Тірі жүйелердің уақытша құрылымдық формасы ретіндегі биоырғақтылық
КІРІСПЕ
І.бөлім
ТІРІ ЖҮЙЕЛЕРДІҢ УАҚЫТША ҚҰРЫЛЫМДЫҚ ФОРМАСЫ РЕТІНДЕГІ БИОЫРҒАҚТЫЛЫҚ ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ ҚАҒИДА
1.1. Биологиялық уақыт
1.2. Ырғақтылық құрылым . табиғаттың жалпыға
бірдей заңы
ІІ.бөлім. БИОЫРҒАҚТЫЛЫҚТАРДЫ ЖІКТЕУ ЖӘНЕ ОҒАН СИПАТТАМА
ІІІ.бөлім
ДЕНІ САУ АДАМДАРДАҒЫ ФИЗИОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРДІҢ ТӘУЛІКТІК ЫРҒАҚТЫЛЫҒЫ
3.1. Босанудағы тәуліктік ырғақтылық
3.2. Гормондық активтіліктің тәуліктік ырғақтылығы
3.3. Зат алмасуының тәуліктік ырғақтылығы
3.4. Қан ұюының тәуліктік ырғақтылығы
3.6. Дене температурасының тәуліктік ырғақтылығы
3.7. Қан айналу жүйесінің тәуліктік ырғақтылығы
3.8. Газ алмасуының тәуліктік ырғақтылығы
3.9. Асқорыту мүшелерінің тәуліктік ырғақтылығы
3.10. Биологиялық активті нүктелер функциясының тәуліктік ырғақтылығы
3.11. Жалпы активтіліктің тәуліктік ырғақтылығы
3.12. Тәуліктік ырғақтылық және жас
IV Бөлім. АДАМ ХРОНОПАТОЛОГИЯСЫ
5. Тәуліктік ырғақтылық және организмнің хронорезистенттілігі
ҚОРЫТЫНДЫ
І.бөлім
ТІРІ ЖҮЙЕЛЕРДІҢ УАҚЫТША ҚҰРЫЛЫМДЫҚ ФОРМАСЫ РЕТІНДЕГІ БИОЫРҒАҚТЫЛЫҚ ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ ҚАҒИДА
1.1. Биологиялық уақыт
1.2. Ырғақтылық құрылым . табиғаттың жалпыға
бірдей заңы
ІІ.бөлім. БИОЫРҒАҚТЫЛЫҚТАРДЫ ЖІКТЕУ ЖӘНЕ ОҒАН СИПАТТАМА
ІІІ.бөлім
ДЕНІ САУ АДАМДАРДАҒЫ ФИЗИОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРДІҢ ТӘУЛІКТІК ЫРҒАҚТЫЛЫҒЫ
3.1. Босанудағы тәуліктік ырғақтылық
3.2. Гормондық активтіліктің тәуліктік ырғақтылығы
3.3. Зат алмасуының тәуліктік ырғақтылығы
3.4. Қан ұюының тәуліктік ырғақтылығы
3.6. Дене температурасының тәуліктік ырғақтылығы
3.7. Қан айналу жүйесінің тәуліктік ырғақтылығы
3.8. Газ алмасуының тәуліктік ырғақтылығы
3.9. Асқорыту мүшелерінің тәуліктік ырғақтылығы
3.10. Биологиялық активті нүктелер функциясының тәуліктік ырғақтылығы
3.11. Жалпы активтіліктің тәуліктік ырғақтылығы
3.12. Тәуліктік ырғақтылық және жас
IV Бөлім. АДАМ ХРОНОПАТОЛОГИЯСЫ
5. Тәуліктік ырғақтылық және организмнің хронорезистенттілігі
ҚОРЫТЫНДЫ
Бізге өзімізді қоршаған ортаның үйреншікті болып кеткені соншалық, онда жүріп жатқан өзгерістердің ғажайып заңдылықтарына таң қала бермейміз.
Тәуліктер қатаң тұрақтылықпен орын алмасса, күн міндетті түрде түнге айналады, белгілі бір сағаттан немесе күннен кейін мұхит суы жағаға шығып, қайта қайтып отырады, айлар жылжып, жыл мезгілдері айналып соғады. Біз үшін күзде ағаш жапырақтарының тусуі табиғи нәрсе: олар күз келетін уақытты “білетін” секілді, себебі оған тамыз айынан-ақ дайындала бастайды. Көптеген құстар қысты тропикалық өңірде өткізіп, балаларын шығару үшін көктем басталысымен-ақ біздің өңірге ұшып келеді, бірақ қыстың келе жатқанын сезетіндей тамыз айында қайта қайтып кетеді? Жыл сайынғы бұғының күйлеуі күз айына сәйкес келеді, өйткені гормондардың өзгерістері жылдың белгілі бір мезгілімен үндестіте жүреді. Аралар болса, өсімдіктердің шырыны пісіп-жетілген мезгілде ғана өсімдіктерге қонады. Маса кешкілік активті, сол кезде шегірткелер шырылдайды. Түлкілердің тамақ іздеуі сарытышқандардың жортуымен сәйкес келеді. Құстардың тіршілік әрекеті уақыт бойынша аса қатал тәуліктік кесте бойынша жүреді, өйткені олар уақыттың белгілі бір сағаттарында ұядан шығып, қайтып келіп отырады. Адам организмі де жүректің белгілі бір ретпен соғуын, тыныс алудың қайталануын, ашыққандықты, ас қорыту, зәр шығару, сергектік пен ұйқының алмасып келуін және әйелдер организміндегі жыныстық циклдардың қайталанып келуін сезе алады.
Органикалық және неорганикалық табиғаттағы кездесетін осы тәрізді құбылыстардың бәріне ортақ қасиет – периодтық тербелістер: олар уақыттың белгілі бір аралығында заңды түрде жаңаланып отырады. Бұдан планетамыздағы алуан түрлі құбылыстар мен процестердің жалпы ырғақтылық заңына бірігетіндігін, ал биологиялық жүйелердің қызметі ерекше категорияға – биологиялық ырғақтылыққа бағынатынын көруге болады.
Биологиялық ырғақтылыққа қызығушылық 2,5 мың жылдай уақыт бойына созылып келеді: ежелгі грек ақыны Архилох – “адамды қандай ырғақтылықтар басқаратынын біл” деп жазған. Ғаламда периодты өзгерістер болатындығын өз еңбектерінде Аристотель де көрсеткен. Біздің эрамызға дейінгі ІV ғ. ортасында ол былай деп көрсеткен: “Осы аталған құбылыстарды жүктілікті, дамуды және тіршіліктің т.б. периодпен өлшеуге болады. Мен күн мен түнді, ай, жыл және уақытты период деп атаймын, бұлар периодпен өлшенеді; осы сияқты көл, сулар тыныштықта тұрғандай болып көрінеді немесе желдің әсерінен қозғалысқа келгендей болып көрінеді, ал ауа мен желдің өзі күн мен айдың периоды бойынша өзгеріп отырады, сондықтан оларда пайда болатын кез келген өзгерістер осы периодтық өзгерістермен тығыз байланысты”. Астық өсімдіктерінің жапырақтарының түнде жиырылып, көлемінің кішірейіп, күн шығысымен үлкейетіндігі жөніндегі мәліметтерді б.з. дейінгі ІІІ ғасырларда Андротенус тарихқа қалдырған.
Адам организміндегі периодтық өзгерістерді алғаш рет эксперимент жүзінде XVII ғ. ортасында Санкториус жүргізген. Ол аумағы бір бөлме болатындай үлкен таразы жасаған, онда ол бір айдай болған, эксперимент барысында өз денесінің салмағын өлшеп, зәрінің түсін анықтап отырған; осы көрсеткіштердің отыз тәуліктік ырғақтылықтарын белгілеген. Биоырғақтылық ғылымының дамуында француз де Мерана ерекше роль атқарған. 1729 ж. ол ұзақ мерзім бойы қараңғыда тұрақты температурада тұрған өсімдіктердің жапырағында 24 сағаттық периодты өзгерістер болатындығын байқаған. Осы жұмысы арқылы де Мерана биологиялық ырғақтылық қоршаған ортаның циклдық өзгерістеріне қайтаратын реакциясы ғана емес, керісінше, тірі жүйеге тән, іштен пайда болатын құбылыстардың ерекше категориясы екендігін анықтады.
Тәуліктер қатаң тұрақтылықпен орын алмасса, күн міндетті түрде түнге айналады, белгілі бір сағаттан немесе күннен кейін мұхит суы жағаға шығып, қайта қайтып отырады, айлар жылжып, жыл мезгілдері айналып соғады. Біз үшін күзде ағаш жапырақтарының тусуі табиғи нәрсе: олар күз келетін уақытты “білетін” секілді, себебі оған тамыз айынан-ақ дайындала бастайды. Көптеген құстар қысты тропикалық өңірде өткізіп, балаларын шығару үшін көктем басталысымен-ақ біздің өңірге ұшып келеді, бірақ қыстың келе жатқанын сезетіндей тамыз айында қайта қайтып кетеді? Жыл сайынғы бұғының күйлеуі күз айына сәйкес келеді, өйткені гормондардың өзгерістері жылдың белгілі бір мезгілімен үндестіте жүреді. Аралар болса, өсімдіктердің шырыны пісіп-жетілген мезгілде ғана өсімдіктерге қонады. Маса кешкілік активті, сол кезде шегірткелер шырылдайды. Түлкілердің тамақ іздеуі сарытышқандардың жортуымен сәйкес келеді. Құстардың тіршілік әрекеті уақыт бойынша аса қатал тәуліктік кесте бойынша жүреді, өйткені олар уақыттың белгілі бір сағаттарында ұядан шығып, қайтып келіп отырады. Адам организмі де жүректің белгілі бір ретпен соғуын, тыныс алудың қайталануын, ашыққандықты, ас қорыту, зәр шығару, сергектік пен ұйқының алмасып келуін және әйелдер организміндегі жыныстық циклдардың қайталанып келуін сезе алады.
Органикалық және неорганикалық табиғаттағы кездесетін осы тәрізді құбылыстардың бәріне ортақ қасиет – периодтық тербелістер: олар уақыттың белгілі бір аралығында заңды түрде жаңаланып отырады. Бұдан планетамыздағы алуан түрлі құбылыстар мен процестердің жалпы ырғақтылық заңына бірігетіндігін, ал биологиялық жүйелердің қызметі ерекше категорияға – биологиялық ырғақтылыққа бағынатынын көруге болады.
Биологиялық ырғақтылыққа қызығушылық 2,5 мың жылдай уақыт бойына созылып келеді: ежелгі грек ақыны Архилох – “адамды қандай ырғақтылықтар басқаратынын біл” деп жазған. Ғаламда периодты өзгерістер болатындығын өз еңбектерінде Аристотель де көрсеткен. Біздің эрамызға дейінгі ІV ғ. ортасында ол былай деп көрсеткен: “Осы аталған құбылыстарды жүктілікті, дамуды және тіршіліктің т.б. периодпен өлшеуге болады. Мен күн мен түнді, ай, жыл және уақытты период деп атаймын, бұлар периодпен өлшенеді; осы сияқты көл, сулар тыныштықта тұрғандай болып көрінеді немесе желдің әсерінен қозғалысқа келгендей болып көрінеді, ал ауа мен желдің өзі күн мен айдың периоды бойынша өзгеріп отырады, сондықтан оларда пайда болатын кез келген өзгерістер осы периодтық өзгерістермен тығыз байланысты”. Астық өсімдіктерінің жапырақтарының түнде жиырылып, көлемінің кішірейіп, күн шығысымен үлкейетіндігі жөніндегі мәліметтерді б.з. дейінгі ІІІ ғасырларда Андротенус тарихқа қалдырған.
Адам организміндегі периодтық өзгерістерді алғаш рет эксперимент жүзінде XVII ғ. ортасында Санкториус жүргізген. Ол аумағы бір бөлме болатындай үлкен таразы жасаған, онда ол бір айдай болған, эксперимент барысында өз денесінің салмағын өлшеп, зәрінің түсін анықтап отырған; осы көрсеткіштердің отыз тәуліктік ырғақтылықтарын белгілеген. Биоырғақтылық ғылымының дамуында француз де Мерана ерекше роль атқарған. 1729 ж. ол ұзақ мерзім бойы қараңғыда тұрақты температурада тұрған өсімдіктердің жапырағында 24 сағаттық периодты өзгерістер болатындығын байқаған. Осы жұмысы арқылы де Мерана биологиялық ырғақтылық қоршаған ортаның циклдық өзгерістеріне қайтаратын реакциясы ғана емес, керісінше, тірі жүйеге тән, іштен пайда болатын құбылыстардың ерекше категориясы екендігін анықтады.
КІРІСПЕ
Бізге өзімізді қоршаған ортаның үйреншікті болып кеткені соншалық, онда
жүріп жатқан өзгерістердің ғажайып заңдылықтарына таң қала бермейміз.
Тәуліктер қатаң тұрақтылықпен орын алмасса, күн міндетті түрде түнге
айналады, белгілі бір сағаттан немесе күннен кейін мұхит суы жағаға шығып,
қайта қайтып отырады, айлар жылжып, жыл мезгілдері айналып соғады. Біз үшін
күзде ағаш жапырақтарының тусуі табиғи нәрсе: олар күз келетін уақытты
“білетін” секілді, себебі оған тамыз айынан-ақ дайындала бастайды. Көптеген
құстар қысты тропикалық өңірде өткізіп, балаларын шығару үшін көктем
басталысымен-ақ біздің өңірге ұшып келеді, бірақ қыстың келе жатқанын
сезетіндей тамыз айында қайта қайтып кетеді? Жыл сайынғы бұғының күйлеуі
күз айына сәйкес келеді, өйткені гормондардың өзгерістері жылдың белгілі
бір мезгілімен үндестіте жүреді. Аралар болса, өсімдіктердің шырыны пісіп-
жетілген мезгілде ғана өсімдіктерге қонады. Маса кешкілік активті, сол
кезде шегірткелер шырылдайды. Түлкілердің тамақ іздеуі сарытышқандардың
жортуымен сәйкес келеді. Құстардың тіршілік әрекеті уақыт бойынша аса қатал
тәуліктік кесте бойынша жүреді, өйткені олар уақыттың белгілі бір
сағаттарында ұядан шығып, қайтып келіп отырады. Адам организмі де жүректің
белгілі бір ретпен соғуын, тыныс алудың қайталануын, ашыққандықты, ас
қорыту, зәр шығару, сергектік пен ұйқының алмасып келуін және әйелдер
организміндегі жыныстық циклдардың қайталанып келуін сезе алады.
Органикалық және неорганикалық табиғаттағы кездесетін осы тәрізді
құбылыстардың бәріне ортақ қасиет – периодтық тербелістер: олар уақыттың
белгілі бір аралығында заңды түрде жаңаланып отырады. Бұдан планетамыздағы
алуан түрлі құбылыстар мен процестердің жалпы ырғақтылық заңына
бірігетіндігін, ал биологиялық жүйелердің қызметі ерекше категорияға –
биологиялық ырғақтылыққа бағынатынын көруге болады.
Биологиялық ырғақтылыққа қызығушылық 2,5 мың жылдай уақыт бойына
созылып келеді: ежелгі грек ақыны Архилох – “адамды қандай ырғақтылықтар
басқаратынын біл” деп жазған. Ғаламда периодты өзгерістер болатындығын өз
еңбектерінде Аристотель де көрсеткен. Біздің эрамызға дейінгі ІV ғ.
ортасында ол былай деп көрсеткен: “Осы аталған құбылыстарды жүктілікті,
дамуды және тіршіліктің т.б. периодпен өлшеуге болады. Мен күн мен түнді,
ай, жыл және уақытты период деп атаймын, бұлар периодпен өлшенеді; осы
сияқты көл, сулар тыныштықта тұрғандай болып көрінеді немесе желдің
әсерінен қозғалысқа келгендей болып көрінеді, ал ауа мен желдің өзі күн мен
айдың периоды бойынша өзгеріп отырады, сондықтан оларда пайда болатын кез
келген өзгерістер осы периодтық өзгерістермен тығыз байланысты”. Астық
өсімдіктерінің жапырақтарының түнде жиырылып, көлемінің кішірейіп, күн
шығысымен үлкейетіндігі жөніндегі мәліметтерді б.з. дейінгі ІІІ ғасырларда
Андротенус тарихқа қалдырған.
Адам организміндегі периодтық өзгерістерді алғаш рет эксперимент
жүзінде XVII ғ. ортасында Санкториус жүргізген. Ол аумағы бір бөлме
болатындай үлкен таразы жасаған, онда ол бір айдай болған, эксперимент
барысында өз денесінің салмағын өлшеп, зәрінің түсін анықтап отырған; осы
көрсеткіштердің отыз тәуліктік ырғақтылықтарын белгілеген. Биоырғақтылық
ғылымының дамуында француз де Мерана ерекше роль атқарған. 1729 ж. ол ұзақ
мерзім бойы қараңғыда тұрақты температурада тұрған өсімдіктердің
жапырағында 24 сағаттық периодты өзгерістер болатындығын байқаған. Осы
жұмысы арқылы де Мерана биологиялық ырғақтылық қоршаған ортаның циклдық
өзгерістеріне қайтаратын реакциясы ғана емес, керісінше, тірі жүйеге тән,
іштен пайда болатын құбылыстардың ерекше категориясы екендігін анықтады.
