Tento incident sa stal vo výskumnom ústave. Skupina vedcov dostala nový druh huba, ktorá mala slúžiť na syntézu liečivých látok. Keď bola vykonaná chemická analýza huby, jedna z hodnôt v dlhom stĺpci čísel sa vedúcemu tímu zdala pochybná. Zistil, že rozbor robila mladá laborantka a v podozrení, že sa mýlila, požiadal o kontrolu. Ujal sa toho sám vedúci laboratória, starý skúsený chemik. Tentoraz bolo prijaté iné číslo. Potom sa vedec rozhodol urobiť analýzu sám a dostal výsledok, ktorý sa veľmi líšil od prvých dvoch. Koho výsledok bol správny? Starostlivé vyšetrenie ukázalo, že všetky tri boli správne. Jednoducho sa nebralo do úvahy, že sa analýzy robili v r iný čas deň. Obsah určitých látok v tele sa v priebehu dňa mení podľa určitého rytmu.

Vedci už dlho vedia, že životná činnosť organizmov podlieha určitému rytmu. Pozorovania zvierat a rastlín naznačujú, že väčšina živých organizmov nejakým spôsobom vníma čas. Zozbierané veľké množstvo fakty na podporu tejto domnienky.

Ranné kikiríkanie kohúta môže dobre nahradiť budíček. vyletieť každý večer na lov v tú istú hodinu. Slnečnicová čiapka sa otáča po slnku (aj keď je zakrytá mrakmi) rovnomerne v smere hodinových ručičiek. Mnoho rastlín na noc skladá svoje lupienky a ráno ich rozprestiera. Robia to s takou presnosťou, že sa dajú použiť na kontrolu hodín.

Aj zmysel pre čas je človeku vlastný. Pre mnohých ľudí nie je problém zobudiť sa ráno presne v čase, ktorý si večer naplánovali. Ukazuje sa, že mnohí fyziologické procesy vyskytujúce sa v organizmoch ľudí, zvierat a rastlín, je charakteristický aj určitý rytmus. Takmer u každého z nich možno identifikovať cyklus, ktorý sa s veľkou presnosťou opakuje každý deň. Týka sa to počtu červených krviniek v ľudskej krvi, intenzity žiary niektorých druhov planktónu, farebných zmien kreviet, pohybu listov v rastlinách a množstva podobných procesov.

V ľudskom tele sa súčasne vykonáva niekoľko desiatok rôznych cyklov. Počas dňa sa mu podľa určitých vzorcov mení glykémia, krvný tlak, telesná teplota, frekvencia dýchania, intenzita činnosti srdca, obličiek, pečene a iných orgánov. Ako sú všetky tieto procesy regulované, kde je mechanizmus, ktorý mení ich intenzitu v čase? Ako telo vníma čas?

ŠÍPKY A OZNAČENIE

Na dlhú dobu Verilo sa, že mechanizmus vnímania času v živých organizmoch je pomerne jednoduchý. Denné rytmy života boli vysvetlené periodicitou zmien určitých podmienok prostredia: osvetlenie, teplota, vlhkosť, atmosférický tlak a dokonca aj intenzita kozmického žiarenia.

Postupne sa však objavovali ďalšie a ďalšie postrehy, ktoré svedčili o nejednotnosti takéhoto názoru. Vtáky v Arktíde spia v rovnakom čase a za stálych svetelných podmienok. Štúdie ukázali, že rotácia Zeme neovplyvňuje denné rytmy organizmov, teda intenzitu kozmické lúče. Ak je myš na nejaký čas umiestnená v tmavej komore, v ktorej sa udržiava konštantná teplota, vlhkosť a tlak vzduchu, potom zostanú denné rytmy zvieraťa rovnaké.

Záver naznačuje, že v organizmoch zvierat a rastlín existuje akýsi autonómny hodinový mechanizmus, ktorý reguluje denné rytmy života. Fakty podporujú tento predpoklad. Takže napríklad u dvoch myší umiestnených v tmavej komore sú denné rytmy trochu odlišné od seba. To by sa samozrejme nestalo, keby rytmus určovali len zmeny vonkajšie prostredie ktoré sú pre obe zvieratá rovnaké.

Vedci nazývajú prístroj, ktorý riadi rytmy života biologické hodiny. Mechanizmus týchto hodiniek sa zdá byť veľmi svojský, aj keď sa stále nevie, ako funguje: ako chronometer, ktorý nepretržite počíta čas, alebo ako budík, ktorý udáva čas, kedy by sa mali určité procesy v tele začať a skončiť.

Denné rytmy vitálnej aktivity a aktivity organizmov sú akési šípky, ktorých pozorovaním môžeme usúdiť, či biologické hodiny bežia alebo sa zastavili, ale o štruktúre samotného mechanizmu nemôžeme povedať nič. Aby ste to zistili, musíte nazbierať čo najviac údajov o vlastnostiach biologických hodín. Povedzte, dajú sa zastaviť a ako? Ako ich uviesť do činnosti? Ako ich prinútiť ponáhľať sa alebo zaostávať? Čo ovplyvňuje priebeh týchto hodín?

Je už známe, že „ručičky“ biologických hodín spravia jednu otáčku približne za 24 hodín. Ukazuje sa však, že vedci môžu posúvať „šípky“ dopredu alebo dozadu v pomerne širokom rozsahu podľa vlastného uváženia. Organizmus je napríklad umiestnený v nezvyklých svetelných podmienkach. Potom sa chod jeho „hodiniek“ akoby posúva, no 24-hodinový cyklus je stále zachovaný. Ak potom prenesiete zviera späť do normálnych podmienok, obnoví sa normálny rytmus života.

Ak zviera chováte v úplnej tme, tak väčšinou po niekoľkých dňoch denný kolobeh jeho životnej aktivity zmizne, no dá sa opäť obnoviť pôsobením na telo svetlom. V muche Drosophila je denný cyklus obnovený vďaka záblesku svetla, ktorý trvá len 0,005 sekundy!

Jednou z charakteristických vlastností biologických hodín je ich takmer úplná necitlivosť na zmeny teploty, ak ležia v normálnom rozmedzí pre telo. U cicavcov to nie je prekvapujúce. Koniec koncov, ich telesná teplota je regulovaná samotným telom a vďaka tomu zostáva konštantná.

U rýb, žiab, hadov a všetkých bezstavovcov závisí telesná teplota, ako viete, od teploty prostredia, a preto sa rýchlosť vnútorných procesov v tele zvyšuje alebo znižuje v závislosti od teploty okolia. Ale biologické hodiny nezrýchľujú ani nespomaľujú.

Je zvláštne, že pri 0 ° sa zastavia, ale ak začnete zvyšovať teplotu, začnú znova. Zároveň, ako hodiny, ktoré už nejaký čas stoja, budú teraz zaostávať za hodinami, ktoré bežia bez zastavenia. Ak sa telo udrží na 0° presne osem hodín a potom sa zahreje, tak aj jeho biologické hodiny budú presne o osem hodín za svojim normálnym priebehom. Priebeh biologických hodín môžu ovplyvniť aj lieky a anestetiká. Po odznení účinku lieku sa hodiny opäť vrátia do normálu.

HĽADAJTE HODINY V TELE

Ako vidíte, o vlastnostiach biologických hodín vieme veľa. Nevieme však to najdôležitejšie: kde sa v tele nachádzajú a ako sú usporiadané. Po dlhú dobu vedci verili, že zmysel pre čas je len zručnosť, ktorú telo rozvíja v procese života. Experimenty to však nepotvrdili. Zistilo sa, že krátky záblesk svetla môže obnoviť normálny rytmus muchy Drosophila, aj keď niekoľko generácií predkov hmyzu žilo v úplnej tme a, samozrejme, nevykazovali žiadne rytmy aktivity.

To znamená, že cirkadiánny rytmus, a teda to, čo nazývame zmysel pre čas, vonkajšie faktory stačí zapnúť alebo vypnúť.

Mnoho biológov verilo, že existuje mechanizmus zisťovania času, ktorý synchronizuje všetky vnútorné procesy. Rôzne oblasti mozgu boli považované za možné centrá zmyslu pre čas. Ak sa odstránia, niektoré rytmy sa skutočne porušia, no zároveň iné naďalej existujú. To znamená, že vzdialené časti mozgu riadia prácu toho alebo toho orgánu alebo časti tela, ale nie nevyhnutne ich rytmus.

Bol tu ďalší problém: vedci nevedeli, koľko biologických hodín v tele - jeden alebo niekoľko. A ak ich je veľa, ako konajú: nezávisle od seba alebo v zhode? Aby to zistila, americká fyziologička Janet Harker uskutočnila originálny experiment. V snahe vysvetliť takú skutočnosť, akou je obnovenie veľkého množstva rôznych životných rytmov naraz, krátkym zábleskom svetla, navrhla, že každý takýto rytmus je riadený vlastnými biologickými hodinami a že medzi nimi existuje chemické hormonálne spojenie. jednotlivé mechanizmy biologických hodín.

Ak áno, uvažovala, potom by sa hormóny z jedného organizmu mohli použiť na ovplyvnenie rytmov iného organizmu. V snahe uistiť sa o tom J. Harker spojil oboch chrbtom, aby sa ich obehový systém stal spoločným. Jeden z týchto švábov strávil celý svoj život v neustálom svetle a nevykazoval zreteľný rytmus aktivity. Druhý bol zvyknutý na dvanásťhodinový deň a dvanásťhodinovú noc.

„Siamské dvojčatá“ boli umiestnené v cele, kde sa po celý čas svietilo. Pozorovania hmyzu ukázali, že šváb, ktorého telo predtým nevykazovalo žiadny rytmus, mal jasný denný rytmus deň – noc. To znamená, že hormóny ovplyvňujú rytmy života. Po dlhom pátraní sa švábovi podarilo nájsť zdroj týchto hormónov. Ukázalo sa, že ide o špeciálne bunky v nervových uzlinách hmyzu.

Ak boli odstránené z jedného hmyzu a transplantované do iného, ​​potom sa v tomto hmyze vytvoril rovnaký životný rytmus ako v prvom. To dokázalo, že tieto bunky zohrávajú úlohu autonómneho hodinového stroja.

Čoskoro bol vyvinutý dômyselný spôsob, ako zastaviť takéto hodiny. Bolo vytvorené zariadenie, ktoré umožňuje regulovať teplotu nervových buniek vo vnútri tela, ale neovplyvňuje teplotu okolitých tkanív. Keď sa ochladili na 0, hodiny sa zastavili.

Presvedčili sme sa o tom. Po určitom čase boli bunky zahriate, odstránené z tela a transplantované do tela iného hmyzu. Potom zmerali jeho životný rytmus. V porovnaní s normálom sa oneskorilo o toľko času, o koľko chladnutie článku pokračovalo.

Je zaujímavé, že zastavenie jedných biologických hodín v tele neznamená úplné vymiznutie zodpovedajúceho rytmu aktivity. Dá sa to vysvetliť len tým, že každý rytmus nie je regulovaný jednými biologickými hodinami, ale dvoma alebo dokonca niekoľkými, ktoré sa navzájom duplikujú.

V HODINKOVEJ DIELNI

Vedci s vedomím, že mnohé fyziologické procesy v tele závisia od správneho chodu biologických hodín, uvažovali o tom, čo by sa stalo, keby sa hodiny pokazili: začali by sa ponáhľať alebo zaostávať, alebo by nefungovali synchronizovane s ostatnými?

Po objavení nervového mechanizmu hodín bolo možné ich úmyselne deaktivovať, zastaviť a znova spustiť. To umožnilo hlbšie študovať vlastnosti biologických hodín a vyrobiť ich množstvo zaujímavé objavy. Najdôležitejšia z nich je spojená s dôsledkami nekoordinovaného chodu hodín v tele.

Zážitok prebiehal takto. Skupina švábov bola v noci držaná na svetle a cez deň v tme, kým ich hodiny nezačali citeľne zaostávať za hodinami hmyzu umiestnenými v pre nich normálnych svetelných podmienkach. Rozdiel bol niekoľko hodín. Potom sa hodiny vyrušeného hmyzu preniesli na kontrolné organizmy. Teraz bol rytmus ich životnej aktivity regulovaný dvoma rôznymi mechanizmami – ich vlastnými hodinami a hodinami iných.

Po určitom čase sa u týchto švábov začali rozvíjať zhubné nádory, ako je rakovina. Keďže priebeh biologických hodín je teraz spojený s uvoľňovaním hormónov, vznik nádorov zrejme spôsobil abnormálny obsah týchto hormónov v krvi. Je zvláštne, že kontrolný hmyz, ktorému boli transplantované hodiny bežiace synchronizovane s ich vlastnými, nemal žiadne nádory, hoci mal tiež zvýšenú koncentráciu hormónov v krvi. Súdiac podľa toho nejde len o množstvo hormónov, ale aj o to, koľko sa ich v tom či onom čase uvoľní do krvi.

Pokusy sa robili na šváboch, pretože nervový systém sú pomerne jednoduché. Mechanizmus ich biologických hodín však funguje približne na rovnakom princípe ako u všetkých zvierat a ľudí. Poznanie týchto princípov je nielen teoretické, ale aj veľmi praktické.

Americký vedec Richter predložil zaujímavú hypotézu vysvetľujúcu príčiny mnohých chorôb. Naznačuje, že ľudské telo má veľké množstvo biologických hodín, ktoré zvyčajne navzájom prechádzajú fázou, ale synchrónne. AT určité podmienky spôsobené aktivitou mikróbov alebo vírusov, prepracovaním, duševnou traumou, táto synchrónia je narušená. V jednej fáze začnú ísť rôzne hodiny, zmení sa obvyklý hormonálny rytmus, čo spôsobuje poruchy v tele.

Teraz je ešte ťažké povedať, či má Richter pravdu alebo nie. Ale možno sa niekedy lekárom podarí umelo regulovať chod biologických hodín človeka, liečiť a predchádzať rôznym chorobám. Už naplánované zaujímavá metóda bojovať proti infekčným chorobám. Faktom je, že toxické vlastnosti množstvo baktérií a vírusov sa rytmicky mení v súlade s priebehom ich biologických hodín. Zničiť tieto hodinky môže byť jednoduchšie, ako zabiť baktériu alebo vírus.

Ktovie, či sa v budúcnosti neobjavia „lekári-hodinári“ – špecialisti na ľudské biologické hodiny, ktorí nám ich v tele opravia, zregulujú chod či dokonca nahradia inými použiteľnými, možno aj... pre nich primeraná záruka!

P.S. Ak sa vám páčil náš článok o biologických hodinách v prírode, možno vás bude zaujímať aj čítanie o špeciálnych kvetinových hodinách veľkého švédskeho prírodovedca Carla Linného na webovej stránke

Biologické hodiny

Každá hodina dňa svojím spôsobom ovplyvňuje ľudí fyzicky aj psychicky. Nikto sa napríklad večer necíti tak veselo ako ráno. A nezáleží na tom, či ste „skřivan“ alebo „sova“. Dôvodom sú biologické rytmy tela.

4:00. Naše telo dostane dávku stresového hormónu kortizónu, akoby včas „vybilo baterky“ a táto porcia je potrebná na to, aby sme po prebudení nabrali výkon. Táto "injekcia" aktivity je však plná niektorých chorôb. Riziko infarktu je obzvlášť vysoké v skorých ranných hodinách. Pociťujú to aj pacienti s astmou – v túto hodinu sú totiž priedušky nebezpečne zúžené.

5 hodín. Koncentrácia kortizónu produkovaného kôrou nadobličiek je šesťkrát vyššia ako cez deň. Lieky účinkujú v určitých hodinách odlišne, preto berúc do úvahy chronobiológiu tela, prirodzené sekréty hormóny, je predpísané užívať veľké dávky lieku v skorých ranných hodinách dňa. Štandardný vzorec "trikrát denne" je zastaraný.

6 hodín. Kortizón funguje ako vnútorný budík. Všeobecný metabolizmus sa začne pohybovať. Hladina cukru a aminokyselín v krvi stúpa. Pripravuje sa teda to, čo je potrebné na pracovný deň.

7 hodín. Po prebudení a rannej sprche nasledujú raňajky. Zabudnuté pravidlo „jedz raňajky“ je opäť v móde. Odborníci na výživu poznamenávajú, že na raňajky by mal človek prijať najmenej 2 000 kcal, schudnúť. A rovnaká porcia večer vedie k obezite. Kľúč k tomuto javu spočíva v chronológii tráviacich orgánov, keď pred obedom premieňajú sacharidy na energiu a večer na tuky.

8 hodín. Žľazy produkujú veľké množstvo hormónov. Väčšina ľudí je na ceste do práce. Ale ešte sa celkom nepohrúžili do každodenných starostí. Záujem odvtedy lekársky bod Faktom je, že najmä tí, ktorí trpia reumou, pociťujú bolesť v kostiach, pretože ranný pocit bolesti je až na doraz zhoršený. Zlá správa pre: ranná cigareta vo väčšej miere sťahuje cievy.

deväť hodín. Pre tých, ktorí sú naplánovaní na injekcie, je najlepšie ísť do liečebne, aby sa zabránilo horúčke a opuchu. Telo je vysoko odolné voči röntgenovému žiareniu. Pokusy na potkanoch ukázali, že zvieratá vystavené vysokým dávkam žiarenia v tomto období žili viac ako 120 dní. Tí, ktorí dostali rovnakú dávku, ale o deviatej večer, zomreli do 13 hodín.

10 hodín. Telesná teplota dosiahla maximum a s ňou spojený výkon. Krátkodobá pamäť funguje obzvlášť dobre (zatiaľ čo dlhodobú pamäť stimulujú popoludňajšie hodiny). Text prečítaný napríklad o 9:00 je lepšie zapamätateľný ako text prečítaný o 15:00. Z pamäte sa však po týždni rýchlo vymaže, čo sa o poobede prečítanom texte povedať nedá. Číňania veria, že v tomto čase sú naše pravé končatiny nabité. veľká kvantita energie. Podanie ruky pred večerou vyzerá energickejšie ako neskôr.

11 hodín. Pred obedom sme mimoriadne výkonní, najmä z dlhodobého hľadiska. Pre školákov vyzerá matematika jednoducho medzi 9:00 a 12:00 a 16:30 a 18:00. Srdce je tiež vo výbornej kondícii a ak sa v tomto období urobí výskum, niektoré srdcové choroby zostanú nepovšimnuté. Zároveň sa stáva natoľko citlivým, že v stresových situáciách pred obedom sa tep zrýchli vo väčšej miere ako večer.

12 hodín. V žalúdku sa neustále zvyšuje obsah kyseliny. Po rannej aktivite je nutný oddych. Tí, ktorí toto pravidlo nedodržiavajú, sú v nebezpečenstve. Štatisticky dostanú tí, ktorí si môžu dovoliť popoludnie 30% menej infarktov v porovnaní s tými, ktorí pokračujú v práci. Potreba spánku je spôsobená oslabením prekrvenia mozgu. Žalúdok potrebuje krv na podporu trávenia potravy.

13 hodín. Účinnosť v porovnaní s priemerom za deň je znížená o 20 %. Pečeň produkuje veľa žlče.

14 hodín. Krvný tlak a hladina hormónov klesá. Nápadná je najmä únava. Na prekonanie únavovej fázy stačí desaťminútový oddych. Vodičom sa odporúča, aby si namiesto silného čaju alebo kávy na pár minút zdriemli. S bolestivými lekárske postupy lokálna anestézia vydržia dlhšie a ľahšie sa prenášajú. vyvrátiť názor, že pristúpiť k operácii lepšie ráno. To isté platí pre zubné manipulácie: o 14:00 naše zuby necitlivý k bolesti. Lekárska anestézia trvá pol hodiny. Večer sa jeho účinok znižuje na 19 minút a pred večerou trvá len 12 minút. Rovnaká štúdia zistila, že lieky mali najmenší účinok na bolesť zubov v noci.

15 hodín. Chuť pracovať vychádza z nová silači si oddýchnutý alebo nie. Začína druhý vrchol výkonnosti.

16 hodín. Zvyšuje sa krvný tlak a krvný obeh. V tomto čase dosahujú bežci výborné výsledky. Skvelý je najmä tréningový efekt, zatiaľ čo ráno je menej. Účinné sú lieky, ktoré zvyšujú kyslosť.

17 hodín. Pocit povýšenia vitalita, dýchať, ako sa hovorí, s plným hrudníkom. „Na plné obrátky“ pracujú obličky a močového mechúra. Medzi 16. a 18. hodinou rastú vlasy a nechty najrýchlejšie.

18 hodín. Pankreas je aktívny. Pečeň je tolerantná voči alkoholu.

19 hodín. Krvný tlak a pulz klesnú natoľko, že lekári varujú pred nebezpečenstvom užívania liekov na zníženie krvného tlaku. Zvýšený účinok majú lieky, ktoré pôsobia na centrálny nervový systém.

20 hodín. Obsah tukov v pečeni klesá, krv v žilách rýchlo pulzuje. Už najnižšie dávky antibiotík pôsobia na organizmus posilňujúco (do 4. hodiny rannej). Väčšina optimálny čas za užívanie antibiotík – 20 hodín 32 minút!

21 hodín. Nenapĺňajte žalúdok jedlom, najmä mastným. Zostane nestrávené až do nasledujúceho rána.

22 hodín. Výkon prudko klesá. Počet leukocytov v krvi sa zvyšuje - viac ako 12 tisíc bielych krviniek na 1 mm, zatiaľ čo ráno je ich počet asi 5 tisíc.Nemali by sa užívať lieky, aby sa predišlo vedľajším účinkom. Odteraz sa do rána nesmie vyfajčiť ani jedna cigareta! Telo sa v noci len veľmi ťažko čistí od jedov nikotínu.

23 hodín. Metabolizmus je znížený na minimum. A s ním klesá krvný tlak, pulz a telesná teplota. Produkcia kortizónu sa zastaví. Z tohto dôvodu sa v noci rodí dvakrát viac detí ako cez deň.

24 hodín. Pleť sa v noci rýchlejšie regeneruje, pretože bunky sa delia rýchlejšie ako cez deň.

1:00. Človek upadne do hlbokého spánku (za 80 rokov života, ak budeme spať 8 hodín, strávime v hibernácii asi dvadsaťšesť rokov *).

2 hodiny. Vodiči za volantom reagujú na optické podnety pomaly. Počet prudko stúpa. Väčšina ľudí dostane horúčku. Telo je mimoriadne citlivé na chlad.

3 hodiny. stav mysle dosiahne svoj najnižší bod. Podporuje ho hormón melatonín, vďaka ktorému sú ľudia ospalí a malátni. (Denné svetlo inhibuje produkciu melatonínu, takže počas dňa sme aktívni, v dobrá nálada.) V túto hodinu stúpa krivka samovrážd: depresívni ľudia sa v tomto čase často prebúdzajú, ich nálada sa prudko zhoršuje, pod vplyvom pochmúrnych myšlienok. Pečeň rozkladá alkohol prijatý večer.

Takto funguje ľudské telo v určitých hodinách dňa. Keď poznáte algoritmus správania vášho tela, môžete svoje správanie regulovať. Prebral som to z knihy Viktora Borisoviča Šapara „Zábavná psychológia“. Aj keď to, samozrejme, nie je psychológia. Toto je ľudská fyziológia.

Inde som čítalže hodiny aktivity a nečinnosti sa striedajú takto:

0,00-2,00 hodiny - aktivita;
2.00-5.00 hodín - recesia;
5.00-9.00 hodín - aktivita;
9.00-11.00 hodín - pokles;
11.00-14.00 hod - aktivita;
14.00-16.00 hodín - pokles;
16.00-18.00 hod - aktivita;
18.00-20.00 hodín - pokles;
20.00-22.00 hod - aktivita;
22.00-0.00 hodín - recesia.

Ukazuje sa, že od 2:00 do 5:00 je veľmi žiaduce spať. Od 5:00 do 9:00 a od 11:00 do 14:00 sú najdlhšie obdobia aktivity. Je čas konať. Nejako to treba brať do úvahy v dennej rutine.