Бодрствование и сон - [2]

ВНЕШНИЕ И ВНУТРЕННИЕ РИТМЫ

Одна из разгадок сущности суточного ритма сон — бодрствование заключается в ритме природных явлений. Все явления в природе совершаются циклично и связаны с движением Земли вокруг Солнца. Имеется годовая периодичность, проявляющаяся в смене времен года. Месячные периоды складываются в лунные месяцы. В основе смены дня и ночи лежит суточная периодичность. Ритм предусматривает равномерное, последовательное повышение и понижение активности всякого явления в природе. Периодичны затмения солнца, лунные циклы, наводнения, деятельность вулканов.

Наибольший интерес вызывают суточные ритмы. Подмечено, что в определенные часы ночи перестает журчать вода в ручьях, ветер слабее шелестит ветвями, снижается температура воздуха, слабеет энергия химических процессов в органических и неорганических веществах. Яркий пример суточного ритма — океанские приливы и отливы. Все это накладывает отпечаток на растительный и животный мир. Растения имеют не только годовой, но и суточный цикл. Так, мимоза и акация складывают листья ночью и распускают их днем. Некоторые цветы испускают запах и нектар лишь в определенные часы суток. Отдельные виды водорослей начинают светиться в определенное время. Имеют суточные ритмы и животные. Различают дневных и ночных животных, у которых активность приходится на определенное время суток.

Несомненно, что природные ритмы не могли не оказать влияния на человека, живущего в тесном общении с окружающей его природой. Человек не рождается с суточным ритмом, а постепенно его «заучивает». У новорожденных отмечаются часовые ритмы, половину часового цикла ребенок проводит неподвижно, а половину в движении. Постепенно ритм перестраивается, период относительной неподвижности составляет 8 часов и приходится на ночь, а бодрствование на дневные часы. Однако и после этого днем и ночью отмечается часовая активность. Вырабатываемый цикл называют циркадным от латинского «circa diem», в переводе «вокруг дня» (по смыслу — ритм дня, который характеризуется закономерной сменой интенсивности физиологических обменных процессов, совершаемых в организме).

Наиболее показательное проявление циркадного цикла — колебание температуры тела. Максимальная величина температуры совпадает с периодом наибольшей активности — физической и умственной работоспособности и приходится у человека на середину дня. Этот ритм вырабатывается каждым индивидуумом в процессе его развития, но имеет глубокие эволюционные корни. Необходимость развития максимальной активности днем для обеспечения условий существования предопределила и максимальную интенсивность биохимических процессов в это время дня, и их снижение в ночные часы. Циркадный цикл отличается большой устойчивостью. У ряда людей вообще не проявляются приспособления к меняющимся условиям жизни, у других ритм может быть сдвинут путем систематической тренировки. Чаще всего о степени перестройки ритма судят по сдвигам кривой температуры тела. Однако установлено, что имеются еще более устойчивые ритмы, сохраняющиеся и тогда, когда температурный ритм перестроен. В связи с этим возникает вопрос о степени влияния факторов внешней среды и внутренних факторов на циркадный цикл.

В последние годы активно обсуждается вопрос о так называемых внутренних часах организма. Несомненно, что внешние факторы — мощный раздражитель нервной системы. Среди них первое место занимает свет, влияющий на деятельность нервных центров, регулирующих состояние эндокринных желез и интенсивность обмена веществ. Вместе с тем предположение о ведущей роли внешних факторов (света, температуры) должно было бы привести к выводу о том, что биологические часы могут идти с разной скоростью в зависимости от изменения внешних факторов. Еще в XVIII веке Де Мэрон доказал, что периодические движения листьев совершаются при постоянной температуре и в полной темноте, чем было положено начало изучению биологических ритмов.

Исследования показали, что исключение внешних факторов не меняет существенно внутреннего ритма, остающегося в 24-часовом графике. Различают биологические часы (т. е. первичные механизмы, генерирующие ритмы) и стрелки (регулируемые механические процессы). Внешние факторы играют роль датчиков времени. По-видимому, они играют особо важную роль в период становления ритма, после чего большее значение имеют внутренние механизмы, обеспечивающие поддержание внутреннего ритма.

Специальные эксперименты по изучению условий жизни в различных зонах Земли позволяют уточнить роль внешних факторов. Исследования в условиях зимовки в Арктике и Антарктиде показывают, что нарушения суточного ритма при правильном строгом распорядке дня не происходит. (Имеются сведения, что жители Крайнего Севера в прошлом, до приобщения их к современной цивилизации, спали больше в период полярной зимы, чем во время полярного дня.) И все же полярный день, не нарушая ритма, может накладывать отпечаток на распорядок нормальной городской жизни. По свидетельству очевидцев, в Норильске летом можно заметить в 1—3 часа ночи ребятишек, играющих в песке, и взрослых, направляющихся на купание.