Бұдан кейін дене температурасының тәулік бойы өзгеріп отыратындығы
туралы хабарлама пайда болды, ал XVIII ғ. аяғында Х. Гуфеланд адамдардағы
температураның тәуліктік өзгерістерін бақылай отырып, организмде “ішкі
сағаттар” болуы мүмкін, ал олардың жүрісі жердің өз осімен айналуымен
анықталады деген қорытындыға келген. Ол ырғақтылық процестердің әржақты
екендігіне назар аударып; 24 сағаттық периодты “біздің табиғи хронологиялық
бірлігіміз” деп атады. Соңғы жылдардағы жекелеген зерттеулер биоырғақтылық
фактографиясын одан әрі толықтыра түсті, бірақ қазіргі көзқарастармен
салыстырғанда олардың берген бағалары толықтай дұрыс емес еді, өйткені
биоырғақтылық биожүйенің қоршаған ортаның периодты өзгерістеріне қайтаратын
реакцияларының тәсілі ретінде тұжырымдалды.
Биологиялық ырғақтылықты танып, білудегі нақты прогресс ХХ ғасырдың 30-
жылдарында қоянның бауырындағы гликоген алмасуының тәуліктік ырғақтылығы
бар екендігін анықтаумен байланысты байқалды. Осы арқылы тірі
объектілердегі ырғақтылықтар геофизикалық факторлардың тербелісіне тәуелді
түрде пассивті ғана болып қоймай, сыртқы циклдер әсеріне тәуелсіз түрде
активті болатындығы дәлелденді. Ал периодтылығы 24 сағатқа созылатын
тәуліктік ырғақтылық барлық тіршілік иелеріне тән ерекше құбылыс ретінде
жекеше бөлініп алды. Сол кезден бастап “биологиялық сағаттар”, “уақыт
датчиктері” сияқты тәуліктік тербелістердің шығу тегі жағынан генетикалық
аппаратпен байланысты негізгі ұғымдары өмірге жолдама алды. 1958 ж. дейін
жинақталған материалдар тірі табиғаттың іргелі заңдарының бірі ретінде
биологиялық ырғақтылықтар туралы ұғым қалыптастыруға мүмкіндік туғызды. Осы
жылдары Берлинде Э.Бюннингтің биологиялық жүйелердің ырғақтылықтарына
арналған алғашқы монографиясы жарық көрді. Қазіргі кезде адам функциясы
ырғақтылық процесс екендігі, ол процестер ана құрсағындағы ұрықтың
функциясын периодизмінен басталып, адам өлгенге дейін үздіксіз жүріп
жататын процестерді қаматамасыз ететін ерекше биологиялық құбылыс екендігі
анықталып отыр.
Тірі организмдер қызметінің периодтылығымен қатар адамдардағы
патологиялық процестердің ырғақты көріністері туралы мағлұматтар өте
ертеден белгілі. Бұған мысал ретінде шығыс медицинасында қолданылатын
дененің активті нүктелеріне әсер ете отырып, ауруларды емдеу тәсілдерін
келтіруге болады. Бұған сәйкес, адам организмін де үздіксіз айналып жүретін
“тіршілік энергиясы” болады, ол 24 сағат ішінде барлық мүшелер мен
жүйелерді айналып шығады. Және де әрбір мүше мен әрбір функция тәуліктің
белгілі бір уақытында максимум және минимум активтілік көрсетеді, осыған
сәйкес акупунктуралардың ең жоғарғы немесе ең төменгі дәрежедегі әсеріне
қол жеткізуге болады. Ежелгі грек ойшылы, медицинаның дәрігер-реформаторы
Гиппократ жыл мезгілдерін, яғни организмдегі көптеген өзгерістер тәуелді
болып келетін маусымдық ырғақтылықты есептеу қажеттілігін ұсынған. Бұл
мәселеге өзінің “Каноне врачебной науки” деп аталатын еңбегінде Авицена да
көңіл бөлген. Бұл еңбегінде ол жыл маусымдарына сипаттама бере келе,
пульстың маусымдық өзгерістері мен аурудың маусымдық циклдылығы туралы
мәліметтер келтірген.
Ортағасырлық Арменияның атақты дәрігері Мхитара Гераци еңбектерінде
адам ауруларын алдын ала болжау мен емдеу, этнопатогенез және диагностика
мәселелеріндегі уақыт факторларының маңызы ерекше көрсетілген. Ол өзінің
дәрігерлерге арналған 10 түрлі өсиеттерінде адам ауруына себепкер болатын
жыл мезгілдерін ерекше бөліп қараған. Герацидың адамның саулығына табиғи
функциялардың қалыпты ырғақтылықпен орындалуы ықпал етеді деп есептелетін
көзқарастары қазіргі заманғы биоырғақтылық туралы ғылым қағидаларымен
ұштасып жатыр. Функциялар ырғақтылылығының жиі бұзылуы ауруға, ал
ырғақтылықтың тоқтауы өлімге әкеп соғады. “Ырғақтылықтың жоғалуы ауруды
туғызады, белгілі бір жағдайларда тіршіліктің жалғасуымен сәйкес келмейді”
деп көрсетеді В.М. Дильман. Дәрігерлердің бақылаулары адамдар
патологиясындағы биоырғақтылықтың ролі туралы көптеген жаңа фактілерді
әкелді. 1797 ж. Сегуэн мен Лавуазве дене температурасының тәуліктік
ауытқулары немесе олардың жоғалып кетулері пациенттерге патологиялық
процестердің бар екендігін көрсетуі мүмкін деген ойларын білдірді. Бұдан
біраз кейін Францияның дәрігер-ғалымы Ж.Вире өзінің диссертациясында
терапияны тағайындағанда негізгі рольді уақыт атқаратындығын ескеруді
ұсынған. Ол бірінші рет “тірі сағаттар” деген ұғымды қолданды.
Дегенмен, өткен ғасырлардағы медиктердің денсаулық пен патология үшін
биоырғақтылықтың маңызы туралы жазғандары эмпирикалық тұрғыдан ғана
бағаланады. Бірақ, олардың жазғандарының көпшілігі қазіргі кезде қайтадан
ашылып жатыр. Жоғары оқу орындарында дәрігерлер даярлау өмірде кездеспейтін
физиологиялық константалар туралы ұғым негіздерінде жүргізілуде. Сондықтан,
қазіргі биологтар мен медиктердің биоырғақтылықтың мәнін түсінбейтіндігіне
таң қалуға болмайды. Биоырғақтылықтың практикалық маңызы жөнінде де белгілі
бір скептицизм кездеседі. Осыған байланысты Г.Д.Губин мен Е.Ш.Герловиннің
атап көрсеткеніндей, медицина мен физиологияда функциялар тұрақты болады
деген ұғымға байланысты ырғақтылық феномендері физиологиялық процестерде
есепке алынбаған.
Қазіргі кезде биологиялық ырғақтылықтар туралы материалдар көп
жинақталуына байланысты биоырғақтылықты хронобиологияның негізгі ретінде
қарау қажеттілігі туып отыр. Хронобиологияның негізгі мақсаты –
физиологиялық функциялардың тербеліс спектрлерін, олардың реттелу
ерекшеліктерін, сыртқы циклдармен байланыстарын, организмнің бейімделістік
реакцияларындағы тербелістердің ролін, тірі жүйелердің экзо- және
эндогендік әсерлерге сезімталдықтарын зерттеу. Хронологияның космосқа,
реактивтік самолеттермен ұшу барысында және сол сияқты түнгі және вахталық
жұмыс атқарған кезеңдерде организмдегі биоырғақтылық процестердің
бұзылуынан туындайтын десинхронозбен байланысты адам денсаулығын сақтауды
қамтамасыз етуде қолданылмалы маңызы зор. Еңбек пен демалыс, спортпен
шұғылдану мен тамақтану процесіндегі дербес биологиялық ерекшелік
негіздерінде биоырғақтылық жетістіктерін практикада кеңінен қолдану
мүмкіндіктері туып отыр. Биоырғақтылық заңдарын білу – жалпы және
твочестволық активтілікті арттыруға және кәріліктің ерте пайда болмауына
жол ашады.
Хронологияның проблемалары медицинаның биоырғақтылық мәселесі –
хрономедицинамен тығыз байланысты. Хрономедицина тұрғысынан алып қарағанда
ауру – организмдегі биоырғақтылық бұзылуы мен олардың арасындағы өзара
байланыстардың ажырауы. Кез келген аурудың пайда болуы негізінде алдымен
биоырғақтылықтың қалыпты жүру процесінің бұзылуы жатады. Патологиялық
жағдайда аталған биоырғақтылық өзгерістер тереңдей түседі де, организмнің
ішіндегі ырғақтылықтардың сыртқы циклдармен байланысы үзіледі, нәтижесінде
аурудың барысы қиындай түседі. Мысалы, вегато-тамыр пароксизмінде түрлі
функциялардың толқын тәрізді ырғақтылықтарының бұзылуына байланысты ол
кризиспен аяқталады. Осыған байланысты биоырғақтылықтарды тіркеу және
оларды “сау эталонмен” салыстыру дұрыс диагноз қоюға және өзгерген
биоырғақтылықтарды түзетуге кеңінен жол ашады.
Хрономедицина саласында алынған фактілердің маңыздылығы организмнің
мүшелері мен жүйелеріндегі биоырғақтылық процестерінің әр түрлі әсерлерге
(соның ішінде емдеу) уақыт жөнінен аса жоғары немесе төмен дәрежедегі
сезімталдылық қасиеттерімен анықталады. Осыған байланысты, егер емдік
процедураларды тәуліктің белгілі бір кезеңдерінде, терапевтік әсерлерге
организмнің сау жүйелері өздерінің тәуліктік ырғақтылықтарында барынша
тұрақты болғанда немесе патологиялық процестерінің бәсеңдеген және осал
кезеңдерінде қолданатын болса, хронотерапия немесе биоырғақтылықтың негізі
ғылыми тұрғыдан бекіген болар еді. Егер уақыт бойынша дәрі-дәрмекті дұрыс
бөліп отырса, онда вегето-қан тамыры патологиясындағы ырғақтылық
иерархиясының жойылуына және пароксизмнің ұлғаюына жол берілмеген болар
еді. Мұның өзі дәрілік препараттар дозасын уақыт факторымен санаспай тәулік
бойына тең етіп бөлу мен кез келген уақытта бәрін бір мезгілде тағайындау
сияқты рутиндік жолдан бас тартуға мәжбүр еткен болар еді.
Адам туралы ғылымның одан әрі дамуы мен профилактика және ауруларды
емдеу сияқты тәсілдердің жетілдірілуі сау және ауру адамдардың
физиологиялық функцияларының дербес ырғақтылықтарын білумен тығыз
байланысты. Биология мен медицинада жиі қолданылатын “қалыпты”,
“патология”, “сау”, “ауру” сияқты категорияларды ғылым мен практикада
хронобиология мен хрономедицинаның жетістіктерін енгізбей, есепсіз
қолдануға болмайды.
Организмдегі басқа да мерзімді өзгерістерді біріктіретін негізгі
биологиялық ырғақтылық тәуліктік ырғақтылық болып табылады. Ұсынылып
отырған кітапта хронобиология мен хрономедицинаның осы жақтары келтірілген.
Мерзімді әрекеттердің басқа түрлері, атап айтқанда, маусымдық өзгерістер
басқа әдебиеттерде толық баяндалғандықтан, бұл жерде ол қаралмайды.
І-бөлім
ТІРІ ЖҮЙЕЛЕРДІҢ УАҚЫТША ҚҰРЫЛЫМДЫҚ ФОРМАСЫ РЕТІНДЕГІ БИОЫРҒАҚТЫЛЫҚ ТУРАЛЫ
ЖАЛПЫ ҚАҒИДА
“Уақыт” ұғымы кең қолданылса да, оның нағыз мәні нақты тұжырымға әлі
келе қойған жоқ. Ал оны сипаттау үшін оның қасиетін толық баяндау қажет.
Бұл жерде де түрлі қиындықтар кездеседі, өйткені уақыт проблемасы пәнаралық
болып келгендіктен, оны шешу мәселесі де алуан түрлі болып келуі мүмкін.
Уақытты философиялық түсінудің маңызды мәселелерінің бірі – оның
объективтілігі. Диалектикалық материализм философиясында бұл проблемаға
көзқарас біржақты: “Кеңістік және уақыт – кез келген тұрмыстың негізгі
формасы”. Уақыттың объективтік сипаты – оның кеңінен мойындалуы. Уақыттың
алғашқылығы және тәуелсіздігі, уақыт пен материя қозғалысының арақатынасы
және уақыттың қайтымсыздығы, оның көлемі және үздіксіздігі мен үзілімділігі
жөніндегі мәселелер әлі толық шешімін тапқан жоқ.
Адамзат ақыл-ойында уақытты бағалау екі тенденция бойынша байқалады:
уақытты өткеннен келешекке бағытталған түзу сызық бойынша қабылдау және
уақыт оқиғаның біртіндеп қайталануымен бағаланатын циклдық қабылдау.
Уақыттың психикалық бейнесінің осындай екіұштылығы ежелгі ойшылдардың
еңбектерінің негізіне алынған.
XVII ғ. ағылшын ғалымы Хейлдің еңбектерінде де уақыттың циклдық
қабылдануы келтірілген: “пайда болу мен жоғалу табиғаттың мәңгілік заңы, ол
айналыстың ұлы дөңгелегін қолдайтын заттарда бекітілген”.
Оқиғалардың уақыттық құрылымында адамдар құбылыстың ұзақтығын, олардың
қатарларын және уақыттағы жинақталуын, оқиғалардың жылдамдығын немесе
олардың жиілігін, оқиғалардың ауысу қарқынын, олардың қайталануы мен
ырғақтылығын жекеше бөліп қарайды. Сонымен, адамдар “таза уақыт емес”,
уақыттық қарым-қатынасты бағалайды. Бұл түсінікті де, өйткені уақыт
материяның тіршілік формасы ретінде оқиғалар арқылы қабылданады. Неліктен
біздер уақытқа анықтама берместен, оны өлшейтіндігіміз осы жерден белгілі,
бұған қазіргі кезде сын көзбен қарау қажет. Уақытты анықтауға қолданылып
жүрген өлшеу, үдеу, жылдамдық, т.б. ұғымдардың өздері, оқиғалардың
кезектесуінің негізі болатын уақыт ұғымы арқылы анықталады. Уақыт өлшемі,
негізінен, қатынастарды салыстырумен, яғни қандай да бір уақыт эталонына
тура келетін табиғи кезеңдерді санаумен тоғысады. Мысалы, уақыттың алғашқы
эталоны жердің өз осінен айналу кезеңі болып есептеледі. Екінші эталон
болып есептелетін приборлар – маятниктер, осциляторлар, т.б. – осы алғашқы
эталон бойынша калибрленеді. Бұл физикалық уақыт мөлшерін көрсетеді.
Адам организмінде, оның бас миында толып жатқан қабылдаушы
құрылымдардың ішінде уақытты талдайтын жеке-дара құрылымдар болмайды,
уақытты есептеу “бұлшық ет сезімталдылығынан” (И.М.Сеченев), есту, көру
бейнелерінен келіп түскен ақпараттарды қайта өңдеу есебінен және
организмдегі циклдық құбылыстарды үлкен жарты шарлардың есептеуі арқылы
жүзеге асырылады (И.П. Павлов).
Уақытты сезіну механизмі барлық адамдарды бірдей болғанымен, оны
қабылдау және бағалау процестері әр адамда түрліше болады, әр адамның өзіне
тән “меншікті уақыт эталоны” болады. Бұл дегеніміз сыртқы датчиктер
болмаған кезде уақыттың белгілі бір органикалық өлшемінің ұзақтығы адамның
жасына, жеке басының ерекшелігіне, ситуациялық жағдайлары мен денсаулығына
байланысты психологиялық тұрғыдан түрліше бағаланады деген сөз. Мұндай
қасиеттер “дербес минуттар” деген атқа ие болды, мұны талдау өте қарапайым:
зерттелуші ішінен 1-ден 60-қа дейін секундтық мерзімділікті санайды, ал
зерттеуші санау ұзақтығын секундомер бойынша салыстырады. Бейімделушілікке
қабілеті жоғары дені сау адамдарда “дербес минуты” созылыңқы келеді де,
физикалық уақыттан 2-10 сек жоғары тұрады. Бейімделушілік қабілеті жоғары
емес адамдарда және ауру адамдарда “дербес минуты” 46-53 сек дейін
қысқарған, ал конфликтілік ситуациялар қатты әсер ететін адамдарда ол
физикалық уақыттың 22-27 сек. дейін азайған. Уақыттың осы тәріздес баяулауы
мен жылдамдауын адамдар сезбейді, сондықтан барлық зерттеушілер “өз
сағаттарының” нақты жұмыс істеп тұрғандарына күмән келтірмейді.
