Циркадианный ритм при стрессе

Оглавление:

Охрана труда

Суточные ритмы организма человека в стрессовых условиях и окружающая среда

Согласно всеобщему признанию, ритм — универсальная форма существования живых систем. Жизнь представляет собой постоянно текущий процесс адаптации, т.е. процесс приспособления организма к внешней среде или к изменениям, совершающимся в самом организме. Это значит, что процесс адаптации осуществляется в ритмичном, или в волнообразном, режиме.

Общебиологический закон волнообразности адаптационного процесса позволяет предвидеть смену периодов улучшения и ухудшения состояния в ходе приспособления к трудным условиям существования, волнообразность течения хронических заболеваний (периоды ремиссий и обострений) и процесса восстановления после острых заболеваний и травм.

В развитии общего адаптационного синдрома, или стресс-синдрома, Г.Селье выделил три стадии: стадию тревоги, отмеченную активными перестройками, направленными на приспособление к повреждающему фактору; стадию резистентности, когда организм сохраняет устойчивость в экстремальных условиях; и, наконец, стадию истощения, наступающую при продолжительном действии повреждающего фактора.

Поскольку феномен адаптации воплощает в себе единство защиты и повреждения, служащего расплатой за напряжение защитных сил со свойственным ему избыточным расходом жизненных ресурсов, постольку, в зависимости от конкретных обстоятельств, в этом единстве может преобладать одно из двух этих начал.

Понятно, что доминирование явлений защиты означает поддержание устойчивого существования, в то время как преобладание явлений повреждения приводит к развитию патологических процессов, называемых болезнями адаптации, которые могут в конце концов привести к истощению жизненных ресурсов и к гибели организма.

Для оценки и прогнозирования состояния человека в медицинской практике применяются биоритмологические подходы, опирающиеся на результаты измерения различных параметров колебательных процессов организма. Высокая чувствительность этих методов исследования позволяет не только выявлять ранние признаки неблагополучия, но и в ряде случаев предвидеть дальнейшее развитие событий. Исключительно важную роль в оценке функционального состояния человека играют амплитуда, период и взаимная синхронизация биологических ритмов.

Ритмический образ любого жизненного процесса имеет сложную структуру, определяемую системным характером организации живого. По словам Н.Я. Пэрна, «. каждое живое образование живет многослойной жизнью: как само по себе, как часть, как часть части и т.д.

И потому-то ритмы живых процессов всегда так сложны: более мелкие волны сидят на более крупных, эти последние участвуют в комбинациях еще более крупного калибра и т.д.». Иными словами, в структуре отдельно взятого ритмического процесса интегрируется множество ритмов. Эта сложная структура испытывает влияние эпизодических внешних и внутренних возмущений, накладывающих на нее свой отпечаток. И наконец она развивается во времени по мере движения организма от рождения к смерти.

Как подчеркивал Н.Я. Пэрна, «. мы можем смотреть на жизнь нашего тела как на сложную ткань из бесчисленных разнообразнейших ритмов». Понятно, что все эти ритмы не разрозненны, а взаимосвязаны. В организме человека взаимосвязь ритмических явлений, характерная для обычных, ничем не осложненных состояний, обеспечивается наличием единого системообразующего ритма, которому подчинены все жизненные процессы.

Эту роль выполняет суточный, или циркадианный, ритм. Именно на его основе складывается взаимная синхронизация ритмических процессов, подразумевающая устойчивые фазовые взаимоотношения всех составляющих циркадианной системы организма.

Стресс, как правило, сопровождается изменениями жизненных ритмов, в том числе изменениями циркадианных ритмов. При стрессе могут изменяться ведущие параметры циркадианного ритма — период, амплитуда, уровень, причем эти изменения всегда отмечены печатью индивидуальности.

И кроме того стресс сопровождается нарушениями фазовой синхронизации циркадианных ритмов организма, которые могут приводить к развитию особого болезненного состояния — десинхроноза (термин «десинхроноз» означает «болезнь десинхронизации»). Согласно Б.С. Алякринскому, десинхроноз — обязательный компонент стресс-синдрома и наиболее раннее его проявление.

Целью настоящей работы было изучение влияния стресса на суточную ритмику ряда физиологических показателей (почечной экскреции калия, натрия, 17-оксикортикостероидов и воды). Идея этого исследования состояла в том, чтобы оценить каждого конкретного испытуемого с точки зрения интегральной биоритмологической картины, характеризующей циркадианную ритмику изучаемых процессов, не рассматривая эти процессы по отдельности, а представив весь набор зарегистрированных функциональных показателей в обобщенном виде.

Такой прием нужен был для того, чтобы ранжировать обследуемых лиц по признаку лучшей или худшей циркадианной организации, выделив среди них «более организованных», т.е. тех, у кого циркадианная ритмика была отчетливо выражена и хорошо слажена, другими словами, лучше упорядочена, и «менее организованных» испытуемых, у которых циркадианная ритмика была отмечена менее четкой выраженностью и худшей согласованностью.

