Biomedyka –wykład 2,12,2012.
Temat: Rytmy biologiczne w rozwoju ontogenetycznym człowieka.
Rytmy biologiczne , biorytm
Cykliczne zmiany procesów fizjologicznych w czasie, występujące w organizmach żywych, związane na ogół z obiegiem Ziem wokół Słońca .
Każda funkcja wewnątrz ustrojowa podlega rytmicznym zmianom o charakterze cyklicznym. Znajomość tych zmian ułatwia planowanie działalności człowieka i zrozumienie tych zjawisk biologicznych.
Biorytmy regulowane są przez samosterujący mechanizm wewnętrzny, w którym główną rolę odgrywa układ nerwowy, autonomiczny i wewnątrz wydzielniczy - układy stanowią o tzw. zegarze biologicznym.
Biorytmy można klasyfikować ze względu przyczynę ich występowania bądź też ze względu na ich częstotliwość
Ze względu na przyczynę wyróżniamy :
Rytmy endogenne (wrodzone), których przyczyna powstawania tkwi „wewnątrz” organizmu .
Ta wewnętrzna przyczyna związana jest „ z zegarem biologicznym” Znajdującym się w naszym organizmie.
Rytmy egzogenne, które regulowane są przez czynniki zewnętrzne : temperatura, światło, tryb życia i klimat.
Znane są również rytmy krótkotrwałe , trwające ułamek sekundy, impuls nerwowy czy praca serca . Rytmy tygodniowe wynikające z tradycyjnego podziału tygodnia na 7 dni.
Wyróżniamy rytmy okołodobowe, około miesięczne sezonowe i długookresowe związane z zaburzeniami pola magnetycznego Ziemi.
RYTM OKOŁODOBOWY
Związany jest z obrotem Ziemi wokół własnej osi powodującym przemienność dnia i nocy, warunkuje on cykliczność wielu procesów fizjologicznych.
Rytm okołodobowy polega między innymi na dobowych cyklicznych zmianach temperatury ciała, aktywności gruczołów wydzielania wewnętrznego, czynności nerek, układu oddechowego.
W rytmie okołodobowym zmienia się :
a)poziom cukru we krwi
b) poziom glikogenu w wątrobie
c)adrenaliny
d) liczba białych krwinek synteza DNA
Rytm dzielenia się komórek jest okołodobowy, podziały częściej odbywają się nocą.
Wentylacja płuc zużycie tlenu i wydatkowanie energii w spoczynku jest największe ok. godziny 14tej a najmniejsze ok godziny 6tej rano.
Siła mięśniowa jest większa w dzień a niżeli nocą o Oki. 30% Przy czym amplituda prądów czynnościowych mięśni przy takiej samej pracy większa jest w nocy, z czego można wnioskować, że pokonania takiego samego oporu w nocy zaangażowane jest więcej jednostek motorycznych.
Przy wzroście temperatury w ciągu dnia następuje znaczniejsze zwiększenie pochłaniania tlenu a niżeli w nocy. Temperatura ciała u osób dorosłych najwyższa jest ok godziny 17tej a najniższa ok godziny 7mej rano.
U noworodków najniższa temperatura występuje ok godziny 21 szej a u miesięcznych niemowląt ok godziny 23 ciej, a w drugim, trzecim roku życia ok 3ciej nad ranem . W wieku 10 14 lat ok godziny 5tej.
Najmniejsze stężenie hemoglobiny we krwi obserwuje się ok godziny 17-20 Następnie w godzinach 11-13. Najmniejsza liczba krwinek białych występuje w godzinach11 i 14 , największa zaś o godzinie 17 i 20.
Maksymalne stężenie adrenaliny stwierdzono ok godziny 9tej rano . Natomiast najmniejsze ok godziny 18-tej, wpływa to na odmienność reakcji stresowych.
Hormony płciowe męskie wykazują najwyższy poziom ok północy zaś najniższe nad ranem.
Istnieje dobowy rytm zmian poziomu cukru we krwi który wpływa na sposób zachowania się człowieka.
W godzinach porannych występuję hipoglikemia (niski poziom glukozy we krwi). W związku z tym dla dzieci szkolnych, studentów oraz pracowników umysłowych ważne jest jedzenie pierwszego śniadania przed wyjściem z domu.
Z aktywnością metaboliczną i termoregulacyjną wiąże się także wydajność pracy, która jest największa w ciągu dnia w godzinach od 8-11 a na drugim miejscu między 17-19.
W tych godzinach jest najmniej popełnianych błędów.
Praca najmniej wydajna jest w godzinach13-15 .
Zdolność pracy większa jest w ciągu dnia, najmniejsza ok. godziny 3ciej. Nad ranem
następuję osłabienie wielu funkcji organizmu ( metabolizm, oddychanie, krążenie krwi).
Praca zaburzająca dzienny rytm powoduje zaburzenia, między innymi objawiające się owrzodzeniem żołądka i dwunastnicy.
Zakłócenia rytmu biologicznego wiąże się z nieregularnością wydzielana hormonów co może prowadzić do zmniejszenia odporności na zachorowania.
(Rysunek budowy mózgu)
RYTMY OKOŁO MIESIĘCZNE
Powstają w pewnym związku z fazami księżyca dotyczy to np. miesięcznego cyklu menstruacyjnego kobiet. Polega on na cyklicznej aktywności hormonów gonadotropowych( FSH) osiąga znaczne stężenie w 1 fazie cyklu, a LH wskazuje szczyt w okresie jajeczkowania) oraz steroidów płciowych (poziom estradiolu, estronu i progesteronu podnosi się w 2giej fazie cyklu).
RYTMY SEZONOWE
Są związane z obiegiem Ziemi wokół Słońca, który powoduje cykliczność sezonowych zmian klimatu, a warunkuje szereg cyklicznych , odwracalnych zmian biologicznych.
RYTM ROCZNY
Związany z fotoperiodycznością, przemiennością temperatury, rodzajem dostępnych pokarmów w poszczególnych porach roku, odmiennością trybów życia.
Człowiek żyjący na danym terenie ma ukształtowane w czasie rozwoju osobniczego (ontogenezy) zakres tolerancji na owe sezonowe wahania temperatury, wilgotności ciśnienia powietrza itp. Ogólny zakres tolerancji został nabyty w rozwoju rodowym (filogenetycznym )naszego gatunku.
U dziewcząt menarche występuję w zazwyczaj w tej samej porze roku w której się urodziły. Długość i masa noworodków rodzących się w poszczególnych porach roku są odmienne oraz różny jest ich poziom inteligencji.
Najcięższe noworodki rodzą się w czerwcu i lipcu, najlżejsze w grudniu i styczniu. Dzieci rodzące się w miesiącach od lipca do października wykazują wyższy iloraz inteligencji .Dzieci rodzące się od grudnia do kwietnia.
Pierwszy efekt może być związany z żywieniem się ciężarnej kobiety, efekt drugi związany jest z jej stanem zdrowia i stanem zdrowia dziecka.
Sezonowe wahania w rytmie przyrostów wysokości i masy ciała występują na wszystkich kontynentach, istnieje pewna zależność intensywności wzrastania od pory roku oraz lokalnego klimatu.
W klimacie umiarkowanym najczęściej duże przyrosty wysokości ciała są głownie na skutek wzrastania długości kończyn dolnych występują od marca do lipca, a najmniejsze od marca do grudnia, podczas gdy największe przyrosty masy ciała występują od sierpnia do grudnia a najmniejsze ubytki masy ciała od marca do lipca.
Za cykliczne zmiany głównie związane z porami roku, można więc uważać zwiększone tempo wzrastania na wysokość w okresie wiosny i wczesnego lata. Przy powolnych przyrostach masy ciała, a zwiększenie się masy ciała w okresie gdy małe są przyrosty wysokości a mianowicie na jesieni i niekiedy zimą .
Tkanka tłuszczowa najbardziej przyrasta u chłopców wiosną ,a u dziewcząt zimą i wiosnę. Masa mięśni przyrasta najbardziej w okresie letnim.
RYTMY DŁUGOOKRESOWE
Ziemskie pole magnetyczne ma wielkość ok. 500 miligausów. W historii układu słonecznego następowało wygaszanie wpływów magnetycznych słońca. Ich skutkiem były zlodowacenia. Małe zlodowacenie wystąpiło w latach 1645-1715 natomiast ostatni szczyt aktywności zaobserwowano na początku 21 wieku.
W latach szczególnej aktywności słonecznej stwierdzono zmniejszenie masy urodzeniowe noworodków, oraz opóźnienie wieku dojrzewania (gdy aktywność słoneczna była minimalna w tych samych populacjach . Cykl występowania menarche ustalono na 12 lat,a gdy była maksymalna na 15 lat. Z latami tymi również związane są klęski powodzi i epidemie .