Биоритмы, или Как стать здоровым Доскин Валерий
Чаще всего причина колебаний надежно скрыта, и сегодня мы можем лишь с большой определенностью утверждать следующее: в природе существует значительно большая взаимосвязь, чем считалось ранее. Одни и те же циклы выявляются во многих естественных и социальных явлениях. Это имеет колоссальное значение для прогнозирования биологической, экономической и социальной деятельности.
Несмотря на то что причину ряда длительных ритмических явлений пока трудно объяснить, их нельзя оставлять без внимания. Чем быстрее они будут поняты специалистами, тем скорее удастся найти им достойное применение на практике.
В наши дни наиболее логичным и обоснованным является объяснение ритмичности многих явлений, имеющих длительный период и наблюдаемых в биологических системах, влиянием метеорологических и гелиогеофизических факторов.
Но каким образом колебания погодных условий, магнитного поля, космические лучи и изменения солнечной активности меняют состояние живых существ? Эти вопросы волнуют сегодня многих хронобиологов, однако самые главные научные проблемы, пожалуй, связаны с Солнцем.
Виновато ли Солнце?
Интересные исследования были выполнены профессором Физико-химического института Флорентийского университета Дж. Пиккарди. Он показал, что солнечная активность влияет на физико-химическое состояние неорганических коллоидных растворов синхронно в разных точках земного шара: при повышении солнечной активности ускоряется осаждение коллоидных растворов солей висмута.
Биологические жидкости в организме человека – это те же коллоидные растворы, только более сложные. О том, как чутко реагирует кровь на изменение солнечной активности, свидетельствует открытая профессором Университета Тохо в Токио Маки Таката реакция оседания белков крови, названная им реакцией «Ф». Увеличение солнечной активности усиливает реакцию «Ф».
Но если кровь, плазма, лимфа чувствительны к гелиофизическим влияниям, следовательно, к ним чувствителен и организм в целом.
Наш соотечественник НА Шульц, изучив 300 тыс. анализов крови в нашей стране, Италии, Франции, Бельгии, Англии и других странах на протяжении нескольких десятилетий, связал изменение числа лейкоцитов крови с изменением солнечной активности. Конец XIX в. и начало XX в. совпали с минимумом солнечной активности, которая постепенно нарастала и в 1957–1958 гг. стала максимальной, а затем снова начала падать. В конце XIX в., по его подсчетам, количество лейкоцитов составляло 10–14 тыс. в 1 мм3 крови у здоровых людей.
В начале XX в. нормой для взрослых стали считать 8-12 тыс. лейкоцитов, через двадцать лет она упала до 6-10 тыс., перед Второй мировой войной составляла 6–8 тыс., а в конце 1950-х гг. у здоровых людей – лишь 3–4 тыс. Даже аппендицит в то время очень часто протекал без выраженного лейкоцитоза, т. е. без увеличения в крови лейкоцитов. Некоторые лекарства, такие как ацетилсалициловая кислота, амидопирин и бутадион, могут вызвать лейкопеническую реакцию у больных (уменьшение количества лейкоцитов в крови). Реакция на амидопирин, бутадион и ацетилсалициловую кислоту у детей 50-х гг. была выражена в большей степени, чем сейчас. А уже в 60-е гг. эти средства из-за развития лейкопении отменяли очень редко.
Приоритет в исследовании влияния солнечной активности на земные процессы (гелиобиология) принадлежит нашему соотечественнику, выдающемуся ученому Александру Леонидовичу Чижевскому (1897–1964). Его работы были столь новы и неожиданны, что современники, к сожалению, не оценили их в должной мере.
А. Л. Чижевский показал, что развитие всего живого на Земле происходит под непосредственным воздействием факторов космоса, влияние которых ощущается на всех уровнях организации живых систем: от отдельных организмов до популяций и сообществ. В 1915–1924 гг. он установил связь между циклической деятельностью Солнца и целым рядом явлений в биосфере: эпифитиями (массовое распространение заболеваний деревьев), эпизоотиями (то же у животных), эпидемиями, пандемиями.
Известны 27-дневные колебания активности Солнца, связанные с его синодическим периодом вращения, которые описаны в главе о месячных циклах. Центры активности могут существовать на Солнце в течение нескольких месяцев, при вращении Солнца они через каждые 27 суток проходят через центральный меридиан обращенной к Земле полусферы. Известны также 5-,11-, 22-летние и вековые циклы солнечной активности.
Долгое время ученые не признавали возможности влияния изменений солнечной активности на обитателей планеты в связи с тем, что энергетическая значимость этих колебаний чрезвычайно мала. В последнее время тщательно изучаются механизмы гелиофизических и космических влияний на живые существа.
Ритмы Вселенной
Принципиально новый подход, сформулированный отечественным ученым А. С. Прессманом, состоит в том, что существенную роль в биологических системах наряду с энергетическими взаимодействиями играют информационные. Возможно, что сигналом, несущим информацию для живой системы, являются колебания электромагнитного поля Земли (вызванные, в частности, изменениями солнечной активности). Наличие в организме внутренних систем электромагнитной регуляции позволяет воспринимать эту информацию и адекватно отвечать на сигналы окружающей среды.
На появление пятен на Солнце влияют не только перемещения Юпитера, Земли, Венеры, Меркурия, но и многие другие галактические факторы. Всё живое на Земле находится под воздействием Вселенной.
В этом колоссальную роль играет существование колебаний, а именно колебательный характер процессов жизнедеятельности организма. Существует иерархическая система колебаний на его разных уровнях, которую можно представить следующим образом: макромолекулы – молекулы белка, нуклеиновых кислот – совершают колебания, связанные с изменением их формы и эффективного объема. Синхронные колебания макромолекул приводят к образованию колеблющихся ансамблей макромолекул, определенным колебаниям в органах, системах и организме в целом. Это позволяет понять, как отражается на всем живом на Земле пульс Солнца.
Влияние погоды на самочувствие, или Закон парных случаев
Виновата ли погода в изменении биологических процессов в организме человека? Да, многими советскими учеными установлено влияние погодно-метеорологических факторов – давления воздуха, класса погоды и степени ее изменчивости, изменения термобарической ситуации и гелиофизических факторов (солнечная активность, магнитные бури) – на развитие сосудистых заболеваний со смертельным исходом.
В дни геомагнитных возмущений число сердечнососудистых катастроф увеличивается в среднем в 1,5 раза и достигает максимума на первые и вторые сутки после геомагнитных бурь.
К перемене погодных условий чувствительны (или, как говорят врачи, метеолабильны) 60 % людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. На 80 % из них наибольшее влияние оказывает одновременное падение атмосферного давления при повышении влажности воздуха, причем решающим фактором оказывается скорость изменения этих параметров. На основании специальных расчетов врачи с учетом конкретных местных условий могут даже прогнозировать вероятность обострений сердечно-сосудистых заболеваний за сутки до их возникновения, а следовательно, вовремя принять соответствующие профилактические меры. Кстати, еще земские врачи на основании колоссального опыта врачевания и наблюдения за больными неожиданно открыли такой феномен – «закон парных случаев». Когда в больницу поступал тяжелобольной, всегда ожидали еще одного такого же больного. И действительно, это пророчество почти всегда сбывалось. И в этом ничего удивительного или сверхъестественного нет. Вероятно, гелиофизические факторы и вызывали обострения тяжелых заболеваний, «неожиданные» сердечно-сосудистые расстройства и т. п.