Это имело смысл с той точки зрения, что свойство сохранять при стрессе устойчивую циркадианную организацию жизненных функций связывают иногда со способностью эффективно противостоять десинхронизирующим влияниям стрессовых условий.

Решить поставленную задачу на основе детального анализа каждого отдельного показателя оказалось невозможно. У одних лиц нечетко выраженными оказались одни ритмы, у других — другие, причем индивидуальные особенности ритмической картины были очень пестрыми по характеру и по выраженности, так что сложить эти данные в единый образ, характеризующий человека как «более организованного» или как «менее организованного», не удавалось.

Нужен был принципиально другой инструмент анализа, позволяющий оценивать ситуацию в целом. Мы попытались использовать в этом качестве подход и методику, имеющуюся в распоряжении специалистов Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН.

Мы применили эту методику и для анализа частных показателей, но главная цель состояла в том, чтобы выполнить обобщенный анализ данных и на его основе распределить испытуемых по признаку четкости и упорядоченности циркадианных ритмов.

В процессе анализа полученных данных оказалось целесообразным сопоставить их с результатами операторской деятельности, выполнявшейся испытуемыми в тех же условиях.

Исследование уровня кортизола и его циркадианного ритма у пожарных Текст научной статьи по специальности «Психология»

Аннотация научной статьи по психологии, автор научной работы — Власенко Наталья Юрьевна

В работе исследован уровень и циркадианные изменения свободного саливарного кортизола у пожарных с разным стажем службы. Обнаружено уменьшение концентрации стресс-гормона ниже критических значений у большинства прослуживших десять и более лет, и десинзроноз его синтеза у половины бойцов независимо от стажа.

Похожие темы научных работ по психологии , автор научной работы — Власенко Наталья Юрьевна,

Текст научной работы на тему «Исследование уровня кортизола и его циркадианного ритма у пожарных»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №1/2016 ISSN 2410-700Х_

Власенко Наталья Юрьевна

канд. биол. наук, доцент ТвГТУ, г.Тверь, РФ E-mail: [email protected]

ИССЛЕДОВАНИЕ УРОВНЯ КОРТИЗОЛА И ЕГО ЦИРКАДИАННОГО РИТМА У ПОЖАРНЫХ

В работе исследован уровень и циркадианные изменения свободного саливарного кортизола у пожарных с разным стажем службы. Обнаружено уменьшение концентрации стресс-гормона ниже критических значений у большинства прослуживших десять и более лет, и десинзроноз его синтеза у половины бойцов независимо от стажа.

Саливарный кортизол, циркадианный ритм, пожарные, профессиональный стресс.

Здоровье населения является важнейшим фактором национальной безопасности государства. При этом профессиональное здоровье определяет главное в человеческом ресурсе — профессиональную надежность [4, с.60]. Она во многом зависит от адаптационных резервов работников. Сотрудникам ряда ведомств, в том числе МЧС РФ, зачастую приходится испытывать влияние экстремальных условий [3, с.15]. Это приводит к развитию профессионального стресса, который проявляется на гуморальном, биохимическом, вегетативном, поведенческом и психическом уровнях, вызывая адаптационную напряженность и истощенность.

Как известно, кортизол является активным участником стресс-реакции и развития общего адаптационного синдрома. Синтезируясь в коре надпочечников и относясь к глюкокортикоидам, он обеспечивает мобилизацию и направленное перераспределение энергетических ресурсов организма, в первую очередь активируя глюконеогенез в печени и липолиз в жировой ткани. Кроме того, действие кортизола вызывает другие многочисленные физиологические, а также когнитивные и поведенческие изменения, имеющие решающее значение для успешной адаптации. В норме секреция кортизола варьирует в течение суток, при этом акрофаза приходится на утреннее время. Десинхроноз его продукции является индикатором нарушений адаптационных механизмов [1, с.4; 2, с. 154].

Целью настоящей работы явилось исследование уровня и циркадианных изменений свободного саливарного кортизола у пожарных с разным стажем службы.

