Dormi ca un proces biologică a timpului
Trebuie remarcat faptul că, în ciuda caracterului ritmic evident al ciclului somn-veghe, chronobiology a evoluat într-o relativă izolare de la somnology. Acest lucru se datorează faptului că cele mai multe dintre cunoscute experimentele-hronobio logice efectuate fără implicarea înregistrării EEG în același timp, obiectul principal de studiu într-un somn în 30-70 de ani. Am avut pisici și câini care au avut nici o organizare ritmică pronunțată a comportamentului.
Ca orice altă știință, chronobiology are aparatul său conceptual și metodologic. Obiectivul său principal în raport cu corpul uman este identificarea și definirea cuprinzătoare a ritmurilor biologice, și anume ciclic modificări recurente ale funcțiilor fiziologice și de comportament. În prezent, există mai mult de 100 de aceste ritmuri. Franz Hal-Berg, în 1959 a oferit cota circadian lor a cărei perioadă este de aproximativ 24 de ore (de exemplu, ciclul somn-veghe, intern ritmul temperaturii oscilație ritmul de eliberare cortizol); ultradian cu o perioadă mai mică de 24 de ore (ritm cardiac, frecvență respiratorie) și mai multe zile în-fradiannye cu o perioada (ciclu menstrual, oscilații ale ritmului sezonier de starea de spirit și de activitate). Cele mai frecvente ritmul circadian.
Un alt subiect important al chronobiology studiu este de a identifica așa-numitele vremyazadateley (Zeitgeber) - efectele pe care le pot schimba caracteristicile ritmurile biologice, le aluneca într-un fel sau altul pe axa timpului. În numeroase experimente în experimente pe animale și pe voluntari umani, sa demonstrat că vremyazadatelem principal pentru animale și umane este nivelul de iluminare. Acest lucru se repetă în fiecare zi în timpul perioadelor de iluminare ridicată poate sincroniza cele mai multe ritmuri ale corpului cu 24 de ore schimbări de mediu. Sa demonstrat că procesul de ajustare (entraintment, implicare) „ceas intern“ organism suficient chiar relativ scurtă 15-60 minute. perioadele de expunere la lumina intensa. Un rol important pentru dezvoltarea efectului de joc actual de control al parametrilor fiziologici pe o curba de 24 de ore a dinamicii sale de zi cu zi. Pentru mulți indicatori au fost construite din așa-numitele „curbe de fază-răspuns“, sa demonstrat că efectul maxim al efectelor cronometrare au aplicat pentru a începe sau punctul final al curbei.
Czeisler și colab. (1986) au reușit să realizeze ciclul de deplasare somn-veghe la un moment ulterior, sau, dimpotrivă, un moment anterior. În cazul în care are loc expunerea la lumină la începutul perioadei de somn (B), acest lucru duce la o schimbare în timpul somnului la un moment ulterior (de schimbare de fază întârziată), în cazul în care, la sfârșitul perioadei (S) somn - trecerea la un moment anterior (timpurie schimbare de fază). Expunerea la lumină-somn la mijlocul ciclului viguros-tweaked (A) nu a condus la schimbări semnificative în perioada de timp de somn.
Prin forța impactului impactului asupra ritmurilor corpului este în principal vremyazadatel lumina. În acest sens, în prezent vremyazadateli se împarte în photic (lumina) și nefoticheskie.
O contribuție enormă la studiul ritmurilor biologice umane au făcut observații asupra comportamentului oamenilor într-o izolare parțială sau completă. În 1939, profesorul Nathaniel Kleitman (N. Kleitman), cu angajatul Bruce Richardson (B. Richardson) a petrecut mai mult de 1 luna in Mammoth Cave (Kentucky). Aici au trăit și a lucrat în condiții de zi artificială 28 de ore pe zi. În astfel de circumstanțe desynchronization artificial a fost demonstrat că ritmul de temperatură poate coincide cu ciclul somn-veghe. De exemplu, în termen de o săptămână de viață în mod izolat, la 6 cicluri de somn-veghe au avut 7 cicluri de fluctuațiile de temperatură. În 1962, directorul Institutului de Fiziologie de comportament la Max Planck din Bavaria Jürgen Aschoff (J. Aschoff) cu fizicianul Rutger Weaver (R. Wever) a organizat o serie de cercetări ritmurile biologice umane în izolare completă. Am folosit fostul buncăr militar unde au fost echipate cu facilități pentru utilizare offline, care nu pătrunde zgomot și lumină afară. In total, studiul a implicat mai mult de 200 de voluntari, care au trăit în izolare timp de săptămâni. Rezultatele de observare au fost rezumate în monografia „Sistemul circadian al omului“, care a devenit o lucrare clasică pe chronobiology.