Прогноз погоды и… эпидемий
«Тому, кто изучил ветры, молнии и погоду, известно происхождение болезней», – писал великий врач XVI в. Парацельс. Актуальным это остается и в наши дни.
Доктор Р. Хоуп Симпсон из Британского научно-исследовательского эпидемиологического центра проанализировал данные об эпидемиях гриппа с 1964 по 1975 г. и установил, что грипп больше всего свирепствует в период наибольшего солнцестояния. Ученый считал, что эпидемии гриппа с 1969 по 1974 г. в столице Чехословакии Праге и небольшом английском городке Сайренсестере, которые лежат на одной широте, происходили одновременно и были вызваны одним и тем же вирусом.
А. Л. Чижевский писал: «Однако было бы совершенно неверным предполагать, что заболевания или смертные случаи вызываются космическими или атмосферно-теллурическими явлениями. Этого, конечно, допускать нельзя. Речь может идти о том толчке со стороны указанных внешних факторов, которые, падая на подготовленный организм, приводят его к гибели».
Итак, ритмы живых существ, оказывается, весьма тесно связаны с ритмами магнитного поля Земли, активности Солнца, космических влияний. Но было бы неправильно полагать, что организм на ритмические изменения окружающей среды каждый раз отвечает вновь. Живые системы действительно воспринимают космические лучи, барометрическое давление, ионизацию, магнитные поля. Но соответствующим образом отвечать на периодические изменения окружающей среды позволяет всем живым существам и человеку наличие врожденных осцилляций (колебаний), обладающих различными периодами, амплитудой и другими параметрами.
Одна из главных задач науки – это прогноз. Знание взаимосвязей в системе «Солнце – биосфера» позволит делать самые разные предсказания. Служба оповещения о неблагоприятной космической и геомагнитной ситуации помогает повысить эффективность профилактики заболеваний. Для нас стала давно привычной информация в прессе о магнитных бурях.
Ритмичность в жизни поколений
Стоит остановиться еще и на многолетней изменчивости человека как вида. Каждый человек генетически уникален. Люди с большей или меньшей степенью родства имеют большее или меньшее сходство. По сочетанию частот генов в генофонде каждая популяция также уникальна.
Единица времени, значимая с генетической точки зрения, – это поколение. Судьбы генов в поколениях различны.
Ген может быть перенесен или не перенесен в следующее поколение, передан в большем или меньшем числе копий или же трансформирован в новый.
Отечественный генетик Ю. Рычков, обследовав жителей Москвы, эвенков Сибири, чукчей и эскимосов Чукотки, установил, что среднестатистические промежутки времени между нарождениями новых поколений составляют примерно 25 лет. Над этим предстоит поразмыслить многим специалистам. Может быть, именно в этом заключаются причины «неожиданных» поворотов в течении давно известных заболеваний, феномена акселерации и многих других, наблюдаемых у новых поколений.
Если за точку отсчета взять средний возраст родителей при появлении у них первенца, то к какому бы этническому сообществу они ни принадлежали, средняя продолжительность этапа так называемой генетической эстафеты составит приблизительно 25 лет. В таком ритме происходит нарождение новых поколений у папуасов Новой Гвинеи и жителей Москвы, пигмеев Конго, армян и эскимосов, чукчей и литовцев, алеутов Командорских островов и уйгуров Средней Азии, народов Приморья и монголов.
Невозможно представить жизнь без изменений в организме. Однако не будь они циклическими, то моментально вывели бы живой организм из состояния равновесия с окружающей средой. Следовательно, именно цикличность физиологических процессов во многом обеспечивает возможность осуществления регуляции в организме человека и всех живых существ.
Только наличие повторяющихся в определенном ритме процессов отражает сущность живого. Ритм – неотъемлемая часть жизни, ее основа и регулятор.
Старение и биологические часы
Можно ли остановить время?
Бессмертие… Кто же не мечтал о нем? Или хотя бы о том, чтобы прожить Мафусаилов век…
Чего только не предпринимало человечество в поисках вечной молодости! Среди предлагавшихся рецептов были, например, такие: выдох девственницы, кровь гладиатора, бульон из мяса черепахи, ликер, сваренный на чистом золоте, мелко разжеванное мясо филина… В 1889 г. Чарльз Сигуард предложил омолаживание мужчин вытяжками из обезьяньих половых желез. На поиск бессмертия пускались величайшие умы человечества. Молодой Гете несколько лет своей жизни посвятил упорным поискам эликсира жизни. Однако рядом с прославленными именами история называет шарлатанов и обманщиков, изуверов и авантюристов.
По бытующим легендам, тибетские монахи доживают до 300–400 лет. Говорят, что почти до такого же срока дожил таинственно знаменитый граф Сен-Жермен, если представить, что родился он в начале XVIII в., а последний раз его видели в Венеции в 1938 г. К тому же его пра…правнучка, живущая в Аргентине, сообщила как-то в начале 1980-х гг. журналистам, что будто бы порой чувствует его присутствие на земле. В молодости граф много экспериментировал с летучими мышами, пытаясь добыть эликсир жизни из их крови, и будто бы его попытки увенчались успехом.
Тайну бессмертия пытались раскрыть пытками и жестокостями. О преступлениях Синей Бороды – маршала Бретани Жиля де Реца – стоит рассказать несколько подробнее. Этот изувер, живший в XV в., ценил роскошь и всяческую пышность. Кроме того, он был «снисходителен» к беднякам. Маршал охотно принимал в свой «хор» мальчиков, детей бедных родителей, великодушно обещая вывести их в люди и позаботиться об их будущем. Попасть в замок в услужение к сеньору считалось величайшей удачей, и каждый вечер во многих домах Бретани возносились горячие молитвы за милостивого и сердобольного господина Жиля де Реца.
Правда, попадая в замок, мальчики незаметно исчезали. Родители этого не могли заметить, так как единственным условием маршала был запрет на всякие контакты с внешним миром. Злодеяния Жиля де Реца открылись неожиданно его женой. Было назначено следствие, которое установило, что в замке маршала было умерщвлено свыше 800 детей. Там же было найдено около 200 женских скелетов. Маршал признался, что еще большее число их было сожжено.
На суде выяснилось, что эти бесчисленные садистские убийства были совершены им в поисках «жизненного начала», заключенного в человеке. Он пытался извлечь это начало, с тем чтобы изготовить из него эликсир, дарующий бессмертие.
Даже в те времена эти изуверства всех потрясли. Убийцу судили, он был сожжен на площади Магдалины в Нанте.
Сегодня страсти вокруг бессмертия продолжают кипеть в научных лабораториях мира.
Заморожен по собственному желанию
В середине нашего столетия весьма широкую популярность приобрела теория замораживания. В общем виде ее можно представить так. Человек живет, например, 50 лет, затем его замораживают и оттаивают лишь через 100 лет. Он живет 10 лет, затем таким же образом останавливают его жизнь еще на 100 лет, и т. д. Конечно, активный период жизни при этом не увеличивается, но сторонники этой теории считают, что за «ледниковый период» могут появиться могучие средства лечения и профилактики многих заболеваний и, конечно, более действенные способы продления жизни. Важно только выиграть время.