Материалы и методы: было обследовано 124 пожарных мужского пола в возрасте от 25 до 45 лет, со стажем службы в Федеральной противопожарной службе (ФПС) от 3 до 20 лет. Вся выборка была распределена по группам: первая (31 человек) — стаж службы до 5 лет (период профессиональной адаптации), вторая (52 человека) — 5-10 лет (период профессионализма), третья (41 человек) — свыше 10 лет (появление профессиональных деформаций). Базой исследования стали 2, 3 и 4 пожарные части 13-го отряда ФПС МЧС по Тверской области. Режим службы испытуемых составлял цикл из одних рабочих и трех суток отдыха. У пожарных измеряли уровень свободного кортизола в слюне с помощью иммуноферментного анализа на планшетных тест-системах «Кортизол в слюне — ИФА» (производство ООО «Хема», Россия). Сбор слюны проводили шестикратно в течение суток: в 8-00, 12-00, 16-00, 20-00, 24-00, 4-00 часа. Контрольными послужили значения уровня кортизола в слюне, рекомендуемые производителем как нормативные. При математической обработке данных с помощью программы «SPSS-17» использовались дискриптивный, сравнительный (с примененим критерия Стьюдента) и корреляционный (с использованием критерия Спирмена) виды анализа. За критический уровень значимости былопринято значение p

Ознакомьтесь так же:  Осложнения у депрессии

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-52970

Глава 15. ИНТЕГРАТИВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОЗГА ЧЕЛОВЕКА

Циркадианные ритмы у человека

Все или почти все виды деятельности человека связаны с временем суток, циклом бодрствование — сон. Температура тела на протяжении суток изменяется на 0,6—1,0 ° С (см. главу 11) и не зависит от того, спит или бодрствует человек. Температура тела зависит от активности человека и влияет на продолжительность сна. В наблюдениях в условиях длительной изоляции человека (проживание в пещере) со свободнотекущими ритмами отмечено, что если засыпание совпадает с минимальной температурой тела, то сон длится 8 ч; если человек засыпал при относительно высокой температуре тела, то длительность сна могла достигать 14 ч. В нормальных условиях люди с нормальным 24-часовым циклом бодрствование — сон обычно засыпают с понижением и просыпаются с подъемом температуры тела, не замечая этого. Суточный ритм температуры тела является очень прочным стереотипом, закрепленным в эволюционном развитии сменой дня и ночи, с характерными для них разной освещенностью, температурой окружающей среды, движением воздуха, геомагнитным воздействием и наконец различной активностью человека, который со времени существования вида Homo sapiens имел высокую активность в дневное время суток. Этим можно объяснить то, что со временем суток связана интенсивность основного обмена — он выше днем, чем ночью.

От времени суток зависят интенсивность мочеобразования и концентрация в крови регулирующих этот процесс гормонов. У здорового человека на дневное время приходится акрофаза экскреции воды, электролитов, продуктов азотистого обмена; на ночное время — экскреция аммиака и Н+. Клубочковая фильтрация днем выше, чем ночью, канальцевая реабсорбция воды выше ночью, чем днем. Акрофазы экскреции различных компонентов мочи несинхронны.

Не менее выражена циркадианная ритмичность деятельности сердечно-сосудистой системы. В ночное время снижаются частота сердечного ритма, артериальное и венозное давление.

В деятельности органов дыхания также выражены циркадианные изменения частоты и глубины дыхания, легочной вентиляции, объемов и емкостей легких с акрофазой в дневное время. При этом акрофазы сопротивления воздушному потоку в бронхах утром и вечером, а растяжимости легких наблюдают в 9 и 13 ч.

Характерные изменения претерпевает система крови: кроветворение в красном костном мозге наиболее интенсивно утром, селезенка и лимфатические узлы наиболее активны в 17— 20 ч. Максимальная концентрация гемоглобина в крови наблюдается с 11 до 13 ч, минимальная— в ночное время. Циркадианность характерна для числа эритроцитов и лейкоцитов в крови.

Минимальная СОЭ отмечается рано утром. С вечера в крови начинает уменьшаться содержание сывороточных белков. Характерную циркадианную динамику имеют содержание электролитов сыворотки крови, скорость свертывания крови. Следовательно, практически для всех показателей крови характерна циркадианная ритмичность.

Моторная и секреторная деятельность пищеварительного тракта натощак и после стимулирования приемом пищи существенно ниже в ночное, чем в дневное, время. Имеется циркадианная ритмичность резорбтивной активности пищеварительного тракта, пищеварительных и не пищеварительных функций печени.

Существенны циркадианные колебания концентрации гормонов в крови. Акрофаза для кортизола и пролактина приходится на 6 ч утра. В это время отмечается минимальная концентрация тиреотропного гормона. Акрофаза для инсулина отмечается около полудня, для ренина и самототропного гормона — в ночные часы, тестостерона — в ночные и утренние часы. Важно, что циркадианность характерна не только для секреции гормонов, но и реактивности к ним различных клеток и тканей.

Наличие циркадианной функциональной активности различных физиологических систем и органов рассматривается как один из диагностических критериев состояния здоровья, а нарушение циркадианной ритмичности в форме ее отсутствия или искажения — как показатель предпатологии и патологии. Например, у больных гипертонической болезнью акрофазы минутного и систолического объемов сердца и артериального давления передвинуты с дневного времени на ночное; выражена инверсия ритма уровня кетостероидов, возбудимости зрительных центров и ряда других функциональных показателей. У больных язвенной болезнью ночью не снижаются артериальное кровяное давление, уровень моторики и секреции желудка. Описано нарушение ритмичности экскреции с мочой ряда гормонов и электролитов при сахарном диабете.

Умственное и физическое утомление существенно изменяет ритмичность физиологических процессов. Это явление десинхроноза рассматривается как обязательный компонент стресса.

Существует точка зрения о биоритмологическом условном делении суток на три периода: первый — с 5 до 13 ч, когда преобладает влияние симпатической части автономной (вегетативной) нервной системы, усиливается обмен веществ, повышается работоспособность человека; второй период — с 13 до 21 ч, когда активность симпатической части понижается, постепенно уменьшается обмен веществ; третий период — ночной, когда повышен тонус парасимпатической части автономной нервной системы и значительно снижен обмен веществ.

Это деление условно по многим причинам, в частности потому, что выраженность ритмологических проявлений зависит от индивидуальных, в том числе типологических, особенностей человека, выработанного стереотипа времени сна и бодрствования и др. Специалисты, занимающиеся физиологией труда, считают, что максимальная работоспособность (и соответственно активность) существует в два временных периода: с 10 до 12 и с 16 до 18 ч, в 14 ч отмечен спад работоспособности, есть он и в вечернее время. Однако у большой группы людей (50 %) повышена работоспособность в утреннее время («жаворонки») или в вечернее и ночное время («совы»). Считается, что «жаворонков» больше в среде рабочих и служащих, а «сов» — среди представителей творческих профессий. Впрочем, есть мнение, что «жаворонки» и «совы» формируются в результате многолетнего, предпочтительно утреннего или вечернего, бдения. Во всяком случае эти особенности следует учитывать при индивидуализации режима труда, отдыха, приема пищи, что может повысить функциональную результативность.

Представляет интерес вопрос о том, как изменяются циркадианные ритмы человека в условиях добровольной изоляции от внешнего мира. Были проведены наблюдения за людьми, длительно (до полугода и более) находящимися в пещере и организующими свою активность и сон независимо от дня и ночи на поверхности Земли. У таких добровольцев в первые дни и недели оценка длительности суток могла укорачиваться (редко) и удлиняться (часто). При последующей изоляции «сутки» испытуемого стабильно удлинялись, приближаясь к 24,8-часовым «лунным суткам». В результате этого французский спелеолог Мишель Сиффр последний 179-й день своего пребывания в пещере оценил как 151-е сутки, считая каждые «сутки» за цикл бодрствование — сон.

В естественных условиях ритм физиологической активности человека синхронизирован с его социальной активностью, обычно высокой днем и низкой ночью. При перемещениях человека через временные пояса (особенно быстро на самолете через несколько временных поясов) наблюдается десинхронизация функций. Это проявляется в усталости, раздражительности, расстройстве сна, умственной и физической угнетенности; иногда наблюдаются расстройства пищеварения, изменения артериального давления. Эти ощущения и функциональные нарушения возникают в результате десинхронизации циркадианных закрепленных ритмов физиологических процессов с измененным временем световых суток (астрономических) и социальной активности в новом месте пребывания человека. Человек, покидая место своего постоянного или длительного жительства, как бы несет с собой на новое место ритм родных, прежних мест.

Через некоторое время эти ритмы согласуются, но для разных направлений перемещения человека и разных функций это время будет неодинаковым. При перелетах в западном направлении биологические часы отстают по отношению к 24-часовому солнечному циклу, и для приспособления к распорядку дня в новом месте должна произойти фазовая задержка биологических часов. При перелете в восточном направлении происходит их ускорение. Организму легче осуществить фазовую задержку, чем ускорение, поэтому после перелетов в западном направлении ритмы синхронизируются быстрее, чем при перелете в обратном направлении. Люди имеют существенные индивидуальные различия в скорости синхронизации ритмов при перемещениях. Скорость синхронизации прямо зависит от того, как скоро прилетевший на новое место человек включится в активную деятельность и сон по местному времени, насколько он в этом заинтересован.

Если поездка недлительная и предстоит скорое возвращение, то не стоит перестраивать на местное время свои биологические часы, так как предстоит их скорая возвратная «перенастройка». Это небезвредно для организма человека, если такие «перенастройки» частые, например у пилотов дальних авиалиний. Они предпочитают скорое возвращение и на новом месте недлительного пребывания биологические часы «не переводят на местное время».

Часто встречающимся видом десинхронизации биологического и социального ритмов активности является работа в вечернюю и ночную смену на предприятиях с круглосуточным режимом работы. Обычно рабочие и служащие этих предприятий работают одну неделю в утреннюю, вторую — в вечернюю и третью — в ночную смену. При переходе с одной смены на другую происходит десинхронизация биоритмов, и они не полностью восстанавливаются к следующей рабочей неделе, так как на перестройку биоритмов человека в среднем необходимо примерно 2 нед. У работников с напряженным трудом (например, авиадиспетчеры, авиапилоты, водители ночного транспорта) и переменной сменностью работы нередко наблюдается временная дезадаптация — десинхроноз. У этих людей нередко отмечаются различные виды патологии, связанные со стрессом, — язвенная болезнь, гипертония, неврозы. Это плата за нарушение циркадианных биоритмов. Существуют методы индивидуальной профилактики и коррекции десинхроноза.

Ознакомьтесь так же:  Психастения как избавиться

Исследования связи эндогенных биоритмов с экзогенными датчиками ритмов в изолирующих человека от внешней среды камерах показали возможность «укоротить» сутки до 18 ч, постепенно изменяя продолжительность фаз сна и бодрствования. Попытка «сжать» сутки до 16 ч оказалась безуспешной, и у испытуемых проявлялись различные, в основном психические, расстройства.

«Удлинение» суток в условиях камеры испытуемыми переносилось несколько легче и функциональные расстройства у них отмечались при навязывании «суток» длительностью 40 ч и более.

Существенная зависимость функционального состояния человека от времени суток дает объяснение многим явлениям, в том числе преимущественной приуроченности приступов астмы и стенокардии, смерти к ночному времени.

Показаны циркадианные изменения реактивности организма человека, его органов и систем по отношению к токсинам и ряду фармакологических веществ. Описаны хронофармакологические эффекты гистамина, ацетилхолина, простагландинов, этанола, инсулина, АКТГ и ряда других эндогенных и экзогенных веществ. Это явление нашло применение в практической медицине при использовании разных дозировок препаратов в дневное и ночное время. Например, для большинства гипотензивных средств наиболее эффективен прием в 15—17 ч, когда начинается циркадианный подъем АД у больных гипертонической болезнью (максимум АД отмечается в 18—20 ч). Максимум реакции на введение гистамина отмечается от 21 ч 45 мин до 00 ч 50 мин с акрофазой в 23 ч 30 мин, поэтому антигистминные препараты рекомендуется вводить в 19—20 ч. Нашли объяснение различия результатов хирургических операций, выполненных в разное время суток. Такие примеры многочисленны и рассматриваются в соответствующих разделах медицины с учетом все обновляющихся клинических и экспериментальных данных ритмо-(хроно-) патологии.

Открытие молекулярных механизмов работы циркадного ритма

Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2017 г. получили американские исследователи Майкл Янг, Джеффри Холл и Майкл Росбаш – ​за многолетние исследования генетических основ циркадных ритмов («биологических часов»). Янг работает в Нью-Йоркском университете Рокфеллера, а Холл и Росбаш – ​в Брандейском университете в Массачусетсе

Нобелевская премия в области физиологии и медицины в 2017 г. присуждена за открытие генов, определяющих работу биологических часов – ​внутриклеточного механизма, который управляет циклическими колебаниями интенсивности различных биологических процессов, связанных со сменой дня и ночи. Суточные или околосуточные (циркадные) ритмы присутствуют во всех живых организмах от цианобактерий до высших животных.

Нужно понимать, что любое достижение, которое награждается таким почетным титулом, опирается на исследования предшественников. Впервые представление о биологических часах возникло еще в XVII в., когда французский астроном Жан Жак де Меран обнаружил, что у растений суточный ритм движения листьев происходит даже в темноте, он «запрограммирован» в самом растении, а не обусловлен окружающей средой. С этого момента началась работа по изучению феномена. Было установлено, что практически все живые организмы способны формировать циклические процессы с суточным или околосуточным периодом. Оказалось, что при отсутствии главного внешнего фактора синхронизации – ​смены дня и ночи – ​организмы продолжают жить суточным ритмом, хотя период этого ритма в зависимости от индивидуальных особенностей становится немного короче или длиннее суток.

Генетическая основа биологических часов была впервые установлена в 1970-х гг., когда у плодовой мушки Drozophila melanogaster был открыт ген Per (от слова period). Это сделали Сеймур Бензер и его ученик Рональд Конопка из Калифорнийского технологического института. Они провели масштабный эксперимент, работая с сотнями линий мух и получая новые линии с помощью химического мутагенеза. Ученые заметили, что при одинаковом периоде освещения у некоторых мух период суточного ритма сна и бодрствования становился либо существенно меньше обычных суток (19 ч), либо больше (28 ч), а также появилась группа «аритмиков», у которых наблюдался полностью асинхронный цикл. Пытаясь понять, можно ли идентифицировать гены, которые контролируют циркадный ритм у дрозофил, ученые продемонстрировали, что циркадные ритмы мух нарушают мутации неизвестного гена или группы генов.

Таким образом, будущие лауреаты Нобелевской премии Холл, Росбаш и Янг уже имели в своем распоряжении линии мух с генетически обусловленными изменениями периода сна и бодрствования. В 1984 г. они выделили и секвенировали ген Per и выяснили, что уровень кодируемого им белка меняется с суточной периодичностью, достигая пика в ночное время и снижаясь днем.

Позднее у млекопитающих было открыто целое семейство генов циркадных ритмов: Bmal1, Clock, Cry1—2, Per1—3, механизм работы которых также подчиняется принципу обратной связи. Белки BMAL1 и CLOCK активируют гены Per и Cry, в результате чего синтезируются белки PER и CRY. Когда их становится много, они начинают угнетать активность BMAL1 и CLOCK, тем самым подавляя свой синтез. Когда количество PER и CRY снижается до определенного уровня, вновь активируются BMAL1 и CLOCK – ​и так далее

Удостоенное Нобелевской премии открытие дало новый толчок к тому, чтобы пытаться понять, почему механизмы циркадных ритмов работают так, а не иначе, почему период различается межиндивидуально и устойчив к внешним факторам, таким как температура (Pittendrich, 1960). Например, работы, выполненные на цианобактериях, показали, что с повышением температуры на 10 °C водоросли сохраняют циклические процессы, и их период изменяется всего на 10—15 %, тогда как по законам химической кинетики должен измениться в два раза. Последнее стало настоящим вызовом, поскольку все биохимические реакции должны подчиняться законам химической кинетики.

Сейчас ученые сошлись во мнении, что период устойчив потому, что суточный цикл определяется не одним геном и продуцируемым им белком. В 1994 г. Янг открыл у дрозофилы ген Tim, кодирующий белок, участвующий в управлении уровнем белка PER по принципу обратной связи. При повышении температуры возрастает как наработка белков, участвующих в формировании циркадного цикла, так и наработка других белков, которые ее тормозят, а работа биологических часов не сбивается.

Сейчас известны базовые механизмы циркадных ритмов, но множество деталей остаются непонятными. Например, как в одном организме одновременно сосуществуют несколько «часов», как реализуется несколько процессов, идущих с разным периодом? Когда проводились эксперименты, во время которых люди жили в помещениях или в пещере без информации о времени дня и ночи, их температура тела, секреция стероидных гормонов и т. п. имели период около 25 ч. При этом периоды сна и бодрствования, хотя в среднем также держались около суточного, у некоторых варьировались от 15 до 60 ч (Wever, 1975).

Изучение циркадных ритмов важно и для понимания функционирования организма в экстремальных условиях, например в Арктике, когда во время полярного дня и ночи исчезают естественные факторы синхронизации суточных ритмов. Существуют убедительные данные о том, что при долгом пребывании в такой среде у человека происходят существенные изменения суточных ритмов целого ряда функций организма (Мошкин, 1984). Сейчас становится понятно, что это один из факторов, который влияет на здоровье человека, и когда известна молекулярная основа циркадных ритмов, можно анализировать, какие варианты генов более или менее благоприятны для работы в полярных условиях.

Циркадные ритмы влияют на обменные процессы, работу иммунной системы и процесс воспаления, на кровяное давление, температуру тела, функции мозга и многое другое. От времени суток зависят эффективность некоторых лекарств и их побочные эффекты. При вынужденном несоответствии внутренних часов и внешних, например, в результате широтного перелета или работы в ночную смену, могут наблюдаться разнообразные дисфункции организма: расстройства желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы, депрессии, повышается риск развития онкологических заболеваний.

Мошкин М. П. Влияние естественного светового режима на биоритмы полярников // Физиология человека. 1984. Т. 10. № 1. С. 126—129.

Pittendrigh C. S. Circadian rhythms and the circadian organization of living systems // Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 1960. V. 25. P. 159—184.

Wever R. The circadian multi-oscillator system of man // Int J Chronobiol. 1975. V. 3. N. 1. P. 19—55.

Циркадианный ритм при стрессе


Пульт управления ЧАЭС

Рваный режим сна и бодрствования нетипичен для человека и может привести к фатальным ошибкам. Например, техногенные катастрофы в Бхопале, Чернобыле и Три-Майл-Айленде случились между полуночью и четырьмя часами утра и были связаны с невнимательностью из-за усталости персонала, вызванной нарушениями суточного ритма организма.

Глобализация настраивает наше общество на 24 часовой режим работы — финансовые рынки не дремлют, заводы работают круглые сутки, торговля ведется от рассвета и до рассвета.
Как это исследовалось и каковы причины рассинхронизации — я начну раскрывать в этой статье.

