У ритмі з природою

Сьогодні годинник є незмінним супутником цивілізації. І в далеких епохах люди теж вимірювали час, відстежували початок і кінець подій і явищ. Відомі нам сонячні годинники використовували ще 3500 років до н.е. В людини існує внутрішній біологічний годинник і зовнішні геофізичні та геліофізичні годинники. І природні годинники, властиві всім живим істотам, і штучно створені, слугують для одних і тих же цілей. Яких?
Значення слова годинник – прилад, що відзначає певні моменти і періоди сонячної доби, використовується для синхронізації. В сучасник годинниках використовуються періодичні процеси на зразок автоколивань. Спільнокореневі слова: година, узгоджувати, згодний, угода; корінь – год. Годливість – справедливість; годен – здатний; gaden (нім.) – бути відповідним; згодливий – миролюбивий; загоді – заздалегідь; негодня – мотлох; негоже – недобре. Англійська назва clоск походить від латинського слова cloсса – дзвінок.
Навіщо потрібен нам цей дзвінок? І з чим ми синхронізуємось?

В ритмі суспільства

Згадаймо час відпустки, проведеної подалі від міської метушні. В такий час ми можемо вловити власний внутрішній ритм і жити за біологічним годинником, в гармонії з природою і з самими собою. Їсти тоді, коли відчуваємо голод, лягати спати - коли втомилися, і прокидатися природним чином. Але відпустка закінчується, і ось ми знову опиняємося в міських буднях. І встаємо вранці не по внутрішнім годинникам, а за наказом будильника, і їмо не тоді, коли дійсно голодні, а коли видалася вільна хвилинка або настає обідній час... І постійно дивимося на годинник, щоб кудись не запізнитися, чогось не пропустити, чогось не забути... Годинник є для нас сигналом, що погоджує наші внутрішні ритми, наші потреби з ритмами і потребами інших людей і суспільства в цілому. Цей сигнал допомагає нам передбачити певні події і підготуватися до них. Цей сигнал постійно нагадує нам про те, що ми не одні і що ми причетні до природи і суспільства.

Частина і ціле

Такий живий організм, як рослина, тварина і людина - дуже цікавий об'єкт дослідження взаємини частини і цілого. Бо він одночасно є і тим, і іншим. Цілим по відношенню до клітин і органів, з яких він складається, і частиною суспільства, природи, планети, всесвіту. Як же відбувається об'єднання частин в складі цілого? Якого роду взаємодії за це відповідають? Об'єднання - один з фундаментальних законів розвитку. Розвиток на атомному рівні і на рівні планет відбувається з певним ритмом. Біологічні ритми в живих організмах, їх адаптацію і взаємодію досліджує хронобіологія.
Структурні і функціональні одиниці в складі цілого, чи то клітини в організмі, чи то організми в біосфері Землі, взаємодіють як один з одним, так і з цілим. Що ж в цьому випадку представляє ціле? Центр. В організмі тварини або людини роль центрального органу регуляції відіграє центральна нервова система. А для всіх мешканців Землі таким центром - і фізичним, і енергетичним, і священним - є Сонце. Відносно всіх циклічних процесів, що відбуваються на нашій планеті, Сонце – водій ритму. Ми всі живемо в ритмі гігантських сонячних годин. Обертаючись навколо своєї осі Земля дає нам добовий ритм, а обертається навколо Сонця - сезонний або річний Добовий і річний -два основних зовнішніх астрономічних ритми, які задають і визначають хід наших годин.

Внутрішні ритми

Але якщо є ритми зовнішні, то що ж тоді є ритмами внутрішніми? Внутрішні ритми - це власні, властиві організму, генетично запрограмовані ритми - біологічний годинник. Вже досліджено і виявлено існування таких годинників як у окремої клітини, так і у цілого організму. І ці власні ритми близькі по періоду до ритмів зовнішніх. Так, в організмів виявлені цілодобовий - циркадні ритми. Тільки для людини їх відомо більше трьохсот. Для клітин - це ритми їх поділу, для рослин - ритми фотосинтезу, розкриття і закриття квітів; для тварин - ритми денної або нічної активності; для людини - ритми сну і бадьорості, коливання температури, артеріального тиску, рівня гормонів, чутливості до болю та інші. І ці ритми коливаються в межах 22-26 годин, при постійних умовах і ізольованості від зовнішніх впливів.

В житті організми ніколи не знаходяться в ізоляції від зовнішніх ритмів. І саме взаємодія з цими ритмами є однією з необхідних умов існування живих організмів. Чому?

Синхронізація

Період власних ритмів у різних організмів відрізняється і не чітко рівний 24-годинам. Якби не було постійної синхронізації із земним годинником, то відбувалося б випередження або відставання, наступала б неузгодженість. Якщо немає такої синхронізації, то з’являється невідповідність по фазі тієї чи іншої активності організму з найбільш сприятливим для її прояву станом зовнішнього середовища. Подібна ситуація характерна для половини сліпих людей. Незалежність часу власного годинника таких людей від зовнішнього середовища призводить до періодичного безсоння ночами і сонливості в денний час доби. Власний ритм сну-бадьорості характерний і для новонароджених. Для людей з нормальним зором такі випадки є виняток. Але в умовах вічної тиші підземної печери внутрішній годинник повертається до свого індивідуального ритму. Отже, без взаємодії власного годинника організму із зовнішніми ритмами відбувається розсинхронізація з періодом обертання Землі.

Узгодження

Може трапитись неузгодженість в роботі різних органів в складі одного організму. Наприклад, в експерименті рослину, квітки якої синхронно розкриваються вранці і закриваються з настанням сутінків, поміщали в повну темряву і протягом декількох тижнів спостерігали за ритмічністю розкривання її квітів. З часом наступала розсинхронізація - квітки розпускалися вроздріб. Усунути подібні порушення виявилося досить просто - рослину повертали в умови природної освітленості і синхронізація ритмів окремих квіток відновлювалася.

Сигнал

По-третє, взаємодія біологічного годинника з астрономічним ритмами іноді необхідно власне для «заводу» цього годинника. Так відбувається з плодовими мушками дрозофілами. Цикл розвитку вилуплення їх мушок відбувається довільно, рівномірно розподіляючись у часі. Але якщо лялечку хоча б одноразово освітити, то картина змінюється. Світловий сигнал запускає «годинник» в кожній лялечці, і вилуплення стають синхронним і строго періодичними, узгодженими зі світанком. Отже, взаємодія власних ритмів організму з зовнішніми астрономічними ритмами виражається в їх узгодженні і синхронізації. Для цього необхідний стимул - потужний і періодичний сигнал. Сигнал, який одноразово запускає механізм біологічного годинника і потім регулярно підлаштовує ці його в унісон з ритмічними змінами зовнішнього середовища. Потрібен імпульс початку і періодичного поновлення кожного нового циклу в життя організму - чи то клітина, рослина, тварина або ж людина. Таким сигналом є сонячне світло. Існують і інші типи сигналів, наприклад, температура, але переважна більшість живих істот сигнал пристосувались до події, яка є найнадійнішою – чергуванню дня та ночі. Він викликає підстроювання фази біологічного годинника шляхом її зсуву в нове положення. Цей процес називається захопленням ритму, подібно до того як «танцюриста захоплює ритмічна музика» (за словами Артура Уінфрі, відомого дослідника циркадних ритмів). Сигнал-синхронізатор добових ритмів діє щодня на сході Сонця, синхронізатор сезонних ритмів - щорічно, очевидно, навесні в день весняного рівнодення.

Сонце

Люди здавна ставилися до фізичного Сонця як до видимого прояву Божества. Аполон і Геліос - у греків, Ра - у єгиптян, Мітра - у іранців, Аматерасу – у японців, Ярило - бог весняного сонця у слов'ян. Сонячному божеству поклонялися і присвячували свята і ритуали, приурочені до поворотних точок в річному циклі Сонця – точок рівнодення і сонцестояння: Коляда, Великдень і Іван Купала. Сонячне божество дарувало благодать, добро, життєву силу.

Серце

Серце - наш вірний внутрішній двигун - працює невтомно все наше життя. Секрет його працездатності в сталості і ритму – чергуванні напруги і спокою, наповнення і віддачі. Серцевий ритм складається з чергування скорочення (систоли) і розслаблення (діастоли). Під час розслаблення серце наповнюється кров'ю, а під час скорочення віддає кров органам і тканинам. Разом фаза скорочення і фаза розслаблення складають один серцевий цикл. В одну хвилину у більшості людей серце проходить цей цикл від 60 до 80 разів. Тривалість одного циклу в середньому 0,8 секунди. З них скорочення передсердь триває 0,1 секунди, скорочення шлуночків - 0,3 секунди, а загальна пауза серця - 0,4 с. Отже, що протягом доби серце відпочиває не менше 8 годин. При збільшенні частоти серцевих скорочень час кожного циклу зменшується в основному за рахунок укорочення загальної паузи серця. У тренованих людей серце скорочується повільніше і відпочиває довше.

Сон

Наш організм є кліткою в тілі Природи і погоджує своє життя з її законами за допомогою ритмів. Наприклад, існування у організму добового ритму допомагає йому узгодити свою активність до астрономічного добового ритму – Діяти вдень і відпочивати вночі. Ритмічність дозволяє людині економити сили. Сон - найефективніший спосіб відновлення життєвих сил. Для очищення організму і відновлення сил потрібен відпочинок і сон. Уві сні в 2-3 рази активніше оновлюються клітини крові і шкіри. Мозок продовжує активно працювати, здійснюючи реорганізацію прожитого досвіду - переводячи з короткочасної пам'яті в довготривалу цінну для подальшого життя інформацію і видаляючи надлишкову. Епіфіз (шишкоподібна залоза) виробляє гормон мелатонін, який контролює усі ритмічні процеси в організмі, в тому числі ритми на клітинному рівні.