Казалось бы, все так просто. Но на пути биологов вставали трудные проблемы. Врагом № 1 оказались кристаллы льда, образующиеся в клетке при замораживании. Они убивают клетку, и чем сложнее и ответственнее ее роль в организме, тем более она чувствительна к любым воздействиям, в том числе к замораживанию. А самые чувствительные клетки – это клетки мозга. Без них жизнь сразу прекращается. Однако и эта задача была наконец решена. Сначала в опытах на животных (одной из первых была плодовая мушка дрозофила), а потом…
Первым отправился в холодильную камеру 73-летний профессор психологии, американец Дж. Бедфорд. Быстрое замораживание сразу до очень низких температур позволило избежать коварных ледяных кристаллов. Американский психолог решился на такой эксперимент, будучи неизлечимо больным. Он надеялся, что, когда его разморозят, ученые найдут способы лечения его болезни – рака.
Фантастам не давала покоя теория относительности. Ведь время на космическом корабле, летящем со скоростью, приближающейся к скорости света, замедляется. Поэтому на таком корабле человек не будет стареть так быстро, как стареют на Земле.
С конца 1960-х гг. в США стали создаваться и шумно рекламироваться «крионические общества», появились и специальные клиники для желающих заморозиться до лучших времен. Вот чем прельщал их, взимая немалые деньги, президент одной такой «похоронной фирмы». «Надо исходить из того, – проповедовал он, – что медицина и другие науки будут совершенствоваться и что те болезни, от которых мы сегодня умираем, через несколько десятилетий или столетий будут поддаваться излечению…»
Такие призывы возымели свое действие. Желающих увидеть далекое прекрасное будущее было предостаточно. Дело приняло большой размах. В одной из долин Калифорнии были установлены специальные емкости для хранения замороженных клиентов. Всерьез велся разговор о том, что все средства рискнувших на замораживание остаются за ними неограниченное время. Однако вскоре разразился небывалый скандал. Летом 1981 г. устроители современных ледников не смогли оживить ни одного из своих «постояльцев». В калифорнийский суд посыпались жалобы. После подробного разбирательства был вынесен приговор: взыскать огромные штрафы с организаторов этой компании, однако найти их не удалось, они исчезли. Но жаждущих бессмертия эта история не отрезвила.
К сожалению, не только Америку захватила ледниковая лихорадка. Замораживание стало весьма прибыльным бизнесом и в Японии, и во Франции. Например, во Франции право быть замороженным получал лишь тот, кто в состоянии выложить 128 000 франков. Неудивительно, что первые 40 французов, решивших приобрести шанс на бессмертие, оказались миллионерами. Они постоянно носят с собой синюю карточку, где напечатан такой текст: «Я, нижеподписавшийся, желаю, чтобы в случае моей кончины тело мое было немедленно заморожено и сохранялось при возможно низкой температуре». К замораживанию обычно приступают при начинающейся агонии. Этим «счастливцам» кажется, что таким образом они приобрели бессмертие. Но, к сожалению, путь в бессмертие был выбран неверно.
Статистика продолжительности жизни
В настоящее время в масштабах всей планеты средняя продолжительность жизни составляет примерно 69 лет. Однако в целом ряде высокоразвитых стран продолжительность жизни значительно выше. Специальная наука – геронтология стремится еще больше продлить активную жизнь человека. По мнению большинства геронтологов, продолжительность жизни человека должна быть не менее 90-100 лет, и гарантией этому возраст долгожителей.
Большинство долгожителей проживает в сельской местности, в городах их немного. Почему это так?
На этот вопрос попытался ответить румынский исследователь Марин Войкулеску. По его мнению, долгожительство обеспечивается в условиях, где удается поддерживать постоянство хода биологических часов. Стресс и другие «прелести» супергородов приводят к тому, что в них умирает больше всего людей. Уровень смертности в крупных городах в несколько раз превышает цифры печальной статистики в маленьких городах и сельской местности.
Долгожителям свойствен спокойный, размеренный, а самое главное – постоянный темп жизни. Даже питаются они строго в одно и то же время, не обременяя себя излишествами пищи или ее изысканностью.
Это результаты наблюдений, а наука требует доказательств. Однако факторов, влияющих на здоровье человека и укорачивающих человеческую жизнь, так много, что трудно выделить их для изолированного изучения. И здесь на помощь приходят лабораторные животные.
Одним из удобных объектов наблюдений является уже упоминавшаяся нами плодовая мушка дрозофила. Она щедро предоставила свою судьбу в распоряжение науки. Дрозофил легко разводить, потому что они неприхотливы и легко размножаются. За короткое время можно получить несколько их поколений и проследить, как передаются определенные признаки по наследству, как влияют те или иные условия жизни родителей на последующее поколение. Крупнейший хронобиолог Колин Питтендрай и его сотрудники выдерживали несколько поколений дрозофил в неестественных условиях освещения, либо при постоянном освещении, либо при таком чередовании света и темноты, при котором сутки не были равны 24 часам. Оказалось, что эти условия резко сокращают продолжительность их жизни. Причина? Она одна – нарушение ритма, свойственного организму. Недаром ученые, изучающие процессы старения в живом организме, пришли к выводу, что одна из причин долгожительства обусловлена проживанием в условиях, обеспечивающих стабильность основных ритмов организма.
Именно утрата ритма означает нарушение взаимодействия многих функций организма. Так, если повышение активности фермента не будет сопровождаться появлением достаточного количества биологического субстрата, необходимого для данной биохимической реакции, то, естественно, нарушится и течение этого биохимического процесса. Если, например, в пределах одного вида не будет совпадать половая активность особей разного пола, то животные не смогут оставить потомства и т. д. А раз так, то нарушение ритмичности – это неблагоприятный признак. Разлад между отдельными ритмами, дискоординация функций – это процесс и болезни, и старения организма, приводящий его к печально известному концу.
Большие Биологические Часы
Существует своеобразный календарь, показывающий суммарные изменения ритмичности от рождения до старости. Отечественный ученый профессор В. М. Дильман назвал его Большими Биологическими Часами. Эти часы основаны на том же принципе ритма, что и биологические часы любого периода, но они обладают существенной особенностью: измеряют не сам ритм, а его приобретение или утрату. Иными словами, это часы часов. Их стрелки могут то замедлять, то ускорять свое движение. Они работают неравномерно, когда растущий организм обретает ритм и когда с определенного возраста его теряет.
С каждым оборотом стрелки Больших Биологических Часов вокруг оси запас будущего уменьшается подобно шагреневой коже. С тем лишь отличием, что в Больших Биологических Часах всегда можно вычислить количество совершенных оборотов и измерить, как много израсходовано из того, что было щедро отпущено в момент рождения. А сколько отпущено? Это установлено эволюцией.
Формула расчета продолжительности жизни
Сегодня уже никто не сомневается, что существуют генетически определенные видовые пределы жизни, легко вписывающиеся в теорию генетических биологических часов. Так, доктор Лисси Джарви из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, исследовав 2000 пар близнецов в возрасте старше 60 лет, установила, что у однояйцевых близнецов (развившихся из одной яйцеклетки и обладающих максимальным числом общих биологических черт) разрыв в продолжительности жизни значительно меньше, чем у двуяйцевых. Следовательно, продолжительность жизни закреплена генетически. Видимо, поэтому некоторые ученые пытаются рассчитать возможную длительность жизни человека по такой простой формуле. Складывают длительность жизни двух бабушек, двух дедушек, отца и матери данного человека, затем эту сумму делят на шесть, получая, таким образом, ориентировочную продолжительность жизни. Шансы получить в день рождения торт, украшенный 85 свечами, возрастают на 5 % с каждым родителем, перешагнувшим этот рубеж.