Este extrem a fost obținut informații importante cu privire la caracteristicile ciclului ale omului somn-veghe. Se pare că majoritatea pacienților (60%), perioada ciclu a fost de aproximativ 25 de ore. In a 20-a zi a experimentului, după terminarea testului ritmului somn-viguros-tweaked vremyazadateley a devenit svobodnovybrannym și 25,3 ore. În același timp, în mod izolat, la unii subiecți au prezentat fluctuații în perioada individuală somn-veghe de la 12 la 70 de ore! S-a arătat că ritmul de temperatură în om este o valoare mai stabilă. Perioada sa a variat în intervalul de 23-27 de ore. La o medie de 24,5 ore. Condițiile de izolare ca sub desynchronization forțată în experimentul H. Kleitman asimetrie a avut loc ritmuri veghe-somn și temperatura internă, care a confirmat prezența acestor diferite stimulatoare cardiace (pacemaker). Un fapte de companie interesante obținute în aceste studii a fost că subiecții au raportat o îmbunătățire semnificativă a sănătății atunci când încep să trăiască prin „zilele subiective.“ In 1972 a fost, de asemenea, a efectuat o serie de investigații de către Caver francez Michel Sifre (M. Siffre), a rămas timp de 59 de zile într-o peșteră, la o adâncime de 375 de picioare. Perioada sa svobodnovybranny (rulare liberă) a ciclului somn-veghe a fost de 24,5 ore mai târziu experimente cu desincronizare forțată efectuate Charles Tseyslerom, alți indicatori de perioada ciclului intern de somn-veghe au fost determinate. - 24,2 h (23,9. la 24,4 ore.).
Astfel, sa dovedit că ciclul uman de somn-veghe are o valoare care nu se potrivesc exact din ziua de 24 de ore, perioada sa variază în limite largi și nu este conectat rigid la alte ritmuri, cum ar fi temperatura corpului, ritmul de secreție hormonală. Sa sugerat prezența unui singur centru, care organizează bioritmurile umane și factorii care influențează această de activitate (photic și nefoticheskie vremyazadateli).
Alt organism implicat în reglarea ritmurilor biologice ale omului, este glanda pineala (epifiza). Această formare formă triunghiulară nepereche, cu o dimensiune de 1-1,2 cm (adult) situată în regiunea diencefalului deasupra acoperișului mezencefal protuberanță superior. Glanda pineală este o glanda endocrina care produce hormonul melatonină - indol produs din triptofan. In plus sinteza melatoninei pineale este de asemenea realizată de retină, corpul ciliar al ochiului și organe ale tractului gastrointestinal. Ritmul secretiei glandei pineale a M are un caracter circadian pronunțat. Nivelul acestui hormon în sânge începe să crească în seara, care coincide cu o scădere a nivelului de lumină atinge un maxim in mijlocul noptii (2-3 ore.), Apoi scade progresiv spre dimineață. În timpul zilei, secreția de melatonină este încă la un nivel foarte scăzut. Ritmul circadian al melatoninei de către glanda pineală în SCN este setat în funcție de nivelul de lumină. De la aceste nuclee la epifiza este calea eferentă prin tractul simpatic central și ganglionul cervical superior. Lumina suprimă secreția în funcție de doză. Nivelul minim al fluxului luminos este de 200 până la 300 lux, inhibarea completă a secreției se produce atunci când este expusă la lumină, la 1500 lux la 15 min expunere. Utilizarea beta ^ Adre-noblokatorov, de asemenea, conduce la încetarea secreției de melatonină. Izolarea și întuneric complet apare ritmul svobodnovybranny al secreției de melatonină, care este de 25 de ore. La determinarea distribuției hormon în organism a fost demonstrat că concentrația sa maximă observată în hipotalamus în SCN a arătat cel mai mare număr de receptori ai melatoninei. Cu toate acestea, receptorii melatoninei sunt prezente și în alte organe, și, eventual, efecte non-receptor al acestui hormon in celule prin difuzie.
