10063 (761126), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Таким образом, мозг выделяет какой-то гуморальный фактор, синтезируемый в нейросекторных клетках и контролирующий период ритма подвижности. Интересно, что «аритмичные» мутации как у Drosophila melanogaster, так и у D. Pseudoobscura повышают в мозгу процент аномально расположенных клеток, принадлежащих к задней группе нейросекторных элементов. Эти клетки, возможно, участвуют в функции циркадианных систем мух, например в качестве источника гуморального фактора, контролирующего ритм подвижности. Исследования мозаичных мух, нейроны которых различаются гистохимическими метками, поможет выяснить роль групп нейросекторных клеток в контроле циркадианной ритмичности. Генетический локус, в некоторых отношениях сходны с локусом per дрозофилы, был описан у гриба Neurospora. Мутация этого локуса тоже могут укорачивать или удлинять период. Гетерокарионы с ядрами того и другого типа проявляют период промежуточной длины подобного гетерозиготам per5/ per1 дрозофилы. Таким образом, у нейроспоры и дрозофилы имеются локусы, сходные по своим функциям; возможно, что циркадианные колебатели этих организмов близко по своему устройству на молекулярном уровне.
Итак, генетическое исследование циркадианных колебателей пролило новый свет на организацию циркадианной системы у некоторых организмов. Однако до сих пор не удалось установить ни одного конкретного механизма. Следующим шагом в использовании генетических методов для выяснения малекулярных механизмов циркадианных колебателей должна быть биохимическая идентификация продуктов тех генов, мутации которых затрагивают основные свойства колебателя.
Циркодиальные ритмы у беспозвоночных
Клеточные механизмы. Рассматривая ритмическую активность (напримнр, сокращения сердца или локомотацию), мы видели, что существуют два основных механизма генерации ритма: либо имеется клетки – водитель ритма (лейсмейкер), выходные сигналы которой задают ритм другим клеткам, либо действует групп или сеть клеток, ни одна из которых в отдельности не способна генерировать ритм – он возникает благодаря межклеточным связям. Эти две возможности следует учитывать и при анализе циркадиальных ритмов.
Удобным обьектом для изучения механизмов циркадиальных ритмов оказался морской брюхоногий моллюск Aplysia; его впервые использовал с этой целью Ф. Струмвассер из Калифорнийского технологического института в 1965г У аплизий, как и у большенства других животных, наблюдаются суточные изменения подвижности: эти малюски активны днем и неактивны ночью. Поскольку мы не знаем, существует ли у беспозвоночных сон, подобный сну млекопитающих, неактивное состояние у моллюсков лучше всего называть просто «покоем»; поэтому мы будем говорить, что аплазии свойствен суточный цикл покоя – активности. Многие другие животные тоже активны днем, однако некоторые (например, теплокровные ночные хищники) активны в темное время суток.
Если аплазию, которая жила в обычных условиях при суточной смене света и темноты, поместить в условия постоянного освещения или постоянной темноты, цикл покоя – активности у нее будет сохраняться в течение нескольких суток. Из этого видно, что циркадианный ритм может поддерживаться даже без каких либо сигналов от окружающей среды. Такой ритм, сохраняющийся при постоянных условиях, называется свободнотекущим. Период своботнотекущего ритма не равен в точности 24 часам (отсюда и общее название «циркадианный»); поэтому принято говорить, что в естественных условиях собственный ритм организма захватывает 24часовым циклом освещенности.
Описанные опыты показывают, что циркадианный генератор, ответственный за цикл покоя – активности, находится где-то в нервной системе. Этим генератором не может быть крупный нейрон с периодической импульсацией R15: двустороннее удаление абдоминального ганглия, в состоянии которого входит этот нейрон, не влияет на свободнотекуший ритм. В то же время удаление обоих глаз, как в естественных условиях, так и при постоянном освещении приводит к исчезновению циклической двигательной активности. С этим согласуется и тот факт, что свободнотекущий ритм сохраняется в глазах аплазий, находящихся все время в темноте; он проявляется в изменениях уровня спонтанной импульсации, регистрируемой в зрительных нервах. Сходный ритм можно записать и при отведении от изолированного глаза. Из этих опытов следует, что нервный субстрат, ответственный за циркадианные ритмы двигательной активности у аплазий, находится в самом глазу.
Для выявления клеточных механизмов циркадианного ритма применяли разные методы, в том числе воздействие фармакологическими агентами, подавляющими генерацию импульсов и передачу сигналов в химических или электрических синапсах. В настоящее время нет единого мнения о том, какие именно локальные нейронные сети в глазу аплазии генерируют циркадианный ритм. По–видимому в сетчатке аплазий существуют клетки двух основных типов - фоторецепторы и вторичные нейроны. Фоторецепторы в свою очередь подразделяется на два подтипа: R- клетки, дающие на световое воздействие градуальный, неимпульсный ответ, и Н- клетки, реагирующие на свет потенциалом действия с последующей гепераолиризацией. Во вторичных нейронах, или D-клетках, в ответ на вспышку света возникает деполяризация, сопровождающаяся залпом импульсов, и эта импульсация коррелирует с разрядами, регистрируемыми в зрительном нерве; таким образом, можно предполагать, что именно активность D- клеток обусловливает импульсацию в зрительных нервах, изменяющуюся в соответствии с циркадианным ритмом. Важную роль во взаимодействиях между клетками разного типа играют, видимо, электрические синапсы.