Мысль о том, что у каждого вида животных свой предел жизни, который отсчитывают биологические часы, иллюстрирует таблица, составленная известным английским ученым А. Комфортом.
Таблица 2
Продолжительность жизни некоторых животных
Несомненно, в каждом конкретном случае продолжительность жизни определяют и внешние факторы, воздействующие на организм.
Минимальная смертность всегда приходилась на 11-летний возраст. Это отражает внутренние закономерности хода Больших Биологических Часов: в молодом возрасте они обеспечивают самую надежную регуляцию функций, а к старости постепенно останавливаются.
Когда биологические часы замедляют ход
Установлено, что для живых организмов по мере их старения физическое ощущение времени ускоряется. Так, полагают, что для только что родившегося ребенка один год в 7 раз продолжительнее, чем для 10-летнего, и в 70 раз длиннее, чем для 100-летнего, так как за один и тот же отрезок астрономического времени он делает в 70 раз больше своей основной физиологической работы – роста и развития. Именно поэтому интенсивность всех процессов в молодом возрасте значительно выше, чем в зрелом.
У женщин после 35 лет масса костной ткани уменьшается примерно на 1 % в год, у мужчин этот процесс начинается позже, примерно после 55 лет, и к 70 годам эта потеря составляет 10–15 %. Поэтому в пожилом возрасте относительно больше травм и они тяжелее протекают.
Поглядывая на Большие Биологические Часы, можно с большой точностью предсказать скорость заживления раны. В возрасте 20 лет раны заживает в два раза быстрее, чем у 40-летних, а у ребенка 10 лет – в пять раз быстрее, чем у 60-летних, и т. д.
Каждые 13 лет одна из стрелок Больших Биологических Часов совершает полный оборот. Применительно к способности глаз к адаптации это выражается в следующем: через каждые 13 лет время адаптации после воздействия на глаз яркого света возрастает примерно вдвое. Этот ритм прослеживается от 19 до 90 лет.
В последние 13–15 лет, т. е. после 75 лет, время адаптации становится самым продолжительным. Поэтому старые люди с трудом различают предметы в сумерках или когда после яркого света они попадают в условия с низкой освещенностью.
Изменение стабильности биологических часов, колебания надежности организма как биологической системы приводят к проявлению выраженной возрастной динамики заболеваний. В каждом возрасте есть свои болезни, их больше в детстве и старости. К ряду болезней восприимчивость с возрастом падает – так случается с детскими инфекциями. Различные страдания начинают преследовать человека с какого-то определенного возраста в силу наступивших возрастных сдвигов ворганизме. Увеличение продолжительности жизни, а также различные социальные факторы меняют этот ритм в каждом поколении людей.
И если принять за основу установленный хронобиологами факт, что старение всегда вызывает поломку биологических часов, а их поломка приводит к заболеванию, то становится понятным, почему в возрастной группе старше 75 лет каждые 8–9 человек из 10 страдают различными хроническими болезнями. Одно или несколько хронических заболеваний, на фоне которых снижается уровень физической и социальной активности людей пожилого и старческого возраста, встречается у 80–86 % пожилых. 40 % всех вызовов врача на дом приходится на лиц старше 60 лет.
Начиная с 30-летнего возраста вероятность смерти (конечно, в среднестатистическом выражении) каждые восемь лет удваивается, и хотя до 55 лет большинство из нас чувствуют себя практически здоровыми, но именно на этом отрезке жизненного пути частота смерти, например от атеросклероза сосудов сердца, увеличивается во много раз. Основные неинфекционные заболевания (сердечно-сосудистые болезни, рак, сахарный диабет) буквально свирепствуют в среднем и пожилом возрасте. Они-то и определяют причину смерти каждых 80–89 человек из 100.
Открытие Леонарда Хейфлика
Некоторые специалисты считают, что регуляция функций, в том числе и старение, контролируется не особыми биологическими часами, присущими организму в целом, а множеством часов, встроенных в каждую клетку. Доказательством этому явилось открытие, сделанное в 1961 г. доктором Леонардом Хейфликом – директором Геронтологического центра при Университете штата Майами (США). Это было случайное открытие. Хейфлик, проводя онкологические исследования с человеческими клетками, выращенными вне организма в искусственно созданных условиях, заметил, что каждая популяция клеток делилась примерно 50 раз, а затем деление неожиданно прекращалось. Заинтересовавшись этим, исследователь поставил новые опыты. Он подверг глубокому замораживанию клетки, совершившие 30 делений. И что же? Клетки как бы запоминали, сколько делений уже произошло, и после оттаивания делали это лишь 20 раз.
Доктор Хейфлик выяснил, что клетки разных тканей имеют свой определенный предел делений и свою продолжительность жизни. Вероятно, это и лежит в основе так называемого гетерохронизма, или разновременности старения. Ведь известно, что каждая система, каждый орган имеет свой календарь старения, не зря врачи часто говорят: «Если бы не сердце (или что-то другое), он мог бы прожить еще много лет».
Несмотря на то что полученные доктором Хейфликом результаты подтверждают наличие генетических часов, нельзя, конечно, непосредственно связывать этот механизм со старением человеческого организма. К тому же человек не живет так долго, чтобы его клетки совершали максимальные 50 делений. Все это лишь еще раз подтверждает универсальное значение биологических часов как регулятора всего живого.
Как увеличить продолжительность жизни: научные поиски
Этот вопрос при жизни любых поколений интересовал и ученых, и любознательных дилетантов, и людей, весьма и весьма далеких от науки.
По мнению видного отечественного геронтолога В. В. Фролькиса, механизм продления жизни находится внутри каждого из нас.
Продолжительность жизни тесно связана с деятельностью мозга, обменом веществ, системой обезвреживания токсичных веществ в организме. Влияя на них, можно добиться впечатляющих результатов.
Доказательством этому являются эксперименты со многими видами животных. К примеру, продолжительность жизни насекомых, рыб, рептилий можно увеличить в десятки раз, изменяя температуру их тела!
Надежды на радикальное увеличение сроков жизни при падении температуры тела связаны со снижением интенсивности обменных процессов. При повышении температуры тела биологические часы начинают спешить, а при ее снижении – отставать.
Во многих современных монографиях по геронтологии можно встретить специальные графики, показывающие, что снижение температуры на несколько градусов увеличивает продолжительность жизни в 1,5–2 раза. Но управление теплообменом у высших животных крайне сложно, так как в гипоталамусе (важнейшее образование мозга, управляющее многими процессами в организме) расположены и очень чувствительный «термостат», тонко реагирующий на всякое отклонение температуры тела, и центры регуляции основных систем жизнеобеспечения организма, и, возможно, главный механизм биологических часов. Пока первая идея управления температурой тела со значительным увеличением сроков жизни человека без снижения его работоспособности учеными не отвергнута.
Вторая идея – ограничение питания. Проиллюстрируем ее. Так, кровососущие клещи обычно живут 1–2 месяца, но, лишенные возможности напиться крови, они доживают до 12 лет…
Опыты на многих видах животных показали, что ограниченная диета – калорийно недостаточная, но качественно полноценная – увеличивает продолжительность жизни лабораторных мышей и крыс на 50-100 %! В соответствии с рекомендациями геронтологов каждому из нас следует постепенно, по десятилетиям снижать калорийность пищи.
