Apa pengertian ritme dalam biologi. Irama biologis. Irama lambung, pankreas dan limpa

Setiap fenomena biologis, setiap reaksi fisiologis bersifat periodik, karena organisme hidup, yang hidup selama jutaan tahun dalam kondisi perubahan ritmis dalam parameter geofisika lingkungan, juga telah mengembangkan cara untuk beradaptasi dengannya.

Irama- karakteristik mendasar dari fungsi organisme hidup - berhubungan langsung dengan mekanisme umpan balik, pengaturan diri dan adaptasi, dan koordinasi siklus ritme dicapai berkat fitur penting dari proses osilasi - keinginan untuk sinkronisasi. Tujuan utama ritme adalah untuk mempertahankan homeostatis tubuh ketika faktor lingkungan berubah. Dalam hal ini, homeostasis dipahami bukan sebagai stabilitas statis lingkungan internal, tetapi sebagai proses ritme dinamis - ritmeostasis, atau homeokinesis.

Irama tubuh sendiri tidak bersifat otonom, tetapi terkait dengan proses ritme lingkungan luar: pergantian siang dan malam, musim tahunan, dll.

Penentu waktu eksternal

Tidak ada keseragaman dalam terminologi yang mencirikan faktor eksternal dan fluktuasi internal yang ditimbulkannya. Misalnya, ada nama "sensor waktu eksternal dan internal", "pengatur waktu", "jam biologis internal", "generator osilasi internal" - "osilator internal".

Irama biologis - pengulangan berkala dari beberapa proses dalam sistem biologis dengan interval yang kurang lebih teratur. Biorhythm bukan sekedar proses yang berulang, tetapi juga proses yang bertahan dan berkembang biak dengan sendirinya. Irama biologis dicirikan oleh periode, frekuensi, fase dan amplitudo osilasi.

Periode adalah waktu antara dua titik yang bernama sama dalam proses perubahan seperti gelombang, yaitu. durasi satu siklus sampai pengulangan pertama.

Frekuensi. Irama juga dapat dicirikan oleh frekuensi - jumlah siklus yang terjadi per satuan waktu. Frekuensi ritme dapat ditentukan oleh frekuensi proses periodik yang terjadi di lingkungan luar.

Amplitudo adalah penyimpangan terbesar dari indikator yang diteliti ke segala arah dari rata-rata. Amplitudo terkadang dinyatakan melalui mesor, mis. sebagai persentase dari nilai rata-rata dari semua nilainya yang diperoleh selama registrasi ritme. Dua kali lipat amplitudo sama dengan amplitudo osilasi.

Fase. Istilah "fase" mengacu pada bagian tertentu dari suatu siklus. Paling sering istilah ini digunakan untuk menggambarkan hubungan satu ritme dengan ritme lainnya. Misalnya, puncak aktivitas pada beberapa hewan bertepatan dengan fase periode gelap siklus terang-gelap, pada hewan lain - dengan periode terang. Jika dua periode waktu yang dipilih tidak bertepatan, maka istilah perbedaan fase diperkenalkan, dinyatakan dalam pecahan periode yang sesuai. Berada di depan atau di belakang dalam fase berarti suatu peristiwa terjadi lebih awal atau lebih lambat dari yang diharapkan. Fase ini dinyatakan dalam derajat. Misalnya, jika maksimum suatu ritme berhubungan dengan minimum ritme lainnya, maka perbedaan fase di antara keduanya adalah 180?.

Acrophase adalah titik waktu dalam periode ketika nilai maksimum dari indikator yang dipelajari dicatat. Saat merekam akrofase (batifase) selama beberapa siklus, tercatat bahwa waktu permulaannya bervariasi dalam batas-batas tertentu, dan waktu ini diidentifikasi sebagai zona pengembaraan fase. Besar kecilnya zona pengembaraan fase mungkin berhubungan dengan periode (frekuensi) ritme. Frekuensi dan fase bioritme tidak hanya dipengaruhi oleh frekuensi dan fase proses osilasi eksternal, tetapi juga oleh levelnya.

Ada aturan sirkadian: Organisme diurnal dicirikan oleh korelasi positif antara pencahayaan dan frekuensi ritme sirkadian, sedangkan organisme nokturnal dicirikan oleh korelasi negatif.

Klasifikasi bioritme

Klasifikasi ritme bergantung pada kriteria yang dipilih: menurut karakteristiknya, menurut fungsinya, jenis proses yang menghasilkan osilasi, serta menurut biosistem di mana siklus diamati.

Kisaran ritme kehidupan yang mungkin mencakup rentang skala waktu yang luas - mulai dari sifat gelombang partikel elementer

(ritme mikro) hingga siklus global biosfer (ritme makro dan mega). Batasan durasinya berkisar dari beberapa tahun hingga milidetik, pengelompokannya bersifat hierarkis, namun batas antar kelompok dalam banyak kasus bersifat arbitrer. Batas atas ritme frekuensi menengah ditetapkan pada 28 jam hingga 3 detik. Periode dari 28 jam hingga 7 hari diklasifikasikan sebagai satu kelompok mesoritme, atau beberapa di antaranya (hingga 3 hari) termasuk dalam frekuensi menengah, dan dari 4 hari - dalam frekuensi rendah.

Irama dibagi menurut kriteria berikut (Yu. Ashoff,

1984):

Menurut karakteristiknya sendiri (misalnya berdasarkan periode);

Berdasarkan sistem biologis (misalnya populasi);

Menurut sifat proses yang menghasilkan ritme;

Menurut fungsi yang dilakukan ritme.

Klasifikasi berdasarkan tingkat struktural dan fungsional organisasi kehidupan diusulkan:

Irama tingkat molekuler dengan periode rentang menit kedua;

Seluler - dari setiap jam hingga setiap tahun; organisme - dari sirkadian hingga abadi;

Spesies populasi - dari abadi hingga ritme yang berlangsung puluhan, ratusan, dan ribuan tahun;

Biogeocenotic - dari ratusan ribu hingga jutaan tahun;

Irama biosfer - dengan jangka waktu ratusan juta tahun.

Klasifikasi ritme biologis yang paling populer adalah F. Halberg dan A. Reinberg (1967) (Gbr. 4.1).

Irama TERPISAH

Di alam yang hidup, ritme dengan periode sekitar 24 jam paling jelas diungkapkan - sirkadian (lat. sekitar- di dekat, meninggal- hari). Awalan selanjutnya "sekitar" mulai digunakan untuk ritme endogen lainnya,

Beras. 4-1.Klasifikasi bioritme (F. Halberg, A. Reinberg)

sesuai dengan siklus lingkungan luar: dekat pasang surut, dekat bulan, abadi (circatidal, circalunar, circannual). Irama dengan periode yang lebih pendek dari sirkadian disebut ultradian, sedangkan ritme yang periodenya lebih lama disebut infradian. Di antara ritme infradian, circaseptidian dengan periode (7–3 hari), circavigentidian (21–3 hari), circatrigentidian (30–5 hari) dan circannual (1 tahun–2 bulan) dibedakan.

Irama ultradian

Jika ritme biologis rentang ini disusun dalam urutan frekuensi yang menurun, maka diperoleh rentang dari osilasi multi-hertz hingga multi-jam. Impuls saraf memiliki frekuensi tertinggi (60-100 Hz), diikuti osilasi EEG dengan frekuensi 0,5 hingga 70 Hz.

Irama sepuluh detik dicatat dalam biopotensial otak. Kisaran ini juga mencakup fluktuasi denyut nadi, pernapasan, dan motilitas usus. Irama menit mencirikan keadaan psikologis dan emosional seseorang: aktivitas bioelektrik otot, detak jantung dan pernapasan, amplitudo dan frekuensi gerakan berubah rata-rata setiap 55 detik.

Irama sepuluh menit (90 menit) ditemukan dalam mekanisme otak tidur malam, yang disebut fase gelombang lambat dan gelombang cepat (atau paradoks), sedangkan mimpi dan gerakan mata yang tidak disengaja terjadi pada fase kedua. Ritme yang sama kemudian ditemukan dalam fluktuasi sangat lambat dalam biopotensi otak saat bangun, terkait dengan dinamika temporal perhatian dan kewaspadaan operator.

Irama melingkar ditemukan tidak hanya pada tingkat sistemik, tetapi juga pada tingkat hierarki yang lebih rendah. Banyak fenomena yang terjadi pada tingkat sel memiliki ritme berikut: sintesis protein, perubahan ukuran dan massa sel, aktivitas enzimatik, permeabilitas membran sel, sekresi, aktivitas listrik.

Osilasi sirkadian

Sistem sirkadian adalah dasar di mana aktivitas integratif dan peran pengaturan sistem neuroendokrin memanifestasikan dirinya, melakukan adaptasi tubuh yang tepat dan halus terhadap kondisi lingkungan yang terus berubah.

Periodisitas sirkadian ditemukan pada tanda-tanda vital integral.

Performa pada malam hari menurun, dan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu tugas, baik dalam keadaan terang maupun gelap, lebih lama pada malam hari dibandingkan pada siang hari dalam kondisi yang sama.

Latihan di pagi hari memiliki efek yang sedikit lebih kecil dibandingkan di tengah hari.

Prestasi siswa paling tinggi pada jam menjelang makan siang, pada jam 14.00 terjadi penurunan yang signifikan, kenaikan kedua terjadi pada jam 16.00-17.00, kemudian terjadi penurunan baru.

Periodisitas harian tidak hanya merupakan karakteristik GNI, tetapi juga sistem hierarki yang mendasari tubuh.

Perubahan hemodinamik otak dan jantung serta stabilitas ortostatik selama 24 jam dicatat.

Irama harian konjugasi fase siklus jantung dan pernapasan telah terungkap.

Literatur berisi data tentang penurunan ventilasi paru dan konsumsi oksigen pada malam hari, penurunan volume pernapasan (MVR) pada orang muda, dewasa, dan paruh baya.

Irama sirkadian juga melekat pada fungsi sistem pencernaan, khususnya air liur, aktivitas sekresi pankreas, fungsi sintetik hati, dan motilitas lambung. Telah ditetapkan bahwa tingkat sekresi asam tertinggi oleh getah lambung diamati pada malam hari, dan terendah pada pagi hari.

Pada tingkat individualitas biokimia, siklus harian terbuka untuk beberapa zat.

Konsentrasi unsur makro dan mikro: fosfor, seng, mangan, natrium, kalium, rubidium, cesium dan klorin dalam darah manusia, serta zat besi dalam serum darah.

Kandungan total asam amino dan neurotransmiter.

Metabolisme basal dan tingkat hormon perangsang tiroid yang terkait dari kelenjar pituitari dan hormon tiroid.

Sistem hormon seks: testosteron, androsteron, hormon perangsang folikel, prolaktin.

Hormon sistem pengaturan stres neuroendokrin - ACTH, kortisol, 17-hidroksikortikosteroid, yang menyertai

disebabkan oleh perubahan siklus kadar glukosa dan insulin. Irama serupa diketahui melatonin.

Irama infradian

Ahli bioritmologi telah menggambarkan tidak hanya ritme harian, tetapi juga ritme beberapa hari (sekitar satu minggu, sekitar satu bulan), yang mencakup semua tingkat hierarki tubuh.

Dalam literatur terdapat analisis fluktuasi spektrum halus (dengan periode 3, 6, 9-10, 15-18, 23-24 dan 28-32 hari) detak jantung, tekanan darah, dan kekuatan otot.

Ritme 5-7 hari terekam dalam dinamika intensitas metabolisme energi, massa dan suhu tubuh manusia.

Fluktuasi hasil uji klinis kandungan sel darah merah dan leukosit dalam darah sudah diketahui dengan baik. Pada pria, jumlah neutrofil dalam darah vena berubah selama 14 hingga 23 hari.

Di antara ritme rentang ini, yang paling banyak dipelajari adalah siklus bulanan (bulan). Telah ditetapkan bahwa selama bulan purnama, jumlah kasus perdarahan pasca operasi adalah 82% lebih tinggi dibandingkan waktu lainnya; selama fase bulan, kejadian infark miokard meningkat.

Irama melingkar

Dalam tubuh hewan dan manusia, fluktuasi berbagai proses fisiologis telah ditemukan, yang periodenya sama dengan satu tahun - ritme abadi (sirkannual) atau musiman. Periodisitas sirkannual telah ditentukan untuk rangsangan sistem saraf, parameter hemodinamik, produksi panas, respons terhadap stres dingin akut, kandungan seks dan hormon lainnya, neurotransmiter, pertumbuhan anak, dll.

KARAKTERISTIK BIORITMA

Ketika mempelajari fenomena periodik dalam sistem kehidupan, penting untuk mengetahui apakah ritme yang diamati dalam sistem biologis mencerminkan reaksi terhadap pengaruh periodik di luar sistem ini (irama eksogen yang disebabkan oleh alat pacu jantung) atau apakah ritme tersebut dihasilkan di dalam sistem. itu sendiri (irama endogen), terakhir apakah terdapat kombinasi ritme eksogen dan pembangkit ritme endogen.

Alat pacu jantung dan fungsinya

Alat pacu jantung eksternal bisa sederhana atau kompleks.

Sederhana:

Menyajikan makanan pada saat yang bersamaan, yang menyebabkan reaksi sederhana terutama terbatas pada keterlibatan dalam aktivitas sistem pencernaan;

Perubahan terang dan gelap juga merupakan alat pacu jantung yang relatif sederhana, tetapi tidak hanya melibatkan tidur atau terjaga (yaitu satu sistem), tetapi seluruh organisme dalam aktivitas.

Sulit:

Pergantian musim, yang menyebabkan perubahan spesifik jangka panjang dalam keadaan tubuh, khususnya reaktivitasnya, resistensi terhadap berbagai faktor: tingkat metabolisme, arah reaksi metabolisme, perubahan endokrin;

Fluktuasi berkala dalam aktivitas matahari, sering kali menyebabkan perubahan terselubung pada suatu benda, sangat bergantung pada keadaan awalnya.

Hubungan antara pengatur waktu dan bioritme

Gagasan modern kita tentang hubungan antara pengatur waktu eksogen dan ritme endogen (gagasan tentang jam biologis tunggal, struktur poliosilasi) ditunjukkan pada Gambar. 4-2.

Hipotesis tentang jam biologis tunggal dan struktur temporal poliosilasi tubuh cukup sesuai.

Hipotesis kontrol terpusat dari proses osilasi internal (keberadaan jam biologis tunggal) terutama berkaitan dengan persepsi perubahan terang dan gelap dan transformasi fenomena ini menjadi bioritme endogen.

Beras. 4-2.Mekanisme interaksi tubuh dengan pengatur waktu eksternal

Model bioritme multiosilasi. Diasumsikan bahwa dalam organisme multiseluler, alat pacu jantung utama dapat berfungsi, memaksakan ritmenya pada semua sistem lainnya. Keberadaan (bersama dengan alat pacu jantung pusat) dari osilator sekunder, yang juga memiliki sifat alat pacu jantung, namun secara hierarki berada di bawah pemimpin, tidak dapat dikesampingkan. Menurut salah satu versi hipotesis ini, osilator berbeda dapat berfungsi di dalam tubuh, yang membentuk kelompok terpisah yang bekerja secara independen satu sama lain.