Какие же механизмы лежат в основе особых песмейкерных свойств или D-клеток? Высказывались предположения, что эти механизмы могут быть связанны с мембраной, цитоплазмой или ядром. Из возможных цитоплазматических механизмов все больше внимания привлекает синтез белков, роль которого удобно изучать с помощью ингибиторов этот процесса. Можно видеть, что ингибитор белкового синтеза (анизомицин), длительно воздействующий в высокой концентрации, не подавляет импульсную активность в зрительном нерве, но циркадианный ритм этой активности утрачивается. После внесения в омывающую препарат среду ингибитора наблюдается задержка («сдвиг по фазе») очередного цикла. В присутствии анизомицина полибосомы не повреждаются; синтез новых пептидных цепей может начинаться, но не может идти дальше, так как анизомицин присоединяется к 60S- субъединице рибосомы (возможно, он специфически воздействует на пептидилтрансферазу). По мнению исследователя из Олбани Дж. Джеклета, «эти данные означают, что для хода циркадианных часов необходимо ежедневный синтез белка». Чтобы уточнить роль белкового синтеза и связать его с регуляцией импульсных разрядов, нужны дальнейшие эксперименты.
Итак, у аплазии циркадианный ритм глаза обусловлен деятельностью генератора, находящегося в самом глазу. В отличие от этого мечехвоста (Limulys) изменения структуры, пигментации и чувствительности омматидиев наступают под влиянием эфферентной импульсации от центрального генератора. Ночью эта импульсация более интенсивна, чем днем. Частота импульсов, возникающих в ответ на световую вспышку, также выше в ночное время. Это согласуется с тем фактом, что ночью животное ведет себя более активно. Как показала внутриклеточная регистрация, повышенная активность в волокнах от генератора (в ночное время) подавляет спонтанные квантовые реакции клеток ретикулы на фоновую освещенность. В результате мембранной потенциал становиться более стабильным (так как снижается уровень влияющих на него шумов) и одновременно усиливается импульсный ответ на световую вспышку, т. е, повышается чувствительность рецепторов. Оба эффекта приводят к тому, что ночью, когда нужна большая чувствительность зрительного аппарата, отношение сигнала к шуму возрастает. Это пример того, каким образом центральный генератор может влиять на самые ранние этапы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе.
Многолетние и годовые циклы человека
На возможность существования многолетних биологических ритмов указывали исследования Н.Я. Перна (1925) на основании длительных наблюдений ученый установил, что у значительно числа людей проявляется ступенчатость жизни с «узловыми точками», или так называемыми пиками, в определенные возрастные периоды. Оказалось, что примерно через каждые 5-6 лет у человека наблюдаются взлеты творческой активности. Автор отметил, что определенные качественные изменения с подобной периодичностью происходят и у детей и юношей.
Многие известные специалисты в области спорта при изучении динамики спортивных результатов отмечали, что на достаточно высоком уровне, спортивного совершенствования все же происходят временные спады или временная стабилизация результатов. Исследования индивидуальной динамики, спортивных результатов сильнейших спортсменов мира (В.И. Шапошникова 1969) позволило установить, что у спортсменов более значительные приросты спортивных результатов происходят через 2 года на третий, а у спортсменок – через год. Был установлен и еще один интересный факт: варианты «мужского ритма» у спортсменок «женский» - у спортсменов особенно в период, приближающийся к завершению спортивных выступлений. Это позволило предположить, что значительную роль в формировании данных ритмов играет эндокринная система.
Изучения динамики спортивных результатов у сильнейших штангистов, сильнейших атлетов, пловцов и конькобежцев позволило сделать вывод о возможности прогнозирование многолетних темпов прироста спортивных результатов с учетом выявленной закономерности.
Из наблюдений, было установлено, что приросту функциональных возможностей предшествуют периоды скачкообразного прироста соматических признаков. Л.И. Конча, изучая скорость роста продольных размеров тела, установила максимум ее у мальчиков 12 и 15 лет, т.е., через два года на 3й, а у девочек в 11,13,15, т.е. через год. Э.А. Городниченко изучал силу сгибателей кисти у 1956 мальчиков от 8 до 17 лет. В данном случае наибольшие приросты силы отмечались в 9, 12 и 15 лет. Двухгодичные ритмы девочек можно было видеть у Г.В. Доля.
На основании изучения особенности роста в процессе полового развития мальчиков пришли к выводу, что ускорения роста является следствием анаболического действия андрогенов. Ученные отметили, что у одних наблюдателей выраженная скачкообразность роста, а у других процесс протекает вяло. Т.С. Пронина показала, что возрастная динамика гипофизарно-надпочечниковой системы (по среднепериодическим данным) отражает трехлетний процесс становления эндокринной функции от 7 до 13 лет. Глюкокортикоидная активность надпочечников высока у семилетних детей, к девятилетнему возрасту оно достоверно снижается, вновь возрастая к 10-11годам. Минералокортикоидная активность меняется аналогично, однако периоды снижения и усиления активности сдвинуты на один год, то есть падение активности происходит к десятилетнему возрасту, а последующее повышение к 11-12 летнему.
В.Р. Левин высказал предположении о существовании 3х-годичных биологических ритмах, связанных с иммунными процессами организма. Были установлены периодические подъемы частоты рецидивов (1раз в 3 года) при вычислении сроков их появления от даты выявления заболевания и частоты возникновения рецидивов у больных туберкулезом (751), 1 раз в 3 года, наблюдалось их увеличении, на 4м- 7м, 10м, 13 годах от даты взятия на учет периодичность имело место даже после современного длительного (более 12 месяцев) курса химиотерапии. Даже если число рецидивов уменьшилось, то они все же возникали, преимущественно с периодом около 3х лет, в которых может видеть, что случаи повторных реактиваций процесса, при туберкуломах по датам в большинстве своем соответствуют периодичности с периодом около 3х лет.
Ф. Дол по данным массовых флюорографических обследований отметил, что заболевание, ренгеноположительных лиц туберкулезом в основном возникали через 3 года 7 месяцев, после обнаружения у мужчин и через 2 года 10 месяцев – у женщин. В работе по наблюдениям за детьми, оказалось, что среди 3102 детей прослеженных многие годы с момента инфицирования микробактериями туберкулеза, образования кальцинатов, шло неравномерно: приблизительно раз в 3 года (Р меньше 0,05) темп образования извести в легких и в их корнях нарастали. Приводятся данные, которые были получены, у детей которые были получены у детей после внутрикожной вакцинации, 0,01 мг сахарозного препарата. Максимум положительных реакций был между 1и 2 годами (в среднем около 1,5 лет), а спад на 3й год. Вышеприведенные данные позволяют считать, что периодичность изменения величин прироста спортивных результатов и иммунных возможностей организма человека, является выражением многолетних биологических ритмов. Однако характер, биоритмов человека может быть различным по амплитуде колебаний и частоте максимальных значений – пиков. Эти различия особенно проявляется у талантливых спортсменов имеющих четкое периодическое повышение темпов прироста спортивных результатов. По данным С.И. Степановой, существует три биоритмологических типа людей. У одних эндогенность более выражена и воздействие внешних факторов не отражается на амплитуде биоритмов. У других людей, под влиянием внешних воздействий амплитуда биоритмов может уплощаться. Несомненно, так же роль гипофиз – адреналовой и репродуктивных систем в проявлении многолетний ритмичности. Во многих исследованиях доказано наличие тесной связи, между гонадами и мышечной системой, а так же между гонадами и тканевой резистентностью. Известно, что кора надпочечников, выделяет три группы стероидов, одна из которых по преимущественому действию сходна с гормонами половых желез.
Одновременность активизации гормональной функции надпочечников и половых желез, является необходимым условием, для появления скачков в приросте соматических признаков и проявлении функциональных возможностей. Есть основания говорить и о волнообразном характере иммунных процессов организма, ибо половые гормоны и кортикостероидные гормоны играют существенную роль в адаптационном синдроме, поддержании гомеостаза и выполнении адаптационно – трофической функции. Нерешенным пока остается вопрос о возможном существовании в 3хгодичном цикле 2х фаз, по 18 месяцев.
В работе Gutjar J., Kunkel H., имеется ссылка на исследование Гольдштейна, который в результате обработки данных ежемесячные регистрации ЭЭГ в течении 28 месяцев сделал заключение о существовании периода равного 18 месяцев.
В 1975 году мы решили посмотреть, как распределяется в 3х годичном цикле в случае смерти от инфаркта миокарда у мужчин. С помощью специальной программы на ЭВМ задавался набор пробных периодов «в днях». Для каждого индивида вычислялось, в каком месте пробного периода наступало исследуемое событие. Статистически достоверные увеличения случаев смерти отмечалось на 12й месяц при отсчете от даты рождения (месяц перед датой рождения). Во втором годовом цикле увеличений числа смертных случаев произошло на 11-12-й месяцы от даты рождения. Характерным было и снижение величин смирных случаев на 9,10-й и в двух циклах на 11-й месяц от даты рождения. При рассмотрении распределения подобных случаев у женщин, снова выделился месяц перед датой рождения.
Рассмотрение распределения по месяцам от даты рождения 676 случаев острых воспалительных заболеваний органов дыхания неспецифической этиологии (совместно ЦНИИ туберкулеза) показало аналогичную картину – увеличение заболеваний за месяц перед датой рождения. Анализ данных по распределению по месяцам от даты рождения 2134 заболеваний детей скарлатиной, 563 случаев ОРЗ у юных спортсменов подтвердил, что за месяц перед датой рождения эти величины значительно возрастают. У детей еще выделился по данным заболеваниям 8-й месяц от даты рождения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