Ознакомьтесь так же:  Клиника алкогольной зависимости отзывы

Многим людям знаком недостаток сна у молодых родителей в первые месяцы после рождения детей. Часто дети путают день и ночь, а иногда они бывают настолько ярко выраженными жаворонками, что просыпаются с первыми лучами солнца.
По сути, эти проблемы с ночным сном и ранним пробуждением детей — это сложности с синхронизацией внутренних ритмов с ритмами окружающего мира. Обычно к полугоду они приходят в баланс.

Но рассинхронизация встречается не только у детей, в последнее время все чаще проблемы со сбиванием ритмов сна преследует взрослых.

В целом людям удается держать свой ритм на 24 часах и поддерживать синхронизацию с окружающим миром. А вот у людей, живущих со слепотой, с этим проблемы, и их ритмы сбиваются каждые три недели, а режим сна и бодрствования меняется.

Эти случаи лишь подчеркивают важность синхронизма, который выработался у человека в ходе эволюции, но какая именно часть тела отвечает за ритмы организма?

Возможно, где-то в организме есть внутренний маятник, который настраивает внутренние ритмы в соответствии с окружающим миром, или каждая клетка тела сама синхронизируется независимо от остальных, а может это происходит благодаря связи мозга и глаз. Попробуем разобраться.

Представим наш организм огромным оркестром, где каждая клетка тела — это музыкант, и у каждого музыканта врожденное чувство 24-часового ритма.

Исполнители находятся в почках, печени, поджелудочной и других органах, и 24 часа они исполняют свой биохимический концерт. В разные периоды времени внутри каждого органа они могут быть как активным, так и пассивны и работают над выработкой и регуляцией уровня гормонов и протеинов в организме.

Синхронизация организма состоит из трех ступеней:

  • Все клетки одного органа синхронизированы друг с другом и действуют сообща, изменяя химические и электрические ритмы одновременно.
  • Синхронизм между разными органами одного организма — он называется внутренней синхронизацией. Это не значит, что они работают одновременно, а означает лишь то, что у них четкий график деятельности, построенный на зависимости друг от друга.
  • Синхронизм между организмом и окружающим миром.

Как влияет синхронизм на нашу жизнь — сегодня это один из самых насущных вопросов, и больше всего ученых интересует его влияние на сон. С 70-х годов было проведено несколько экспериментов, которые помогли понять хоть что-то о синхронизме и его воздействии на сон.


Мишель Сифр

Так 14 февраля 1972 года Мишель Сифр на полгода ушел под землю в одну из пещер Техаса — Миднайт Кейв.

Французский геолог занимался исследованиями сна и выступил добровольцем в испытании синхронизма человеческого организма. Он ушел на шесть месяцев в пещеру и изолировал себя от какого-либо восприятия времени. Это был уже не первый эксперимент по нахождению внутренних циркадных часов человека, но на этот раз в более комфортных условиях.

Ранее было месячное пребывание в альпийской пещере в холоде и мраке, а для полугодового эксперимента Сифре выбрал пещеру со стабильной температурой в 21°С, но для него все закончилось еще хуже чем в Альпах.

Пребывая в течении полугода в полном одиночестве, исследователь чуть не сошел с ума из-за постоянного напряжения. Кроме того, через некоторое время его плеер вышел из строя, а книги стали нечитаемы из-за плесени. Для хоть какой-то эмоциональной разгрузки он приручил мышь, подкармливая ее остатками со стола, но их дружба вскоре трагически закончилась: Мишель раздавил доверившуюся ему мышь, уронив на нее самодельную клетку из кастрюли.

На 79 день эксперимента геолог звонил на поверхность и умолял коллег вытащить его на поверхность, но ему в этом отказали. После чего у него начали появляться мысли о суициде.

Показательным было влияние добровольного заточения и на умственные способности Мишеля. Так в последний день эксперимента начали происходить удары током от неисправных приборов, но исследователь догадался отключить питание только после третьего разряда.

Самопожертвование Сифре были не напрасными, и благодаря ему было зафиксировано, что в первые пять недель его суточный цикл установился на 26 часах. Каждый день он просыпался позже чем в предыдущий, и так его график все больше сдвигался относительно общепринятого 24-часового ритма жизни, но распорядок дня при этом не изменялся.

Еще одним важным наблюдением были изменения температуры тела в течении суток. Так температура тела колеблется от 36 до 37 градусов по Цельсию независимо от нашей деятельности. Температура понижается перед сном и повышается незадолго до пробуждения.
И хотя это было замечено еще в 1866 году, эксперимент Сифре доказал, что колебания температуры тела не связанны с окружающем нас миром и временем суток.

После установления 26-часового суточного цикла Сифр ложился спать в одно и тоже время каждый день при понижении температуры тела и просыпался, когда температура повышалась.
Благодаря этому эксперименту было доказано, что изменения температуры тела — один из важных факторов установки внутренних ритмов организма.

На первой стадии эксперимента француз вел себя так же, как ведут себя хомяки или дрозофилы в лабораториях, когда ученые изолируют их от показателей времени для проведения исследований.

Циклы некоторых животных короче 24 часов, а у других они продолжительнее. Эти циклы называют циркадным ритмом и, например, у лабораторной мыши он устанавливается на 23,5 часах, а мимоза раскрывает и закрывает свои лепестки с 22-часовой цикличностью. Практически у всех живых организмов присутствуют свои устойчивые ритмы, и в отсутствии внешних подсказок они достаточно быстро устанавливается самостоятельно.

На 37 день эксперимента циркадный цикл Сифре потерял сходство с ритмами других животных и его тело начало вести себя нетипично, а циркадный ритм рассинхронизировался.

Он часами бодрствовал после снижения температуры тела и не спал всю ночь, а после этого мог проспать по 15 часов, что вдвое больше его обычного времени сна.
Весь следующий месяц его график вел себя непредсказуемо, то возвращаясь к 26-часовому циклу, то переходя на 40 и 50 часов. При этом исследователь не отдавал себе отчета в этих нарушениях, а его организм исправно менял температуру тела в соответствии с 26-часовым циклом.

Эти нарушения циклов впоследствии стали называть самопроизвольной внутренней рассинхронизацией.

Внутренняя рассинхронизация означает, что циркадные ритмы сна и температуры тела начинают работать вразнобой в одном организме, и наблюдается она только у человека, животные и растения ей не подвержены.

Позже стало известно, что циклы сна и бодрствования Сифре не являлись чем-то непредсказуемым и подчиняются простым математическим правилам, а самим сбоям подвержены все люди в той или иной степени.

Впоследствии были проведены еще эксперименты над циркадными ритмами людей, но о них я напишу в другой статье.

Ну, а на сегодня все. Если у вас есть какие-то дополнения к статье — я буду рад обсуждению в комментариях.

Всем хорошего дня, сна и стабильных ритмов!

Литература:
«Ритм Вселенной. Как из хаоса возникает порядок в природе и в повседневной жизни»
Автор: Стивен Строгац
Манн, Иванов и Фербер, 2017 г.
ISBN: 978-5-00100-388-5

Пожалуйста, поделитесь информацией по теме «Изменение циркадианного ритма под влиянием стресса»

Посоветуйте,пожалуйста,литературу по желудочно-кишечным кровотечениям,2012-2018 год!)

Внешний и внутренний факторы Касла

Факторы Касла — это вещества, необходимые для поддержания нормального кроветворения. Внешний фактор Касла (витамин В12, или цианокобаламин) содержится в сыром мясе, сырой печени, дрожжах и др.; Внутренний фактор Касла (гастромукопротеид) выделяется добавочными клетками выходной части желез дна и тел.

Побочные эффекты бета-лактамных антибиотиков

Цефалоспорины:
1. Аллергические реакции — вероятность перекрестной аллергии
2. Нефротоксичность
3. Повышение трансаминаз (преимущественно для ЛС с двойным путем выведения)
4. Лейкопения

Показания для назначения фторхинолонов

В зависимости от поколения:
Фторхинолоны 2 поколения – абдоминальные инфекции, инфекции мочевыводящих путей Фторхинолоны 3 и 4 поколения («респираторные») – абдоминальные инфекции, инфекции мочевыводящих путей + инфекции дыхательных путей
Противопоказания:
1. Дети, подростки (до 18 лет)

Посоветуйте хороший учебник по патфиз ,кроме Новитского

У кого-нибудь есть Воробьев, А.А. Лабораторная и инструментальная диагностика. Спутник интерниста??

Какие синдромы выделяют при язвенной болезни и спонтанной стенокардии? надо обосновать диагноз в 2х историях

Классификация сердечной недостаточности Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA)

I ФК
Пациенты имеется заболевание сердца, но оно не ограничивает физическую активность. Обычная физическая нагрузка не вызывает сильной усталости, сердцебиения и одышки;
II ФК
Заболевание сердца приводит к легкому ограничению физической активности. В покое симптомов нет. Обычная физическая

Особенности фармакокинетики аминогликозидов

1. АМГ – гидрофильные соединения. При приеме внутрь практически не всасываются, поэтому вводятся парентерально
2. Высокие концентрации создают в органах с хорошим кровоснабжением (печень, легкие, почки)
3. Низкие концентрации – в мокроте, бронхиальном секрете, желчи
4. Плохо проходят через

Особенности фармакокинетики карбапенемов

1. Препараты вводятся только внутривенно
2. Хорошо распределяются в организме
3. Выводятся преимущественно почками путем клубочковой фильтрации и канальцевой секреции
4. Имипенем инактивируется в почечных канальцах дегидропептидазой I, в связи с чем используется с ингибитором дегидропептидазы

About the Author: admin