Хронопатологиялық жағдайларда аурудың “дербес минутының” ұзақтығы азаяды
(осы адамның қалыпты жағдайымен салыстырғанда) және бұл қысқару неғұрлым
үлкен болса, ауру ауыр жағдайда өтеді. Н.И.Моисеева мен Л.И.Никитинаның
(1985 ж.) зерттеулері вегето-қан тамырлары дистониясымен, гипертониямен
және жүрек ишемиясымен ауыратындардың емделгенге дейінгі “дербес минуты”
орташа 54,4 сек қысқарғандығын көрсетеді. Терапияны дұрыс қолданбаған
жағдайларда ол тағы да 46,8 сек дейін азайған. Бұл мәліметтер уақыттың 4
сек баяулағанын, ал емді дұрыс қолданғанда, керісінше, 59,6 сек ұзарғанын
көрсетеді. Бұл жерден әркімнің өзінің уақытты сезетін тәуліктік ырғақтылығы
бар екенін байқауға болады, ол 13, 15, 18 және 23 сағаттарда байқалады.
1.1. Биологиялық уақыт
Органикалық дүниеде уақыт ұғымы тіршілік құбылыстарымен байланысты, ол
қоршаған орта уақытымен, яғни физикалық уақытпен ажырамас байланыста жүзеге
асады, бірақ биологиялық уақыттың автономдық қасиеті бар. Биологиялық
уақыттың автономдылығы күрделі эволюциялық процестердің нәтижесінде пайда
болған және ол өзіндік тұйық кеңістігі бар өзін-өзі реттейтін
организмдердің пайда болуына әкеп соқты. Сондықтан физикалық уақыт фонында
пайда болған уақыттың жаңа масштабы – биологиялық уақыт – эволюция уақытын,
түрлердің тіршілігін және биологиялық құрылымдардың түрлі деңгейлеріндегі
жекеленген процестердің барысын бейнелейді. Сондықтан тірі объектілердегі
уақыт көп деңгейлі, ол тіршіліктің қандай құбылыстарының өлшенетіндігіне
тәуелді. Бұл биологиялық уақыттың көптігі жөнінде айтуға негіз береді.
Егер биологиялық уақыт эталоны ретінде жекелеген организмнің немесе
ұрпақтың даму мезгілдерін алсақ, онда жекелеген немесе понуляциялық уақытты
қарауға болады. Сыртқы орта факторларының мерзімді өзгерістерінің
қатынастарында – жердің өз осінен айналуы немесе күннің, айдың фазалары –
биологиялық уақыт сыртқы циклдардың мезгілдерімен өлшенеді. Егер де әңгіме
клеткалардағы биохимиялық реакциялардың айналысы немесе организмдегі алмасу
процестері жөнінде болса, онда биологиялық уақытты қысқа мерзіммен өлшеуге
болады. Биологиялық уақытқа баға беруде түрлі көзқарастар болуына
қарамастан, олардың жалпыламалық ерекшеліктері байқалады: биологиялық
жүйелердің уақыты түрлі ұзақтықтағы қайталанып келетін мезгілдермен
өлшенеді. Сондықтан организм дүниенің кез келген деңгейіндегі уақытша
құрылымдарда бір құбылыстың үнемі қайталануы, яғни ырғақтылықтар
жиынтығының тірі жүйелер ішіндегі келісімді қызметі ретінде қарастырылады.
Франц Халберг өз еңбегінде организмдегі жекелеген бөліктердің үйлесімді
қызметтері дегеніміз “жекелеген бөліктердің уақыт бойынша үйлесімділіг” ал
уақыт бойынша топтануы фукциональдық құрылым мен бейімделу мәселесімен
байланысты деп көрсеткен. Адам организміндегі ішкі жүйелер қызметін
хронометр жұмысымен салыстыруға болады, өйткені жүрек секундтық интервалды
есептесе, тыныс алу ырғағы – минутты, ас қорыту аппараты – сағатты,
әйелдердің жыныс функциясы – айды есептейді. Ырғақтылықтардың кейбір
топтары тәулікті, маусымды, жылды, 6-7 жылды есептейді.
Биологиялық объектілер организмдердің морфологиялық көріністерін
қалыптастыратын кеңістікте ғана емес, олардың мінез-құлқын реттейтін
уақытта да тіршілік етеді. Бұдан шығатыны биологиялық құбылыстардың
ырғақтылықтарын зерттеу тірі жүйелерді объективті түрде сипаттауға және
бағалауға, оларды кездейсоқтық құбылыстар емес, керісінше алдын ала
сезінуге болатын құрылымдардың уақытша аспектілері деп қарауға мүмкіндік
береді. Мұндай позиция жалпы биология мен патология үшін ғана маңызды емес,
нақтылы қолданыс үшін де, мысалы, бейімделу проблемасын зерттеу үшін де
маңызды. Өйткені бейімделудің динамикалық ұғымы тіршілік ету ортасы
жағдайының циклдық өзгерістеріндегі оның тіршілік әрекетін қамтамасыз ету
процестерін көрсетеді.
Биологиялық уақыт проблемаларын зерттеу биологиядағы маңызды
проблемалардың бірі – биологиялық уақытша құрылымдар жөнінде ұғымдар
қалыптастыруға мүмкіндік берді. Бұл ұғым өсу, даму, қартаюмен қатар, алуан
түрлі ырғақтылық құбылыстарымен біріктіріп қана қоймай, биологиялық
процестердің уақытша тәуелділік жиынтығын да көрсетеді. Биологиялық
объектілердің уақытша құрылымы жөніндегі көзқарастар “не? қайда? қалай? қай
жерде?” деген сұрақтарға ғана емес, “қашан?” деген сұраққа да жауап іздеуге
мүмкіндік береді. Мысалы, адамның активті әрекеті кезеңіндегі (қашан?)
катехоламиндердің (не?) бүйректүті безі мен симпатикалық нерв ұштарынан
(қайдан?) көптеп бөлінуі нәтижесінде органдар мен тканьдерге жеткізіледі де
(қайда?), ондағы алмасу процестерін интенсивтендіреді. Демек, организмдегі
уақытпен реттелеген оқиғалар барысы “уақыттың қажетті кезеңінде”, “керекті
жерде”, “қажетті заттардың” “қажетті мөлшерде” жеткізілуін қамтамасыз
етеді. Егер осы тізбектің біреуінде ақау байқалса, мысалы, гормон түзіліп,
қанға түсті, одан керекті жерге жеткізілді, бірақ, сәйкес мүшелердің
олармен әрекеттесетін мезгілі жеткен жоқ делік, ол кезде жүйелердің қызметі
бұзылып, арты өлімге әкеп соғады.
Тірі жүйелердегі уақыт пен ырғақтылықтардың табиғаты туралы
көзқарастардың негізіне биологиялық процестер динамикасының келешек
теориясының негізі мен адам патологиясының бірыңғай теориясының іргетасы
қаланған.
1.2. Ырғақтылық құрылым – табиғаттың жалпыға
бірдей заңы
Қоршаған орта – сыртқы циклдардың жарқын мысалы. Тұтастай алғанда,
өзара шатасып жатқан ырғақты ауытқушылық. “Бақылау әдістерін жетілдіре
отырып, біздер пульсация біздің планетамыздың ерекше қасиеттеріне
жататындығына көз жеткіземіз”, - деп жазды 1908 ж. А.В.Клоссовский. Жер
қыртысы пульстенеді, атмосфера пульстенеді. Егер жердің айналасын график
түрінде елестетсек, толқын тәрізді қисық пайда болады. Бұл ауытқулар
дүниені барлық бағытта қиып өтіп, өзара тоғысып жататын және оның
кеңістігінде барлық тірі табиғаттың таралуы тоғысқан шексіз алуан түрлі
қозғалыстардың көрінісі. Географиялық элементтердің бұл пульсациясына
біздің организміміз аса сезімтал болып келеді.
Жердің өз осімен айналуы тәуліктің белгілі бір кезеңінде оның бергі
қатарында жарық пен қараңғылықтың ауысуымен байланысты ылғи да қайталанып
отыратын өзгерістерді пайда етеді. 24 сағат бойы сыртқы қоршаудың
параметрлері заңды түрде өзгеріп отырады. Иондық радиациялық мөлшерінің ең
жоғарғы шамасы таңғы 6-да, ең аз мөлшері 12 мен 18 сағ. арасында байқалады.
Атмосфералық электр потенциалының градиенті тәулігіне екі рет 8-10 және 19-
23 сағ аралығында жоғары, ал 2-5 және 16-18 сағ аралығында ең төменгі
деңгейде болады. Аэроиндар концентрациясының тәуліктік қозғалысы да өзгеріп
отырады: оның ең жоғары көрсеткіші түнгі сағаттарда, ал төменгісі 7-12 және
18-19 сағ байқалады. Барометрлік қысымның қисық сызығында тәулік бойы
таңертеңгілік сағат 10-да ең жоғары деңгейге жетіп, одан кейін төмендейді.
Оттегінің меншікті тығыздығы 2-4 сағ жоғары және 12-14 сағ азаяды; қанның
оттегімен барынша қанығуы, мүмкін, тәуліктің осы мезгілінде жоғары болып,
түрлі идеялар да осы кезде туындауы мүмкін. 24 сағат бойы геомагниттік
өрістің кернеуі, температура, ылғалдылық толқын тәрізді өзгеріп отырады.
Орта Азия құмдарындағы температураның тәуліктік ауытқу амплитудасы 14-16
сағатта 45-48º С-тан 18-20ºС-қа өзгере отырып, 30ºС дейін жетеді.
Таңғы 4-6 сағ ылғалдылық 12-10% көрсетеді. Табиғи факторлардың аталған
тәуліктік динамикасын жалпы заңдылық деп қарау қажет, олардың амплитудасы
мен ең жоғарғы көрсеткіштері атмосфера қабатынан өткенде, күннің
активтілігі өзгергенде олармен араласып кетуі мүмкін, одан әрі адамзаттың
араласуы мен табиғаттың өзгерістері әсер етеді. Күн мен түннің алмасуына
кейбір кедергі бөгет бола алмайды, ал жердің тәуліктік жарықтану вариациясы
барынша қатал және астрономиялық тұрғыдан заңды құбылыс болып келеді. Ауа
райы ашық күндері қоңыржай және тропикалық ашық аймақтардағы күн жарығы
ондаған мың люксқа жетеді, ал түнде ол 0,001 лк дейін төмендейді. Бұл кезде
күн жарығының спектрлі құрамы тәуліктік өзгерістерге ұшырайтындықтан,
күндіз оның спектрлі бөлігінің сары-жасыл энергиясы басым болады да,
ақшамда ультракүлгін сәулелердің проценті көбейеді.
Біздің планетамыздағы периодтық құбылыстардың күрделі комплекстері
аймен салыстырғандағы жердің, жермен салыстырғандағы айдың айналуымен
байланысты. Бұл ай ырғағы деп аталынады және ол теңіз бен мұхиттардағы
судың тасуы мен қайтуы түрінде байқалатын гравитациялық әсерлермен
байланысты. Көптеген географиялық аудандарда ай тәулігінің 24 сағ 50 мин
бойы екі тасқын байқалады. Бұдан басқа, тасқынның бірқалыпты қайталанып
отыруы айдың синодикалық айымен (29,53 тәулік) байланысты, олар ай жаңа
туғанда және толғанда жоғарғы деңгейге жетеді. Синодикалық айға сәйкес
түнгі жарық та өзгереді, ол кезде оның жарық шамасы 0,3 лк дейін жетеді.
Жердің күрделі айналу жазығына Жер осінің қиғаштығы ортаның барлық
факторларының маусымдық ырғақтылығын туындатады және олардың тербелістері
тәуліктік тербелістерден әлдеқайда жоғары болады. Жарықтың маусымдық
өзгерістері бәрімізге белгілі. Бірақ, бұл жерде астрономиялық дәлдігімен
ерекшеленетін және жыл мезгілдерінің қайталап келуін хабардар ететін жаңа
циклды параметрлер – күн ұзақтығы пайда болады. Температура мен
ылғалдылықтың жылдық ауытқулары мен геомагнит өрісінің кернеуі жақсы
байқалады. Дегенмен, геомагнит өрісінің кернеуінің амплитуда бойынша
өзгерістері өте аз, ширығудың тәуліктік вариациясының шамасы жылдық уақытқа
тәуелді: қыста жазбен салыстырғанда орташа 4 рет аз. Жылдың кез келген
мезгілінде геомагниттік толқулар болуы мүмкін, дегенмен олар наурыз, сәуір
және тамыз, қыркүйек айларында көбейеді. Атмосфералық электр потенциалының
градиентінің жылдық қозғалысы қыс айларында өте жоғары, жаз айларында аз
болады. Аэроиондану тамыз-қазан айларында жоғарылап, ақпан-наурызда
төмендейді. Оттегінің атмосферадағы ең аз мөлшердегі тығыздығы маусым-шілде
айларында байқалып, қыста жоғары деңгейіне жетеді. Күн белсенділігінің
циклдарымен байланысты гелиогеофизикалық ырғақтылықтар – заңды түрде
туындайтын құбылыстар, өйткені оның қайталанып отыруы әрбір 60-тан 600-ге
дейін және одан да ұзақ жылдарда байқалады. Әсіресе күн дақтарының
жинақталуымен байланысты күннің 11 жылдық циклы ерекше белгілі: олардың
көлемі мен санының артуы электромагниттік энергияны арттырып, ионосфераның
иондануын күшейтеді. Осындай аса күрделі өзгерістерден кейін жер бетінде
тіршілік пайда болып, дамыды.
Тіршіліктің пайда болуының негізін қалаған жүйелер эволюциясын талдай
келе, А.И.Опарин (1966 ж.) былай деп көрсетті: “Эволюцияның күрделенуі мен
одан әрі жетілдірілу бағытындағы қозғалысы кеңістіктік қана емес, уақыттық
та болады, өйткені коацерваттар мен протобионттардың динамикалық жүйеге
өтулері химиялық өзгерістердің өзара үйлесімділік жағдайлары аса қатал
тәртіп бойынша жүрген кездерде ғана мүмкін. Бұдан шығатын қарапайым
химиялық реакциялар тіршіліктің пайда болуына дейінгі уақыт аралығында
біртіндеп қалыптаспайынша, органикалық табиғатқа тән аса күрделі химиялық
өзгерістердің тәртіптелген комплекске айналуы әлдеқалай болған болар еді”.
Сонымен протобионттар химиясының эволюциясы жекелеген процестер мен
әрекеттердің орны мен уақыты жағынан өзара үйлесімді дамуын және сол сияқты
эволюцияның соңғы нәтижесі ретінде қалыптасатын тірі жүйелердегі химиялық
өзгерістер циклдарының қалыптасу процестерін біріктіреді.
Эволюция барысында тіршіліктің алғашқы формаларының прогрессивті
дамуына қажетті химиялық циклдардың шығуымен қатар протобиологиялық
жүйелердің қоршаған ортаның мезгілді өзгерістеріне адекватты жауап қайтара
алатын қабілеттерінің пайда болуы маңызды орын алды, яғни ақпараттардың
қоршаған ортадан жүйеге кеңстік қана емес, уақыт түсуі де үлкен мәеге ие
болды. Негізінен, күн мен түннің ауысуына байланысты бұл ақпараттар
құрамында аминқышқылдары бар биологиялық жүйелерге дейінгі сфералардың
пайда болуына негіз болды, оны эксперимент үлгілері дәлелдеуде. Құрамында
параформальдегид, молибден қышқылы және хлорлы темірі бар ерітінді 8 сағат
бойы күн сәулесін түсіргенде құрамында глицин, аланин, гистидин, лизин,
аспарагин және глутамин қышқылдары бар глобулдар пайда болады;
микробөлшектерде мембрана пайда болып, тығыздалған орталық бөлігі
қалыптасқан және бүршіктену арқылы “көбею” қасиетіне ие болған. Егер
ерітіндіні сәулелендірмесе, “тіршілік бөлшектерінің” түзілуі байқалмайды.
Тіршілік пайда болғаннан кейін геофизикалық циклдардың ролі арта түсті.
Тірі жүйелер пайда болуының бастапқы кезеңдерінен бастап-ақ осы циклдарға
бейімделулері қажет болды, өйткені олар биологиялық құрылымдардың тіршілік
етулері үшін қатал талаптар қойды, оларды қоршаған ортаның өзгерістеріне
өздерінің тіршілік әрекеттерін сәйкестендіру үшін мүмкіншіліктер
“іздестіруге” мәжбүр етті. Бұған мысал ретінде құмдағы түске жақынғы жоғары
температура мен поляр қысын алуға болады. Бұл жағдайдан шығудың жолын тірі
жүйелерде оның барлық тіршілік әрекетін геофизикалық циклдардың мезгілді
ауытқу режиміне сәйкестендіретін механизмдерді немесе биологиялық
ырғақтылықтарды қалыптастыру арқылы эволюция “тапты”. Барлық органикалық
табиғат, онымен бірге адамзат әрқашанда сыртқы дүниенің ырғақты әсерлерін
басынан кешіреді және бүкіләлемдік пульске әуел бастан пульстік ырғақтылық
реакциясымен жауап қайтаруда. Егер организм мен ортаның біртұтастығы
принципіне сүйенсек, организмнің тіршілік етуі сыртқы ортасыз мүмкін емес,
ал сыртқы орта болса, тұрақты ауытқулық өзгеріс жағдайында болады. Осыдан
тірі жүйелердің ажырамас қасиеттерінің бірі – оларға ырғақтылық
процестерінің тән екендігін байқауға болады. Шындығында, сыртқы ортаның
циклдылығымен байланысты экологиялық биоырғақтылықтар эволюция барысында
клеткалық форма пайда болғаннан кейін барып шыққан, өйткені автоауытқушылық
процестер протобиологиялық жүйелерде жоғарғы жиілікте болған және
қалыптасқан тіршілік құрылымдарында қажетті физиологиялық функцияларды
сыртқы циклдарға үйлестіре алмады.
