Проявления биологических часов в человеческом организме

Один из крупнейших ученых в области изучения биологических часов, американский биолог Ю. Ашофф, отмечал, что в организме человека нет ни одного органа и ни одной функции, которые не обнаруживали бы суточной ритмичности. Установлено, что в организме человека имеется свыше 100 биологических ритмов, отражающих различные физиологические процессы. Это суточные ритмы сна и бодрствования, изменения температуры тела, работы сердечно-сосудистой системы, состава крови и т. д.

Изучение биологических ритмов организма человека — сложная задача, так как для этого необходимо полностью исключить влияние всех внешних факторов (особенно шумов), мешающих ходу внутренних часов человека. Необходимо также располагать совершенными методами исследований и современной аппаратурой для регистрации изменений температуры тела, сердечно-сосудистой системы, циклов сна и бодрствования и т. д. Первоначальные исследования были несовершенны и достаточно примитивны. Несмотря на это, они позволили выявить ход внутренних биологических часов человека при осуществлении различных физиологических функций. Так, например, изучение цикла «сон — бодрствование» исследователи проводили в пещерах. Первые эксперименты они выполнили на себе. Находясь в изоляции от внешнего мира, в полной темноте и тишине, они наблюдали за суточными изменениями различных физиологических функций. Первоочередной задачей ученых было изучение природы внутренних часов человека.

Известно, что человек обладает хорошо развитым чувством времени. Он может утром проснуться в определенное время, твердо решив это сделать еще с вечера. Все это мы неоднократно испытали на себе. Биологические часы напоминают о времени сна и о наступлении часа обеда, дают о себе знать в момент подъема и спада работоспособности в различное время суток.

Для подтверждения существования внутренних биологических часов у человека был проведен ряд научных экспериментов. Одним из первых такие научные эксперименты выполнил Ашофф. Сущность экспериментов состояла в том, что испытуемые (студенты) находились в помещении, изолированном от окружающего мира. Им были предоставлены удобная комната, совмещающая гостиную и спальню, душевая и маленькая кухня для приготовления еды. Испытуемые вели нормальный образ жизни, с обычным для них распорядком дня. Все отличие от привычной жизни заключалось в незнании времени суток. Испытуемые находились в полной изоляции от внешнего мира на протяжении трех-четырех недель. Они вели нормальную «размеренную» жизнь. За испытуемыми велись различные физиологические наблюдения: непрерывно регистрировалась температура тела, записывался характер активности движения во время сна и т. д. Испытуемые проводили психологические опыты. Каждый участник эксперимента проверял чувство времени, пытаясь определить промежутки времени. Свет он гасил сам, когда ложился спать, и зажигал его, когда просыпался и вставал. Однако интенсивность освещения регулировалась извне с тем, чтобы определить, каким образом она влияет на внутренние биологические часы испытуемого. Температуру же внутри помещения каждый испытуемый регулировал сам, так как ее изменение в небольших пределах не должно было сказаться на результатах эксперимента. Регистрация физиологических функций и состояния испытуемого во время эксперимента позволила выявить у него четко выраженные циркадные (суточные) ритмы. Эти ритмы не всегда совпадали по фазе, но в среднем длительность периода составляла не 24 часа, а 25 часов. Таким образом, внутренние часы человека отставали на 1 час в сутки. В экспериментах по наблюдению за длительностью суточной периодичности функций человека установлено, что их течение ускоряется при яркой освещенности и уменьшается при слабой. При ярком солнечном свете человек более работоспособен, поэтому сутки внутренних часов его значительно укорачиваются. Устойчивость суточного ритма человека при постоянной внешней среде подтвердил французский спелеолог М. Сиффре. Он установил своеобразный рекорд пребывания под землей, проведя в пещере в полном одиночестве и темноте 205 дней.