Opracowanie:
Kawalec Sylwia
Kulig Dorota
e-pedagogika, I-go stopnia, rok I
Cykle i biorytmy w rozwoju ontogenetycznym człowieka
Cykl życiowy (rozwojowy) - proces przemian prowadzących do pełnego rozwoju organizmu od czasu jego powstania, aż do śmierci.
Biorytm - cykliczne zmiany w funkcjach organizmu uzależnione od rytmu zmian czynnika środowiskowego (np. światła, temperatury) lub od wewnętrznego mechanizmu sterującego
Wyróżniamy następujące biorytmy:
- okołodobowe
- około miesięczne
- sezonowe
Badaniem tzw. rytmów biologicznych zajmuje się nauka zwana chronobiologią.
Zmiany ontogenetyczne mają związek ze zmianą aktywności słonecznej i z ruchami Ziemi wokół własnej osi. Jednak cykliczność wielu zmian w organizmie człowieka jest stabilna, czyli ma charakter endogenny.
Badając zaburzenia pola magnetycznego Ziemi stwierdzono występowanie kilku rytmów: 80-90 lat, 22, 11, 5-6 lat; 26 miesięcy, 27, 13, 9, 6-7 dni. Okresy te związane są ze zmianami aktywności Słońca. Powodują one epidemie ospy, cholery, porażenie dziecięce, grypy, choroby psychiczni i choroby oczu. Wpływają na samopoczucie człowieka, co wiąże się z ilością wszelkich wypadków i niepowodzeń. Zmiany aktywności słonecznej mają również wpływ na tzw. sezonowe tempo dojrzewania, np. w rejonach o klimacie umiarkowanie ciepłym dziewczęta szybciej dojrzewały, następowała tam szybsza przemiana pokoleń.
Obserwując organizm człowieka można zauważyć rytm o różnej długości, np. sportowcy posiadają dwu- lub trzyletni rytm wysokiej formy. Każdy z nas ma pewne pory dnia, które lubi lub w których mu się dobrze pracuje.
Zjawisko cykliczności ma także swoją ontogenezę. Już u płodu występują funkcje rytmiczne. Jednak w pełni ukształtowane rytmy pojawiają się w 4 - 5 miesiącu życia dziecka.
Wszystkie przykłady wskazują na współwystępowanie rytmów astronomicznych i cykliczności zmian zachodzących w organizmie człowieka, które nazywane są biorytmami.
Środowisko działa w dwóch „instancjach” - populacyjnej, która powoduje zmienność genetyczną i przeżywanie osobników najbardziej stosownych, oraz w drugiej, powodującej modyfikacje rozwoju, zależne, np. od klimatu, pokarmu itp. Biorytmy zostały ukształtowane w pierwszej instancji oddziaływań.
Wśród znanych biorytmów u człowieka najkrótszy jest cykl periodycznych wyładowań elektrycznych w układzie nerwowym. Występują rytmy trwające od 6 godzin do 3 dni, tzw. okołodobowe, rytmy około miesięczne, sezonowe, mikroewolucyjne i ewolucyjne.
Biorytmy okołodobowe
Jego sterowanie jest związane z dobowym rytmem aktywności hormonalnej kory nadnerczy i wpływa na dobowy rytm mitoz.
Miarą intensywności procesów metabolicznych może być temperatura ciała oraz rytm fal elektroencefalograficznych, np. temp. ciała ud dorosłych najwyższa jest około godziny 17, a najniższa około 7 rano.
Z aktywnością metaboliczną i termoregulacyjną wiąże się wydajność pracy, która jest najwyższa w godzinach 8-11. Wentylacja płuc, zużycie tlenu i wydatkowanie energii w spoczynku jest wyższe około godziny 14, a najniższe około 6 rano.
Występują również dobowe wahania właściwości krwi, np. najmniejsze stężenie hemoglobiny we krwi jest około 17-20, a najwyższe około 11-13. Również działanie leków zależy od pory dnia, w której lek został podany. Reakcje na bodźce fizyczne i chemiczne jest odmienna w różnych porach dnia. Istnieje także dobowy rytm poziomu cukru we krwi.
Biorytmy około miesięczne
Prawdopodobnie rytmy te są związane z fazami księżyca. Jednym z przykładów takiego rytmu jest cykl menstruacyjny kobiety, polegający na cyklicznej aktywności hormonów gonadotropowych oraz steroidów płciowych. Przebieg cyklu jest następujący:
- krwawienie miesiączkowe (4-5dni), faza przedowulacyjna (pęcherzykowa; trwa między 5 a 14 dniem cyklu), owulacja (ok. 14 dnia cyklu), faza poowulacyjna (lutealna; trwa najczęściej do 28 dnia cyklu).
Niektórzy badacze zaliczają do tego podziału niewyjaśnione jeszcze cykle:
- 33-dniowy cykl twórczości intelektualnej,
- 28-dniowy cykl właściwości psychicznych,
- 23-dniowy cykl fizycznej wydolności organizmu.
Biorytmy sezonowe
Rytm roczny związany jest z przemiennością temperatury, fotoperiodycznością, rodzajem dostępnych pokarmów w poszczególnych porach roku, odmiennością trybu życia itd. Powtarzalność cyklu rocznego wydaje się bardzo trwała, bowiem wystąpienie u dziewcząt pierwszej miesiączki, następuje zazwyczaj w tej samej porze roku, w której przyszły na świat. W tym przypadku rytm roczny wydaje się być pochodną cyklów miesięcznych. Jest tak, ponieważ ogólne przyspieszenie wieku dojrzewania powoduje również przesunięcie pory roku menarche na wcześniejszą niż oczekiwana, zaś opóźnienie - na występującą po porze roku (miesiącu) urodzenia.
Również długość i masa noworodków oraz poziom ich inteligencji są odmienne, w zależności od pory roku, w której się urodziły. I tak:
- w miesiącach VI-VII rodzą się najcięższe noworodki, zaś najlżejsze w XII i I;
- w miesiącu I odnotowuje się najwięcej martwych urodzeń
- w miesiącach VII-X rodzą się dzieci z wyższym IQ niż dzieci rodzące się od XII do IV.
Jest to związane z żywieniem się ciężarnej kobiety, jej stanem zdrowia i stanem zdrowia dziecka.
Od III do V oraz w VII i VIII częstość zgonów noworodków płci męskiej jest szczególnie duża w porównaniu z dziewczętami, zaś bardzo mała w listopadzie. Zimą liczba rodzących się żywych chłopców jest szczególnie duża w stosunku do liczby dziewcząt, a mała wiosną i wczesnym latem.
W wielu krajach Europy, Azji i Ameryki obserwowano sezonowe wahania w rytmie przyrostów wysokości i masy ciała. Na ich podstawie stwierdzono, że intensywność wzrastania zależy od pory roku, np.:
> regularność na obszarach o klimacie umiarkowanym:
- od III do VII występuje większy przyrost wysokości i długości kończyn dolnych
- wiosną i latem przyrosty masy ciała są najmniejsze, a jesienią największe
> w klimacie tropikalnym:
- wiosną (w porze suchej) występują największe przyrosty wysokości (u 75% dzieci)
- latem (w porze deszczowej) miało to miejsce u 25%
W krajach o umiarkowanym klimacie, sezonowe różnice we wzrastaniu są bardziej wyraźne aniżeli w krajach tropikalnych.
Przypuszczalnie cykle te u obu płci (szczególnie jednak u chłopców) są związane z sezonowym wydzielaniem androgenów. Dotychczas przeprowadzone badania wykazują zatem, że około roczna cykliczność zmian tempa wzrastania nie jest związana z przemiennością nasłonecznienia, jednakże zarówno światło i temp., jak też sposób odżywiania się modyfikują występowanie sezonowej rytmiczności wzrastania. Rytmiczność wzrastania jest cechą wysoce indywidualną, do tego stopnia, że nawet u rodzeństwa występują pod tym względem pewne różnice. Wyraźne sezonowe zmiany rytmu rozwoju stwierdza się tylko u części dzieci. Około roczna cykliczność tempa rozwoju wydaje się być uwarunkowana endogennie, a modyfikowana egzogennie.
Według wielu autorów, sezonowe zmiany tempa rozwoju są większe wśród dzieci z klas biednych niż bogatych, co bywa związane z pokryciem potrzeb żywieniowych przez cały rok w grupach zamożniejszych, a wahaniami pokrycia w uboższych. Wahania przyrostów masy ciała wiążą się z sezonowymi niedoborami żywności i dość dokładnie odpowiadają zaburzeniom gospodarki energetycznej. Wielkość wahań sezonowych wraz z wiekiem maleje.
W całej ontogenezie istnieją okresy szybszego i zwolnionego wzrastania i są one specyficzne dla poszczególnych komponentów ciała (wysokości, masy, w tym odmienne dla tkanki tłuszczowej niż pozostałej masy). Podobnie tempo przyrostów w okresie roku jest bardzo zróżnicowane - na przemian istnieją okresy przyspieszonego wzrastania, przedzielone okresami powolnego wzrastania (są to okresy zróżnicowane indywidualnie, o różnej długości). Proces wzrastania nie jest jednostajny, ani w okresie doby, tygodnia, miesiąca, ani lat.
Układ procesów wzrastania jest skomplikowany. Zależy on od genetycznie zdeterminowanych właściwości metabolicznych i wrażliwości na czynniki środowiska, zaś indywidualny tryb życia, sposób żywienia i natężenia pracy w szkole modyfikuje go. Naprzemienność rytmu wskazuje na endogennie sterowane przyspieszenia i kolejno spowolnienia wzrastania na przemian z akumulacją masy ciała. Dlatego też trzeba je rozpatrywać w kategoriach zmian przystosowawczych do środowiska, modyfikujących pulsacyjny endogenny rytm rozwoju organizmu w sposób odrębny u poszczególnych osobników.
Mechanizmy sterujące biorytmami
Najlepiej zbadanym mechanizmem jest mechanizm okołodobowy, wiążący się z aktywnością cykliczną tkanek i komórek. Przypuszczalnie, system kontrolny zlokalizowany jest w ośrodkach podwzgórzowych mózgu, co umożliwia synchronizację między środowiskiem wewnętrznym organizmu a światem zewnętrznym. Wskazuje się na segregującą rolę formacji siatkowej mózgu. Istotna rolę pełni zespół podwzgórze -przysadka -kora nadnerczy. Podwzgórze wydziela kortykotropowy czynnik uwalniający (CRF), który powoduje wydzielanie ACTH z przysadki, a ten z kolei stymuluje korę nadnerczy do wytwarzania kortyzolu. Tą drogą przenoszona jest stymulacja. Na skutek zadziałania bodźca zaczyna działać gen indukcyjny, uruchamiając tym samym kodowanie przez DNA informacyjnego RNA, co prowadzi do produkcji aminokwasów. Układ ten zwany jest chrononem. Drugim przenośnikiem stymulacji hormonalnej jest cykliczny adenozynomonofosforan (cAMP). W skutek działania odpowiedniego hormonu bodziec zostaje przenoszony przez błonę z udziałem cyklazy adenylanowej, która katalizuje przemianę adenozynotrifosforanu (ATP) wewnątrz komórki w 3',5'- AMP, ten z kolei jest białkiem indukującym opisany poprzednio proces.
Inne omówione rytmy miałyby być pochodną rytmu okołodobowego pod działaniem czynników zewnętrznych o cykliczności dobowej, miesięcznej lub rocznej. Wskazuje się przy tym na modyfikującą rolę układu sympatycznego i parasympatycznego na drodze bezpośredniego oddziaływania.
Źródło:
Wolański N., Rozwój biologiczny człowieka, Warszawa 2005, s. 517-534
http://www.biomedical.pl/slownik-medyczny/biorytm-566.html