Так, если калорийность суточного рациона человека в возрасте 20–30 лет принять за 100 %, то в возрасте 31–40 лет ее необходимо снизить до 97 %, в 41–50 лет – до 94 %, в 51–60 лет – до 86 %, в 61–70 лет – до 79 %, в 70 лет и более – до 69 %. Сохранение в пожилом возрасте калорийности питания на «тридцатилетнем» уровне чревато нарушением различных обменных процессов. Здесь важно подчеркнуть и то, что низкокалорийная диета отодвигает риск возникновения ряда заболеваний на более поздний возраст.
Положительного эффекта можно добиться, изменяя и состав пищевого рациона. В частности, если лабораторным крысам давать меньше белковых веществ, продолжительность их жизни возрастает. В целом влияние пищевого рациона на продолжительность жизни подчиняется такому нехитрому правилу: чем раньше, тем больше, т. е. чем раньше снизить калорийность питания, тем больше будет пользы.
Интересным представляется разработанный в Киевском институте геронтологии метод так называемой энтеросорбции. Жизнь старым животным удается продлить, добавляя им в пищу особые вещества, которые выводят из организма различные токсичные соединения.
Большие надежды возлагают ученые на методы генной инженерии, которые активизируют естественные процессы ремонта генетического аппарата. Первые опыты в этом направлении показали, что продолжительность жизни экспериментальных животных возрастает на 25–30 %.
Страны с наибольшей продолжительностью жизни (для мужчин): Япония, Исландия, Гонконг, Швеция, Норвегия, Швейцария, Австралия, Канада и Италия. Для женщин этот показатель выглядит так: Япония, Франция, Гонконг, Швеция, Исландия, Нидерланды, Норвегия, Канада, Австралия, Швейцария. Французские демографы не могут объяснить одно явление: продолжительность жизни парижан выше, чем жителей провинции.
Чаяния ученых всего мира на увеличение продолжительности жизни сегодня связаны со стволовыми клетками. Но в этом направлении предстоит еще долго работать.
Все эти и многие другие методы борьбы за долголетие так или иначе связаны с работой Больших Биологических Часов и направлены на то, чтобы обеспечить их четкую и бесперебойную работу в течение всего периода видовой продолжительности жизни человека.
Залог хорошего самочувствия – регулярные физические упражнения. Они должны занимать около часа 3 раза в неделю.
Настойчиво избавляйтесь от всех хронических недугов; старение не должно означать дряхлость.
Остерегайтесь избытка сахара, соли и алкоголя. К этому совету следует добавить еще и призыв избегать переедания.
Очень важно наладить полноценный сон. Именно в этом могут помочь биологические ритмы и контроль за температурой тела, артериальным давлением, частотой пульса.
Ну, а главное – это активная работа для других людей и неиссякаемый интерес к жизни.
Хрономедицина
Использование хронодесмов для хронодиагностики
На протяжении суток меняется физиологическая устойчивость организма. Известно, что в начале периода бодрствования и двигательной активности наиболее высок уровень защитных сил.
Ритм физиологической устойчивости человека учитывается и при лечении больных. Так, почти все хирургические операции, за исключением экстренных, проводятся в утренние часы. Не случайно и лабораторные, и рентгеновские исследования делают преимущественно в утренние часы. Это позволяет получить сопоставимые результаты и избежать нежелательных осложнений.
В Италии во времена Борджиа в одной таверне встретились два человека. Они выпили бутылку доброго старого вина, а через несколько часов, корчась от безумной боли в животе, один из них умер. Вино оказалось отравленным. Страшное подозрение пало на оставшегося в живых – ведь он был здоров! И упорно отрицал свою причастностьк злодеянию. Яд нашли в остатках вина в бутылке, а это означало, что оба пили отравленное вино. Почему же один из них остался жив? Как выяснилось, перед роковой встречей он вел необычный образ жизни – в течение двух недель спал не ночью, а днем, и пришел в таверну, чтобы согнать остатки сна. Но какое отношение это имеет к тому, что он остался жив? В те времена эта история так и осталась загадкой. Теперь же все это кажется до предела простым и понятным, но понадобились годы исследований и появление новой науки – хрономедицины.
Наука о биологических ритмах имеет столь большое практическое значение для сегодняшней медицины, что появились даже новые понятия: хрономедицина; хронодесм; хронодиагностика; хронопсия; хронопрофилактика; хронопатология; хронотерапия; хронофармакология. Попробуем их немного разъяснить.
Хрономедицина – это новый подход к медицине, основанный на использовании фактора времени. Для медицины очень важно понятие нормы. Врач должен четко отграничить норму от патологии. Нормы должны различаться не только для людей разного пола, возраста, телосложения, но и для разного времени суток, года, биоритмического типа и т. п. Американский хронобиолог Ф. Халберг предложил называть колебания нормальных величин во времени хронодесмами.
В настоящее время исследователи работают над созданием таких хронодесмов. Сейчас мы многое знаем о здоровом и больном человеке до полудня (время взятия анализов), немного – в ночное время и чрезвычайно мало о том, что происходит в оставшиеся часы суток, а также о роли дней недели, сезонов года и т. п.
Благодаря использованию хронодесмов станет реальной хронодиагностика – ее широкое внедрение во врачебную практику подразумевает точное знание колебаний нормальных величин во времени.
Как образно заметил известный советский педиатр академик В. А. Таболин, физиологические показатели одного и того же человека, снятые в полдень и глубокой ночью, различаются в такой же степени, как могут различаться показатели физически развитого атлета и малого ребенка. Хронодиагностика позволяет выявлять ранние стадии заболевания, когда еще нет выраженных симптомов, а имеющиеся неспецифические проявления болезни укладываются в картину десинхроноза.
Это означает, что медицина и биология вплотную подошли к концепции «хронопсии» (термин предложен хронобиологом Ф. Халбергом: chronos – «время», opsis – «рассмотрение», греч.), т. е. к рассмотрению всех процессов в организме человека и животных в проекции на определенные отрезки времени. Именно эта новая концепция делает реальным проведение на первый взгляд дорогой, но рентабельной ранней диагностики любых, только начинающихся патологических состояний по изменению ритма.
Зная дифференцированную норму, легко установить, что если у больного так называемый вечерний гормональный уровень равен утреннему, даже если он находится в пределах нормы, то нужно говорить о стрессовом состоянии. Осенью и зимой у здоровых людей в 100 мл крови содержится 200–250 мг холестерина, а летом и весной только 170–180 мг. Вполне понятно, что изменения этих и многих других биохимических показателей нельзя не учитывать при диагностике того или иного заболевания.
Для непосвященного человека одна лишь цифра повышенного артериального давления является поводом для излишних волнений и может быть причиной его истинного повышения. Только на приеме у врача может выясниться, что «гипертония» обнаружена соседкой в то время суток, когда наблюдается естественный подъем артериального давления, либо после волнений, переживаний, которые должны, да, именно должны сопровождаться кратковременным увеличением артериального давления. Поэтому для каждого из нас должно стать незыблемым правилом: диагноз может поставить только врач.