Сыртқы ауытқушылық ырғақтылығымен байланысты туындаған биоырғақтылықтар
А.А.Ухтомскийдің еңбектерінде байқалады (1928 ж.). Ол клеткаға әсер ететін
сыртқы ырғақтылықтар клеткаішілік ырғақтылықтарды соған сәйкес құрылуға
мәжбүр ететіндігін көрсеткен. Осыдан күн мен түннің ауысуымен байланысты
тәуліктік биологиялық ырғақтылықтардың қалай пайда болғандығын түсіну қиын
емес. Алғашында, фотосинтез пайда болғанға дейін тәуліктік алмасудан
айырмашылығы бар мезгілді алмасу процестері басым түрлі метаболиттік
жүйелер өмір сүрді. 24 сағаттық циклы бар фотосинтез пайда болғаннан кейін
жер айналысына бейімделе алған және өз ырғақтылықтарын сыртқы ырғақтылықпен
(күн мен түннің ауысуы) сәйкестендіре алған кейбір жүйелер өз қызметін
жалғастыра береді. Бұл алуан түрлі мүмкіншіліктер мен бейімделушіліктерді
және организмдердің одан арғы эволюциясын анықтады, өйткені мұндай жүйелер
сыртқы ортаның мезгілді өзгерістеріне сәйкес өз құрылымдарының сұраныстарын
барынша қамтамасыз ете алатын болды.
Биологиялық жүйелердің ортаның циклды әсерлерімен өзара қарым-қатынасы
үзілетін болса, олардың бұзылу мүмкіндігі жоғары болды. Егер жүйе сыртқы
ауытқулық әсерлерге өзінің ырғақты ауытқуларымен жауап қататын болса, онда
ол сақталады және дамиды. Табиғи сұрыптау жүйені тұрақтандыруға бағытталған
тербелістер мен химиялық өзгерістерді бекітіп, оның сыртқы орта әсерлерінен
бұзылуын сақтайды. Физикалық циклдар әлемдік механиканың заңдары ретінде
тұрақты болады және биоырғақтылықтар тірі жүйелерді сыртқы ортаның
өзгерістеріне алдын ала дайындап, қорғау стратегиясы ролін атқарады.
Биоырғақтылықтың пайда болуы организмдердің бейімделушілігінің
оптимальды формасын қалыптастырады: біріншіден, тербелістік энергетика
жағынан үнемді, екіншіден, мезгілді тербеліс кезінде ішкі әрекеттерден
туындайтын реакциялардың өтуі жеңілдейді, өйткені тыныштық инерциясын
жеңуден гөрі жүріп жатқан өзгерістерді қайта құру жеңіл болады; үшіншіден,
биоырғақтылықтар жауап қайтаруға тура келетін факторлар пайда болғанға
дейін организмдегі өзгерістердің туындауын қамтамасыз етеді. Соңғы
жағдайда, мысалы, температура және басқа да физиологиялық көрсеткіштер
оянғанға дейін-ақ көтеріле бастайды және организм активті жағдайға өтуге
дайын болады. С.И. Степановтың (1983 ж.) көрсетуінше, тербелмелі
биологиялық жүйенің тұрақты жүйемен, оның жауап реакциясының жылдамдығымен
және энергетикасымен салыстырғанда әлдеқайда артықшылығы байқалады.
Жоғарыда баяндалғандар биожүйелердің мезгілдік құрылымдарының
эволюциялық қалыптасуындағы мынандай негізгі кезеңдерін бөліп қарауға
мүмкіндік береді:
1) пред- және протобиологиялық жүйелердің пайда болуы барысында
химиялық процестердің (автотербелісті) реттелуінің туындауы;
2) бұл жүйелердегі химиялық және метаболикалық циклдардың ішкі
реттелу механизмдері мен сыртқы ортаның ауытқулық құбылыстарымен
әрекеттесе алатын мүмкіндіктерінің қалыптасулары;
3) әр түрлі периодты және параметрлі тербеліс контурларының
сұрыптануларының пайда болулары мен бекітілуі бұл динамикалық
гомеостаздың тұрақтануын қамтамасыз етіп, биожүйелердің
бейімделушілік қабілетін күшейтті;
4) биожүйелердің мезгілдік құрылымдарының реттелу механизмдерін
жетілдіріп, эволюция барысында жалпы биологиялық құрылымдарды
күрделендірді.
Сонымен биологиялық ырғақтылықтар эволюцияның негізгі құралы болып қана
қоймай, тіршілікті оптимальды түрде жүзеге асырудың басты формасына
айналды.
Қалыптасып келе жатқан көп клеткалы организмдегі биологиялық
циклдылықтар барлық деңгейде болады және функциясын тұтастай қамтамасыз
етеді. Молекулалық деңгейде мезгілділік биохимиялық контурлардағы
тербелістер, алмасу циклдары және энергия айналу формасы түрінде жүзеге
асады. Клетка деңгейінде болса, циклдық іс-әрекет пролиферация немесе
секрецияның тербелістері түрінде көрінеді. Мүшелер мен жүйелер деңгейінде
орындаушы механизмдер мен әрекеттерді басқару процестері тербеліс режимі
түрінде орындалады. Организмдік деңгейлер гомеостаз бен гомеосинтезге
қатысты реттеушілікпен сипатталады да, ондағы аса маңызды циклдық
процестердің бірі тәуліктік мезгілдік өзгерістер болып табылады.
Организмнен жоғары тұрған деңгейлер сыртқы ортаның мезгілді өзгерістерін
және онымен байланысты популяциялық ауытқулықтарды – организмдер саны,
эпидемиялық әлеуметтік, т.б. факторларды біріктіреді. Түрлі деңгейдегі
циклдық процестер белгілі бір реттілікпен, “мезгілдік өзгерістермен”
байланысты, оның өзі күрделі организмнің барлық жүйелерінің қызметін қатал
түрде реттеуге мүмкіндік береді.
ІІ-бөлім. БИОЫРҒАҚТЫЛЫҚТАРДЫ ЖІКТЕУ ЖӘНЕ ОҒАН СИПАТТАМА
Бірінші бөлімде биоырғақтылықтың белгілі бір уақыт аралығындағы
тіршілік деңгейінің қайталанып отыруы екендігін айтқанбыз немесе бұл
құбылыстар - әр түрлі функциялар параметрлерінің тербелісі орташа
деңгейден максимальды және минимальды ауытқудың уақыттық интервалдары
бірдей болады. Басқаша айтқанда, биологиялық ырғақтылықтарды толқын
формасында туындап, қайталанып отыратын, статикалық негізделген
физиологиялық өзгерістер ретінде анықтауға болады.
Биоырғақтылықтарды сипаттау үшін бірқатар көрсеткіштерді пайдаланады:
• Мезор – зерттеу барысында белгілі бір уақыт аралығында функциялар
шамасын өлшеуден алынған мезгілді тербелістердің орташа деңгейі
(мыс, тәулік бойы).
• Амплитуда – процестің орташа деңгейден жоғары және төменгі ауытқу
шегі, яғни мезор мен функциялардың максимальды ауытқуларының
айырмашылық шамасы.
• Фаза – уақыт шкаласындағы циклдың кез келген жекеленген
бөліктерін сипаттайтын жағдай; егер белгілі бір уақыт аралығында
екі деңгейдегі ырғақтылықты салыстырғанда өзара сәйкес келмесе,
онда “фаза бойынша өзгерген” терминін енгізеді. Бұл термин
оқиғаның күтілген мерзімінен ерте не кеш басталғанын білдіретін
уақыт өлшемі.
• Период – бірдей немесе бір фаза жағдайында, яғни толық бір
циклдың ұзақтығы жағдайында болатын екі тербеліс аралығындағы
уақыт аралығы.
• Жиілік – уақыт бірлігіндегі тербеліс саны.
• Акрофаза – математикалық үлгінің көмегімен анықталатын
зерттелетін көрсеткіштің ең жоғары мәніндегі уақыт нүктесі.
• Толқын формасы – мезгілдік процестің толық ырғақтықметрикалық
сипаттамасы.
Биоырғақтылық тірі объектілер құрылымдарының әр түрлі деңгейлерінде
жүруіне қарамастан, түрлі уақыттылығымен және алуан түрлі бағыттылығымен
ажыратылады, дегенмен оларды түрлі белгілері бойынша жіктеуге болады.
1. Ырғақтылықтарды құбылыстың қай класына жататындығына қарай
топтастыруға болады: тірі және өлі табиғат, өсімдіктер,
жануарлар, адам, т.б.
2. Биоырғақтылықтар өздерінің процестеріндегі көріністері, тіршілік
әрекеттерінің немесе құрылымдық деңгейлері бойынша жіктеледі.
Субклеткалық, клеткалық және тканьдік деңгейлерде олар ырғақты
түрде өзгеріп отыратын молекула мен заттардың концентрациялық
деңгейі, энергияның активтенуі мен мембраналық процестердің
тербелістері. Бұл ырғақтылықтар РН көрсеткіштерінде иондар мен
ферменттер, миотикалық активтілік, нейрондар активтілігі,
метаболизм, қозу мен өткізгіштік, компенсация мен реттеу түрінде
көрінеді. Осы тәріздес тербелістерді миограммалардан,
электроэнцефалограммалардан және нейрондық зарядтарды өлшеу
кездерінде байқауға болады. Мүшелер деңгейінде олар қан ағысының
ауытқулары метаболизм, өнімдер, гормондар алмасуы мен нерв
импульстары түрінде көрініс береді. Бұған оттегі кернеуінің
вариациясын, биологиялық сұйықтықтардағы электролиттер
концентрациясын, қандағы лимфа мен ликвордағы химиялық заттарды
және рефлекторлық зонадағы тербелістерді жатқызуға болады. Бұл
ырғақтылықтар жүрек қызметінен, қантамырлары толқындарынан,
қанның формалық элементтерінің санынан және қозғыштық
процестерінен байқалады. Организм деңгейінде бұл өзгерістер
вегетативтік функциялардың мезгілді тербелістері, жүрек ритмі,
қан қысымы, зәрдегі электролиттер, перистальтика, бұлшық еттер
қызметі, ақпараттарды қабылдау мен өңдеу түрінде байқалады да,
организмнің өзін-өзі реттеу механизмін қамтамасыз етеді. Ал
популяциялар деңгейінде репродуктивті жүйелердің активтілігі,
мутагенез, табиғи сұрыптау, эпидемиялық ошақтардың шығуы ырғақты
түрде өзгеріп отырады. Мұндай ырғақтылықтар популяциялардың
құрылымы мен санын ретеп отырады.
3. Атқаратын функцияларына қарай биоырғақтылықтарды екі типке
бөлуге болады. Бір топқа тербеліс периоды секундтың бөлшегінен
сағатқа дейінгі түрлі функциональдық ырғақтылықтарды
біріктіреді. Олар клеткалармен олардың органнеларында кездесіп,
тіршілік әрекетінің талапқа сай қажеттілігін қамтамасыз етеді.
Бұған молекулалардың мезгілді конформациялық өзгерістері,
биохимиялық циклдар, жүйке бұлшық-ет қозуының ырғақтылығы, т.б.
жатады. Биоырғақтылықтың екінші типі жердің айналысымен
байланысты және уақыт жөнінен сыртқы ортаның мезгілді
құбылыстарымен байланысты. Бұлар бейімделушілік тобына жататын
судың тәуліктік тасуы мен қайтуы, айдың толуы, маусымдық және
басқа да биологиялық ырғақтылықтар. Осының нәтижесінде тірі
организмдердің активтіліктері мен зат алмасуының қарқындылық
фазалары олардың сол орта жағдайындағы тіршілік әрекетінің
қалыпты өтуін қамтамасыз етеді, керісінше, тіршілік
әрекеттеріндегі тыныштылық, биологиялық жүйелердің жалпы және
спецификалық активтілігінің төмендеуі тәуліктің, айдың және
жылдың қолайсыз жағдайларымен сәйкес.
4. Сыртқы орта жағдайларына тәуелділіктеріне байланысты биологиялық
ырғақтылықтар экзо- және эндогендік болып бөлінеді. Егер
тыныштық пен активтілік, метаболизмнің күшеюі мен баяулауы басқа
функциялар сияқты сыртқы орта факторларының әсері нәтижесінде
пайда болса, ондай ырғақтылықтар экзогенді, ал организмдерді
тұрақты ортаға көшіргенде тіркелетін ырғақтылықтар эндогенді
ырғақтылықтарға жатады. Ырғақтылықтың эндогендік критерийіне
периодтық процестердің фазалары тәуліктің немесе маусымның
белгілі бір кезеңдеріндегі сыртқы орта факторларының
жылдамдығымен сәйкес келуін жатқызуға болады. Эндогендік
биоырғақтылықтар тобына көптеген функциональдық және барлық
бейімделістік ауытқулар кіреді. Эндогенді ырғақтылықтардың
жиілігі секндына бірнеше циклдан жылына бір циклға дейінгі
аралықта болады да, қан-жүйке импульстарынан, тыныс алудан, қан
аққанда, қан қысымы, ойлау активтілігі мен түс көру кезінде
байқалады. Дегенмен, эндогендік ырғақтылықтардың тұрақтылығы
белгілі бір деңгейде ғана байқалады, ал сыртқы циклдардан біраз
ауытқу жағдайында болады. Мысалы, егер эндогендік табиғат
тәуліктік биоырғақтылықта тән болатын болса, онда сыртқы ортаның
тұрақтылық жағдайында олардың мезгілді өзгерістері, әдетте 24
сағаттан кем болады, бұл жағдайда оларды циркадиандық немесе
тәулікке жақын ырғақтылық деп атайды. Өсімдіктерде олар 23-28
сағат, жануарларда 23-25 сағат.
Жердің өз осімен айналуымен байланысты сыртқы ортаның факторлары
эндогенді ырғақтылықтардың синхронизаторы болып есептеледі және оларды
циркадиандық өзгерістен тәуліктік өзгеріске айналдырады. Синхронизаторлар
фазаға, мезгілдікке, амплитудаға әсер ете отырып, өздері ырғақтылық тудыра
алмайды. Олар тек “тактыға бастама береді”. Сонымен, сыртқы
мезгілділіктердің эндогендік ырғақтылықтардың қызметіндегі ролі – ішкі
ырғақтылықты өз мезгілділігіне жақындату. Эндогенді ырғақтылыққа ықпал
ететін сыртқы циклдарды “уақыт датчиктері” деп атайды, оларға фото- термо-,
баропериодтылық, ылғалдылықтың өзгеруі, жердің электр және магнит өрісінің
ауытқулары жатады, ал адам функциясының ырғақтылығына оған қосымша
әлеуметтік ырғақтылықтар кіреді. Егер осы факторлардың әрекетін жойса, онда
биологиялық жүйелер, әдетте, өзіндегі шартсыз түрде бекітілген
ырғақтылықтар бойынша жұмыс істей бастайды. Мұның маңызы ерекше зор,
өйткені қалыпты жағдайда уақыт датчиктері болмаған кезде циркадианды
ырғақтылықтар циклдылық процестерін және сол арқылы физиологиялық
процестердің қалыпты жүруін қамтамасыз етеді.
Уақыттың жалпы сыртқы датчигі, барлық организмдердің тәуліктік
синхронизаторы – жарық пен қараңғылық. Бұл жерде негізгі рольді жарық саны
емес, жарық мезгілінің ұзақтығы атқарады. Мысалы, табиғи жарықты жасанды
жарықпен алмастырғанда, маймылдың түрлі физиологиялық функцияларына әсер
етеді. Бірақ, барлық жағдайларда фотопериодтық реакциялардың пайда болуы –
табиғи күн жарығының ұзақтығының артуымен байланысты. Мысалы, белена
өсімдігі 11 сағат күн жарығында болғанда, бірнеше ай бойы вегетативтік
жағдайында қала береді. Электр лампасымен күн жарығының ұзақтығын 11-12
сағаттан артық уақытқа созса, бірнеше күннен кейін гүл бүршіктері пайда
бола бастайды. Хризантема 12 сағатпен салыстырғанда 13 сағаттық күн
ұзақтығында екі ай кейін гүлдей бастайды, егер күн ұзақтығын 13-15 минутқа
арттырса, гүлдену болмайды. Көбектің гусеницасы ұзақтығы 17 сағаттан артық
күн сәулесінде тоқтаусыз өседі, бірақ жарық ұзақтығын 16 сағатқа дейін
азайтқанда қуыршық стадиясы басталады. Жарық режимінің ролі
биоырғақтылықтың құрылысы мен жануарлардың көбею мезгілдері күн жарығының
артуы немесе азаюы дәрежесімен сәйкестенсе, жақсы байқалады.
Биоырғақтылықтың эндогендік реттелуін түсіндіретін алуан түрлі
гипотезалар типтерінен төртеуін бөліп алуға болады.
