркадных (околосуточных) ритмов
Все циркадные ритмы имеют период, приблизительно равный
2. Циркадные ритмы неизменно существуют во всех живых системах. Какой бы живой организм мы ни изучали, всегда обнаружится, что он имеет своеобразный ритм активного и неактивного состояний.
3. Циркадные ритмы по своей природе эндогенны, то есть имеют внутренние (внутриорганизменные) причины. Это положение впервые сформулировал де Кандоль в 1832 году.
4. Циркадные ритмы — это очень устойчивые колебания, то есть они не затухают со временем. Для животных это положение не вызывает сомнений. Даже при отсутствии внешнего синхронизатора (смены света и темноты, ритмического изменения температуры) ритмы у них не затухают. Может несколько изменяться период ритма он становится эндогенным.
5. Циркадные ритмы являются врожденным свойством организма. Они не возникают как результат непосредственного воздействия на организм изменений среды.
Особенности циркадных (околосуточных) ритмов
6. Циркадные ритмы протекают независимо на разных уровнях
Особенности циркадных (околосуточных) ритмов
6. Циркадные ритмы протекают независимо на разных уровнях
7. Циркадный период характеризуется поразительно малым отклонением от среднего значения при свободном течении ритма. Это означает, что механизм, лежащий в основе циркадной периодичности, отличается большой точностью.
8. Для каждого организма величина и изменчивость периода ритма индивидуальна.
9. Имеются устойчивые различия в ритмах между видами живых существ.
10. Период циркадного ритма проявляет температурную независимость.
Суточные ритмы
Наиболее яркие примеры физиологических сдвигов в течение суток дают летучие
Суточные ритмы
Наиболее яркие примеры физиологических сдвигов в течение суток дают летучие
С позиций учения о биоритмах, адаптация – это временное согласование функционального
С позиций учения о биоритмах, адаптация – это временное согласование функционального
Вначале, при нарушении синхронизации биоритмов организма и датчиков времени (астрономических, географических и социальных), возникает десинхронизация, это соответствует стадии тревоги. Это бывает при трансмеридиальных перелетах с быстрым пересечением нескольких часовых поясов, а также при сменной работе.. Заключается оно в рассогласовании циркадианных ритмов разных функций. В результате возникают такие неблагоприятные симптомы, как нарушение сна, ухудшение самочувствия и настроения, невротические расстройства. При этом падает работоспособность, снижается иммунитет, обостряются хронические заболевания.
Затем, через какой-то промежуток времени, стадия тревоги купируется. Ритмы различных функций вновь приходят в фазовые соотношения, присущие устойчивой норме, причем весь ансамбль ритмов хорошо согласуется и с внешними датчиками времени. Это стадия резистентности.
Если она не наступает, то ритмы разлаживаются, возникает полная десинхронизация – аритмический хаос, который несовместим с жизнью. Поэтому стадия истощения может закончиться летальным исходом.
Сезонные и годовые ритмы
Среда обитания большинства организмов подвержена глубоким сезонным изменениям.
Сезонные и годовые ритмы
Среда обитания большинства организмов подвержена глубоким сезонным изменениям.
Окологодовые (цирканнуальные) ритмы
Особенно это относится к циклам размножения. Так, животные
Окологодовые (цирканнуальные) ритмы
Особенно это относится к циклам размножения. Так, животные
Многолетние ритмы
Наиболее благоприятным для размножения может оказаться не каждый год, а,
Многолетние ритмы
Наиболее благоприятным для размножения может оказаться не каждый год, а,
Р.С. Виноградов еще в 1934 году, оценивая жизнедеятельность домовых мышей, замечал, что хотя они живут в исключительно постоянных по климатическим, комфортным и пищевым характеристикам условиях, тем не менее испытывает закономерные колебания численности с периодичностью от трех до пяти лет.
СЕЗОННЫЕ РИТМЫ
Сезонными (или годовыми) ритмами называются любые закономерно повторяющиеся изменения в
СЕЗОННЫЕ РИТМЫ
Сезонными (или годовыми) ритмами называются любые закономерно повторяющиеся изменения в
обстановки. Благодаря формированию у организмов этой системы
сезонных приспособлений у отдельных особей и популяций появилась относительная гарантия выживания в условиях непостоянной среды обитания.
Именно сезонная периодичность жизнедеятельности позволила
растениям и животным широко расселиться по всей планете и проникнуть во все климатические зоны
Высокочастотные ритмы (период 30 мин) – это большинство рабочих ритмов. Примерами
Высокочастотные ритмы (период 30 мин) – это большинство рабочих ритмов. Примерами
2. Ультрадианные ритмы (период 0,5-20 ч). Некоторые из них относят к собственно биологическим, т. е. согласованным с временем суток. Однако некоторые фазы этих ритмов не имеют связи с временем суток. Так, один цикл колебания состава мочи и крови составляет 20 ч, а стадии быстрого сна повторяются через каждые 90 мин от момента засыпания.
Одно из наиболее интересных сезонных состояний – сезонное выключение активного метаболизма.
Одно из наиболее интересных сезонных состояний – сезонное выключение активного метаболизма.
Ангидробиоз.
В мелких водоемах с каменистым дном в Нигерии и Уганде
Ангидробиоз.
В мелких водоемах с каменистым дном в Нигерии и Уганде
(Chironomidae).. Когда водоем исчезает, живущие в нем личинки высыхают и остаются в таком состоянии до следующего дождя. Степень обезвоживания личинок зависит от влажности воздуха. При относительной влажности 60% содержание воды в личинках составляет 8%, а при относительной влажности менее 1% падает ниже 3%. В таких обезвоженных биологических системах интенсивность обмена может падать до нуля, что полностью устраняет потребность в питании. Чтобы вернуться в обычное состояние, личинке нужно пробыть в воде около часа, за это время восстанавливается нормальное содержание жидкости
в организме (80–90%), и она снова может потреблять пищу. Таким
образом, личинки приспособились к условиям, в которых обводнение чередуется с периодами жестокой засухи.
Диапауза (от др.-греч. — перерыв, остановка) - состояние физиологического торможения обмена
Диапауза (от др.-греч. — перерыв, остановка) - состояние физиологического торможения обмена
Спячка – это форма адаптации к дефициту энергии путем сильного подавления
Спячка – это форма адаптации к дефициту энергии путем сильного подавления
сравнению с нормальным уровнем покоя. Например, у суслика обмен веществ во время спячки составляет 1/52 от состояния бодрствования, по некоторым данным, даже 1/100. Температура тела в это время снижается до 4–5°. Иногда спячка сопровождается перестройкой ферментативных процессов.
Зимняя спячка
Зимняя спячка может быть нескольких типов.
1 тип. У мелких
Зимняя спячка
Зимняя спячка может быть нескольких типов.
1 тип. У мелких
температуры тела, замедлением дыхания, ритма сердца и обмена веществ. У некоторых видов температура тела остается низкой около недели, после чего примерно на день поднимается до нормы. Животное при этом пробуждается, однако во время таких пробуждений оно не потребляет пищи. Характерным примером животного, впадающего в такую периодическую спячку, может служить американский лесной сурок (Marmota monax), не запасающий обычно корм на зиму. К осени сурки сильно отъедаются, накапливая жир. 4–10 дней спячки прерываются 1–5 днями бодрствования, хотя периоды сна к зиме постепенно удлиняются. Во
время спячки у сурков подавляются метаболические процессы: число сердцебиений падает со 100 до 10–15 ударов в минуту, температура тела уменьшается до 8°С, частота дыхания также заметно снижается.
Зимняя спячка
Многие другие мелкие млекопитающие впадают в зимнюю спячку другого типа:
Зимняя спячка
Многие другие мелкие млекопитающие впадают в зимнюю спячку другого типа:
Зимняя спячка
Еще один вариант спячки встречается у крупных млекопитающих, у которых
Зимняя спячка
Еще один вариант спячки встречается у крупных млекопитающих, у которых
У большинства птиц и млекопитающих половые железы достигают полного развития только
У большинства птиц и млекопитающих половые железы достигают полного развития только
В переднем гипоталамусе сконцентрированы группы клеток (супрахиазматические ядра), функционирование которых контролируется фотопериодом. Гормоны, выработка которых подчиняется фотопериодическому контролю, стимулируют возникновение брачного поведения. По прошествии времени, характерного для каждого вида, из оплодотворенной яйцеклетки развивается новый организм, и на свет появляется потомство. До наступления холодов оно должно настолько окрепнуть, чтобы могло перезимовать
Изменяющаяся в зависимости от времени года продолжительность дня регулирует не только
Изменяющаяся в зависимости от времени года продолжительность дня регулирует не только
очень велики, времени на подкормку в пути остается мало, поэтому возникает необходимость в запасании энергии впрок – отложении толстого слоя подкожного жира. Этот процесс, так же как и
время отправления в путь, контролируется фотопериодом.
ВРЕМЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОРГАНИЗМА И ЕГО СИСТЕМ
В клетках и тканях непрерывно протекают
ВРЕМЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОРГАНИЗМА И ЕГО СИСТЕМ
В клетках и тканях непрерывно протекают
Синхронизация работы различных
систем.
Ритмическая активность разных физиологических систем синхронизирована между собой
Синхронизация работы различных
систем.
Ритмическая активность разных физиологических систем синхронизирована между собой
Наблюдая волнообразные изменения уровня различных параметров крови, а также изменение таких
Наблюдая волнообразные изменения уровня различных параметров крови, а также изменение таких
ВНЕШНИЕ «ЗАДАВАТЕЛИ ВРЕМЕНИ»
Внешние условия, вызывающие те или иные закономерные колебания функций
ВНЕШНИЕ «ЗАДАВАТЕЛИ ВРЕМЕНИ»
Внешние условия, вызывающие те или иные закономерные колебания функций
1. Ритмы высокой частоты. К ним относятся все колебания с длительностью цикла не более 0,5 часа.
2. Ритмы средней частоты:
ультрадный (ультрадианный) - с длительностью от 0,5 до 20 часов;
циркадный (циркадианный) - с длительностью от 20 до 28 часов;
инфрадный (инфрадианный) - с длительностью от 28 часов до 6 дней.
3. Ритмы низкой частоты:
циркавижинтанный (с 20-дневной длительностью);
циркатригинтанный (соответствует лунному месяцу — около 30 дней), цирканнуальный (годичный).
Механизмы взаимодействия различных систем организма с внешними факторами – «задавателями времени».
1
Механизмы взаимодействия различных систем организма с внешними факторами – «задавателями времени».
1
Механизмы взаимодействия различных систем организма с внешними факторами – «задавателями времени».
Механизмы взаимодействия различных систем организма с внешними факторами – «задавателями времени».
Одним из звеньев, связывающих внешние датчики времени и внутренние «биологические часы», может являться вода. Вода входит во все клетки организма и ткани как необходимая составная их часть и служит основой всех жидких сред. Показано, что состояние молекул внутриорганизменной воды подвержено влияниям различных геофизических и гелиофизических факторов, в зависимости от которых изменяется структура молекулярных коопераций, приобретающих при этом различные биофизические свойства. От изменчивости свойств тканей - в межклеточном веществе и внутри клеток - может зависеть скорость течения и характер ферментативных процессов, метаболизма, проницаемости мембран.
Биологические ритмы в различных климатогеографических условиях
Высокогорье. В условиях высокогорья околосуточные ритмы
Биологические ритмы в различных климатогеографических условиях
Высокогорье. В условиях высокогорья околосуточные ритмы
• Высокие широты. Специфические свойства полярного климата и особенности среды определяют особенности биоритмов у жителей:
- В период полярной ночи отсутствуют достоверные циркадианные колебания потребления кислорода.
- У жителей Крайнего Севера и у полярников в период полярной ночи (зимой) наблюдают снижение амплитуды суточного ритма температуры тела и смещение акрофазы (максимальное значение колеблющейся величины) на вечерние часы, а весной и летом - на дневные и утренние часы.
• Аридная зона. При адаптации человека к пустыне ритмические колебания условий окружающей среды приводят к синхронизации ритмики функционального состояния организма с этими колебаниями. Таким путём достигается частичная оптимизация деятельности компенсаторных механизмов в экстремальных условиях среды. Например, акрофаза ритма средневзвешенной температуры кожи приходится на 16 ч 30 мин, что практически совпадает с максимумом температуры воздуха, температура тела достигает максимума в 21 ч, коррелируя с максимумом теплообразования.
Биоритмы имеют внутреннюю и внешнюю регуляцию
Внутренняя регуляция биоритмов определяется функционированием биологических
Биоритмы имеют внутреннюю и внешнюю регуляцию
Внутренняя регуляция биоритмов определяется функционированием биологических
1. «Хрон-гипотеза». К. Д. Ере и Е. Тракко.
Механизм околосуточных ритмов связан с определенным участком ДНК.
2. «Мембранная теория». Цикличность регулируется состоянием липидно-белковых мембран и их проницаемостью для ионов калия, которая периодически меняется. Мембраны клетки, обладая рецепторными свойствами, контролируют биоритмы, связанные с фотопериодизмом и действием температурных факторов.
3. «Мультиосцилляторная модель». У человека обнаружено более 300 ритмически меняющихся с периодом около 24 часа физиологических функций.
Мультиосцилляторный принцип организации повышает адаптивную пластичность организма, позволяя эффективно приспосабливаться к различным по временной организации условиям среды.
Первый уровень. Активация регуляторной деятельности эпифиза запускается сменой дня и ночи
Первый уровень. Активация регуляторной деятельности эпифиза запускается сменой дня и ночи
День
Ночь
Триптофан (синтезируется в эпифизе)
Серотонин (В СВЕТЛОЕ ВРЕМЯ СУТОК)
Мелатонин (В ТЕМНОЕ ВРЕМЯ СУТОК)
Мелатонин продуцируется также сетчаткой, цилиарным телом глаза, органами ЖКТ. Гормон мелатонин доносит информацию от СХЯ (супрахиазматического ядра) до органов и клеток
Второй уровень субкомиссуральное тело
Супраоптическая часть эпифиз
гипоталамуса.
биоритмы
Разрушение супраоптической части гипоталамуса
Второй уровень субкомиссуральное тело
Супраоптическая часть эпифиз
гипоталамуса.
биоритмы
Разрушение супраоптической части гипоталамуса
уровни регуляции биоритмов
внутриклеточный
уровни регуляции биоритмов
внутриклеточный