Стой, кто ведет? Биология поведения человека и других зверей

Биологические ритмы принято классифицировать в первую очередь по величине периода колебаний. Для околосуточных, или циркадианных, ритмов он составляет от 20 до 28 часов. Таким ритмам подчиняется большинство психических и физиологических процессов. Период ультрадианных ритмов меньше – несколько часов. Например, ритм двигательной активности кишечника имеет период около четырех часов. Период колебаний инфрадианных ритмов составляет несколько суток. Они включают околонедельные, или циркасептальные околонедельные ритмы. Кроме недельного ритма трудовой активности человека, существуют и другие инфрадианные ритмы. Например, потребление крысами сладких и горьких растворов колеблется с периодом около пяти суток. Годовые, или цирканнуальные, ритмы, включающие многочисленные сезонные изменения, имеют длительность около года. Кроме того, существуют и мегаритмы с периодом 10 лет и более. Например, 11-летний цикл, обнаруживаемый во многих биологических системах, обусловлен колебанием солнечной активности.

Основные биологические ритмы – циркадианные (околосуточные) и цирканнуальные (годичные) – связаны с изменением освещенности

Как легко заметить, большинство ритмов зависит от Солнца, т. е. главным образом от изменения освещенности. Именно ее колебания задают значение периода, с которым колеблются все функции нашего организма.

Едва ли не единственным ритмом, который не зависит от космической активности, является менструальный цикл. Впервые это было обнаружено в ходе длительных экспедиций в подземные пещеры. Если у спелеологов нет часов и отсутствует связь с поверхностью земли, то субъективный суточный ритм, определяемый циклом сна и бодрствования, начинает постепенно удлиняться. Однако менструальный цикл у женщин по-прежнему сохраняет свою длительность.

Менструальный цикл не связан ни с Солнцем, ни с Луной, ни с каким-либо космическим ритмом

В дальнейшем эти наблюдения были подтверждены в условиях лабораторного эксперимента с изоляцией испытуемых от внешнего мира. Таким образом, механизм менструального цикла является полностью эндогенным, т. е. не имеющим внешнего водителя ритма. Из-за крайней сложности механизмов, участвующих в менструальном цикле, мы не будем здесь их рассматривать[435].

Суточные и сезонные ритмы

Биологический смысл суточных ритмов очевиден. Он состоит в том, чтобы максимальная активность проявлялась в определенное время суток, наиболее благоприятное для деятельности данного организма и функционирования данной системы. Кроме того, суточные ритмы позволяют живым организмам «отсчитывать» время, т. е. выполняют функцию «внутренних часов».

Суточное изменение активности гипоталамуса, гипофиза и эпифиза ведет к суточным колебаниям активности всех периферических желез. Максимумы их секреторной активности, как правило, несколько запаздывают по отношению к секреции соответствующих гипофизарных гормонов. Так, пик секреции АКТГ приходится на вторую половину ночи, а максимум секреции кортизола – на раннее утро, т. е. на те часы, которые непосредственно предшествуют пробуждению. Такой характер секреции кортизола (и других кортикостероидов) создает условия для высокой работоспособности организма человека сразу после пробуждения. У животных, ведущих ночной и сумеречный образ жизни, например у большинства грызунов, максимум секреции кортикостероидов приходится на вечерние часы.

У человека максимум секреции гормонов щитовидной железы приходится на вторую половину ночного сна. Это обеспечивает высокий уровень метаболизма во всех клетках к моменту пробуждения. Гормон роста, который секретируется в гипофизе, наиболее активно выделяется в кровь в первой половине ночи. Он, как следует из названия, стимулирует процессы роста, в частности белкового синтеза, а также дифференцировки и формирования тканей. Состояние физического покоя во сне наиболее благоприятно для этих процессов.

Максимальная активность многих эндокринных систем приурочена к утреннему пробуждению

Поэтому правильный режим сна особенно важен для детей, у которых процессы роста и дифференцировки идут наиболее интенсивно. Во время бодрствования особенно высока активность мозгового слоя надпочечников.