Біріншісі олардың генетикалық реттелуіне қатысты. Бұл гипотеза бойынша,
клеткада уақыт датчигі – хронон болады. Хронон – ДНК-ның ұзын
полицистрондық учаскесі, одан бір бағытта және бір тәртіппен 24 сағаттық
транскрипция процесі жүріп жатады. Хрононнан ақпараттардың осы тәрізді
циклды қайталанып саналуы нәтижесінде барлық жүйелерде биоырғақтылықтар
пайда болады. Басқа концепцияға сәйкес биоырғақтылықтар генерациясында
өздері арқылы өтетін иондық топтарды мезгілді түрде өзгерте алатын клетка
мембранасын қатысады. Мембрананың липидті қабатына орналасқан және калий
каналдарына жауапты белокты глобулдар фоторецепторлық функцияны атқаруы
мүмкін. Күн сәулесінің әсерімен бұл каналдар ашылып, жабылып тұруы мүмкін,
мұның өзі иондық градиенттің өзгеруін, мембрананың секірмелі ауытқу
жағдайын және биоырғықтылықтарды пайда етеді. Осы екі болжамды біріктіретін
трансляциялық-мембраналық үлгіде рибосомаларға трансляцияланатын және
геномдарда кодталған, циркадиандық ырғақтылық үшін жауапты бір немесе
бірнеше белоктар болуы мүмкін деп қорытындыланған. Бұл белоктар
мембраналардың ырғақтылық қасиетін тудыра отырып, клетка мембранасымен
байланысқан. Мұндай ген және ондағы локус дрозогерильден байқалған.
Кибернетикалық немесе мультиосцилляторлық үлгі биоырғақтылықтар
генерациялану мүмкіндігін организмдегі көптеген осцилляторлар көмегімен
математикалық тұрғыда негіздеген. Организмде түрлі жиіліктегі тебелісі бар
көптеген осцилляторлардың болуы олардың барлық жүйедегі осцилляторлар мен
сыртқы орта факторларынан белгілі дәрежедегі тәуелсіздігі мен тұрақтылығын
қамтамасыз етеді.
Бірақ, нақты көпклеткалы биологиялық объектіде функциялардың уақыттық
құрылымдары бұл қарапайым үлгілерге қарағанда әлдеқайда күрделі, өйткені
функция клетканың, тканьдер мен мүшелердің қызметін үйлестіре отырып,
олардың ырғақтылықтарын модификациялайды. Бұдан мамандандырылған ырғақтылық
орталығы – пейсмекерлік функция атқаратын негізгі осцилляторлар пайда
болады. Қалыпты жағдайда осы негізгі осциллятордың “сағаты” циркадианьды
ырғақтылықты жинақтап, оларды жүйкелік немесе гуморальдық жолмен синапсқа
береді, ондағы рецепторларда ЦАМФ пен басқа да кейбір заттардың ырғақты
өнімдері түзілген, олар өз кезегінде физиологиялық процестердегі
циркадиандық тәртіптілікті тұрақтандырушы нейротрансмиссияны реттейді. Осы
кезеңдердің біреуі істен шығатын болса ырғақтылықтың барысы бұзылады.
Сүтқоректілерде орталық ырғақтылықтың ролін гипоталамус атқарады деген
болжам бар. Мысалы, қоянның гипоталамусының алдыңғы бөлімін бұзса,
ректальды және тері температурасының тәуліктік ауытқу тербелісі төмендеп,
қандағы қанттың циклдылығы бұзылған. Бұл жерде негізгі рольді
супрахиазматикалық ядролар атқарады, өйткені ондағы электролоиттардың
бұзылуы физиологиялық функциялардың тәуліктік аритмиясын тудырады.
Биоырғақтылықтардың қалыптасуында үлкен ми жартышарларындағы қыртысты
қабаттың маңызы зор, өйткені ми қыртысы бұзылған иттердің ұйқы мен
сергектілік ырғақтылығы бұзылады, ал тарақанның көру төмпешігін алып
тастаса, тәуліктік ырғақтылық мүлде жоғалады. Көпклеткалы организмде
ырғақтылықтар функциясын басқаратын мамандандырылған жеке клеткалар болады.
Микроэлектродтар көмегімен қоянның бас миынан таламустың бір нейроны
табылған, ол басқа нейрондар тәрізді жарық пен дыбыстық сигналдарға жауап
қайтармайды, бірақ, 5, 10, 15 және 20 мс разрядтар тебілісі байқалған, ол
разрядтардың аралық интервалдары 5 мс болған. Бұл нейронды “Уақыт есептегіш
нейрон” деп атайды. Жекелеген нейрондардың фондық, мезгілдік активтілікті
жинақтай алатын қасиеті болатындығы анықталды. Осындай өзара байланысқан
нейрондар тобы ырғақтылықтардың барлық генераторлық қасиетін анықтай алады.
Интернейрондар ырғақтылық активтілік пен тәуліктік ырғақтылыққа тән
функцияларды реттеуге тікелей қатысады. Ең соңында, түрлі функциялардағы
ырғақтылықтардың қалыптасуында жүйке жүйесімен тығыз байланыста қызмет
атқаратын мелатонин, серотонин, адреналин, норадреналин, ацетилхолин және
кортикостероидтар сияқты гуморальдық заттар да қатысады. Бұған дәлел –
мидағы серотинин мен ацетилхолин мөлшерінің ырғақтылығы жануарлардың
қозғалыс активтілігімен үндес келетіндігі.
5. Ырғақтылық процестерін жиілік сипатына қарай жіктеу ең көп тараған
болжамдар қатарына жатады және негізгі үш топқа бөледі.
Бірінші топқа 30 минутан төмен периодты жоғарғы жиіліктегі
биоырғақтылықтар жатады. Көпшілік жағдайда бұл ырғақтылықтардың сыртқы
ортаның циклды өзгерістерімен байланысы анықталмаған. Тербеліс жиіліктері
10-2-102 С болуына байланысты, олар тербеліс жиіліктері 10-19-10-17, 10-15-
10-14 және 10-14-10-12 сипатында болатын молекулалардың, атомдар мен
элементарлық бөлшектердің толқынды аймақтарымен қабаттас жатады.
Секундтың бір бөлігіндей немесе бір секунд шамасында биоқұрылымдарда
конформациялық өзгерістер деп аталатын ауытқулар болады, оған мысал ретінде
биохимиялық циклдарды келтіруге болады. Циклдың барысында фермент
субстратпен қосылып, оны өзгертеді, одан кейін өнімді десорбциялап,
ферментті босатады. Осы тәрізді ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Бізге өзімізді қоршаған ортаның үйреншікті болып кеткені соншалық, онда
жүріп жатқан өзгерістердің ғажайып заңдылықтарына таң қала бермейміз.
Тәуліктер қатаң тұрақтылықпен орын алмасса, күн міндетті түрде түнге
айналады, белгілі бір сағаттан немесе күннен кейін мұхит суы жағаға шығып,
қайта қайтып отырады, айлар жылжып, жыл мезгілдері айналып соғады. Біз үшін
күзде ағаш жапырақтарының тусуі табиғи нәрсе: олар күз келетін уақытты
“білетін” секілді, себебі оған тамыз айынан-ақ дайындала бастайды. Көптеген
құстар қысты тропикалық өңірде өткізіп, балаларын шығару үшін көктем
басталысымен-ақ біздің өңірге ұшып келеді, бірақ қыстың келе жатқанын
сезетіндей тамыз айында қайта қайтып кетеді? Жыл сайынғы бұғының күйлеуі
күз айына сәйкес келеді, өйткені гормондардың өзгерістері жылдың белгілі
бір мезгілімен үндестіте жүреді. Аралар болса, өсімдіктердің шырыны пісіп-
жетілген мезгілде ғана өсімдіктерге қонады. Маса кешкілік активті, сол
кезде шегірткелер шырылдайды. Түлкілердің тамақ іздеуі сарытышқандардың
жортуымен сәйкес келеді. Құстардың тіршілік әрекеті уақыт бойынша аса қатал
тәуліктік кесте бойынша жүреді, өйткені олар уақыттың белгілі бір
сағаттарында ұядан шығып, қайтып келіп отырады. Адам организмі де жүректің
белгілі бір ретпен соғуын, тыныс алудың қайталануын, ашыққандықты, ас
қорыту, зәр шығару, сергектік пен ұйқының алмасып келуін және әйелдер
организміндегі жыныстық циклдардың қайталанып келуін сезе алады.
Органикалық және неорганикалық табиғаттағы кездесетін осы тәрізді
құбылыстардың бәріне ортақ қасиет – периодтық тербелістер: олар уақыттың
белгілі бір аралығында заңды түрде жаңаланып отырады. Бұдан планетамыздағы
алуан түрлі құбылыстар мен процестердің жалпы ырғақтылық заңына
бірігетіндігін, ал биологиялық жүйелердің қызметі ерекше категорияға –
биологиялық ырғақтылыққа бағынатынын көруге болады.
Биологиялық ырғақтылыққа қызығушылық 2,5 мың жылдай уақыт бойына
созылып келеді: ежелгі грек ақыны Архилох – “адамды қандай ырғақтылықтар
басқаратынын біл” деп жазған. Ғаламда периодты өзгерістер болатындығын өз
еңбектерінде Аристотель де көрсеткен. Біздің эрамызға дейінгі ІV ғ.
ортасында ол былай деп көрсеткен: “Осы аталған құбылыстарды жүктілікті,
дамуды және тіршіліктің т.б. периодпен өлшеуге болады. Мен күн мен түнді,
ай, жыл және уақытты период деп атаймын, бұлар периодпен өлшенеді; осы
сияқты көл, сулар тыныштықта тұрғандай болып көрінеді немесе желдің
әсерінен қозғалысқа келгендей болып көрінеді, ал ауа мен желдің өзі күн мен
айдың периоды бойынша өзгеріп отырады, сондықтан оларда пайда болатын кез
келген өзгерістер осы периодтық өзгерістермен тығыз байланысты”. Астық
өсімдіктерінің жапырақтарының түнде жиырылып, көлемінің кішірейіп, күн
шығысымен үлкейетіндігі жөніндегі мәліметтерді б.з. дейінгі ІІІ ғасырларда
Андротенус тарихқа қалдырған.
Адам организміндегі периодтық өзгерістерді алғаш рет эксперимент
жүзінде XVII ғ. ортасында Санкториус жүргізген. Ол аумағы бір бөлме
болатындай үлкен таразы жасаған, онда ол бір айдай болған, эксперимент
барысында өз денесінің салмағын өлшеп, зәрінің түсін анықтап отырған; осы
көрсеткіштердің отыз тәуліктік ырғақтылықтарын белгілеген. Биоырғақтылық
ғылымының дамуында француз де Мерана ерекше роль атқарған. 1729 ж. ол ұзақ
мерзім бойы қараңғыда тұрақты температурада тұрған өсімдіктердің
жапырағында 24 сағаттық периодты өзгерістер болатындығын байқаған. Осы
жұмысы арқылы де Мерана биологиялық ырғақтылық қоршаған ортаның циклдық
өзгерістеріне қайтаратын реакциясы ғана емес, керісінше, тірі жүйеге тән,
іштен пайда болатын құбылыстардың ерекше категориясы екендігін анықтады.
Бұдан кейін дене температурасының тәулік бойы өзгеріп отыратындығы
туралы хабарлама пайда болды, ал XVIII ғ. аяғында Х. Гуфеланд адамдардағы
температураның тәуліктік өзгерістерін бақылай отырып, организмде “ішкі
сағаттар” болуы мүмкін, ал олардың жүрісі жердің өз осімен айналуымен
анықталады деген қорытындыға келген. Ол ырғақтылық процестердің әржақты
екендігіне назар аударып; 24 сағаттық периодты “біздің табиғи хронологиялық
бірлігіміз” деп атады. Соңғы жылдардағы жекелеген зерттеулер биоырғақтылық
фактографиясын одан әрі толықтыра түсті, бірақ қазіргі көзқарастармен
салыстырғанда олардың берген бағалары толықтай дұрыс емес еді, өйткені
биоырғақтылық биожүйенің қоршаған ортаның периодты өзгерістеріне қайтаратын
реакцияларының тәсілі ретінде тұжырымдалды.
Биологиялық ырғақтылықты танып, білудегі нақты прогресс ХХ ғасырдың 30-
жылдарында қоянның бауырындағы гликоген алмасуының тәуліктік ырғақтылығы
бар екендігін анықтаумен байланысты байқалды. Осы арқылы тірі
объектілердегі ырғақтылықтар геофизикалық факторлардың тербелісіне тәуелді
түрде пассивті ғана болып қоймай, сыртқы циклдер әсеріне тәуелсіз түрде
активті болатындығы дәлелденді. Ал периодтылығы 24 сағатқа созылатын
тәуліктік ырғақтылық барлық тіршілік иелеріне тән ерекше құбылыс ретінде
жекеше бөлініп алды. Сол кезден бастап “биологиялық сағаттар”, “уақыт
датчиктері” сияқты тәуліктік тербелістердің шығу тегі жағынан генетикалық
аппаратпен байланысты негізгі ұғымдары өмірге жолдама алды. 1958 ж. дейін
жинақталған материалдар тірі табиғаттың іргелі заңдарының бірі ретінде
биологиялық ырғақтылықтар туралы ұғым қалыптастыруға мүмкіндік туғызды. Осы
жылдары Берлинде Э.Бюннингтің биологиялық жүйелердің ырғақтылықтарына
арналған алғашқы монографиясы жарық көрді. Қазіргі кезде адам функциясы
ырғақтылық процесс екендігі, ол процестер ана құрсағындағы ұрықтың
функциясын периодизмінен басталып, адам өлгенге дейін үздіксіз жүріп
жататын процестерді қаматамасыз ететін ерекше биологиялық құбылыс екендігі
анықталып отыр.
Тірі организмдер қызметінің периодтылығымен қатар адамдардағы
патологиялық процестердің ырғақты көріністері туралы мағлұматтар өте
ертеден белгілі. Бұған мысал ретінде шығыс медицинасында қолданылатын
дененің активті нүктелеріне әсер ете отырып, ауруларды емдеу тәсілдерін
келтіруге болады. Бұған сәйкес, адам организмін де үздіксіз айналып жүретін
“тіршілік энергиясы” болады, ол 24 сағат ішінде барлық мүшелер мен
жүйелерді айналып шығады. Және де әрбір мүше мен әрбір функция тәуліктің
белгілі бір уақытында максимум және минимум активтілік көрсетеді, осыған
сәйкес акупунктуралардың ең жоғарғы немесе ең төменгі дәрежедегі әсеріне
қол жеткізуге болады. Ежелгі грек ойшылы, медицинаның дәрігер-реформаторы
Гиппократ жыл мезгілдерін, яғни организмдегі көптеген өзгерістер тәуелді
болып келетін маусымдық ырғақтылықты есептеу қажеттілігін ұсынған. Бұл
мәселеге өзінің “Каноне врачебной науки” деп аталатын еңбегінде Авицена да
көңіл бөлген. Бұл еңбегінде ол жыл маусымдарына сипаттама бере келе,
пульстың маусымдық өзгерістері мен аурудың маусымдық циклдылығы туралы
мәліметтер келтірген.
Ортағасырлық Арменияның атақты дәрігері Мхитара Гераци еңбектерінде
адам ауруларын алдын ала болжау мен емдеу, этнопатогенез және диагностика
мәселелеріндегі уақыт факторларының маңызы ерекше көрсетілген. Ол өзінің
дәрігерлерге арналған 10 түрлі өсиеттерінде адам ауруына себепкер болатын
жыл мезгілдерін ерекше бөліп қараған. Герацидың адамның саулығына табиғи
функциялардың қалыпты ырғақтылықпен орындалуы ықпал етеді деп есептелетін
көзқарастары қазіргі заманғы биоырғақтылық туралы ғылым қағидаларымен
ұштасып жатыр. Функциялар ырғақтылылығының жиі бұзылуы ауруға, ал
ырғақтылықтың тоқтауы өлімге әкеп соғады. “Ырғақтылықтың жоғалуы ауруды
туғызады, белгілі бір жағдайларда тіршіліктің жалғасуымен сәйкес келмейді”
деп көрсетеді В.М. Дильман. Дәрігерлердің бақылаулары адамдар
патологиясындағы биоырғақтылықтың ролі туралы көптеген жаңа фактілерді
әкелді. 1797 ж. Сегуэн мен Лавуазве дене температурасының тәуліктік
ауытқулары немесе олардың жоғалып кетулері пациенттерге патологиялық
процестердің бар екендігін көрсетуі мүмкін деген ойларын білдірді. Бұдан
біраз кейін Францияның дәрігер-ғалымы Ж.Вире өзінің диссертациясында
терапияны тағайындағанда негізгі рольді уақыт атқаратындығын ескеруді
ұсынған. Ол бірінші рет “тірі сағаттар” деген ұғымды қолданды.
Дегенмен, өткен ғасырлардағы медиктердің денсаулық пен патология үшін
биоырғақтылықтың маңызы туралы жазғандары эмпирикалық тұрғыдан ғана
бағаланады. Бірақ, олардың жазғандарының көпшілігі қазіргі кезде қайтадан
ашылып жатыр. Жоғары оқу орындарында дәрігерлер даярлау өмірде кездеспейтін
физиологиялық константалар туралы ұғым негіздерінде жүргізілуде. Сондықтан,
қазіргі биологтар мен медиктердің биоырғақтылықтың мәнін түсінбейтіндігіне
таң қалуға болмайды. Биоырғақтылықтың практикалық маңызы жөнінде де белгілі
бір скептицизм кездеседі. Осыған байланысты Г.Д.Губин мен Е.Ш.Герловиннің
атап көрсеткеніндей, медицина мен физиологияда функциялар тұрақты болады
деген ұғымға байланысты ырғақтылық феномендері физиологиялық процестерде
есепке алынбаған.