reglementarea Modelul ritmurilor biologice umane (inclusiv ciclul somn-veghe) a fost propusă de S. Czeisler. Potrivit acesteia, activitatea ritmică a corpului principal de stimulator cardiac sunt suprahiazmennye nucleu. Ele gestionează stimulatorului cardiac secundar (respirator, centru vasomotorie, hipotalamice centre secretorii) prin proiecții eferente, dintre care multe nu au fost identificate. Funcția de sincronizare cu lumea exterioară se realizează prin reacția efectelor vremyazadateley photic și nefoticheskih. Modul principal este în primul rând WGT, auxiliar - GGT. Nefoticheskie vremyazadateli acționând prin ambele (prin zona mezhkolenchatuyu) directă și indirectă a proiecției se extinde din cortexul frontal și alte nuclee de centrele hipotalamus și trunculare. Misterios rămâne necesitatea unei a doua buclă de regulament al bioritmurilor - epifiză-melatonina. Acesta și-a asumat rolul de glanda pineala ca un auxiliar, stabilizarea activității regulamentului nivelul SCN, evo-evolutionale mai mari (mai multe păsări este glanda pineala este pacemaker primar), dar a pierdut rolul de lider. Acest lucru este confirmat de rezultatele studiilor efectuate cu inchiderea functiei glandei pineale, ceea ce duce la posibilitatea de schimburi bioritm mai ușoare. Este procesul dependentă de vârstă calcifiere a glandei pineale explica mai frecvente încălcări ale ciclului somn-veghe la vârstnici. Cu toate acestea, rolul melatoninei nu au fost încă pe deplin definite. Este demonstrat că are o acțiune de accelerare a rambleiere seara (chiar și în cantități mici - 0,3 mg) si creste somnolenta in timpul zilei. Sa demonstrat că doze mari de melatonina inhiba stadiul 3-4 de somn cu unde lente și prelungește prima perioadă a somnului REM. Cu toate acestea, aceste efecte sunt ușoare și nu toate studiile confirmate. Mulți cercetători continuă să considere nu ca melatonina somnogennuyu (soporifice), precum și substanța (cronobiotic) hronobioticheskuyu.
Teoriile pentru a explica debutul și cursul de somn, experți oferă o varietate de industrii Științe Biologice: umorale - neurochimice, comportamentale - psihologi, neuronal - Neurofiziologii, etc. Una dintre cele mai demonstrativ model considerat de somn biologică a timpului, care ar lua în considerare ciclul somn-veghe este un caz special al schimbărilor circadiene în corpul uman. În prezent populare sunt doua teorie somn biologică a timpului. Prima a fost propusă de R. Kronauer și colab. în 1982. Acesta a fost bazat pe bine-cunoscute în momentul în care dovezile pentru existența așa-numitelor oscilatoare „slabe“ „puternice“ și. Unele ritmuri biologice în condițiile experimentale (izolare, desynchronization forțată) sa schimbat ușor și la valori mai mari decât altele. S-a sugerat că primele ritmurile sunt controlate de unele stimulator cardiac „puternic“, care într-o anumită măsură, poate suprima activitatea unui „slab“. Sa presupus că o astfel de performanță relativ stabile ca perioade de somn de ritm intern alternanță temperatura corpului REM ritm al secreției de cortizol sunt controlate de anumite oscilator, care este de aproximativ 4 ori mai puternic decât celălalt, care controlează un ritm de alternare de somn lent val, fluctuațiile de temperatura pielii și rata secreției hormonului de creștere . Expunerea la lumină este temporizat la acțiune de timp „puternic“ oscilator provoacă fenomenul de forfecare ciclu de somn-veghe la un moment anterior (lider de schimbare de fază), precum și cu acțiunea de „slab“ - la o dată ulterioară (schimbare de fază întârziată). Această teorie nu este atât de mult o chestiune de a încerca să explice apariția de somn, cum să propună un model general al reglementării tuturor (sau majoritatea) bioritmurilor corpului uman.
ciclu individual opțiuni de somn-veghe la om sunt numite chronotype. În 1939 fizioterapeut G. Lampert propus divizare în „bufnite“ și „ciocârlii“. Oamenii în primul rând, „seara“, tipuri au o performanță ridicată în seara, în timp ce al doilea tip de „dimineață“ - în dimineața. În viitor, au fost identificate și altele chronotype, inclusiv neutru - „porumbei“, adică subiecții cu eficiență ridicată, atât dimineața și seara.
Oamenii au diferite chronotype nu diferă numai în perioadele de performanțe de vârf și de culcare, dar, de asemenea, alte caracteristici ale ritmurilor biologice. Astfel, sa demonstrat că „Lark“ temperatura de vârf de seară a apărut pentru o oră sau mai devreme decât „bufnite“. Oamenii dorm o structură de tip dimineață a rămas o constantă de la noapte la noapte, dar sa dovedit a fi mai dificil să se adapteze la modificarea condițiilor de mediu, cum ar fi bilete de avion, atunci când transtemporal.
Recent, există tot mai multe dovezi pentru a sprijini natura genetica a oamenilor caracteristici chronotype și animale. În 1971, prima genă asociată cu particularitățile de bioritmurilor din fructe zbura Drosophila melanogaster a fost deschis. El a numit pe, deoarece determină perioada de incubație și a activității locomotorii (de scurtă - 18-20 zile și 28-30 zile lungi).