Ćwiczenie 7. Rytmy czynności ustrojowych. Zmęczenie - rodzaje, lokalizacja i objawy.
Większość procesów zachodzących w organizmie człowieka przebiega według ustalonego rytmu czasowego.
Mamy rożne klasyfikacje rytmów biologicznych: według czasu trwania (roczne, miesięczne okołodobowe), według genezy( egzogenne - zależne od środowiska i endogenne - osobiste zależne od przebiegu procesów w naszym organizmie).
Rytm okołodobowy(24h) - budzi największe zainteresowanie. Rytm okołodobowy składa się z dwóch faz:
fazy snu,
fazy czuwania.
Dobowe procesy fizjologiczne i patologiczne u człowieka
Rytm okołodobowy występuje pod wpływem tzw. zegara biologicznego choć jest także pod wpływem czynników środowiska np. światła, rytmu snu i czuwania itd.
U człowieka jako dobowe wahania występują:
Wahania temperatury,
Częstości skurczów serca,
Ciśnienia tętniczego,
Stężenia hormonów we krwi,
Diurezy itd.
Na rytmikę okołodobową mają wpływ:
Obroty ziemi,
Zmiany oświetlenia,
Zmiany temperatury,
Rytm aktywności i odpoczynku.
Biologiczny rytm okołodobowy jest rytmem endogennym(wewnętrznym), gdyż występuje tzw. mechanizm zegara biologicznego oparty na procesach zachodzących we wnętrzu komórki na poziomie molekularnym np.. procesy syntezy białek, wytwarzanie melatoniny przez szyszynkę w nocy.
Ludzie od dawna próbują zmieniać rytmikę okołodobową człowieka np. rytm snu i czuwania, częstość skurczów serca i to zwykle udaje się osiągnąć po stosunkowo krótkim czasie.
Próby zmiany rytmiki okołodobowej mogą jednak powodować:
Większe narażenie się na urazowość np. przy pracy w nocy;
Zmniejszenie sprawności psychofizycznej np. po zmianie godzin snu;
Złe samopoczucie i chwiejność emocjonalna;
Może dochodzić do chorób o podłożu nerwicowym.
Skutkiem zmian rytmiki okołodobowej może być utrudniona adaptacja organizmu do tych nowych warunków.
Okołodobowe rytmy procesów fizjologicznych i patologicznych:
Rytmy wewnątrzwydzielnicze:
Przysadka mózgowa - największe wydzielanie fizjologiczne hormonu adrenokortykotropowego pobudzającego nadnercza jest ok. 6 rano a najmniejszy w godzinach popołudniowych; hormonu wzrostu - największe od 18 wieczorem i w nocy; hormonów gonadotropowych - najmniejsze ok. 14 godziny a największe ok. 5 rano; hormonu tyreotropowego - największe o godzinie 2 w nocy; małe wydzielanie moczu - ok.14 a największe ok. 2 w nocy.
Szyszynka - szczyt wydzielania melatoniny jest między 24 a 4 rano( szczyt w 10 roku życia a potem zmniejsza się.
Kora nadnerczy - kortyzol - największe stężenie między 6 a 8 rano; glikokortykosteroidy -wydzielanie związane z rytmem pracy- po przebudzeniu ze snu największe; aldosteron z moczem - największe wydalanie 7 - 15 godz.
Rdzeń nadnerczy - adrenalina - największe wydzielanie w godz. popołudniowych a najmniejsze w nocy.
Tarczyca - stężenie hormonów tarczycy najmniejsze między 15 - 17 a największe o 9 rano.
Gruczoły przytarczyczne - stężenie parathormonu największe między 2 a 4 w nocy a najmniejsze o 8 rano, w czsie dnia na stałym poziomie.
Trzustka - największe stężenie hormonów trzustki jest między 7 a 8 rano.
Gruczoły płciowe - wydzielanie testosteronu największe o 8 rano a najmniejsze o 2 w nocy, podobnie u kobiet.
Rytm dobowy czynności układu krążenia - objętość minutowa najmniejsza w nocy, podobnie ciśnienia( największe między 11-12 i 17 - 19), najwyższe tętno - między 16 - 20 godz. a najmniejsze między 4 - 8 rano( wpływ wysiłku fizycznego).
Rytm dobowy czynności oddechowej - zmniejszona wentylacja płuc podczas snu( otwarte okno).
Rytm okołodobowy czynności nerek - diureza mniejsza w nocy a większa w czasie dnia.
Rytm okołodobowy temperatury ciała - większe u dzieci niż dorosłych, są o 0,4 C , najwyższa o 6 rano i 17 - 18 po południu( mierzenie).
Rytm okołodobowy zdolności do pracy(ryc.) - największa zdolność do pracy między 9 -10 i 16 - 17 a najmniejsza między 2 - 3 w nocy.( zależy od tego czy jesteśmy ekstrawertykami( lubią pracować wieczorem) czy introwertykami( lubią pracować rano), ilość tlenu pobieranego jest mniejsza w nocy, mniejsza zdolność do pracy jest po posiłku i w dużej temperaturze.
Rytm porodów - największa liczba porodów między 3 - 5 rano a najmniejsza między 13 - 20.
Wpływ rytmu okołodobowego na ustrój:
Wysoka zdolność wysiłkowa(9 -10 rano i 16- 17 po południu a najniższa między 2 - 3 w nocy - najwięcej błędów);
Poziom wapnia najniższy o 6,00;
Najniższe stężenie hemoglobiny o 18 a najwyższe o 11- 13 godzinie;
Cykl menstruacyjny - średnia długość tego cyklu to 28 dni ale może on mieć długość 36 - 41 dni. Cykl ten składa się z następujących faz:
I faza cyklu - trwa 10 - 15 dni, gdzie pod wpływem folikulostymuliny w jajniku dojrzewa pęcherzyk Graffa otaczający komórkę jajową. Jajniki wydzielają estrogeny pobudzające do wzrostu błonęśluzową macicy, co pozwoli na zagnieżdżenie jaja po zapłodnieniu;
II faza cyklu - ok. 14 dnia cyklu pod wpływem hormonu lutenizującego następuje jajeczkowanie czyli owulacja. Komórka jajowa opuszcza pecherzyk i przesuwa się jajowodem do macicy. Wówczas pod wpływem folikulostymuliny i prolaktyny - wydziela się hormon zwany progesteronem, który wywołuje dalsze zmiany w błonie śluzowej macicy;
III faza cyklu miesiączkowego - jeśli nie dojdzie do zapłodnienia to ok. 28 dnia ciałko żółte zanika a błona śluzowa macicy złuszcza się powodując kilkudniowe krwawienie miesięczne tzw. menstruację. Pierwszy dzień miesiączki to początek nast.ępnego cyklu.
Miesiączka zwykle trwa 3 - 5 dni. Na 2 dni przed miesiączką mogą wystąpić objawy napięcia przedmiesiączkowego:
obrzmienie sutków,
rozszerzenie źrenic,
lekki obrzęk wokół kostek,
wzmożenie pobudliwości,
bóle głowy,
bóle brzucha.
Po wystąpieniu miesiączki objawy te ustępują.
Objawy jajeczkowania:
bóle w dole brzucha promieniujące do odbytu( ból krótki od 10min - 1 godz.,
wzrost temperatury,
przejrzysty, lepki śluz
Występują także rytmy:
Roczny - np. wydzielanie hormonu wzrostu jest największe we wrześniu/ październiku i lutym/ marcu; cykliczność zachorowań na niektóre choroby np. malarię, wiosną i jesienią - choroba wrzodowa żołądka i dwunastnicy
Tygodniowy - np. częściej chorzy na serce umierają w poniedziałki i w soboty.
Miesięczne - cykl miesięczny kobiety, cykl 33 dniowy - intelektualny, cykl 23 dniowy fizyczny, 28 dniowy cykl psychiczny.
Rytmika sezonowa
Rytmika sezonowa opera się na:
Biologicznej wiośnie i lecie(16II - 15IX),
Biologicznej jesieni i zimie(16IX - 15II).