Қазіргі кезде биологиялық ырғақтылықтар туралы материалдар көп
жинақталуына байланысты биоырғақтылықты хронобиологияның негізгі ретінде
қарау қажеттілігі туып отыр. Хронобиологияның негізгі мақсаты –
физиологиялық функциялардың тербеліс спектрлерін, олардың реттелу
ерекшеліктерін, сыртқы циклдармен байланыстарын, организмнің бейімделістік
реакцияларындағы тербелістердің ролін, тірі жүйелердің экзо- және
эндогендік әсерлерге сезімталдықтарын зерттеу. Хронологияның космосқа,
реактивтік самолеттермен ұшу барысында және сол сияқты түнгі және вахталық
жұмыс атқарған кезеңдерде организмдегі биоырғақтылық процестердің
бұзылуынан туындайтын десинхронозбен байланысты адам денсаулығын сақтауды
қамтамасыз етуде қолданылмалы маңызы зор. Еңбек пен демалыс, спортпен
шұғылдану мен тамақтану процесіндегі дербес биологиялық ерекшелік
негіздерінде биоырғақтылық жетістіктерін практикада кеңінен қолдану
мүмкіндіктері туып отыр. Биоырғақтылық заңдарын білу – жалпы және
твочестволық активтілікті арттыруға және кәріліктің ерте пайда болмауына
жол ашады.
Хронологияның проблемалары медицинаның биоырғақтылық мәселесі –
хрономедицинамен тығыз байланысты. Хрономедицина тұрғысынан алып қарағанда
ауру – организмдегі биоырғақтылық бұзылуы мен олардың арасындағы өзара
байланыстардың ажырауы. Кез келген аурудың пайда болуы негізінде алдымен
биоырғақтылықтың қалыпты жүру процесінің бұзылуы жатады. Патологиялық
жағдайда аталған биоырғақтылық өзгерістер тереңдей түседі де, организмнің
ішіндегі ырғақтылықтардың сыртқы циклдармен байланысы үзіледі, нәтижесінде
аурудың барысы қиындай түседі. Мысалы, вегато-тамыр пароксизмінде түрлі
функциялардың толқын тәрізді ырғақтылықтарының бұзылуына байланысты ол
кризиспен аяқталады. Осыған байланысты биоырғақтылықтарды тіркеу және
оларды “сау эталонмен” салыстыру дұрыс диагноз қоюға және өзгерген
биоырғақтылықтарды түзетуге кеңінен жол ашады.
Хрономедицина саласында алынған фактілердің маңыздылығы организмнің
мүшелері мен жүйелеріндегі биоырғақтылық процестерінің әр түрлі әсерлерге
(соның ішінде емдеу) уақыт жөнінен аса жоғары немесе төмен дәрежедегі
сезімталдылық қасиеттерімен анықталады. Осыған байланысты, егер емдік
процедураларды тәуліктің белгілі бір кезеңдерінде, терапевтік әсерлерге
организмнің сау жүйелері өздерінің тәуліктік ырғақтылықтарында барынша
тұрақты болғанда немесе патологиялық процестерінің бәсеңдеген және осал
кезеңдерінде қолданатын болса, хронотерапия немесе биоырғақтылықтың негізі
ғылыми тұрғыдан бекіген болар еді. Егер уақыт бойынша дәрі-дәрмекті дұрыс
бөліп отырса, онда вегето-қан тамыры патологиясындағы ырғақтылық
иерархиясының жойылуына және пароксизмнің ұлғаюына жол берілмеген болар
еді. Мұның өзі дәрілік препараттар дозасын уақыт факторымен санаспай тәулік
бойына тең етіп бөлу мен кез келген уақытта бәрін бір мезгілде тағайындау
сияқты рутиндік жолдан бас тартуға мәжбүр еткен болар еді.
Адам туралы ғылымның одан әрі дамуы мен профилактика және ауруларды
емдеу сияқты тәсілдердің жетілдірілуі сау және ауру адамдардың
физиологиялық функцияларының дербес ырғақтылықтарын білумен тығыз
байланысты. Биология мен медицинада жиі қолданылатын “қалыпты”,
“патология”, “сау”, “ауру” сияқты категорияларды ғылым мен практикада
хронобиология мен хрономедицинаның жетістіктерін енгізбей, есепсіз
қолдануға болмайды.
Организмдегі басқа да мерзімді өзгерістерді біріктіретін негізгі
биологиялық ырғақтылық тәуліктік ырғақтылық болып табылады. Ұсынылып
отырған кітапта хронобиология мен хрономедицинаның осы жақтары келтірілген.
Мерзімді әрекеттердің басқа түрлері, атап айтқанда, маусымдық өзгерістер
басқа әдебиеттерде толық баяндалғандықтан, бұл жерде ол қаралмайды.
І-бөлім
ТІРІ ЖҮЙЕЛЕРДІҢ УАҚЫТША ҚҰРЫЛЫМДЫҚ ФОРМАСЫ РЕТІНДЕГІ БИОЫРҒАҚТЫЛЫҚ ТУРАЛЫ
ЖАЛПЫ ҚАҒИДА
“Уақыт” ұғымы кең қолданылса да, оның нағыз мәні нақты тұжырымға әлі
келе қойған жоқ. Ал оны сипаттау үшін оның қасиетін толық баяндау қажет.
Бұл жерде де түрлі қиындықтар кездеседі, өйткені уақыт проблемасы пәнаралық
болып келгендіктен, оны шешу мәселесі де алуан түрлі болып келуі мүмкін.
Уақытты философиялық түсінудің маңызды мәселелерінің бірі – оның
объективтілігі. Диалектикалық материализм философиясында бұл проблемаға
көзқарас біржақты: “Кеңістік және уақыт – кез келген тұрмыстың негізгі
формасы”. Уақыттың объективтік сипаты – оның кеңінен мойындалуы. Уақыттың
алғашқылығы және тәуелсіздігі, уақыт пен материя қозғалысының арақатынасы
және уақыттың қайтымсыздығы, оның көлемі және үздіксіздігі мен үзілімділігі
жөніндегі мәселелер әлі толық шешімін тапқан жоқ.
Адамзат ақыл-ойында уақытты бағалау екі тенденция бойынша байқалады:
уақытты өткеннен келешекке бағытталған түзу сызық бойынша қабылдау және
уақыт оқиғаның біртіндеп қайталануымен бағаланатын циклдық қабылдау.
Уақыттың психикалық бейнесінің осындай екіұштылығы ежелгі ойшылдардың
еңбектерінің негізіне алынған.
XVII ғ. ағылшын ғалымы Хейлдің еңбектерінде де уақыттың циклдық
қабылдануы келтірілген: “пайда болу мен жоғалу табиғаттың мәңгілік заңы, ол
айналыстың ұлы дөңгелегін қолдайтын заттарда бекітілген”.
Оқиғалардың уақыттық құрылымында адамдар құбылыстың ұзақтығын, олардың
қатарларын және уақыттағы жинақталуын, оқиғалардың жылдамдығын немесе
олардың жиілігін, оқиғалардың ауысу қарқынын, олардың қайталануы мен
ырғақтылығын жекеше бөліп қарайды. Сонымен, адамдар “таза уақыт емес”,
уақыттық қарым-қатынасты бағалайды. Бұл түсінікті де, өйткені уақыт
материяның тіршілік формасы ретінде оқиғалар арқылы қабылданады. Неліктен
біздер уақытқа анықтама берместен, оны өлшейтіндігіміз осы жерден белгілі,
бұған қазіргі кезде сын көзбен қарау қажет. Уақытты анықтауға қолданылып
жүрген өлшеу, үдеу, жылдамдық, т.б. ұғымдардың өздері, оқиғалардың
кезектесуінің негізі болатын уақыт ұғымы арқылы анықталады. Уақыт өлшемі,
негізінен, қатынастарды салыстырумен, яғни қандай да бір уақыт эталонына
тура келетін табиғи кезеңдерді санаумен тоғысады. Мысалы, уақыттың алғашқы
эталоны жердің өз осінен айналу кезеңі болып есептеледі. Екінші эталон
болып есептелетін приборлар – маятниктер, осциляторлар, т.б. – осы алғашқы
эталон бойынша калибрленеді. Бұл физикалық уақыт мөлшерін көрсетеді.
Адам организмінде, оның бас миында толып жатқан қабылдаушы
құрылымдардың ішінде уақытты талдайтын жеке-дара құрылымдар болмайды,
уақытты есептеу “бұлшық ет сезімталдылығынан” (И.М.Сеченев), есту, көру
бейнелерінен келіп түскен ақпараттарды қайта өңдеу есебінен және
организмдегі циклдық құбылыстарды үлкен жарты шарлардың есептеуі арқылы
жүзеге асырылады (И.П. Павлов).
Уақытты сезіну механизмі барлық адамдарды бірдей болғанымен, оны
қабылдау және бағалау процестері әр адамда түрліше болады, әр адамның өзіне
тән “меншікті уақыт эталоны” болады. Бұл дегеніміз сыртқы датчиктер
болмаған кезде уақыттың белгілі бір органикалық өлшемінің ұзақтығы адамның
жасына, жеке басының ерекшелігіне, ситуациялық жағдайлары мен денсаулығына
байланысты психологиялық тұрғыдан түрліше бағаланады деген сөз. Мұндай
қасиеттер “дербес минуттар” деген атқа ие болды, мұны талдау өте қарапайым:
зерттелуші ішінен 1-ден 60-қа дейін секундтық мерзімділікті санайды, ал
зерттеуші санау ұзақтығын секундомер бойынша салыстырады. Бейімделушілікке
қабілеті жоғары дені сау адамдарда “дербес минуты” созылыңқы келеді де,
физикалық уақыттан 2-10 сек жоғары тұрады. Бейімделушілік қабілеті жоғары
емес адамдарда және ауру адамдарда “дербес минуты” 46-53 сек дейін
қысқарған, ал конфликтілік ситуациялар қатты әсер ететін адамдарда ол
физикалық уақыттың 22-27 сек. дейін азайған. Уақыттың осы тәріздес баяулауы
мен жылдамдауын адамдар сезбейді, сондықтан барлық зерттеушілер “өз
сағаттарының” нақты жұмыс істеп тұрғандарына күмән келтірмейді.
Хронопатологиялық жағдайларда аурудың “дербес минутының” ұзақтығы азаяды
(осы адамның қалыпты жағдайымен салыстырғанда) және бұл қысқару неғұрлым
үлкен болса, ауру ауыр жағдайда өтеді. Н.И.Моисеева мен Л.И.Никитинаның
(1985 ж.) зерттеулері вегето-қан тамырлары дистониясымен, гипертониямен
және жүрек ишемиясымен ауыратындардың емделгенге дейінгі “дербес минуты”
орташа 54,4 сек қысқарғандығын көрсетеді. Терапияны дұрыс қолданбаған
жағдайларда ол тағы да 46,8 сек дейін азайған. Бұл мәліметтер уақыттың 4
сек баяулағанын, ал емді дұрыс қолданғанда, керісінше, 59,6 сек ұзарғанын
көрсетеді. Бұл жерден әркімнің өзінің уақытты сезетін тәуліктік ырғақтылығы
бар екенін байқауға болады, ол 13, 15, 18 және 23 сағаттарда байқалады.
1.1. Биологиялық уақыт
Органикалық дүниеде уақыт ұғымы тіршілік құбылыстарымен байланысты, ол
қоршаған орта уақытымен, яғни физикалық уақытпен ажырамас байланыста жүзеге
асады, бірақ биологиялық уақыттың автономдық қасиеті бар. Биологиялық
уақыттың автономдылығы күрделі эволюциялық процестердің нәтижесінде пайда
болған және ол өзіндік тұйық кеңістігі бар өзін-өзі реттейтін
организмдердің пайда болуына әкеп соқты. Сондықтан физикалық уақыт фонында
пайда болған уақыттың жаңа масштабы – биологиялық уақыт – эволюция уақытын,
түрлердің тіршілігін және биологиялық құрылымдардың түрлі деңгейлеріндегі
жекеленген процестердің барысын бейнелейді. Сондықтан тірі объектілердегі
уақыт көп деңгейлі, ол тіршіліктің қандай құбылыстарының өлшенетіндігіне
тәуелді. Бұл биологиялық уақыттың көптігі жөнінде айтуға негіз береді.
Егер биологиялық уақыт эталоны ретінде жекелеген организмнің немесе
ұрпақтың даму мезгілдерін алсақ, онда жекелеген немесе понуляциялық уақытты
қарауға болады. Сыртқы орта факторларының мерзімді өзгерістерінің
қатынастарында – жердің өз осінен айналуы немесе күннің, айдың фазалары –
биологиялық уақыт сыртқы циклдардың мезгілдерімен өлшенеді. Егер де әңгіме
клеткалардағы биохимиялық реакциялардың айналысы немесе организмдегі алмасу
процестері жөнінде болса, онда биологиялық уақытты қысқа мерзіммен өлшеуге
болады. Биологиялық уақытқа баға беруде түрлі көзқарастар болуына
қарамастан, олардың жалпыламалық ерекшеліктері байқалады: биологиялық
жүйелердің уақыты түрлі ұзақтықтағы қайталанып келетін мезгілдермен
өлшенеді. Сондықтан организм дүниенің кез келген деңгейіндегі уақытша
құрылымдарда бір құбылыстың үнемі қайталануы, яғни ырғақтылықтар
жиынтығының тірі жүйелер ішіндегі келісімді қызметі ретінде қарастырылады.
Франц Халберг өз еңбегінде организмдегі жекелеген бөліктердің үйлесімді
қызметтері дегеніміз “жекелеген бөліктердің уақыт бойынша үйлесімділіг” ал
уақыт бойынша топтануы фукциональдық құрылым мен бейімделу мәселесімен
байланысты деп көрсеткен. Адам организміндегі ішкі жүйелер қызметін
хронометр жұмысымен салыстыруға болады, өйткені жүрек секундтық интервалды
есептесе, тыныс алу ырғағы – минутты, ас қорыту аппараты – сағатты,
әйелдердің жыныс функциясы – айды есептейді. Ырғақтылықтардың кейбір
топтары тәулікті, маусымды, жылды, 6-7 жылды есептейді.
Биологиялық объектілер организмдердің морфологиялық көріністерін
қалыптастыратын кеңістікте ғана емес, олардың мінез-құлқын реттейтін
уақытта да тіршілік етеді. Бұдан шығатыны биологиялық құбылыстардың
ырғақтылықтарын зерттеу тірі жүйелерді объективті түрде сипаттауға және
бағалауға, оларды кездейсоқтық құбылыстар емес, керісінше алдын ала
сезінуге болатын құрылымдардың уақытша аспектілері деп қарауға мүмкіндік
береді. Мұндай позиция жалпы биология мен патология үшін ғана маңызды емес,
нақтылы қолданыс үшін де, мысалы, бейімделу проблемасын зерттеу үшін де
маңызды. Өйткені бейімделудің динамикалық ұғымы тіршілік ету ортасы
жағдайының циклдық өзгерістеріндегі оның тіршілік әрекетін қамтамасыз ету
процестерін көрсетеді.
Биологиялық уақыт проблемаларын зерттеу биологиядағы маңызды
проблемалардың бірі – биологиялық уақытша құрылымдар жөнінде ұғымдар
қалыптастыруға мүмкіндік берді. Бұл ұғым өсу, даму, қартаюмен қатар, алуан
түрлі ырғақтылық құбылыстарымен біріктіріп қана қоймай, биологиялық
процестердің уақытша тәуелділік жиынтығын да көрсетеді. Биологиялық
объектілердің уақытша құрылымы жөніндегі көзқарастар “не? қайда? қалай? қай
жерде?” деген сұрақтарға ғана емес, “қашан?” деген сұраққа да жауап іздеуге
мүмкіндік береді. Мысалы, адамның активті әрекеті кезеңіндегі (қашан?)
катехоламиндердің (не?) бүйректүті безі мен симпатикалық нерв ұштарынан
(қайдан?) көптеп бөлінуі нәтижесінде органдар мен тканьдерге жеткізіледі де
(қайда?), ондағы алмасу процестерін интенсивтендіреді. Демек, организмдегі
уақытпен реттелеген оқиғалар барысы “уақыттың қажетті кезеңінде”, “керекті
жерде”, “қажетті заттардың” “қажетті мөлшерде” жеткізілуін қамтамасыз
етеді. Егер осы тізбектің біреуінде ақау байқалса, мысалы, гормон түзіліп,
қанға түсті, одан керекті жерге жеткізілді, бірақ, сәйкес мүшелердің
олармен әрекеттесетін мезгілі жеткен жоқ делік, ол кезде жүйелердің қызметі
бұзылып, арты өлімге әкеп соғады.
Тірі жүйелердегі уақыт пен ырғақтылықтардың табиғаты туралы
көзқарастардың негізіне биологиялық процестер динамикасының келешек
теориясының негізі мен адам патологиясының бірыңғай теориясының іргетасы
қаланған.
1.2. Ырғақтылық құрылым – табиғаттың жалпыға
бірдей заңы
Қоршаған орта – сыртқы циклдардың жарқын мысалы. Тұтастай алғанда,
өзара шатасып жатқан ырғақты ауытқушылық. “Бақылау әдістерін жетілдіре
отырып, біздер пульсация біздің планетамыздың ерекше қасиеттеріне
жататындығына көз жеткіземіз”, - деп жазды 1908 ж. А.В.Клоссовский. Жер
қыртысы пульстенеді, атмосфера пульстенеді. Егер жердің айналасын график
түрінде елестетсек, толқын тәрізді қисық пайда болады. Бұл ауытқулар
дүниені барлық бағытта қиып өтіп, өзара тоғысып жататын және оның
кеңістігінде барлық тірі табиғаттың таралуы тоғысқан шексіз алуан түрлі
қозғалыстардың көрінісі. Географиялық элементтердің бұл пульсациясына
біздің организміміз аса сезімтал болып келеді.
Жердің өз осімен айналуы тәуліктің белгілі бір кезеңінде оның бергі
қатарында жарық пен қараңғылықтың ауысуымен байланысты ылғи да қайталанып
отыратын өзгерістерді пайда етеді. 24 сағат бойы сыртқы қоршаудың
параметрлері заңды түрде өзгеріп отырады. Иондық радиациялық мөлшерінің ең
жоғарғы шамасы таңғы 6-да, ең аз мөлшері 12 мен 18 сағ. арасында байқалады.
Атмосфералық электр потенциалының градиенті тәулігіне екі рет 8-10 және 19-
23 сағ аралығында жоғары, ал 2-5 және 16-18 сағ аралығында ең төменгі
деңгейде болады. Аэроиндар концентрациясының тәуліктік қозғалысы да өзгеріп
отырады: оның ең жоғары көрсеткіші түнгі сағаттарда, ал төменгісі 7-12 және
18-19 сағ байқалады. Барометрлік қысымның қисық сызығында тәулік бойы
таңертеңгілік сағат 10-да ең жоғары деңгейге жетіп, одан кейін төмендейді.
Оттегінің меншікті тығыздығы 2-4 сағ жоғары және 12-14 сағ азаяды; қанның
оттегімен барынша қанығуы, мүмкін, тәуліктің осы мезгілінде жоғары болып,
түрлі идеялар да осы кезде туындауы мүмкін. 24 сағат бойы геомагниттік
өрістің кернеуі, температура, ылғалдылық толқын тәрізді өзгеріп отырады.
Орта Азия құмдарындағы температураның тәуліктік ауытқу амплитудасы 14-16
сағатта 45-48º С-тан 18-20ºС-қа өзгере отырып, 30ºС дейін жетеді.
Таңғы 4-6 сағ ылғалдылық 12-10% көрсетеді. Табиғи факторлардың аталған
тәуліктік динамикасын жалпы заңдылық деп қарау қажет, олардың амплитудасы
мен ең жоғарғы көрсеткіштері атмосфера қабатынан өткенде, күннің
активтілігі өзгергенде олармен араласып кетуі мүмкін, одан әрі адамзаттың
араласуы мен табиғаттың өзгерістері әсер етеді. Күн мен түннің алмасуына
кейбір кедергі бөгет бола алмайды, ал жердің тәуліктік жарықтану вариациясы
барынша қатал және астрономиялық тұрғыдан заңды құбылыс болып келеді. Ауа
райы ашық күндері қоңыржай және тропикалық ашық аймақтардағы күн жарығы
ондаған мың люксқа жетеді, ал түнде ол 0,001 лк дейін төмендейді. Бұл кезде
күн жарығының спектрлі құрамы тәуліктік өзгерістерге ұшырайтындықтан,
күндіз оның спектрлі бөлігінің сары-жасыл энергиясы басым болады да,
ақшамда ультракүлгін сәулелердің проценті көбейеді.
Біздің планетамыздағы периодтық құбылыстардың күрделі комплекстері
аймен салыстырғандағы жердің, жермен салыстырғандағы айдың айналуымен
байланысты. Бұл ай ырғағы деп аталынады және ол теңіз бен мұхиттардағы
судың тасуы мен қайтуы түрінде байқалатын гравитациялық әсерлермен
байланысты. Көптеген географиялық аудандарда ай тәулігінің 24 сағ 50 мин
бойы екі тасқын байқалады. Бұдан басқа, тасқынның бірқалыпты қайталанып
отыруы айдың синодикалық айымен (29,53 тәулік) байланысты, олар ай жаңа
туғанда және толғанда жоғарғы деңгейге жетеді. Синодикалық айға сәйкес
түнгі жарық та өзгереді, ол кезде оның жарық шамасы 0,3 лк дейін жетеді.
Жердің күрделі айналу жазығына Жер осінің қиғаштығы ортаның барлық
факторларының маусымдық ырғақтылығын туындатады және олардың тербелістері
тәуліктік тербелістерден әлдеқайда жоғары болады. Жарықтың маусымдық
өзгерістері бәрімізге белгілі. Бірақ, бұл жерде астрономиялық дәлдігімен
ерекшеленетін және жыл мезгілдерінің қайталап келуін хабардар ететін жаңа
циклды параметрлер – күн ұзақтығы пайда болады. Температура мен
ылғалдылықтың жылдық ауытқулары мен геомагнит өрісінің кернеуі жақсы
байқалады. Дегенмен, геомагнит өрісінің кернеуінің амплитуда бойынша
өзгерістері өте аз, ширығудың тәуліктік вариациясының шамасы жылдық уақытқа
тәуелді: қыста жазбен салыстырғанда орташа 4 рет аз. Жылдың кез келген
мезгілінде геомагниттік толқулар болуы мүмкін, дегенмен олар наурыз, сәуір
және тамыз, қыркүйек айларында көбейеді. Атмосфералық электр потенциалының
градиентінің жылдық қозғалысы қыс айларында өте жоғары, жаз айларында аз
болады. Аэроиондану тамыз-қазан айларында жоғарылап, ақпан-наурызда
төмендейді. Оттегінің атмосферадағы ең аз мөлшердегі тығыздығы маусым-шілде
айларында байқалып, қыста жоғары деңгейіне жетеді. Күн белсенділігінің
циклдарымен байланысты гелиогеофизикалық ырғақтылықтар – заңды түрде
туындайтын құбылыстар, өйткені оның қайталанып отыруы әрбір 60-тан 600-ге
дейін және одан да ұзақ жылдарда байқалады. Әсіресе күн дақтарының
жинақталуымен байланысты күннің 11 жылдық циклы ерекше белгілі: олардың
көлемі мен санының артуы электромагниттік энергияны арттырып, ионосфераның
иондануын күшейтеді. Осындай аса күрделі өзгерістерден кейін жер бетінде
тіршілік пайда болып, дамыды.
Тіршіліктің пайда болуының негізін қалаған жүйелер эволюциясын талдай
келе, А.И.Опарин (1966 ж.) былай деп көрсетті: “Эволюцияның күрделенуі мен
одан әрі жетілдірілу бағытындағы қозғалысы кеңістіктік қана емес, уақыттық
та болады, өйткені коацерваттар мен протобионттардың динамикалық жүйеге
өтулері химиялық өзгерістердің өзара үйлесімділік жағдайлары аса қатал
тәртіп бойынша жүрген кездерде ғана мүмкін. Бұдан шығатын қарапайым
химиялық реакциялар тіршіліктің пайда болуына дейінгі уақыт аралығында
біртіндеп қалыптаспайынша, органикалық табиғатқа тән аса күрделі химиялық
өзгерістердің тәртіптелген комплекске айналуы әлдеқалай болған болар еді”.
Сонымен протобионттар химиясының эволюциясы жекелеген процестер мен
әрекеттердің орны мен уақыты жағынан өзара үйлесімді дамуын және сол сияқты
эволюцияның соңғы нәтижесі ретінде қалыптасатын тірі жүйелердегі химиялық
өзгерістер циклдарының қалыптасу процестерін біріктіреді.
Эволюция барысында тіршіліктің алғашқы формаларының прогрессивті
дамуына қажетті химиялық циклдардың шығуымен қатар протобиологиялық
жүйелердің қоршаған ортаның мезгілді өзгерістеріне адекватты жауап қайтара
алатын қабілеттерінің пайда болуы маңызды орын алды, яғни ақпараттардың
қоршаған ортадан жүйеге кеңстік қана емес, уақыт түсуі де үлкен мәеге ие
болды. Негізінен, күн мен түннің ауысуына байланысты бұл ақпараттар
құрамында аминқышқылдары бар биологиялық жүйелерге дейінгі сфералардың
пайда болуына негіз болды, оны эксперимент үлгілері дәлелдеуде. Құрамында
параформальдегид, молибден қышқылы және хлорлы темірі бар ерітінді 8 сағат
бойы күн сәулесін түсіргенде құрамында глицин, аланин, гистидин, лизин,
аспарагин және глутамин қышқылдары бар глобулдар пайда болады;
микробөлшектерде мембрана пайда болып, тығыздалған орталық бөлігі
қалыптасқан және бүршіктену арқылы “көбею” қасиетіне ие болған. Егер
ерітіндіні сәулелендірмесе, “тіршілік бөлшектерінің” түзілуі байқалмайды.
Тіршілік пайда болғаннан кейін геофизикалық циклдардың ролі арта түсті.
Тірі жүйелер пайда болуының бастапқы кезеңдерінен бастап-ақ осы циклдарға
бейімделулері қажет болды, өйткені олар биологиялық құрылымдардың тіршілік
етулері үшін қатал талаптар қойды, оларды қоршаған ортаның өзгерістеріне
өздерінің тіршілік әрекеттерін сәйкестендіру үшін мүмкіншіліктер
“іздестіруге” мәжбүр етті. Бұған мысал ретінде құмдағы түске жақынғы жоғары
температура мен поляр қысын алуға болады. Бұл жағдайдан шығудың жолын тірі
жүйелерде оның барлық тіршілік әрекетін геофизикалық циклдардың мезгілді
ауытқу режиміне сәйкестендіретін механизмдерді немесе биологиялық
ырғақтылықтарды қалыптастыру арқылы эволюция “тапты”. Барлық органикалық
табиғат, онымен бірге адамзат әрқашанда сыртқы дүниенің ырғақты әсерлерін
басынан кешіреді және бүкіләлемдік пульске әуел бастан пульстік ырғақтылық
реакциясымен жауап қайтаруда. Егер организм мен ортаның біртұтастығы
принципіне сүйенсек, организмнің тіршілік етуі сыртқы ортасыз мүмкін емес,
ал сыртқы орта болса, тұрақты ауытқулық өзгеріс жағдайында болады. Осыдан
тірі жүйелердің ажырамас қасиеттерінің бірі – оларға ырғақтылық
процестерінің тән екендігін байқауға болады. Шындығында, сыртқы ортаның
циклдылығымен байланысты экологиялық биоырғақтылықтар эволюция барысында
клеткалық форма пайда болғаннан кейін барып шыққан, өйткені автоауытқушылық
процестер протобиологиялық жүйелерде жоғарғы жиілікте болған және
қалыптасқан тіршілік құрылымдарында қажетті физиологиялық функцияларды
сыртқы циклдарға үйлестіре алмады.
Сыртқы ауытқушылық ырғақтылығымен байланысты туындаған биоырғақтылықтар
А.А.Ухтомскийдің еңбектерінде байқалады (1928 ж.). Ол клеткаға әсер ететін
сыртқы ырғақтылықтар клеткаішілік ырғақтылықтарды соған сәйкес құрылуға
мәжбүр ететіндігін көрсеткен. Осыдан күн мен түннің ауысуымен байланысты
тәуліктік биологиялық ырғақтылықтардың қалай пайда болғандығын түсіну қиын
емес. Алғашында, фотосинтез пайда болғанға дейін тәуліктік алмасудан
айырмашылығы бар мезгілді алмасу процестері басым түрлі метаболиттік
жүйелер өмір сүрді. 24 сағаттық циклы бар фотосинтез пайда болғаннан кейін
жер айналысына бейімделе алған және өз ырғақтылықтарын сыртқы ырғақтылықпен
(күн мен түннің ауысуы) сәйкестендіре алған кейбір жүйелер өз қызметін
жалғастыра береді. Бұл алуан түрлі мүмкіншіліктер мен бейімделушіліктерді
және организмдердің одан арғы эволюциясын анықтады, өйткені мұндай жүйелер
сыртқы ортаның мезгілді өзгерістеріне сәйкес өз құрылымдарының сұраныстарын
барынша қамтамасыз ете алатын болды.
Биологиялық жүйелердің ортаның циклды әсерлерімен өзара қарым-қатынасы
үзілетін болса, олардың бұзылу мүмкіндігі жоғары болды. Егер жүйе сыртқы
ауытқулық әсерлерге өзінің ырғақты ауытқуларымен жауап қататын болса, онда
ол сақталады және дамиды. Табиғи сұрыптау жүйені тұрақтандыруға бағытталған
тербелістер мен химиялық өзгерістерді бекітіп, оның сыртқы орта әсерлерінен
бұзылуын сақтайды. Физикалық циклдар әлемдік механиканың заңдары ретінде
тұрақты болады және биоырғақтылықтар тірі жүйелерді сыртқы ортаның
өзгерістеріне алдын ала дайындап, қорғау стратегиясы ролін атқарады.
Биоырғақтылықтың пайда болуы организмдердің бейімделушілігінің
оптимальды формасын қалыптастырады: біріншіден, тербелістік энергетика
жағынан үнемді, екіншіден, мезгілді тербеліс кезінде ішкі әрекеттерден
туындайтын реакциялардың өтуі жеңілдейді, өйткені тыныштық инерциясын
жеңуден гөрі жүріп жатқан өзгерістерді қайта құру жеңіл болады; үшіншіден,
биоырғақтылықтар жауап қайтаруға тура келетін факторлар пайда болғанға
дейін организмдегі өзгерістердің туындауын қамтамасыз етеді. Соңғы
жағдайда, мысалы, температура және басқа да физиологиялық көрсеткіштер
оянғанға дейін-ақ көтеріле бастайды және организм активті жағдайға өтуге
дайын болады. С.И. Степановтың (1983 ж.) көрсетуінше, тербелмелі
биологиялық жүйенің тұрақты жүйемен, оның жауап реакциясының жылдамдығымен
және энергетикасымен салыстырғанда әлдеқайда артықшылығы байқалады.
Жоғарыда баяндалғандар биожүйелердің мезгілдік құрылымдарының
эволюциялық қалыптасуындағы мынандай негізгі кезеңдерін бөліп қарауға
мүмкіндік береді:
1) пред- және протобиологиялық жүйелердің пайда болуы барысында
химиялық процестердің (автотербелісті) реттелуінің туындауы;
2) бұл жүйелердегі химиялық және метаболикалық циклдардың ішкі
реттелу механизмдері мен сыртқы ортаның ауытқулық құбылыстарымен
әрекеттесе алатын мүмкіндіктерінің қалыптасулары;
3) әр түрлі периодты және параметрлі тербеліс контурларының
сұрыптануларының пайда болулары мен бекітілуі бұл динамикалық
гомеостаздың тұрақтануын қамтамасыз етіп, биожүйелердің
бейімделушілік қабілетін күшейтті;
4) биожүйелердің мезгілдік құрылымдарының реттелу механизмдерін
жетілдіріп, эволюция барысында жалпы биологиялық құрылымдарды
күрделендірді.
Сонымен биологиялық ырғақтылықтар эволюцияның негізгі құралы болып қана
қоймай, тіршілікті оптимальды түрде жүзеге асырудың басты формасына
айналды.
Қалыптасып келе жатқан көп клеткалы организмдегі биологиялық
циклдылықтар барлық деңгейде болады және функциясын тұтастай қамтамасыз
етеді. Молекулалық деңгейде мезгілділік биохимиялық контурлардағы
тербелістер, алмасу циклдары және энергия айналу формасы түрінде жүзеге
асады. Клетка деңгейінде болса, циклдық іс-әрекет пролиферация немесе
секрецияның тербелістері түрінде көрінеді. Мүшелер мен жүйелер деңгейінде
орындаушы механизмдер мен әрекеттерді басқару процестері тербеліс режимі
түрінде орындалады. Организмдік деңгейлер гомеостаз бен гомеосинтезге
қатысты реттеушілікпен сипатталады да, ондағы аса маңызды циклдық
процестердің бірі тәуліктік мезгілдік өзгерістер болып табылады.
Организмнен жоғары тұрған деңгейлер сыртқы ортаның мезгілді өзгерістерін
және онымен байланысты популяциялық ауытқулықтарды – организмдер саны,
эпидемиялық әлеуметтік, т.б. факторларды біріктіреді. Түрлі деңгейдегі
циклдық процестер белгілі бір реттілікпен, “мезгілдік өзгерістермен”
байланысты, оның өзі күрделі организмнің барлық жүйелерінің қызметін қатал
түрде реттеуге мүмкіндік береді.