Хронопатология
Хронопатология – это нарушения ритмичности в организме с появлением болезни. Меняется порядок ритма, например ускоряются сокращения сердечной мышцы, увеличивается частота дыхания и т. п. Трансформируется амплитуда, как это происходит с температурой при некоторых заболеваниях, или даже сама форма кривой. Еще в XVII в. были известны 48-часовые ритмы при психозах. Английский психиатр Ф. Дженнер в течение 10 лет наблюдал необычайную точность ежедневной смены настроений у больных обычно между 14 и 15 часами дня. Частым признаком гинекологических заболеваний являются нарушения менструального ритма.
Основное направление изменения ритма – это его нестабильность, а отсюда и нестабильность организма. В начальных стадиях болезни это происходит за счет перегрузки регулирующих систем, а на поздних – за счет их истощения.
Чувствительность человека к различным неблагоприятным воздействиям подвержена настолько четким суточным колебаниям, что хронобиолог Франц Халберг выдвинул концепцию о существовании «часов наименьшей устойчивости», или horae minoris resistentiae. Раньше медицина знала только «наиболее слабое место» в организме, с которого, как правило, и начиналось заболевание, либо случайное инфекционное заболевание ухудшало состояние слабого органа или системы органов. Это так называемое locus minoris resistentiae – место наименьшей устойчивости (сопротивления).
С позиций хронопатологии можно по-новому взглянуть на развитие некоторых заболеваний, в частности гипертонической болезни. Практически все показатели состояния и функции сердечно-сосудистой системы (частота сердечных сокращений, артериальное давление, минутный и систолический объем, характеризующий сократительную способность миокарда, и др.) изменяются в циркадианном ритме. Автоматическая запись артериального давления в течение 48 часов позволяет выявить, что сначала появляется увеличенная амплитуда артериального давления – амплитудная гипертония, вслед за ней развивается мезор-гипертония, т. е. повышение среднего уровня артериального давления. Имея сведения о двух циклах суточного колебания давления, можно рассчитать так называемое гипербарическое воздействие, т. е. величину дополнительной нагрузки на стенки артерий. Гипербарическое воздействие является очень важным критерием состояния больного. Примечательно, что при правильном лечении именно этот показатель нормализуется в первую очередь, так как восстанавливается нормальный циркадианный ритм артериального давления.
Большие успехи достигнуты в последние годы в диагностике рака молочной железы по изменению температуры кожи груди. Здесь возможно самоопределение, или аутометрия. Сочетание этого метода с данными других исследований, особенно определением некоторых показателей иммунитета, предоставляет возможность продвинуться далеко вперед и в установлении индивидуального риска заболевания раком молочной железы. Это еще одна плодотворная концепция, получившая название хронориска. Она открывает новые перспективы в профилактике заболеваний. Хронориск – это риск, определенный по фактору времени, фактически по биологическим ритмам.
Хронопрофилактика
Говоря о профилактике, нельзя не остановиться на перспективах использования самостоятельного определения ритма, или ауторитмометрии. Любого человека можно обучить определять температуру тела, частоту пульса, артериальное давление, координацию зрительных функций и моторики руки, мышечную силу. Можно научиться диагностировать и уровень умственной работоспособности. Для своевременной диагностики гипертонической болезни Франц Халберг и его сотрудники предлагают обучить методике ауторитмометрии даже учащихся средних школ.
Профилактика, основанная на использовании фактора времени, – это хронопрофилактика, и ее разрешающая способность даже выше, чем обычной профилактики.
Санкт-петербургские педиатры сопоставили результаты вакцинации детей против кори в разное время дня. Оказалось, что у детей, привитых во второй половине дня, чаще развивались выраженные прививочные реакции, нарушался суточный ритм физиологических функций. Эти нарушения продолжались не менее двух недель. У ребят же, которым противокоревую вакцину вводили в утренние часы, всех этих изменений либо совсем не было, либо они были незначительными. На основании этих исследований врачи рекомендуют вакцинировать детей против кори только в первой половине дня.
Заманчивы и перспективы хронотерапии, т. е. лечения с учетом биологических ритмов организма. Чаще всего используется медикаментозное, или лекарственное, лечение. Французу Алену Рейнбергу принадлежит приоритет в разработке проблем хронофармакокинетики, или изучения поведения лекарственных веществ в организме во времени. Такой подход позволяет добиться большей эффективности действия лекарственного вещества с одновременным уменьшением побочных эффектов и осложнений. Так, например, для лечения детей, страдающих бронхиальной астмой, используют дексаметазон. Этот препарат наиболее сильно действует, если его давать в середине дня.
Кстати, наиболее правильными являются рекомендации, учитывающие не просто время суток, а определенные режимные моменты, среди которых основными являются сон и бодрствование. Препараты для лечения заболевания желудочно-кишечного тракта приурочивают к приемам пищи. Зарубежные фирмы уже выпускают лекарственные средства для лечения, к примеру, язвенной болезни желудка в упаковке с пометкой «до завтрака», «до обеда», «перед сном» и т. д. Они выполняют не только роль напоминания, но и позволяют дать разную дозировку действующего вещества для определенного отрезка времени. Это фактически и реализует хронотерапию.
В зависимости от ритма применения теофиллина меняется его содержание в крови. Более высокая концентрация препарата выявлена при приеме в 11 и 23 часа, чем в 17 часов в той же дозировке. Эти результаты врачи используют на практике.
Француз Ален Рейнберг установил, что некоторые вещества не оказывают максимально выраженного воздействия на организм в тот момент, когда их концентрация в крови максимальна! Оказалось, что это действие в большей степени зависит от функционального состояния органа-мишени, т. е. того органа, на который направлено лекарственное средство. Это свидетельствует о том, насколько все неоднозначно в организме и как сложны способы хронотерапии.
Исходя из суточной ритмики, при сердечной слабости назначают строфантин и мочегонные на ночь; больным диабетом противодиабетический препарат инсулин – с утра, а углеводы, которые интенсивно расходуются при его введении, – на ночь. Гормональные препараты назначают строго по часам в тех соотношениях, в которых подобные им вещества вырабатываются в организме. Более высокая чувствительность человека к такому хорошо известному всем антибиотику, как пенициллин, зарегистрирована в вечерние и ночные часы.
Врачи учитывают, что организм человека в 23 часа почти в два раза чувствительнее к гистамину (высокоактивному биологическому веществу, участвующему в развитии болезненного процесса), чем в утренние часы. В настоящее время все больше накапливается данных о том, что аллергические заболевания в значительной степени зависят от особенностей биологических ритмов. Стоматологи знают, что чувствительность зубов к болевым раздражителям максимальна в 18 часов и минимальна вскоре после полуночи.
Использование принципа хронотерапии в курортологии и физиотерапии дает возможность достичь наилучших результатов в лечении больных. Так, например, разработанный профессором И. Е. Оранским режим бальнеолечения показал, что наибольший эффект в снижении артериального давления у больных гипертонией дают хвойные и хлоридно-натриевые ванны, назначенные во второй половине дня – с 14 до 19 часов. Именно в это время ванны помогают больным гипертонией лучше всего, так как они «поддерживают и закрепляют» стремление самого организма снизить давление и избавиться от болезни. Оказалось, что йодобромные ванны, назначенные больным с ишемической болезнью сердца, дают наибольший эффект в 13–14 часов. У больных, принимавших ванны в дневное время, улучшается кровоснабжение сердца и мозга, в 1,5 раза увеличивается выносливость сердца к физической нагрузке.
Эти факты свидетельствуют о том, что в современных условиях важно всестороннее изучение биологических ритмов, поскольку правильное использование резервов организма позволяет вовремя исправить ранее нарушенный ход биологических процессов.
Лечение светом и темнотой
С развитием хрономедицины в арсенале врача появилась возможность не только назначать лекарства, физиопроцедуры или диеты в разное время, но и рекомендовать изменение режима «свет – темнота».
Под руководством известного хронобиолога профессора М. Л. Ефимова в Казахском научно-исследовательском институте онкологии и радиологии исследовались разные режимы темновой переадаптации, отрабатывались схемы лекарственного и лучевого лечения. Наконец была выработана такая подготовка биологических ритмов к лечению, которая позволила нормализовать работу эндокринных органов тяжелобольных и повысить радио– и химиочувствительность злокачественных опухолей. А это открыло принципиально новую перспективу для усиления противоопухолевой терапии. После темновой подготовки лечение больных раком продвигалось быстрее и эффективнее, а результативность химиолучевой терапии возросла сразу в 2–3 раза.
С позиций хронотерапии новыми красками заиграл старый врачебный принцип – лечить не болезнь, а больного. Только на основании учета индивидуальных биологических ритмов можно реально осуществлять индивидуальную тактику лечения.
Концепция хронопатологии и хронотерапии дает возможность врачам более детально исследовать причины появления болезней. Так, в практическом отношении очень важен вопрос о том, почему у одних больных случается дневной инсульт, а у других – ночной, во время сна. Оказалось, что это связано с индивидуальными колебаниями циркадианных гемодинамических показателей и свертываемости крови. Индивидуальные различия больных, предрасположенных к развитию дневного или ночного инсульта, определяются типом работоспособности человека – утренним или вечерним. Результаты исследований свидетельствуют о необходимости дифференцированного подхода ко времени назначения антикоагулянтов (противосвертывающих) и вазоактивных (действующих на сосуды) препаратов при лечении дневных и ночных инсультов. Вероятно, требуется также различная коррекция структуры ночного сна у больных этих двух групп.
По данным американских ученых, наиболее часто приступы стенокардии или инфаркты миокарда отмечаются утром через 1–2 часа после пробуждения. Исследователи установили, что это связано с утренним ростом нагрузки на сердечно-сосудистую систему, и предложили назначать с вечера более длительно действующие сосудорасширяющие препараты, а при пробуждении – лекарства с моментальным эффектом.
При хорошо налаженной и доступной медицинской помощи практически не бывает раннего утреннего пика смертности от сердечно-сосудистых заболеваний.
Уже сейчас врачи умеют лечить тяжелые расстройства сердечного ритма – для этого больным вживляется искусственный водитель ритма сердца. Здесь, как и в любом другом случае, потеря ритма – болезнь, а его обретение – излечение.
Если вы заболели, записывайте температуру тела, частоту пульса, артериальное давление. Эти показатели помогут врачу быстро проанализировать динамику заболевания и назначить активное лечение. Восстановление ритма послужит более надежным показателем выздоровления, чем ваше самочувствие.
Общим правилом рационального назначения лекарств является их прием утром до 11–12 часов натощак. В это время они хорошо всасываются и меньше всего разрушаются в печени. Прием лекарств в утренние часы нельзя пропускать, пользуясь тем, что впереди целый день.
Прогнозы и фантазии
Можно ли изменить биологические ритмы, вместо того чтобы подлаживаться под них?
Учеными было предпринято много попыток перестроить суточный ритм человека. Особенно популярными оказались 48-часовые сутки. Да и кто из нас не мечтает о том, чтобы в сутках было 48 часов? Однако все попытки приспособиться к жизни по 48-часовым суткам были безуспешными.
Эти неудачи легко объяснимы с позиции гипотезы информационно-энергетической стоимости суточного цикла, предложенной профессором С. И. Степановой. Согласно этой гипотезе, количество ежесуточно расходуемой энергии и перерабатываемой информации в среднем является постоянной величиной для каждого человека. Эта величина и составляет «информационно-энергетическую стоимость» суточного цикла.
Специальные расчеты показали, что человек сможет приспособиться к суткам, укороченным до 12 и удлиненным до 52 часов. Количество получаемой информации в расчеты не вошло, и оно, по-видимому, сузит эти границы. Но здесь надо соблюсти одно непременное условие: количество расходуемойэнергии и потребляемой информации должно быть таким же, как и при 24-часовых сутках.
Следовательно, каждый час должен быть насыщен вдвое по сравнению с обычным расходом энергии при 12-часовых сутках либо более чем вдвое «разбавлен» при 52-часовых. Интенсивная работа приведет к укорочению суток, а неинтенсивная – к удлинению суточного цикла.
Важной величиной являются и свойственные человеку суточные энергозатраты. Лица с ежесуточным расходом энергии в 4800 ккал не смогут приспособиться к суточному циклу продолжительностью меньше 24 часов, так как для них нереально затратить всю энергию за более короткое время, они и так ежечасно затрачивают много энергии. А лица с энергозатратами в 2200 ккал в сутки не смогут усвоить суточный ритм сна – бодрствования больше 24 часов в сутки, потому что тратят слишком мало энергии за один час – просто нельзя меньше. Если же создать сутки для первых короче, а для вторых длиннее, то человек окажется в стрессовом состоянии. И о каком приспособлении тогда может идти речь?
Вот почему не удавались эксперименты с 48-часовыми сутками. Ведь информационно-энергетическая стоимость новых 48-часовых суток оказалась значительно выше той, к которой человек привык! Кроме того, во многих исследованиях участвовали люди умственного труда, средняя суточная норма расхода энергии которых составляет лишь 3200 ккал. Для них возможно приспособление лишь к суткам продолжительностью 30–34 часа.
Гипотеза информационно-энергетической стоимости суточного цикла открывает многие перспективы, например удлинение жизни. При длительном космическом полете (околоземная орбита не в счет, так как на ней остаются датчики времени 24-часовых суток) космонавты могли бы жить по 28-часовым суткам. Тогда каждые 5 лет воспринимались бы как 4 года! А при том же расходе энергии физиологическое и биологическое значение новых суток было бы равно 24-часовым. И вот где к человеческой жизни могли бы присоединиться еще 20 % ее продолжительности!
По-видимому, и на Земле могут быть созданы условия для удлинения суточного цикла, и таким образом будет увеличена продолжительность жизни.
Недавно американские исследователи в экспериментах на животных показали, что один из препаратов – производных бензодиазепина (вещества этой группы обладают успокаивающим действием на центральную нервную систему) может «перевести» биологические часы. В зависимости от времени введения препарата часы можно передвинуть вперед или отвести назад, т. е. сдвинуть фазу ритма. Так, инъекция, сделанная через 6 или 9 часов от начала периода активности, приближала следующий период активности примерно на час. Но если инъекцию делали во время сна животных, то следующий цикл активности начинался почти на час позже.
Тилл Реннеберг, Хильдеши Накамура и Вудлэнд Хастингс из Гарвардского университета сообщили, что креатин – вещество, участвующее в процессе накопления энергии в организме млекопитающих, – ускоряет циркадианные ритмы одноклеточных морских водорослей.
Углубление и уточнение подобных сведений очень понадобится врачам для борьбы с десинхронозом.
Хронобиология берет новые и новые рубежи. Манипулируя продолжительностью светового дня, можно сдвинуть во времени брачный сезон у пушных зверей. Разумеется, для этого нужны специальные вольеры с управляемой системой искусственного освещения. Если удлинить световой день, например в декабре, то половая система норок активизируется не в марте, как обычно, а в феврале. И наоборот, укорачивая световой день, можно отодвинуть начало гона.
Ученые подтвердили экспериментально, что в один календарный год можно втиснуть два «световых» года, а следовательно, и два цикла размножения.
Опыты, проведенные в США, показывают, что удлинение на фермах короткого зимнего дня до 16 часов с помощью электрических ламп увеличивает ежесуточные привесы крупного рогатого скота на 10 % (при том же рационе) и примерно на столько же повышает удои коров в первые два месяца после отела!
Изменение продолжительности суточного цикла перспективно и для растениеводства. Изменяя соотношение света и темноты, можно ускорить процессы роста и развития по отношению к абсолютному времени, а следовательно, повысить продуктивность сельскохозяйственного производства. Эта идея возникла при анализе сроков цветения у растений. Оказалось, что они зависят от продолжительности суток: есть растения «длинного» и «короткого» дня. Поэтому одни цветут во время летнего солнцестояния, а другие только тогда, когда день становится короче.
Так родилась идея регулировать рост растений с помощью искусственных датчиков. У одних растений можно будет формировать более значительную зеленую массу, у других – корневую систему или клубни и т. п.
Теперь дело за учеными-практиками. В конечном итоге именно их усилия должны определить дальнейший успех всех хронобиологических открытий.
Колоссальные перспективы открывает хронобиология в возможности повышения производительности труда. Уйдут в прошлое многие болезни, так как знание ритмичности жизнедеятельности поможет их своевременно распознать, излечить и сделать самое главное, на что нацелена наша медицина, – предупредить. Современная сезонная профилактика некоторых болезней – это лишь грубая модель тех сложных и оригинальных мероприятий, которые научатся применять врачи в профилактике заболеваний.
Пока метеорологи составляют долгосрочные прогнозы, а климатологи решают вопрос, быть или не быть новому ледниковому периоду, который обычно следует за исчезновением пятен на Солнце, врачи и биологи стремятся оградить человека от «небесных» влияний. Создаются непроницаемые для космических лучей палаты, где больные смогут благополучно перенести приближающуюся вспышку солнечной активности или другое неблагоприятное влияние.
По-видимому, и в других ситуациях человек сможет защититься от не воспринимаемых его органами чувств опасностей. А его собственные длительные ритмы? Они, вероятно, все-таки останутся, и будут чередоваться высокая и низкая работоспособность, хорошее и плохое настроение, без этого человек может превратиться в киборга или робота.
Все живые существа на земле подчинены биологическим ритмам: околочасовым, суточным, месячным, 7-дневным, годовым и многолетним.
В последние годы наука о биологических ритмах достигла больших успехов. Идеи хронобиологии глубоко проникли во многие медицинские исследования и принесли неоценимую помощь врачам и исследователям.
Сегодня мы получили ценную информацию об анатомической структуре «биологических часов»: она располагается в важнейшем нервном центре – гипоталамусе. Ученые установили, что к хронофизиологической системе относится сетчатка глаза.
Исследователи открыли 7 ключевых генов биологических часов. Полиморфизм или мутация в этих генах может вызывать, например, так называемый синдром более раннего наступления сна или его запаздывания, т. е. то, что лежит в основе распределения людей на «жаворонков» и «сов».
Ученые установили очень интересную закономерность: в регуляции важнейшего периодического процесса в организме человека – суточного ритма – доминирующую роль играет гормон мелатонин.
Постоянные изменения окружающей среды, стремительный рост интеллектуальных, физических и эмоциональных нагрузок современного человека и связанная с этим реактивная перестройка биологических ритмов обусловили необходимость поиска хронобиологических путей оптимизации деятельности и укрепления состояния человеческого организма.
Характерными особенностями современной науки о биологических ритмах являются 2 основных положения:
• биологические ритмы обладают ярко выраженными индивидуальными особенностями, которые необходимо учитывать при организации различных видов деятельности и отдыха, а также при лечении и профилактике заболеваний;
• основой оптимального развития человеческого организма, сохранения и укрепления его здоровья является синхронизация биологических и социальных ритмов. Поэтому здоровье, как «состояние полного физического, психического и социального благополучия» (официальное определение Всемирной организации здравоохранения) должно представлять собой оптимальное соотношение взаимосвязанных ритмов физиологических функций организма и их соответствие циклическим колебаниям окружающей среды.
Исследователи биологических ритмов установили, что «несветовые» факторы (сон, прием пищи, физическая активность и др.) играют второстепенную роль в регуляции биологических часов. Самым главным «датчиком времени» для человека является цикл «свет – темнота», потому что ни сон, ни физические нагрузки, ни прием пищи, ни стресс, ни знание времени суток не способны изменить суточный ритм. Поэтому, когда человек не спит ночью и воспринимает свет или, наоборот, спит днем и не воспринимает свет, физиологические процессы в его организме не получают «правильных» команд из внешней среды, и в ответ на это возникает губительный для организма десинхроноз. Он возникает, как мы уже отмечали, при перемещении человека через несколько часовых поясов, при работе в ночную смену и т. п. Десинхроноз может развиваться у шахтеров, моряков-подводников, космонавтов и представителей других специальностей, вынужденных трудиться в необычных световых условиях.
Когда ритм труда и отдыха вступает в противоречие с условиями внешней среды, у женщин может возникнуть рак молочной железы и злокачественные опухоли матки. Ученые установили, что распространенная сегодня склонность к избыточному весу чаще всего возникает у людей, нарушающих привычный всем ритм «сон – бодрствование».
Хронобиологи склоняются к тому, что утром полезна легкая зарядка. Давать серьезную нагрузку сразу после пробуждения не стоит. Усталости утренняя гимнастика вызывать не должна. В дневное время рекомендуются более интенсивные нагрузки для поддержания тонуса и развития мышц, причем заниматься нужно до или через час после еды. А вот на ночь физическая активность не полезна вообще. Заканчивать упражнения нужно хотя бы за 2–3 часа до сна.
Мы уже подчеркивали, что в зависимости от времени суток меняется температура тела, активность, уровень артериального давления и даже гормональный фон. Например, минимальные значения артериального давления отмечаются ночью. Перед пробуждением оно повышается. Вечером достигает максимума. Следовательно, если применять препараты для снижения давления 2 раза в день в соответствии с суточными ритмами, можно добиться гораздо большей эффективности, нежели от 3-кратного приема без учета биоритмов. Быстродействующие препараты, блокаторы кальциевых каналов лучше принимать утром, а медленнодействующие бета-блокаторы – вечером. В зависимости от времени суток возрастает и эффективность других лекарственных средств. Так, принятые утром антигистаминные препараты «работают» 15–17 часов, вечером – 7–9 часов.
Завершая книгу о биологических ритмах человека, следует особо подчеркнуть, что через относительно короткое время уйдут в прошлое многие тяжелые болезни, так как знание ритмичности жизнедеятельности человека поможет их своевременно распознать, а самое главное, на что нацелена современная гуманистическая медицина, – предупредить.
Читать бесплатно другие книги:
