Распределение некоторых физиологических функций в суточном цикле человека

Проблема суточных периодических изменений физио­логических функций в организме человека с давних пор привлекает внимание ученых различных специальностей и прежде всего физиологов, врачей, биологов. Знание ди­намики изменения физиологических функций организма человека позволяет правильно понять состояние организ­ма в определенный момент времени и применить более целесообразный и эффективный метод лечения при забо­левании.

Суточный ритм организма человека определяет­ся различными физиологическими функциями (а их, как мы знаем, в настоящее время насчитывается более сотни). Физиологические функции постоянно изменяются на фоне бодрствования и сна, активной деятельности и покоя. Ин­тенсивность их проявления различна в разное время суток. В одно время она максимальна, в другое - имеет минимальное значение.

Распределение некоторых физиологических функций в суточном цикле человека

Работоспособность, температура тела, частота пульса и дыхания, давление крови минимальны в 1-4 час., максимальны в 9-14 час. и в 16-20 час.

Физиологическая активность минимальна в 2-5 час., максимальна в 12-19,5 час.

Содержание адреналина в крови максимально в 6-9 час.

Почти все функции организма связаны с расходова­нием энергии. В связи с этим физиологический ритм орга­низма отражает уровень обмена веществ. Суточный ритм интенсивности обмена веществ, определяемый по харак­теру изменения температуры тела и дыхания, может быть обнаружен у людей, находящихся длительное время в по­кое или при малоподвижном образе жизни.

Еще в 1889 г. французский ученый Р. Рише дал фи­зиологическое истолкование биологических ритмов. По его мнению, основной причиной суточных колебаний физиологических функций в организме человека являются периодические изменения возбудимости нервной системы, угнетающей или стимулирующей обмен веществ. В результате изменения обмена веществ и возникают измене­ния различных физиологических функций.

Как показали экспериментальные исследования, для суточной периодичности физиологических процессов ха­рактерно постепенное повышение интенсивности в днев­ное время и уменьшение ночью. Так, например, частота дыхания днем выше, чем ночью. В ночное время понижена функция пищеварительного аппарата.

Экспериментально установлено, что суточная динами­ка температуры тела имеет волнообразный характер. При­мерно к 18 час. температура достигает максимума, а к полуночи снижается: минимальное ее значение между часом ночи и 5 час. утра. Таким образом, температура тела днем и ночью отличается на 0,6-1,3°С. Интересно, что интенсивность физиологических процессов ночью из­меняется по сравнению с дневным временем независимо от того, спит человек в ночное время или занимается на­пряженной работой.

Работоспособность органов кровообращения в различ­ное время суток тоже неодинакова: два раза в сутки (в 13 час. и в 21 час.) она резко снижается. Принимая во внимание то обстоятельство, что работоспособность сер­дечной мышцы в определенное время суток уменьшается, нецелесообразно в эти часы подвергать человека большим физическим нагрузкам, действию высоких температур, ускорений, кислородной недостаточности и т. д.

Суточная периодичность работы сердца проявляется в изменении числа сердечных сокращений в различное вре­мя суток. Так, во время сна сердце бьется  медленнее, уменьшается его минутный объем, понижается давление артериальной и венозной крови.

Наибольшее число сер­дечных сокращений приходится на 18 час. В это же вре­мя наблюдаются более высокие показатели максимально­го и минимального кровяного давления. Примерно к 4 час. утра отмечена наименьшая частота пульса. К 9 час. утра снижается до минимума кровяное давление. Капилляры кровеносных сосудов максимально расширены в 18 час. и наиболее сужены к 2 час. ночи.

Происходит изменение и внутриглазного давления. Утром оно повышается, а к вечеру падает.

Суточную периодичность работы сердца можно зафик­сировать на электрокардиограмме, так как биоэлектриче­ская активность изменяется на протяжении суток. В слу­чае повреждения миокарда (особенно при инфаркте) суточная периодичность работы сердца становится мало заметной или же полностью исчезает.

Кровь вместе с лимфой и тканевой жидкостью, окру­жающей клетки, является внутренней средой организма. Она достаточно полно отражает многие физиологические процессы, происходящие в организме человека. Поэтому наблюдение суточной периодичности физиологических функций можно производить, изучая деятельность крове­творных органов и состав крови.

Костный мозг наиболее активен ранним утром  (в 4- 5 час.), а селезенка и лимфатические узлы - в 17-20 час. В утреннее время в кровоток поступает наибольшее чис­ло молодых эритроцитов. Самое высокое содержание гемо­глобина в крови можно наблюдать от 16 до 18 час. Мак­симальное количество сахара в крови приходится на 9-10 час. утра, а минимальное - на ночное время. От­мечен четко выраженный суточный ритм процентного содержания в крови форменных элементов - эозинофилов. В ночное время содержание хлора в крови снижается, а в полночь достигает минимума. Уже с вечера в крови начинает уменьшаться количество белков и увеличивать­ся содержание  серы.  Максимум  азота отмечен в крови примерно в 16 час., а минимум - в 20 час. Суточный ритм проявляется в изменении содержания   в   крови натрия, калия, кальция и фосфора.

Суточная периодичность наблюдается также в изме­нении скорости реакции оседания эритроцитов (РОЭ): наибольшая скорость отмечена вечером между 21 и 22 час., наименьшая - утром.

С суточной цикличностью кровообращения имеет не­посредственную связь периодичность работы желез внут­ренней секреции. Отмечена четкая суточная периодич­ность содержания адреналина в крови. Максимальное его количество в 9 час. утра, минимальное - в 18 час. Адре­налин учащает пульс, повышает артериальное давление, активирует весь организм. Накопление адреналина в кро­ви происходит еще до начала активной деятельности, что способствует заблаговременному подготовлению к дея­тельности всего организма.

Обнаружен суточный ритм и в содержании гормона серотонина в шишковидной железе.

В организме постоянно происходит самообновление клеток. Причем скорость их деления ритмически изме­няется на протяжении суток. В течение суток в крове­творных органах изменяется количество форменных эле­ментов. Наибольшее количество делений клеток роговицы глаза приходится на утреннее время и наименьшее - на ночное. На протяжении суток периодически изменяется количество делений клеток в костном мозгу.

Суточную периодичность можно наблюдать в измене­нии биоэлектрической активности мозга в дневное и ноч­ное время. Ночью в электроэнцефалограмме человека по­являются медленные волны с увеличенной амплитудой, в дневное, наоборот, преобладают быстрые волны с не­большими амплитудами.

Можно было бы привести множество других примеров изменения физиологических функций в организме челове­ка на протяжении суток. Однако и перечисленных при­меров достаточно, чтобы понять, что суточным ритмом охвачен весь организм человека, представляющий собой единую систему взаимодействия всех органов, тканей и клеток.

Ритмичность физиологических процессов, отра­жающая единство организма и среды, их взаимодействие, проявляется в организме человека в том, что их макси­мумы и минимумы приурочены к определенным часам суток. А объясняется это тем, что характер проявления физиологических реакций организма в разное время су­ток различен и в основном зависит от факторов внешней среды. Они-то в дальнейшем и приобретают сигнальное значение в процессе индивидуальной жизни человека. Благодаря приспособлению к ритмически изменяющимся условиям внешней среды в организме человека происхо­дит физиологическая подготовка к активной деятельности даже тогда, когда организм находится в состоянии сна. И, наоборот, организм человека готовится ко сну задолго до засыпания.

Подготовка организма человека к состояниям бодрст­вования и покоя сопровождается сдвигом реакции организма на физические нагрузки, что выражается в изме­нении его работоспособности. 

Источник: Л. И. Куприянович «Биологические ритмы и сон»