ІІ-бөлім. БИОЫРҒАҚТЫЛЫҚТАРДЫ ЖІКТЕУ ЖӘНЕ ОҒАН СИПАТТАМА
Бірінші бөлімде биоырғақтылықтың белгілі бір уақыт аралығындағы
тіршілік деңгейінің қайталанып отыруы екендігін айтқанбыз немесе бұл
құбылыстар - әр түрлі функциялар параметрлерінің тербелісі орташа
деңгейден максимальды және минимальды ауытқудың уақыттық интервалдары
бірдей болады. Басқаша айтқанда, биологиялық ырғақтылықтарды толқын
формасында туындап, қайталанып отыратын, статикалық негізделген
физиологиялық өзгерістер ретінде анықтауға болады.
Биоырғақтылықтарды сипаттау үшін бірқатар көрсеткіштерді пайдаланады:
• Мезор – зерттеу барысында белгілі бір уақыт аралығында функциялар
шамасын өлшеуден алынған мезгілді тербелістердің орташа деңгейі
(мыс, тәулік бойы).
• Амплитуда – процестің орташа деңгейден жоғары және төменгі ауытқу
шегі, яғни мезор мен функциялардың максимальды ауытқуларының
айырмашылық шамасы.
• Фаза – уақыт шкаласындағы циклдың кез келген жекеленген
бөліктерін сипаттайтын жағдай; егер белгілі бір уақыт аралығында
екі деңгейдегі ырғақтылықты салыстырғанда өзара сәйкес келмесе,
онда “фаза бойынша өзгерген” терминін енгізеді. Бұл термин
оқиғаның күтілген мерзімінен ерте не кеш басталғанын білдіретін
уақыт өлшемі.
• Период – бірдей немесе бір фаза жағдайында, яғни толық бір
циклдың ұзақтығы жағдайында болатын екі тербеліс аралығындағы
уақыт аралығы.
• Жиілік – уақыт бірлігіндегі тербеліс саны.
• Акрофаза – математикалық үлгінің көмегімен анықталатын
зерттелетін көрсеткіштің ең жоғары мәніндегі уақыт нүктесі.
• Толқын формасы – мезгілдік процестің толық ырғақтықметрикалық
сипаттамасы.
Биоырғақтылық тірі объектілер құрылымдарының әр түрлі деңгейлерінде
жүруіне қарамастан, түрлі уақыттылығымен және алуан түрлі бағыттылығымен
ажыратылады, дегенмен оларды түрлі белгілері бойынша жіктеуге болады.
1. Ырғақтылықтарды құбылыстың қай класына жататындығына қарай
топтастыруға болады: тірі және өлі табиғат, өсімдіктер,
жануарлар, адам, т.б.
2. Биоырғақтылықтар өздерінің процестеріндегі көріністері, тіршілік
әрекеттерінің немесе құрылымдық деңгейлері бойынша жіктеледі.
Субклеткалық, клеткалық және тканьдік деңгейлерде олар ырғақты
түрде өзгеріп отыратын молекула мен заттардың концентрациялық
деңгейі, энергияның активтенуі мен мембраналық процестердің
тербелістері. Бұл ырғақтылықтар РН көрсеткіштерінде иондар мен
ферменттер, миотикалық активтілік, нейрондар активтілігі,
метаболизм, қозу мен өткізгіштік, компенсация мен реттеу түрінде
көрінеді. Осы тәріздес тербелістерді миограммалардан,
электроэнцефалограммалардан және нейрондық зарядтарды өлшеу
кездерінде байқауға болады. Мүшелер деңгейінде олар қан ағысының
ауытқулары метаболизм, өнімдер, гормондар алмасуы мен нерв
импульстары түрінде көрініс береді. Бұған оттегі кернеуінің
вариациясын, биологиялық сұйықтықтардағы электролиттер
концентрациясын, қандағы лимфа мен ликвордағы химиялық заттарды
және рефлекторлық зонадағы тербелістерді жатқызуға болады. Бұл
ырғақтылықтар жүрек қызметінен, қантамырлары толқындарынан,
қанның формалық элементтерінің санынан және қозғыштық
процестерінен байқалады. Организм деңгейінде бұл өзгерістер
вегетативтік функциялардың мезгілді тербелістері, жүрек ритмі,
қан қысымы, зәрдегі электролиттер, перистальтика, бұлшық еттер
қызметі, ақпараттарды қабылдау мен өңдеу түрінде байқалады да,
организмнің өзін-өзі реттеу механизмін қамтамасыз етеді. Ал
популяциялар деңгейінде репродуктивті жүйелердің активтілігі,
мутагенез, табиғи сұрыптау, эпидемиялық ошақтардың шығуы ырғақты
түрде өзгеріп отырады. Мұндай ырғақтылықтар популяциялардың
құрылымы мен санын ретеп отырады.
3. Атқаратын функцияларына қарай биоырғақтылықтарды екі типке
бөлуге болады. Бір топқа тербеліс периоды секундтың бөлшегінен
сағатқа дейінгі түрлі функциональдық ырғақтылықтарды
біріктіреді. Олар клеткалармен олардың органнеларында кездесіп,
тіршілік әрекетінің талапқа сай қажеттілігін қамтамасыз етеді.
Бұған молекулалардың мезгілді конформациялық өзгерістері,
биохимиялық циклдар, жүйке бұлшық-ет қозуының ырғақтылығы, т.б.
жатады. Биоырғақтылықтың екінші типі жердің айналысымен
байланысты және уақыт жөнінен сыртқы ортаның мезгілді
құбылыстарымен байланысты. Бұлар бейімделушілік тобына жататын
судың тәуліктік тасуы мен қайтуы, айдың толуы, маусымдық және
басқа да биологиялық ырғақтылықтар. Осының нәтижесінде тірі
организмдердің активтіліктері мен зат алмасуының қарқындылық
фазалары олардың сол орта жағдайындағы тіршілік әрекетінің
қалыпты өтуін қамтамасыз етеді, керісінше, тіршілік
әрекеттеріндегі тыныштылық, биологиялық жүйелердің жалпы және
спецификалық активтілігінің төмендеуі тәуліктің, айдың және
жылдың қолайсыз жағдайларымен сәйкес.
4. Сыртқы орта жағдайларына тәуелділіктеріне байланысты биологиялық
ырғақтылықтар экзо- және эндогендік болып бөлінеді. Егер
тыныштық пен активтілік, метаболизмнің күшеюі мен баяулауы басқа
функциялар сияқты сыртқы орта факторларының әсері нәтижесінде
пайда болса, ондай ырғақтылықтар экзогенді, ал организмдерді
тұрақты ортаға көшіргенде тіркелетін ырғақтылықтар эндогенді
ырғақтылықтарға жатады. Ырғақтылықтың эндогендік критерийіне
периодтық процестердің фазалары тәуліктің немесе маусымның
белгілі бір кезеңдеріндегі сыртқы орта факторларының
жылдамдығымен сәйкес келуін жатқызуға болады. Эндогендік
биоырғақтылықтар тобына көптеген функциональдық және барлық
бейімделістік ауытқулар кіреді. Эндогенді ырғақтылықтардың
жиілігі секндына бірнеше циклдан жылына бір циклға дейінгі
аралықта болады да, қан-жүйке импульстарынан, тыныс алудан, қан
аққанда, қан қысымы, ойлау активтілігі мен түс көру кезінде
байқалады. Дегенмен, эндогендік ырғақтылықтардың тұрақтылығы
белгілі бір деңгейде ғана байқалады, ал сыртқы циклдардан біраз
ауытқу жағдайында болады. Мысалы, егер эндогендік табиғат
тәуліктік биоырғақтылықта тән болатын болса, онда сыртқы ортаның
тұрақтылық жағдайында олардың мезгілді өзгерістері, әдетте 24
сағаттан кем болады, бұл жағдайда оларды циркадиандық немесе
тәулікке жақын ырғақтылық деп атайды. Өсімдіктерде олар 23-28
сағат, жануарларда 23-25 сағат.
Жердің өз осімен айналуымен байланысты сыртқы ортаның факторлары
эндогенді ырғақтылықтардың синхронизаторы болып есептеледі және оларды
циркадиандық өзгерістен тәуліктік өзгеріске айналдырады. Синхронизаторлар
фазаға, мезгілдікке, амплитудаға әсер ете отырып, өздері ырғақтылық тудыра
алмайды. Олар тек “тактыға бастама береді”. Сонымен, сыртқы
мезгілділіктердің эндогендік ырғақтылықтардың қызметіндегі ролі – ішкі
ырғақтылықты өз мезгілділігіне жақындату. Эндогенді ырғақтылыққа ықпал
ететін сыртқы циклдарды “уақыт датчиктері” деп атайды, оларға фото- термо-,
баропериодтылық, ылғалдылықтың өзгеруі, жердің электр және магнит өрісінің
ауытқулары жатады, ал адам функциясының ырғақтылығына оған қосымша
әлеуметтік ырғақтылықтар кіреді. Егер осы факторлардың әрекетін жойса, онда
биологиялық жүйелер, әдетте, өзіндегі шартсыз түрде бекітілген
ырғақтылықтар бойынша жұмыс істей бастайды. Мұның маңызы ерекше зор,
өйткені қалыпты жағдайда уақыт датчиктері болмаған кезде циркадианды
ырғақтылықтар циклдылық процестерін және сол арқылы физиологиялық
процестердің қалыпты жүруін қамтамасыз етеді.
Уақыттың жалпы сыртқы датчигі, барлық организмдердің тәуліктік
синхронизаторы – жарық пен қараңғылық. Бұл жерде негізгі рольді жарық саны
емес, жарық мезгілінің ұзақтығы атқарады. Мысалы, табиғи жарықты жасанды
жарықпен алмастырғанда, маймылдың түрлі физиологиялық функцияларына әсер
етеді. Бірақ, барлық жағдайларда фотопериодтық реакциялардың пайда болуы –
табиғи күн жарығының ұзақтығының артуымен байланысты. Мысалы, белена
өсімдігі 11 сағат күн жарығында болғанда, бірнеше ай бойы вегетативтік
жағдайында қала береді. Электр лампасымен күн жарығының ұзақтығын 11-12
сағаттан артық уақытқа созса, бірнеше күннен кейін гүл бүршіктері пайда
бола бастайды. Хризантема 12 сағатпен салыстырғанда 13 сағаттық күн
ұзақтығында екі ай кейін гүлдей бастайды, егер күн ұзақтығын 13-15 минутқа
арттырса, гүлдену болмайды. Көбектің гусеницасы ұзақтығы 17 сағаттан артық
күн сәулесінде тоқтаусыз өседі, бірақ жарық ұзақтығын 16 сағатқа дейін
азайтқанда қуыршық стадиясы басталады. Жарық режимінің ролі
биоырғақтылықтың құрылысы мен жануарлардың көбею мезгілдері күн жарығының
артуы немесе азаюы дәрежесімен сәйкестенсе, жақсы байқалады.
Биоырғақтылықтың эндогендік реттелуін түсіндіретін алуан түрлі
гипотезалар типтерінен төртеуін бөліп алуға болады.
Біріншісі олардың генетикалық реттелуіне қатысты. Бұл гипотеза бойынша,
клеткада уақыт датчигі – хронон болады. Хронон – ДНК-ның ұзын
полицистрондық учаскесі, одан бір бағытта және бір тәртіппен 24 сағаттық
транскрипция процесі жүріп жатады. Хрононнан ақпараттардың осы тәрізді
циклды қайталанып саналуы нәтижесінде барлық жүйелерде биоырғақтылықтар
пайда болады. Басқа концепцияға сәйкес биоырғақтылықтар генерациясында
өздері арқылы өтетін иондық топтарды мезгілді түрде өзгерте алатын клетка
мембранасын қатысады. Мембрананың липидті қабатына орналасқан және калий
каналдарына жауапты белокты глобулдар фоторецепторлық функцияны атқаруы
мүмкін. Күн сәулесінің әсерімен бұл каналдар ашылып, жабылып тұруы мүмкін,
мұның өзі иондық градиенттің өзгеруін, мембрананың секірмелі ауытқу
жағдайын және биоырғықтылықтарды пайда етеді. Осы екі болжамды біріктіретін
трансляциялық-мембраналық үлгіде рибосомаларға трансляцияланатын және
геномдарда кодталған, циркадиандық ырғақтылық үшін жауапты бір немесе
бірнеше белоктар болуы мүмкін деп қорытындыланған. Бұл белоктар
мембраналардың ырғақтылық қасиетін тудыра отырып, клетка мембранасымен
байланысқан. Мұндай ген және ондағы локус дрозогерильден байқалған.
Кибернетикалық немесе мультиосцилляторлық үлгі биоырғақтылықтар
генерациялану мүмкіндігін организмдегі көптеген осцилляторлар көмегімен
математикалық тұрғыда негіздеген. Организмде түрлі жиіліктегі тебелісі бар
көптеген осцилляторлардың болуы олардың барлық жүйедегі осцилляторлар мен
сыртқы орта факторларынан белгілі дәрежедегі тәуелсіздігі мен тұрақтылығын
қамтамасыз етеді.
Бірақ, нақты көпклеткалы биологиялық объектіде функциялардың уақыттық
құрылымдары бұл қарапайым үлгілерге қарағанда әлдеқайда күрделі, өйткені
функция клетканың, тканьдер мен мүшелердің қызметін үйлестіре отырып,
олардың ырғақтылықтарын модификациялайды. Бұдан мамандандырылған ырғақтылық
орталығы – пейсмекерлік функция атқаратын негізгі осцилляторлар пайда
болады. Қалыпты жағдайда осы негізгі осциллятордың “сағаты” циркадианьды
ырғақтылықты жинақтап, оларды жүйкелік немесе гуморальдық жолмен синапсқа
береді, ондағы рецепторларда ЦАМФ пен басқа да кейбір заттардың ырғақты
өнімдері түзілген, олар өз кезегінде физиологиялық процестердегі
циркадиандық тәртіптілікті тұрақтандырушы нейротрансмиссияны реттейді. Осы
кезеңдердің біреуі істен шығатын болса ырғақтылықтың барысы бұзылады.
Сүтқоректілерде орталық ырғақтылықтың ролін гипоталамус атқарады деген
болжам бар. Мысалы, қоянның гипоталамусының алдыңғы бөлімін бұзса,
ректальды және тері температурасының тәуліктік ауытқу тербелісі төмендеп,
қандағы қанттың циклдылығы бұзылған. Бұл жерде негізгі рольді
супрахиазматикалық ядролар атқарады, өйткені ондағы электролоиттардың
бұзылуы физиологиялық функциялардың тәуліктік аритмиясын тудырады.
Биоырғақтылықтардың қалыптасуында үлкен ми жартышарларындағы қыртысты
қабаттың маңызы зор, өйткені ми қыртысы бұзылған иттердің ұйқы мен
сергектілік ырғақтылығы бұзылады, ал тарақанның көру төмпешігін алып
тастаса, тәуліктік ырғақтылық мүлде жоғалады. Көпклеткалы организмде
ырғақтылықтар функциясын басқаратын мамандандырылған жеке клеткалар болады.
Микроэлектродтар көмегімен қоянның бас миынан таламустың бір нейроны
табылған, ол басқа нейрондар тәрізді жарық пен дыбыстық сигналдарға жауап
қайтармайды, бірақ, 5, 10, 15 және 20 мс разрядтар тебілісі байқалған, ол
разрядтардың аралық интервалдары 5 мс болған. Бұл нейронды “Уақыт есептегіш
нейрон” деп атайды. Жекелеген нейрондардың фондық, мезгілдік активтілікті
жинақтай алатын қасиеті болатындығы анықталды. Осындай өзара байланысқан
нейрондар тобы ырғақтылықтардың барлық генераторлық қасиетін анықтай алады.
Интернейрондар ырғақтылық активтілік пен тәуліктік ырғақтылыққа тән
функцияларды реттеуге тікелей қатысады. Ең соңында, түрлі функциялардағы
ырғақтылықтардың қалыптасуында жүйке жүйесімен тығыз байланыста қызмет
атқаратын мелатонин, серотонин, адреналин, норадреналин, ацетилхолин және
кортикостероидтар сияқты гуморальдық заттар да қатысады. Бұған дәлел –
мидағы серотинин мен ацетилхолин мөлшерінің ырғақтылығы жануарлардың
қозғалыс активтілігімен үндес келетіндігі.
5. Ырғақтылық процестерін жиілік сипатына қарай жіктеу ең көп тараған
болжамдар қатарына жатады және негізгі үш топқа бөледі.
Бірінші топқа 30 минутан төмен периодты жоғарғы жиіліктегі
биоырғақтылықтар жатады. Көпшілік жағдайда бұл ырғақтылықтардың сыртқы
ортаның циклды өзгерістерімен байланысы анықталмаған. Тербеліс жиіліктері
10-2-102 С болуына байланысты, олар тербеліс жиіліктері 10-19-10-17, 10-15-
10-14 және 10-14-10-12 сипатында болатын молекулалардың, атомдар мен
элементарлық бөлшектердің толқынды аймақтарымен қабаттас жатады.
Секундтың бір бөлігіндей немесе бір секунд шамасында биоқұрылымдарда
конформациялық өзгерістер деп аталатын ауытқулар болады, оған мысал ретінде
биохимиялық циклдарды келтіруге болады. Циклдың барысында фермент
субстратпен қосылып, оны өзгертеді, одан кейін өнімді десорбциялап,
ферментті босатады. Осы тәрізді ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz