Каждый человек, как часть живой природы, так или иначе зависит от времени суток, фаз Солнца и Луны, приливов и отливов. В человеческом организме выявлено около 500 процессов и функций, имеющих околосуточную ритмику.
Циркадные (циркадианные, околосуточные) ритмы – среднечастотные биологические ритмы эндогенного происхождение, период которых обычно приближен к 24 часам. Они занимают центральное место среди ритмических процессов, является видоизменением суточного ритма с периодом 24 часа и принадлежит к свободно текущим ритмам, то есть к ритмам с периодом, не навязанным внешними условиями.
Опытным путем установлено наличие циркадных ритмов в двигательной активности, температуре тела и кожи, частоте дыхания и пульса, кровяном давлении и диурезе. Содержания различных веществ в тканях и органах также подвержены околосуточным ритмам. Циркадному ритму подчинены переносимость функциональных нагрузок и чувствительность организма к разнообразным факторам внешней среды.
Химические вещества в головном мозге приспосабливаются в ответ на циклы дня. Они регулируют ряд факторов в организме, таких как: голод, температура тела, пробуждение, настроение.
Из всего многообразия суточных факторов первостепенное значение для синхронизации циркадных ритмов имеют цикл свет-темнота, колебания температуры среды и периодически повторяющиеся социальные факторы такие как, например, режимы труда, отдыха и питания.
Циркадными ритмами управляет структура, которая называется супрахиазматическим ядром. Супрахиазматическое ядро также является генератором околосуточных ритмов. К нему подходят зрительные импульсы, которые несут информацию о времени суток. Само ядро управляет циркадными ритмами с помощью набора специальных веществ и сигналов.
Супрахиазматическое ядро очень невелико. У человека оно состоит из около 100 тысяч нейронов. Помимо нейронов, ядро состоит из вспомогательных клеток астроцитов, которые синтезируют нейромедиаторы – вещеста, благодаря которым нейроны могут передавать сигналы друг другу. Также астроциты усиливают межнейронные контакты и поддерживают в мозге особые электрические волны, которые необходимы для высших когнитивных функций.
Астроциты придерживаются суточного ритма. Именно от этих вспомогательных клеток во многом зависит ритм супрахиазматического ядра: эксперименты нейробиологов Вашингтонского университета в Сент-Луисе показали, что, когда в нейроны вводили мутацию, ускоряющую суточный ритм, действия нейронной мутации можно было предотвратить мутациями в астроцитах. Выходило, что нейроны ядра сами по себе задают слишком быстрый ритм, для сбалансирования которого нужны вспомогательные клетки астроциты.
Цикл сон-бодрствование относится к суточным ритмам человека.
Сон – сложный функционально-хронобиологический процесс, состоящий из ряда последовательных фаз и стадий, а именно, из фазы медленного сна, которая в свою очередь подразделяется на 4 стадии: дремота, легкий сон, умеренно-глубокий сон и глубокий сон; а также из фазы быстрого сна. Около трети своей жизни человек тратит на сон.
При нарушениях циркадного ритма, эндогенные ритмы «сон-бодрствование» и внешний цикл «свет-темнота» смещаются. Существует типология нарушений ритма сна, которая включает:
· Синдром задержки сна;
· Синдром преждевременного сна;
· Синдром не 24-часового периода сна-бодрствования;
· Синдром нерегулярного периода сна-бодрствования;
· Изменения режима сна в связи с ночными дежурствами;
· Изменения режима сна в связи с быстрой сменой часовых поясов.
Земной цикл «свет-темнота», который управляет большинством ритмов нашего организма, обусловлен вращением Земли вокруг Солнца и одновременно суточным вращением нашей планеты вокруг своей оси.
Свет является одним из наиболее эффективных внешних сигналов, поддерживающих 24-часовой цикл. Воздействие света в ранние утренние часы способствует опережению ритма и более раннему засыпанию, а в поздние часы – к задержке ритма и более позднему засыпанию. За этот механизм отвечают специальные клетки сетчатки глаза, которые посылают сигнал напрямую в супрахиазматическое ядро, о которым уже говорилось ранее.
Наиболее ярким проявлением циркадной системы человека служит хронотип.
Хронотип – индивидуальные особенности циркадных ритмов организма человека и других животных. Хронотип человека может использоваться в качестве универсального критерия общего функционального состояния организма человека, определяет его способность к адаптации и организацию физиологических функций организма.