MEKANISME RITMOGENESIS

Ada beberapa sudut pandang tentang mekanisme ritmeogenesis. Ada kemungkinan bahwa sumber ritme sirkadian adalah perubahan siklik ATP dalam sitoplasma sel atau siklus reaksi metabolisme. Ada kemungkinan ritme tubuh menentukan efek biofisik, yaitu pengaruh:

Medan gravitasi;

sinar kosmik;

Medan elektromagnetik (termasuk medan magnet bumi);

Ionisasi atmosfer, dll.

Irama aktivitas mental

Tidak hanya proses biologis dan fisiologis, tetapi juga dinamika aktivitas mental, termasuk keadaan emosional, mengalami fluktuasi yang teratur. Misalnya, telah diketahui bahwa kesadaran terjaga seseorang bersifat gelombang. Irama psikologis dapat disistematisasikan dalam rentang yang sama dengan ritme biologis.

Irama ultradian memanifestasikan dirinya dalam fluktuasi ambang persepsi, waktu reaksi motorik dan asosiatif, dan perhatian. Korespondensi bio- dan psikoritme dalam tubuh manusia memastikan fungsi normal semua organ dan sistemnya, sehingga pendengaran manusia memberikan akurasi terbesar dalam menilai interval waktu 0,5-0,7 detik, yang merupakan karakteristik kecepatan gerakan saat berjalan. .

Irama jam.Dalam fluktuasi proses mental, selain ritme sementara, ditemukan apa yang disebut ritme jam, yang tidak bergantung pada waktu, tetapi pada jumlah sampel: seseorang tidak selalu dapat bereaksi dengan cara yang sama terhadap rangsangan yang diberikan.

Jika pada pengujian sebelumnya waktu reaksinya singkat, maka pada pengujian berikutnya tubuh akan menghemat energi, yang akan mengakibatkan penurunan laju reaksi dan fluktuasi nilai indikator ini dari percobaan ke percobaan. Irama taktis lebih terasa pada anak-anak, dan pada orang dewasa meningkat dengan penurunan keadaan fungsional sistem saraf. Saat mempelajari kelelahan mental, ritme dekadetik atau dua menit (0,95-2,3 menit) dan sepuluh menit (2,3-19 menit) diidentifikasi.

Ritme sirkadianmenyebabkan perubahan signifikan pada aktivitas tubuh, mempengaruhi kondisi mental dan kinerja seseorang. Dengan demikian, sensitivitas listrik mata berubah sepanjang hari: pada jam 9 pagi meningkat, pada jam 12 siang mencapai maksimum dan kemudian menurun. Dinamika sehari-hari seperti itu tidak hanya melekat dalam proses mental, tetapi juga dalam keadaan psiko-emosional individu. Literatur menggambarkan ritme harian kinerja intelektual, kesiapan subjektif untuk bekerja dan kemampuan berkonsentrasi, memori jangka pendek. Orang dengan tipe aktivitas pagi hari mempunyai tingkat kecemasan yang lebih tinggi dan kurang tahan terhadap faktor-faktor yang membuat frustrasi. Orang-orang tipe pagi dan sore memiliki ambang rangsangan yang berbeda, kecenderungan ekstraversi atau introversi.

EFEK PERUBAHAN PENGATURAN WAKTU

Irama biologis sangat stabil; mengubah ritme pengatur waktu yang biasa tidak segera menggeser bioritme dan menyebabkan desinkronisasi.

Desinkronisasi - ketidaksesuaian ritme sirkadian - pelanggaran terhadap arsitektur asli sistem sirkadian tubuh. Ketika sinkronisasi ritme tubuh dan sensor waktu terganggu (desynchronosis eksternal), tubuh memasuki tahap kecemasan (internal desynchronosis). Inti dari desinkronisasi internal adalah ketidaksesuaian fase ritme sirkadian tubuh, yang mengakibatkan berbagai gangguan kesejahteraan: gangguan tidur, kehilangan nafsu makan, penurunan kesejahteraan, suasana hati, penurunan kinerja, gangguan neurotik dan bahkan penyakit organik (gastritis, tukak lambung, dll) . Restrukturisasi bioritme paling jelas terlihat selama pergerakan cepat (perjalanan udara) dalam skala global.

Perjalanan jarak jauh menyebabkan desinkronisasi yang nyata, yang sifat dan kedalamannya ditentukan oleh: arah, waktu, durasi penerbangan; karakteristik individu dari tubuh; beban kerja; kontras iklim, dll. Lima jenis gerakan diidentifikasi (Gbr. 4-3).

Beras. 4-3.Klasifikasi kronofisiologis jenis gerak:

1 - lintas meridian; 2 - translatitudinal; 3 - diagonal (campuran);

4 - transekuator; 5 - asinkron. (V.A. Matyukhin dkk., 1999)

Gerakan transmeridian (1). Indikator utama pergerakan tersebut adalah kecepatan sudut pergerakan, yang dinyatakan dalam derajat bujur. Hal ini dapat diukur dengan jumlah zona waktu (15?) yang dilintasi per hari.

Jika kecepatan pergerakan melebihi 0,5 zona waktu per hari, luar desinkronisasi - perbedaan fase maksimum aktual dan yang diharapkan dari kurva fungsi fisiologis harian.

Mengubah 1-2 zona waktu tidak menyebabkan desinkronisasi (ada zona mati di mana desinkronisasi fase tidak muncul). Saat terbang melintasi 1-2 zona waktu, perataan fluktuasi harian dalam fungsi fisiologis yang khas untuk desinkronisasi fase tidak diamati, dan ritme “ditunda” secara perlahan oleh sensor waktu eksternal.

Saat Anda bergerak lebih jauh ke timur atau barat, ketidaksesuaian fase meningkat seiring dengan waktu. Pada garis lintang geografis yang berbeda, kecepatan sudut kritis dicapai pada kecepatan pergerakan linier yang berbeda: di garis lintang subkutub, bahkan pada kecepatan rendah yang sesuai dengan kecepatan pejalan kaki, desinkronisasi tidak dapat dikesampingkan. Hampir semua kecepatan kendaraan secara signifikan melebihi 0,5 jam busur per hari. Efek desinkronisasi ritme biologis memanifestasikan dirinya dalam bentuk yang paling menonjol dengan jenis gerakan ini.

Ketika kecepatan pergerakan melebihi tiga atau lebih zona waktu per hari, sinkronisasi eksternal tidak lagi mampu “menunda” fluktuasi sirkadian dalam fungsi fisiologis dan terjadi desinkronisasi.

Pergerakan translatitudinal (2) - sepanjang meridian, dari selatan ke utara atau dari utara ke selatan - tanpa menyebabkan ketidaksesuaian fase pada sensor, memberikan efek yang dianggap sebagai ketidaksesuaian antara amplitudo aktual dan yang diharapkan dari sinkronisasi. Pada saat yang sama, fase ritme tahunan berubah, dan desinkronisasi musiman muncul.

Yang pertama dalam perpindahan tersebut adalah ketidaksesuaian antara kesiapan musiman sistem fisiologis dan kebutuhan musim yang berbeda di tempat baru. Tidak ada ketidaksesuaian fase antara ritme sensor eksternal dan bioritme tubuh, namun amplitudo hariannya tidak bersamaan.

Jarak pergerakan, di mana kondisi iklim dan struktur fotoperiodisme di tempat baru mulai menimbulkan ketegangan dalam mekanisme pemeliharaan ritme musiman fungsi fisiologis, bergantung pada garis lintang geografis: penilaian terhadap lebar zona ketidakpekaan menunjukkan bahwa jaraknya dapat bervariasi dari 1400 km di ekuator hingga 150 km di garis lintang 80?

- “Jendela ketidakpekaan kronofisiologis”, dimensi linier dan sudutnya bergantung pada garis lintang. Kecepatan, yang dinyatakan dalam jumlah “jendela” yang dilintasi per hari, pada kecepatan linier yang sama, akan meningkat dalam arah dari khatulistiwa ke kutub hingga nilai yang sangat besar. Penyempitan

“jendela” saat Anda bergerak ke utara merupakan keadaan penting yang menunjukkan peningkatan ketegangan kronofisiologis saat bergerak di garis lintang subkutub dibandingkan dengan garis lintang rendah atau menengah.

Bergerak secara diagonal (3) menyiratkan perubahan garis bujur dan garis lintang, kontras iklim yang besar, dan perubahan waktu standar yang signifikan. Gerakan-gerakan ini bukanlah penjumlahan (superposisi) sederhana dari efek gerakan “horizontal” (1) dan “vertikal” (2). Ini adalah serangkaian rangsangan kronobiologis yang kompleks, reaksinya mungkin berbeda secara signifikan dari reaksi terhadap setiap jenis desinkronisasi yang dipertimbangkan secara terpisah.

Pindah ke belahan bumi lain (4) melintasi zona khatulistiwa. Faktor utama yang mempengaruhi pergerakan tersebut adalah pergantian musim yang kontras, menyebabkan desinkronisasi musiman yang mendalam, perpindahan dan inversi fase siklus tahunan fungsi fisiologis.

Jenis pergerakan kelima adalah rezim kronoekologi, di mana sifat osilasi lingkungan sangat melemah atau tidak ada sama sekali. Gerakan-gerakan tersebut antara lain:

Penerbangan orbit;

Tetap dalam kondisi dengan sinkronisasi harian dan musiman yang melemah tajam (kapal selam, pesawat ruang angkasa);

Jadwal kerja shift dengan jadwal shift yang terhuyung-huyung, dll. Diusulkan untuk menyebut lingkungan jenis ini "asinkron". Dampak dari “perampasan kronologis” tersebut menyebabkan pelanggaran berat terhadap frekuensi harian dan lainnya.

SUBJEKTIVITAS PERSEPSI WAKTU

Berlalunya waktu dirasakan secara subyektif, tergantung pada intensitas aktivitas fisik atau mental masing-masing individu. Waktu tampaknya menjadi lebih luas ketika Anda lebih sibuk atau ketika Anda perlu membuat keputusan yang tepat dalam situasi ekstrem.

Dalam hitungan detik, seseorang berhasil melakukan pekerjaan yang paling sulit. Misalnya, dalam situasi darurat, seorang pilot memutuskan untuk mengubah taktik pengendalian pesawatnya. Pada saat yang sama dia

langsung memperhitungkan dan membandingkan dinamika perkembangan berbagai faktor yang mempengaruhi kondisi penerbangan.

Dalam proses mempelajari persepsi subjektif terhadap waktu, peneliti menggunakan tes “menit individu”. Saat mendapat sinyal, orang tersebut menghitung mundur detik, dan pelaku eksperimen memperhatikan jarum stopwatch. Ternyata bagi sebagian orang, “menit individual” lebih pendek daripada menit sebenarnya, bagi sebagian lainnya lebih lama; perbedaan dalam satu arah atau lainnya bisa sangat signifikan.

Irama BIOLOGIS PADA KONDISI GEOGRAFIS IKLIM YANG BERBEDA

Pegunungan. Dalam kondisi dataran tinggi, ritme sirkadian hemodinamik, pernapasan, dan pertukaran gas bergantung pada faktor meteorologi dan berubah berbanding lurus dengan perubahan suhu udara dan kecepatan angin, serta berbanding terbalik dengan perubahan tekanan atmosfer dan kelembaban relatif udara.

Lintang tinggi. Sifat spesifik iklim kutub dan ciri lingkungan menentukan bioritme penghuninya:

Selama malam kutub tidak ada fluktuasi sirkadian konsumsi oksigen yang dapat diandalkan. Karena nilai koefisien pemanfaatan oksigen mencerminkan intensitas pertukaran energi, penurunan kisaran fluktuasi konsumsi oksigen selama malam kutub merupakan bukti tidak langsung yang mendukung ketidaksesuaian fase dari berbagai proses yang bergantung pada energi.

Penduduk Far North dan penjelajah kutub pada malam kutub (musim dingin) mengalami penurunan amplitudo ritme harian suhu tubuh dan pergeseran akrofase ke malam hari, dan pada musim semi dan musim panas ke siang dan pagi hari.

Zona gersang. Ketika seseorang beradaptasi dengan gurun, fluktuasi ritmis kondisi lingkungan menyebabkan sinkronisasi ritme keadaan fungsional tubuh dengan fluktuasi tersebut. Dengan cara ini, optimalisasi sebagian aktivitas mekanisme kompensasi dalam kondisi lingkungan ekstrem dapat dicapai. Misalnya, akrofase ritme suhu rata-rata tertimbang kulit terjadi pada pukul 16:30, yang praktis bertepatan dengan suhu udara maksimum, suhu tubuh.

mencapai maksimum pada pukul 21:00, berkorelasi dengan pembangkitan panas maksimum.

METODE PENILAIAN STATISTIK DALAM KRONOBIOLOGI

Fungsi kosinus. Proses periodik yang paling sederhana adalah proses osilasi harmonik, yang dijelaskan oleh fungsi kosinus (Gbr. 4-4):

Beras. 4-4.Elemen utama dari proses osilasi harmonik (kosinus): M - level; T - periode; ρ A, ρ B, αφ A, αφ B - amplitudo dan fase proses A dan B; 2ρ A - ruang lingkup proses A; αφ H - perbedaan fase antara proses A dan B

x(t) = M + рХcos2π/ТХ(t-αφ Х),

Di mana:

M - komponen konstan; ρ - amplitudo osilasi; T - periode, jam; t - waktu saat ini, jam; aαφ H - fase, h.

Saat menganalisis bioritme, mereka biasanya terbatas pada anggota pertama deret - harmonik dengan periode 24 jam. Terkadang harmonik dengan periode 12 jam juga diperhitungkan keluar untuk diwakili oleh sejumlah kecil parameter umum - level M, amplitudo p, fase αφ.

Hubungan fase antara dua proses osilasi harmonik bisa berbeda. Jika fasa dari dua proses sama maka disebut sefase; jika beda fasanya T/2 maka disebut antifasa. Kita berbicara tentang kemajuan fase atau jeda fase dari satu proses harmonik A relatif terhadap B lainnya ketika αφ A<αφ B или αφ A >αφB masing-masing.

Parameter yang dijelaskan, sebenarnya, hanya dapat digunakan dalam kaitannya dengan proses osilasi harmonik. Faktanya, kurva harian berbeda dari model matematika: kurva harian mungkin asimetris terhadap tingkat rata-rata, dan interval antara maksimum dan minimum, tidak seperti gelombang kosinus, mungkin tidak sama dengan 12 jam, dll. Mengingat alasan-alasan ini, penggunaan parameter-parameter ini untuk menggambarkan proses periodik osilasi nyata atau mendekati proses periodik memerlukan kehati-hatian tertentu.

Kronogram.Seiring dengan pendekatan harmonis deret waktu, metode tradisional yang menyajikan hasil penelitian bioritmologi dalam bentuk kronogram harian banyak digunakan, yaitu. dirata-ratakan pada banyak pengukuran individual kurva harian. Pada kronogram, bersama dengan nilai rata-rata indikator untuk jam tertentu dalam sehari, interval kepercayaan ditunjukkan dalam bentuk standar deviasi atau kesalahan rata-rata.

Ada beberapa jenis kronogram yang ditemukan dalam literatur. Jika dispersi masing-masing level besar, komponen periodik dapat ditutupi. Dalam kasus seperti itu, normalisasi awal kurva harian digunakan, sehingga bukan nilai absolut amplitudo p yang dirata-ratakan, melainkan nilai relatif (p/M). Untuk beberapa indikator, kronogram dihitung dalam bagian (persentase) dari total volume harian konsumsi atau ekskresi substrat tertentu (misalnya, konsumsi oksigen atau ekskresi kalium melalui urin).

Kronogram memberikan gambaran yang cukup jelas tentang sifat kurva harian. Dengan menganalisis kronogram, dimungkinkan untuk menentukan secara kasar fase osilasi, amplitudo absolut dan relatif, serta interval kepercayaannya.

Kosinor- model statistik bioritme berdasarkan perkiraan kurva osilasi indikator fisiologis

fungsi harmonik - analisis kosinor. Tujuan analisis kosinus adalah untuk menyajikan data bioritmologi individu dan massal dalam bentuk yang sebanding, terpadu, dan dapat diakses untuk penilaian statistik. Parameter kosinor harian mencirikan tingkat keparahan bioritme, proses transisi selama restrukturisasi, dan adanya perbedaan yang signifikan secara statistik antara kelompok tertentu dan kelompok lainnya.

Analisis kosinor memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan metode kronogram, karena memungkinkan penggunaan metode statistik yang tepat untuk menganalisis struktur bioritme.

Analisis cosinor dilakukan dalam dua tahap:

Pada tahap pertama, kurva harian individu didekati dengan fungsi harmonik (kosinus), sebagai akibatnya parameter utama bioritme ditentukan - tingkat rata-rata harian, amplitudo, dan akrofase;

Pada tahap kedua, rata-rata vektor data individu dilakukan, ekspektasi matematis dan interval kepercayaan dari amplitudo dan akrofase fluktuasi harian dari indikator yang dipelajari ditentukan.

PERTANYAAN UNTUK PENGENDALIAN DIRI

1. Berikan contoh parameter waktu suatu organisme dan sistemnya?

2. Apa inti dari sinkronisasi kerja berbagai sistem tubuh?

3. Apa yang dimaksud dengan ritme biologis? Karakteristik apa yang dimilikinya?

4. Klasifikasi bioritme apa yang dapat Anda berikan? Apa perbedaan mendasar antara berbagai jenis bioritme?

5. Sebutkan mekanisme ritmeogenesis.

6. Irama aktivitas mental apa yang Anda ketahui?

7. Apa yang terjadi jika pengatur waktu dihilangkan atau diubah?

8. Jenis gerakan apa yang kamu ketahui?

9. Sebutkan metode analisis statistik dalam kronobiologi.

10. Apa perbedaan mendasar antara analisis kosinor?

Institusi pendidikan kota

Sekolah menengah Filippenkovskaya

Irama biologis

Disiapkan oleh siswa kelas 10

Boyko Oksana

Diperiksa oleh guru biologi

Chaly N.S.

Ritme biologis bersifat periodik, mengulangi perubahan sifat dan intensitas proses dan fenomena biologis.

Ritme biologis dapat diamati di semua tingkat organisasi makhluk hidup: dari intraseluler hingga populasi; berkembang dalam interaksi yang erat dengan lingkungan dan merupakan hasil adaptasi terhadap faktor lingkungan yang berubah dengan periodisitas yang jelas (rotasi bumi mengelilingi matahari dan porosnya, fluktuasi penerangan, suhu, kelembaban, kekuatan medan elektromagnetik bumi, dll.)

Analisis objektif ritme biologis melibatkan pengukuran berbagai parameternya, termasuk. amplitudo, frekuensi, periode osilasi, dll.

Ada yang disebut ritme biologis frekuensi tinggi, osilasi frekuensi menengah, dan ritme biologis frekuensi rendah. Periode fluktuasi ritme biologis frekuensi tinggi berkisar dari sepersekian detik hingga setengah jam. Contohnya termasuk fluktuasi aktivitas bioelektrik otak, jantung, otot, serta organ dan jaringan lain. Irama pernapasan eksternal dapat dikaitkan dengan kelompok ritme biologis yang sama.

Sejumlah besar ritme biologis digabungkan menjadi sekelompok osilasi frekuensi menengah dengan periode mulai dari setengah jam hingga 28 jam. Irama biologis dengan jangka waktu setengah jam hingga beberapa jam disebut ultradian. Yang paling penting memiliki jangka waktu sekitar 90 menit. Dengan frekuensi seperti itu, terjadi pergantian berbagai tahapan tidur, dan selama terjaga, periode kinerja yang relatif tinggi dan relaksasi yang relatif. Irama biologis dengan jangka waktu 20-28 jam disebut sirkadian (circadian, atau sirkadian). Contohnya termasuk fluktuasi berkala pada suhu tubuh dan denyut nadi.

Ada juga sekelompok ritme biologis frekuensi rendah - tentang mingguan, tentang bulanan, musiman, tentang tahunan, abadi, dll.

Identifikasi masing-masing didasarkan pada fluktuasi yang tercatat dengan jelas pada setiap indikator fungsional.

Misalnya,

Tingkat ekskresi beberapa zat aktif fisiologis dalam urin sesuai dengan ritme biologis mingguan;

peri-bulanan - ovular - siklus menstruasi pada wanita;

ritme biologis musiman - perubahan durasi tidur, kekuatan otot, dll.;

ritme biologis jangka panjang dan jangka panjang - tingkat pertumbuhan dan perkembangan fisik anak-anak, dll.

Sebagian besar ritme terbentuk selama entogenesis. Sudah di tubuh bayi baru lahir, tercatat fungsi-fungsi yang memiliki ritme sirkadian (dengan jangka waktu 23 hingga 25 jam). Namun, munculnya ritme tersebut sangat bergantung pada tingkat kematangan tubuh anak: pada bayi prematur, ritme berkembang jauh lebih lambat dibandingkan pada anak yang lahir cukup bulan.

Ritme biologis sirkadian adalah yang paling banyak dipelajari. Data eksperimental dan klinis memberikan alasan untuk percaya bahwa keadaan ritme ini adalah kriteria universal untuk kondisi umum tubuh. Fluktuasi sirkadian di lebih dari 300 fungsi fisiologis tubuh manusia telah terjadi.

Jadi, detak jantung maksimum pada 15-16 jam, laju pernapasan - pada 13-16 jam, tingkat tekanan darah sistolik - pada 15-18 jam, jumlah eritrosit dalam darah - pada 11-12 jam, leukosit - pada 21-23 jam, sejumlah hormon dalam plasma darah - pada 8-12 jam, protein darah (total) - pada 17-19 jam, bilirubin (total) - pada 10 jam, kolesterol - pada 18 jam, dll .

Pada malam hari, suhu tubuh seseorang paling rendah. Pada pagi hari meningkat dan mencapai maksimum pada sore hari. Karena suhu tubuh menentukan laju biokimia. reaksi, peningkatannya menunjukkan bahwa pada siang hari pertukaran zat terjadi paling intensif dan dengan demikian memberikan seseorang kesempatan untuk aktif di siang hari. Tidur dan bangun berkaitan erat dengan ritme harian suhu tubuh.

Pengobatan banyak penyakit harus didasarkan pada ritme biologis. Misalnya, telah diusulkan untuk mengobati gangguan tidur yang banyak diderita penduduk perkotaan dengan cara berikut.

Orang yang menderita insomnia di malam hari dan sulit tidur di siang hari ditempatkan di ruangan yang secara andal mengisolasi orang tersebut dari semua sensor waktu duniawi. Dalam kondisi seperti itu, waktu tidur “dimajukan” tiga jam setiap hari: pengobatan berlanjut hingga waktu tidur orang sehat.

Ritme biologis adalah dasar pengaturan rasional seluruh rutinitas hidup seseorang, karena kinerja tinggi dan kesehatan yang baik hanya dapat dicapai jika rutinitas harian yang konstan dipertahankan semaksimal mungkin. Penyimpangan dari pola makan yang benar dapat menyebabkan peningkatan berat badan yang signifikan. Untuk mempertahankan berat badan konstan yang dicapai pada usia 20-25 tahun, makanan harus dikonsumsi 4-5 kali sehari sesuai dengan pengeluaran energi harian individu pada jam-jam ketika rasa lapar yang nyata muncul. Jika Anda mengonsumsi makanan dengan kandungan kalori total 2000 kkal hanya di pagi hari, maka terjadi penurunan berat badan. Jika makanan yang sama dikonsumsi di malam hari, berat badan bertambah.

Dalam ritme biologis sirkadian, performa seseorang juga mengalami perubahan. Ada dua kenaikan: dari jam 10 ke jam 12 dan dari jam 16 ke jam 18. Pada malam hari, kinerja menurun, terutama dari jam 1 sampai jam 3 pagi.

Orang yang bekerja shift malam mengalami berbagai perubahan keadaan fungsional tubuh. Saat bekerja di malam hari dalam kondisi tertentu, keadaan fungsi otonom sesuai dengan fase ritme sirkadian ini. Jenis reaksi kedua biasanya terjadi selama pekerjaan yang lebih intens, disertai dengan lebih sedikit tanda kelelahan dan lebih sering diamati pada orang dengan lebih banyak pengalaman bekerja dalam produksi shift.

Fluktuasi ritme dalam kinerja kurang bersifat stereotip dan lebih sering berubah dibandingkan ritme fungsi otonom. Namun, seringnya perubahan shift kerja menyebabkan gangguan neurotik. OKE. 20% orang tidak dapat beradaptasi dengan jadwal kerja shift, dan sisanya, adaptasi penuh untuk bekerja terutama pada shift malam tidak terjadi setelah satu tahun penuh bekerja shift. Pada saat yang sama, pola kerja dan istirahat yang dirancang khusus membantu mempertahankan kinerja tinggi untuk waktu yang lama. Telah terbukti, khususnya, bahwa pergantian shift pagi dan sore saja jauh lebih mudah ditoleransi dibandingkan bekerja dalam tiga shift atau hanya pada malam hari.

Tidak semua orang mengalami fluktuasi kinerja yang sama. Beberapa (yang disebut "burung hantu") bekerja dengan penuh semangat di paruh pertama hari itu, yang lain ("burung hantu malam") - di malam hari. Orang yang tergolong bangun pagi merasa mengantuk di malam hari, tidur lebih awal, namun ketika bangun pagi, mereka merasa waspada dan produktif. “Burung hantu”, sebaliknya, tertidur larut malam, sulit bangun di pagi hari, mereka cenderung paling produktif di sore hari, dan bagi sebagian orang, di sore hari atau bahkan di malam hari.

Ada beberapa aturan sederhana yang memudahkan adaptasi terhadap perubahan zona waktu. Jika perubahan zona waktu tidak terjadi dalam waktu singkat, maka disarankan untuk menjaga jadwal kerja dan istirahat dekat dengan tempat tinggal tetap Anda. Apabila ada pekerjaan yang harus dilakukan di tempat baru yang memerlukan tenaga maksimal, maka perlu dilakukan perubahan bertahap terlebih dahulu (3-10 hari) cara kerja dan istirahat di tempat tinggal tetap, menyesuaikannya dengan zona waktu baru. .

Selain itu, ritme biologis bisa berubah. Secara umum, tidak ada bukti yang meyakinkan tentang realitas teori ritme terhitung.

rutinitas pengaturan ritme biologis

Aplikasi

Uji “Burung Hantu” atau “Lark”?

Untuk setiap soal tes, pilih satu pilihan jawaban.

1. Apakah anda sulit bangun pagi?

A. Ya, hampir selalu.

B.Kadang-kadang.

D.Sangat jarang.

2. Jika Anda punya pilihan, jam berapa Anda akan tidur?

A.Setelah jam 1 pagi.

B.Dari pukul 23:30 hingga 1:00.

B. Dari 22 jam menjadi 23 jam 30 menit.

G. Sampai jam 22.

3. Sarapan apa yang Anda sukai pada satu jam pertama setelah bangun tidur?

A.Padat.

B.Tidak terlalu padat.

Q. Anda bisa membatasi diri pada telur rebus atau sandwich.

D. Secangkir teh atau kopi sudah cukup.

4. Jika Anda ingat perselisihan terakhir Anda di sekolah dan di rumah, terutama pada jam berapa perselisihan itu terjadi?

A.Di pagi hari.

B.Pada sore hari.

5. Apa yang bisa membuat Anda lebih mudah menyerah?

A. Dari teh atau kopi pagi.

B. Dari teh sore.

6. Seberapa mudah kebiasaan makan Anda berubah selama liburan?

A.Sangat mudah.

B.Cukup mudah.

B.Itu sulit.

D.Tetap tidak berubah.

7. Jika Anda memiliki hal penting yang harus dilakukan di pagi hari, seberapa awal Anda tidur dibandingkan dengan rutinitas biasanya?

A.Lebih dari 2 jam.

B.Selama 1-2 jam.

B.Kurang dari satu jam.

G.Seperti biasa.

8. Seberapa akurat Anda dapat menentukan periode waktu yang sama dengan satu menit?

A.Kurang dari satu menit.

B.Lebih dari satu menit.

Jika Anda mencetak 0-7 poin, Anda adalah “orang pagi”; 8-13 - aritmia; 14-20 – “burung hantu”.

1. Sebutkan ritme biologis yang Anda ketahui.

Irama biologis atau bioritme adalah perubahan yang kurang lebih teratur dalam sifat dan intensitas proses biologis. Kemampuan untuk melakukan perubahan dalam aktivitas kehidupan diwariskan dan ditemukan di hampir semua organisme hidup. Mereka dapat diamati pada sel individu, jaringan dan organ, pada seluruh organisme dan populasi. Ritme biologis adalah pengulangan berkala dari perubahan sifat dan intensitas proses dan fenomena biologis pada organisme hidup.

Ritme biologis didasarkan pada perubahan metabolisme sistem biologis yang disebabkan oleh pengaruh faktor eksternal dan internal. Faktor-faktor yang mempengaruhi ritme proses yang terjadi pada organisme hidup disebut “sinkronisasi” atau “sensor waktu”.

Faktor eksternal antara lain: perubahan iluminasi (fotoperiodisme); perubahan suhu (termoperiodisme); perubahan medan magnet; intensitas radiasi kosmik; pasang surut; pengaruh musiman dan matahari-bulan; pengaruh sosial yang menjadi ciri khas seseorang. ritme biologis mempengaruhi organisme

Faktor internal mencakup proses neurohumoral yang terjadi pada kecepatan dan ritme tertentu yang bersifat tetap.

Ritme biologis telah ditemukan di semua tingkat organisasi satwa liar - dari organisme bersel tunggal hingga biosfer. Hal ini menunjukkan bahwa bioritmik adalah salah satu sifat paling umum dari sistem kehidupan. Mereka diakui sebagai mekanisme paling penting untuk mengatur fungsi tubuh, memastikan homeostasis, keseimbangan dinamis dan proses adaptasi dalam sistem biologis. Telah ditetapkan bahwa ritme biologis, di satu sisi, bersifat endogen dan regulasi genetik, di sisi lain, implementasinya terkait erat dengan faktor pengubah lingkungan eksternal, yang disebut sensor waktu. Hubungan yang mendasari kesatuan organisme dengan lingkungan ini sangat menentukan pola lingkungan.

Irama biologis dibagi menjadi tiga kelompok:

• 1) Irama frekuensi tinggi dengan jangka waktu tidak melebihi interval setengah jam. Ini adalah ritme kontraksi otot jantung, pernapasan, arus biologis otak, reaksi biokimia, dan motilitas usus.
• 2) Irama frekuensi sedang dengan jangka waktu setengah jam sampai tujuh hari. Ini termasuk: perubahan tidur dan kewaspadaan, aktivitas dan istirahat, perubahan metabolisme harian, fluktuasi suhu, tekanan darah, frekuensi pembelahan sel, fluktuasi komposisi darah.
• 3) Irama frekuensi rendah dengan jangka waktu seperempat bulan sampai satu tahun: ritme mingguan, bulanan dan musiman. Proses biologis dengan periodisitas ini meliputi perubahan endokrin dan hibernasi.

Dasar dari ritme yang berbeda adalah proses gelombang periodik. Untuk mengkarakterisasi bioritme, indikator berikut ini penting: periode, level (mesor), amplitudo, fase, frekuensi, dll.

Mengetahui ritme biologis Anda sendiri memungkinkan Anda mengoordinasikan fungsi tubuh Anda dengan jelas, yang akan membantu Anda mencapai tujuan harian Anda. Ritme biologis bersifat individual bagi setiap orang; pertama-tama, ritme inilah yang menentukan keefektifan kita dalam bekerja, karena ritme biologis berkaitan erat dengan kinerja. Menentukan keadaan seseorang berdasarkan jenis ritme: "lark", "owl" atau "dove" memberlakukan pembatasan pada pekerjaan ritmis yang dilakukan pada siang hari. Oleh karena itu, sangat penting untuk menyinkronkan aktivitas kehidupan di siang hari dengan jenis ritme, karena asinkronisasi menyebabkan kemunduran kondisi manusia secara keseluruhan. Di satu sisi, ritme biologis seseorang memberikan keuntungan tertentu dalam interaksi dengan lingkungan eksternal: dengan memberlakukan persyaratan awal untuk restrukturisasi proses kehidupan internal sesuai dengan variabilitas lingkungan yang diharapkan, di sisi lain, jika internal keselarasan proses dilanggar, hal ini menyebabkan hilangnya fase kinerja tertentu pada siang hari , yang selanjutnya menyebabkan desinkronisasi internal dengan periode hari itu. Diketahui bahwa pada manusia, ketika berbagai sistem fungsional tubuh berinteraksi dengan lingkungan, sebagai hasilnya, koordinasi yang harmonis dari berbagai proses biologis berirama terungkap, yang memastikan fungsi normal tubuh, karakteristik orang yang sehat. . Selain itu, tubuh manusia mematuhi ritme yang ditetapkan oleh alam itu sendiri, dan ritme ini mempengaruhi semua proses yang terjadi di dalam tubuh, maka dengan mempertimbangkan dan menghormati ritme tersebut adalah dasar kesehatan manusia.

Oleh karena itu, penting untuk mengetahui ritme emosional, fisik, dan mental Anda. Masing-masing ritme ini mencapai fase tertingginya pada separuh panjangnya. Kemudian turun tajam, mencapai titik awal (titik kritis), dan memasuki fase penurunan, dimana mencapai titik terendah. Kemudian naik lagi, di mana ritme baru dimulai. Pengaruh bioritme terjadi terus-menerus, mereka menembus kita, memberi kita kekuatan atau menghilangkan energi kita sama sekali. Ketiga bioritme tersebut saling berhubungan satu sama lain dan dengan faktor lain (kesehatan, usia, lingkungan, stres, dll). Hubungan antara tubuh, perasaan, dan jiwa mengarah pada fakta bahwa dampak masing-masingnya tidak dapat ditafsirkan dengan jelas dari sudut pandang ini, setiap orang lagi-lagi adalah individu;

Irama biologis, bioritme, kurang lebih merupakan perubahan teratur dalam sifat dan intensitas proses biologis. Kemampuan untuk melakukan perubahan dalam aktivitas kehidupan diwariskan dan ditemukan di hampir semua organisme hidup. Mereka dapat diamati pada individu, dan, pada seluruh organisme, dan di dalam.

Bioritme dibagi menjadi fisiologis dan lingkungan. Irama fisiologis, biasanya, memiliki periode dari sepersekian detik hingga beberapa menit. Misalnya saja ritme, detak jantung, dan tekanan darah. Durasi ritme ekologi bertepatan dengan ritme alami lingkungan. Ini termasuk ritme harian, musiman (tahunan), pasang surut dan bulan. Berkat ritme ekologis, tubuh mengorientasikan dirinya pada waktu dan mempersiapkan diri terlebih dahulu untuk perubahan kondisi kehidupan yang diharapkan. Jadi, beberapa bunga mekar sesaat sebelum fajar, seolah mengetahui bahwa matahari akan segera terbit. Banyak hewan yang berhibernasi atau bermigrasi bahkan sebelum cuaca dingin tiba (lihat). Dengan demikian, ritme lingkungan berfungsi sebagai jam biologis bagi tubuh.

Irama ekologi tahan terhadap berbagai pengaruh fisik dan kimia dan tetap terjaga bahkan tanpa adanya perubahan yang sesuai pada lingkungan eksternal. Sebagian besar tanaman di daerah beriklim sedang dan lintang tinggi kehilangan daunnya selama musim dingin untuk menghindari hilangnya kelembapan. Pohon apel atau pir mempertahankan frekuensi musiman menggugurkan daunnya bahkan ketika ditanam di daerah tropis, yang tidak pernah mengalami embun beku. Pada moluska cangkang, saat air laut pasang, katup cangkang terbuka lebih lebar dibandingkan saat air surut. Irama pasang surut pembukaan dan penutupan katup ini diamati pada moluska dan akuarium 1600 km dari pantai laut tempat mereka ditangkap. Ahli speleologi Prancis M. Siffre menghabiskan 205 hari di bawah tanah di sebuah gua dalam kesunyian dan kegelapan total. Selama ini ia memiliki ritme sirkadian dan kewaspadaan.

Irama utama bumi adalah harian, ditentukan oleh perputaran bumi pada porosnya, oleh karena itu hampir semua proses dalam organisme hidup mempunyai periodisitas harian. Semua ritme ini (dan lebih dari 100 di antaranya telah ditemukan pada manusia) terhubung satu sama lain dengan cara tertentu, membentuk satu sistem ritme tubuh yang terkoordinasi waktu. Ketika ritme tidak selaras, penyakit yang disebut desinkronisasi berkembang. Seseorang mengalami desinkronisasi, misalnya ketika terbang melintasi beberapa zona waktu, ketika ia harus membiasakan diri dengan rutinitas harian yang baru.

Gangguan ritme dan terjaga tidak hanya menyebabkan insomnia, tetapi juga penyakit kardiovaskular, pernafasan dan. Itulah mengapa sangat penting untuk mengikuti rutinitas sehari-hari. Bioritme sedang dipelajari secara intensif oleh para ahli di bidang luar angkasa dan kedokteran, karena ketika menjelajahi planet baru, astronot akan kehilangan ritme lingkungan yang biasa.

Ilmu ritme biologis—biorhythmology—masih sangat muda. Namun sekarang hal ini memiliki arti praktis yang besar. Dengan mengubah siklus musiman pencahayaan dan suhu secara artifisial, dimungkinkan untuk mencapai pembungaan dan pembuahan massal tanaman di rumah kaca dan kesuburan hewan yang tinggi. Obat atau racun apa pun mempengaruhi tubuh secara berbeda sepanjang hari. Ciri ini diperhatikan oleh para pendiri pengobatan di Tiongkok Kuno, yang menyusun “jam vitalitas” dan “jam penyakit” ini atau itu. “Jam” ini banyak digunakan dalam akupunktur. Saat ini, faktor waktu diperhitungkan dalam pengobatan banyak penyakit, dan terutama dalam pengobatan kanker. Dengan menentukan waktu resistensi serangga terhadap insektisida paling rendah, perawatan kimia dapat dilakukan dengan efisiensi terbesar dengan pencemaran lingkungan minimal.

Masalah ritme biologis masih jauh dari solusi akhir. Mekanisme halus jam biologis belum terpecahkan.

CARA MENGATUR JAM LANGSUNG

Salah satu manifestasi paling menarik dari pengukuran waktu biologis adalah periodisitas harian pembukaan dan penutupan bunga pada tumbuhan. Setiap tanaman “tertidur” dan “bangun” pada waktu yang ditentukan secara ketat dalam sehari. Pagi-pagi sekali (jam 4) sawi putih dan rosehip membuka bunganya, jam 5 - poppy, jam 6 - dandelion, anyelir lapangan, jam 7 - bluebell, kentang kebun, jam jam 8 - marigold dan bindweed, pada jam 9-10 - marigold, coltsfoot dan hanya pada jam 11 - toritsa. Ada juga bunga yang membuka mahkotanya pada malam hari. Pada jam 20 bunga tembakau harum terbuka, dan pada jam 21 - adonis dan ungu malam.

Bunga juga tutup pada waktu yang ditentukan secara ketat: pada siang hari - tabur thistle, pada jam 13-14 - kentang, pada jam 14-15 - dandelion, pada jam 15-16 - poppy dan tortilla, pada jam 16 -17 jam - marigold, pada jam 17-18 - coltsfoot, pada jam 18-19 - buttercup dan pada jam 19-20 - rosehip.

Anda dapat mengatur jam hidup di tempat tidur taman Anda. Untuk melakukan ini, Anda perlu menanam tanaman berbunga sesuai urutan pembukaan atau penutupan bunganya. Jam tangan multi-warna dan harum seperti itu tidak hanya akan menyenangkan Anda dengan keindahannya, tetapi juga memungkinkan Anda menentukan waktu dengan cukup akurat (dengan interval 1 - 1,5 jam).

Untuk pertama kalinya, jam bunga seperti itu disusun oleh seorang naturalis Swedia terkemuka di tahun 20-an. abad ke-18

Namun, jam bunga secara akurat menunjukkan waktu hanya dalam cuaca cerah dan cerah. Pada hari berawan atau sebelum cuaca berubah, mereka bisa menipu. Oleh karena itu, ada gunanya membuat kumpulan barometer hijau yang memprediksi perubahan cuaca. Sebelum hujan, misalnya, marigold dan buttercup menutup mahkotanya. Dan monstera aneh, yang berasal dari hutan tropis Brasil, mampu memprediksi curah hujan bahkan 24 jam sebelumnya, melepaskan banyak kelembapan dari daunnya.

Buka tutup bunga juga bergantung pada banyak kondisi lain, seperti letak geografis kawasan atau waktu terbit dan terbenamnya matahari. Oleh karena itu, sebelum menyusun jam bunga perlu dilakukan observasi awal.

Jam bunga bisa dibuat, misalnya dari tanaman ini. Lingkaran menunjukkan perkiraan waktu buka dan tutup bunga.

Irama biologis

Irama biologis mewakili perubahan berulang secara berkala dalam intensitas dan sifat proses dan fenomena biologis. Οʜᴎ dalam beberapa bentuk melekat pada semua organisme hidup dan dicatat di semua tingkat organisasi: dari proses intraseluler hingga biosfer. Ritme biologis ditetapkan secara turun-temurun dan merupakan hasil seleksi alam dan adaptasi organisme. Irama dapat bersifat intraday, harian, musiman, tahunan, abadi, dan berusia berabad-abad.

Contoh ritme biologis adalah: ritme pembelahan sel, sintesis DNA, dan RNA , sekresi hormon, pergerakan harian daun dan kelopak menuju Matahari, gugurnya daun musim gugur, lignifikasi musiman pada pucuk musim dingin, migrasi musiman burung dan mamalia, dll.

Irama biologis dibagi menjadi eksogen Dan endogen. Irama eksogen (eksternal). timbul sebagai reaksi terhadap perubahan lingkungan secara berkala (perubahan siang dan malam, musim, aktivitas matahari). Irama endogen (internal). dihasilkan oleh tubuh itu sendiri. Proses sintesis DNA, RNA dan protein, kerja enzim, pembelahan sel, detak jantung, pernapasan, dll memiliki ritme. Pengaruh eksternal dapat menggeser fase ritme ini dan mengubah amplitudonya.

Di antara ritme endogen, ritme fisiologis dan lingkungan dibedakan. Irama fisiologis (detak jantung, pernapasan, kerja kelenjar endokrin, dll.) mendukung kelangsungan fungsi organisme. Irama ekologis (harian, tahunan, pasang surut, bulan dll) muncul sebagai adaptasi makhluk hidup terhadap perubahan lingkungan secara berkala. Irama fisiologis sangat bervariasi tergantung pada keadaan tubuh, ritme lingkungan lebih stabil dan sesuai dengan ritme eksternal.

Ritme ekologi mampu beradaptasi terhadap perubahan siklus kondisi eksternal, namun hanya dalam batas tertentu. Penyesuaian ini dimungkinkan karena pada setiap periode terdapat interval waktu tertentu (waktu kesiapan potensial) ketika tubuh siap menerima sinyal dari luar, misalnya cahaya terang atau kegelapan. Jika sinyal sedikit tertunda atau datang sebelum waktunya, fase ritme akan berubah. Dalam kondisi eksperimental dengan pencahayaan dan suhu konstan, mekanisme yang sama memastikan pergeseran fasa yang teratur selama setiap periode. Oleh karena itu, periode ritme dalam kondisi ini biasanya tidak sesuai dengan siklus alami dan lambat laun keluar fase dengan waktu setempat.

Komponen ritme endogen memberi tubuh kesempatan untuk mengorientasikan dirinya pada waktu dan mempersiapkan diri terlebih dahulu untuk perubahan lingkungan yang akan datang. Inilah yang disebut Jam biologis tubuh. Banyak organisme hidup yang dicirikan oleh ritme sirkadian dan sirkan. sirkadian ritme (sirkadian) – mengulangi perubahan intensitas dan sifat proses dan fenomena biologis dengan jangka waktu 20 hingga 28 jam. orang sirkanian ritme (periannual) – perubahan berulang dalam intensitas dan sifat proses dan fenomena biologis dengan jangka waktu 10 sampai 13 bulan. Irama sirkadian dan sirkan direkam dalam kondisi eksperimental pada suhu konstan, pencahayaan, dll.

Keadaan fisik dan psikis seseorang bersifat ritmis. Terganggunya ritme kehidupan yang sudah mapan dapat menurunkan kinerja dan berdampak buruk pada kesehatan manusia. Studi tentang bioritme sangat penting dalam mengatur kerja dan istirahat manusia, terutama dalam kondisi ekstrim (dalam kondisi kutub, di ruang angkasa, ketika berpindah dengan cepat ke zona waktu lain, dll.).

Ketidaksesuaian waktu antara peristiwa alam dan antropogenik seringkali menyebabkan rusaknya sistem alam. Misalnya saja ketika terlalu sering melakukan logging.

Irama biologis - konsep dan tipe. Klasifikasi dan fitur kategori "Irama biologis" 2017, 2018.