Rytmika ta zależy od:
Temperatury otoczenia,
Promieniowania ultrafioletowego,
Pożywienia.
Rytmika sezonowa wpływa na:
Wzrost i spadek masy ciała(wzrost jesienią i zimą a spadek - latem),
Na przemianę materii( latem wyższa),
Na wzrost formy u sportowców(wzrost wiosną i jesienią),
Na poziom wapnia, magnezu, sodu, fosforanów, chlorków(wzrost latem, spadek zimą),
Na poziom Vit C( wysoki jesienią, niski - wiosną i latem),
Na wypadki(wzrost latem spadek wiosną i jesienią)
Na zachorowalność:
choroba wrzodowa żołądka i XII - cy( zaostrzenie wiosną i jesienią),
nieżyt oskrzeli i astma(zaostrzenie zimą),
choroby reumatyczne i zapalenie opon mózgowych(jesienią),
odra(od kwietnia do czerwca),
dur(wrzesień, październik),
płonica(listopad, grudzień),
krzywica(zimą - niedobór VitD),
błonica(grudzień),
alergia(od maja do lipca);
na odporność(obniżenie wiosną i jesienią),
na krew:
ciśnienie( najwyższe od października do lutego, najniższe - latem),
na stężenie hemoglobiny(wysokie zimą, niskie - latem),
na krzepliwość(mała od grudnia do marca, duża - od września do listopada),
na objętość krwi(wyższa latem, niższa - zimą);
na umieralność i zgony:
choroba wieńcowa i udar mózgu( najwięcej zgonów w styczniu i lutym a najmniej w lipcu i sierpniu),
samobójstwa(najwięcej od marca do maja a najmniej w listopadzie i grudniu);
na aktywność tarczycy( największa zimą a gromadzenie jodu w tarczycy największe w sierpniu i wrześniu;
na samopoczucie chorych np. promieniowanie działa źle na chorych od lutego do kwietnia;
na urodzenia:
największe noworodki rodzą się w lipcu i sierpniu a najlżejsze od grudnia do marca;
noworodki najbardziej inteligentne rodzą się od lipca do października a najmniej inteligentne od grudnia do kwietnia;
żywi chłopcy rodzą się częściej zimą;
więcej zgonów okołoporodowych jest latem;
na dojrzewanie(dojrzewanie córek podobne do dojrzewania matek);
na proces budowy tkanek(szybki od kwietnia do września a wolny od października do marca).
Rytm intelektualny - trwa 33 dni, wyż sygnalizuje dni dobrej wydajności pamięciowej, umysłowej, poznawczej, twórczości, wynalazczości, w rozwiązywaniu problemów. Wzrasta pamięć, inteligencja, koncentracja i przytomność umysłu. W czasie niżu - odwrotnie - wolne reakcje, ociężałość. Faza dodatnia trwa 16 dni i od 17 dnia do 33 dnia - faza ujemna.
Rytm psychiczny - jest on 28 dniowy. Dni dodatnie charakteryzują się: życzliwym usposobieniem, dobrym nastrojem, optymizmem, humorem, komunikatywnością, większą uwagą i pamięcią, wzrostem zdolności artystycznych. Niż - odwrotnie - skłonność do pesymizmu. W ciągu 14 dni jest faza dodatnia a potem ujemna.
Rytm fizyczny - określa energię, zdrowie, siłę, wytrzymałość, kondycję fizyczną. Cykl ten trwa 23 dni. Wyż to - wysoka wydajność w pracy, duża odporność, siła, kondycja fizyczna, energia, szybciej goją się rany. W dniach niżu - odwrotnie - organizm ogarnia zmęczenie. Dodatnia faza to faza pierwsza a po niej następuje faza ujemna.
Dla tych trzech wyżej wymienionych cykli istnieją:
dni krytyczne - bardzo złe,
dni zerowe - niekorzystne, choć przełomowo pozytywne.
Dni wyżów i niżów przedstawiamy po wyliczeniu, przy pomocy synusoidy czyli wykresu. Można sobie wyliczyć i narysować taką synusoidę i do tego są potrzebne tablice.
Faza wyżowa - nad linią sinusoidy a niżowa poniżej. Po niżu - dzień zerowy. Liczby nanosimy na synusoidę - zawsze na pierwszy dzień miesiąca.
Przykład - Biodiagram - dla daty urodzenia 10.09.1977r
Na miesiąc marzec 1998r |
Fizyczny |
Psychiczny |
Intelektualny |
1.liczby pomocnicze dla miesiąca |
21 |
27 |
19 |
2. liczby pomocnicze dla dnia urodzenia |
21 |
1 |
14 |
3 liczby pomocnicze dla roku urodzenia |
6 |
1 |
19 |
Sumujemy |
48 |
29 |
52 |
Odejmujemy liczby cykli lub ich wielokrotność |
-46 |
-28 |
-33 |
Otrzymujemy liczby poszukiwane(bioliczby) |
2 |
1 |
19 |
Liczby nanosimy na sinusoidę.
Rytmy biologiczne a działanie leków
Rytmiczne wahania aktywności różnych funkcji ustrojowych może powodować różne tempo wchłaniania i działania leków ma to znaczenie dla farmakoterapii( tab).
Zmęczenie - rodzaje, lokalizacja i objawy. Tolerancja wysiłkowa.
Zmęczenie - to stan organizmu powstający w czasie wykonywania pracy fizycznej i umysłowej charakteryzujący się zmniejszeniem zdolności do pracy, nasilaniem odczuwania ciężkości wysiłku i osłabieniem chęci kontynuowania pracy( motywacji). Zmęczenie dotyczy układu ruchowego( zmęczenie obwodowe) i nerwowego(zmęczenie ośrodkowe).
Zmęczenie obwodowe - objawy: zmniejsza się siła i szybkość skurczów mięśni, zmniejszenie pobudliwości komórek mięśniowych( metoneurony), utrata potasu z komórek, działanie wolnych rodników( podaż antyoksydantów - zmniejsza zmęczenie), upośledzenie sprzężenia elektromechanicznego (kofeina - regeneruje siłę skurczów mięśni), gromadzenie się w mięśniach - mleczanu( już w kilka minut od rozpoczęcia wysiłku), obniżenie pH mięsni z 7,1 do 6,7, zwiększenie jonów wodoru w mięśniach( zmęczenie miejscowe), niedotlenienie mięśni przez utrudniony odpływ krwi żylnej, wzrost temperatury mięśni nawet o kilka stopni( zmniejszony przepływ krwi przez mięśnie w czasie wysiłku), wyczerpanie glikogenu z komórek mięśniowych, zmniejszenie ilości wody i zaburzenie gospodarki jonowej ustroju( wzrasta stężenie jonów potasu we krwi a zmniejszenie ich w komórkach mięsniowych.
Wielkość objawów zmęczeniowych zależy od intensywności i czasu trwania wysiłku oraz od stopnia wytrenowania osoby wykonującej wysiłek a także od różnic indywidualnych( dzieci do 4 roku życia i ludzie starsi).
Zmęczenie ośrodkowe - mają na nie wpływ procesy zachodzące w układzie nerwowym w czasie wysiłku. Zmęczenie to jest wynikiem: mechanizmu obrony czynnej przed nadmiernym obciążeniem wysiłkiem, dysfunkcji układu nerwowego na skutek obciążenia pracą, zaburzenia homeostazy.
Układ nerwowy ( twór siatkowy) - odgrywa ważną rolę w: kontroli ruchów, koncentracji uwagi, kojarzeniu, zapamiętywaniu.( sprawność zwiększa się wraz ze wzrostem aktywności ale tylko do określonego poziomu a potem maleje).
Objawy: zaburzenie równowagi kwasowo - zasadowej, wzrasta temperatura mózgu, ból mięsni(drażnienie zakończeń nerwów czuciowych przy niedotlenieniu mięśni lub przy braku glikogenu w mięśniach), duszność (hiperwentylacja i podwyższona temperatura ciała - skóry), pocenie się, wysychanie błony śluzowej jamy ustnej, tętnienie tętnic skroniowych, narastanie uczucia ciężkości pracy(szybkie tętno) a tym samym zmęczenia( na zmęczenie mają wpływ - silne stany emocjonalne, środki dopingujące), zaburzenia homeostazy, uszkodzenia mechaniczne narządu ruchu, zaburzenia kontroli ruchów(mało precyzyjne), przyruchy( uruchamiają się zbędne mięśnie), upośledzenie odbioru bodźców ( wzrok, słuch)
Podczas wysiłku fizycznego i umysłowego poziom aktywacji OUN wzrasta ale łatwo może przekroczyć optimum.
Ciężkie i długotrwałe wysiłki w niesprzyjających warunkach tj. w wysokiej temperaturze, wysokiej wilgotności, przy deficycie wodnym, głodzeniu mogą zaburzyć homeostazę i doprowadzić do kwasicy i hipoglikemii, co zaburza pracę OUN ( motywację, wykonanie) i wystąpienie takich objawów jak: osłabienie, nudności, zblednięcie skóry, utratę świadomości i drgawki.
Fazy zmęczenia :
ostre zmęczenie,
znużenie,
zmęczenie przewlekłe,
przemęczenie,
wyczerpanie.
Ostre zmęczenie - występuje hamowanie obronne, które jest oznaką zmęczenia kory mózgowej. Następują przerwy w pracy w czasie których układ nerwowy regeneruje swoje siły. Objawy: niepokój ruchowy, zmiana pozycji, przeciąganie, spacerowanie, zmniejszenie szybkości i reakcji na bodźce, spadek precyzji, zwolnienie tempa pracy, ociężałość, zmniejszenie zdolności koncentracji uwagi, osłabienie odruchów, brak zdolności zapamiętywania, zaburzenie rytmu pracy, ziewanie, w przypadku uczniów - malowanie w zeszycie, przeszkadzanie.
Zmęczenie przewlekłe - rozwija się w następstwie podejmowania kolejnych wysiłków po niepełnej likwidacji zmęczenia w czasie odpoczynku.
Objawy przewlekłego zmęczenia: zaburzenia emocjonalne, niechęć do pracy, drażliwość, agresja lub apatia, depresja, zaburzenia snu, zaburzenia wegetatywne( wymioty, biegunka).
Skutki przewlekłego zmęczenia: osłabienie układu immunologicznego (zwiększona podatność na infekcje), zwiększone wydzielanie adrenaliny, kortyzolu i neuropeptydów.
Znużenie - rozwija się w czasie wysiłków o niewielkiej intensywności ale charakteryzującymi się monotonnymi ruchami. To podostra faza zmęczenia. Objawy: osłabienie pobudzania, przewaga hamowania, mniejsze tempo pracy, gorsza dokładność, osłabienie uwagi i reakcji, przerwanie pracy, osłabienie pracy narządów zmysłów(spadek szybkości liczenia, ostrości wzroku, słuchu oraz bóle i zawroty głowy, osłabienie, spadek wrażliwości na ból, apatia, bierność i wyłączenie. Skutki: upośledzenie sprawności psychofizycznej, senność lub utrudnione zasypianie.
Przemęczenie - to stan patologiczny zmęczenia. Objawy: jak przy znużeniu oraz zawsze pojawiają się przed pracą lub po jej rozpoczęciu i nie ustępują po odpoczynku takie objawy jak: osłabienie myślenia, postrzegania, pamięci, pochylona postawa ciała, zgarbione plecy, bóle głowy, senność, obniżenie odporności, brak apetytu, drażliwość, zaburzenia snu, osowiałość, złe samopoczucie, drżenie rąk, zmęczenie mięśni( kwas mlekowy) i wyczerpanie komórek nerwowych. U uczniów mogą się pojawić takie objawy pod koniec lekcji, pod koniec tygodnia, na wiosnę.
Wyczerpanie - to skutek niedoczynności rdzenia i kory nadnerczy nz skutek stresu klimatycznego. Objawy: apatia, utrudnione skupianie uwagi, mała ilość moczu, mało adrenaliny, noradrenaliny, androgenów nadnerczowych, odwodnienie, pocenie. Podobne objawy mogą wystąpić u biegaczy - długodystansowców.
.
Objawy zmęczenia, wyczerpania, znużenia likwiduje odpowiedni wypoczynek.
Wyczerpanie może kończyć się szpitalem.
Zmęczenie sygnalizuje czas na wypoczynek.
Tolerancja wysiłkowa - to zdolność do wykonywania określonych wysiłków bez głębszych zakłóceń homeostazy lub zaburzeń czynności narządów wewnętrznych.
Miarą tolerancji jest czas wykonywania wysiłków o określonej intensywności do momentu pojawienia się w krótkim czasie - wymienionych wyżej zaburzeń. U ludzi zdrowych tolerancję wysiłkową warunkują takie same czynniki jak wydolność fizyczną a u chorych ograniczają ją dodatkowo zmiany patologiczne. Zwiększenie wydolności fizycznej prowadzi do zwiększenia tolerancji wysiłkowej u ludzi zdrowych i chorych.
Wypoczynek - powinien zawsze likwidować zmęczenie organizmu, który powinien wrócić do sprawnego funkcjonowania.
Przemęczenie wymaga - długiego czasu wypoczynku biernego i czynnego.
Wyczerpanie - wymaga pomocy lekarza.
Sen - to stan w którym następuje wyłączenie świadomości, obniżenie poziomu przemiany materii i obniżenie zdolności reakcji na bodźce zewnętrzne. Jstota snu polega na rozprzestrzenianiu w mózgu procesów hamowania. Im to hamowanie silniejsze, tym sen jest głębszy.
Sen to odnowa i odpoczynek - układu nerwowego, zwalnia się przemiana materii, praca serca, oddechy, i zwiększa się ilość produkowanego w organizmie - hormonu wzrostu.
Mamy dwa rodzaje snu:
typowy dla szybko zasypiających - wstają wcześnie rano i mają dużą wydajność w pierwszej połowie dnia( szybkie zasypianie i po 1 godz. sen staje się głęboki - trwa kilka godzin potem staje się coraz płytszy aż do przebudzenia;
typowy dla trudno zasypiających - rano są zmęczeni, niewyspani, największa wydajność w drugiej połowie dnia. Sen początkowo płytki, rano pogłębia się.
Sen jest stanem fizjologicznym przeciwstawnym do czuwania. Sen przebiega w cyklach - w nocy jest takich cykli 4 - 6 zwykle z wydłużenie fazy REM. Np. REM - 20 - 25% - snu dorosłego,
50 % - snu noworodka,
30% - snu niemowlęcia.
1 cykl zawiera:
NREM - przebiega w fazach:
Stadium czuwania - 30sek. - 7 min. Fale alfa;
Sen lekki - zwolnienie czynności bioelektrycznych(70 100 minut) - tracimy kontakt z otoczeniem;
sen głęboki - stadium delta - fale theta i delta;
stadium obniżenia temperatury ciała, ciśnienia i oddechów;
REM - trwa 5 - 10 min - szybkie ruchy gałek ocznych, napięcie mięśni, pocenie się, arytmia, a nawet erekcja u mężczyzn.
Brak snu powoduje:
Senność,
Upośledzenie uwagi, pamięci,
Obniżenie nastroju,
Agresywność,
A po 72 godz.:
Zaburzenia orientacji,
Drżenie rąk,
Zaburzenia widzenia,
Depresja,
Bezsenność,
Zaburzenia uwagi i myślenia,
Konflikty z otoczeniem,
Osłabienie siły mięśni,
Oszołomienie.
Literatura: Maas J.B., Wherry M.L., Axelrod D., R., BluminJ., A., Hogan B., R.: Potęga snu. Jak przygotować umysł do doskonałego działania.. Pruszyński i S- ka, Warszawa 1999
27