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»