Безопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаБезопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаБезопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаЦиркадианные, или околосуточные, ритмы занимают ведущее место в общей структуре ритмических процессов организма. Они являются эндогенными, так как закреплены в генетическом аппарате и проявляются в условиях изоляции от внешних факторов, которым обязаны своим происхождением.
Уникальное свойство циркадианных ритмов - сохраняться неограниченно долго в условиях изоляции - можно выявить, устранив внешний суточный режим освещения и, по возможности, колебания других параметров среды, например, проводя наблюдения в пещере или в космосе. В таких случаях «величина периода может меняться в зависимости от условий эксперимента и индивидуальных особенностей организма, но обычно она не выходит из пределов 20-28 часов».
Суточные ритмы организма объединены в иерархически построенную систему, важнейшая роль которой заключается в обеспечении его жизнедеятельности. Период этих ритмов варьирует в определенных границах, что обеспечивает адаптационные возможности организма, поскольку для постоянной тренировки приспособительных механизмов требуется изменчивость как внешних, так и внутренних ситуаций.
В Институте медико-биологических проблем на протяжении многих лет проводилось изучение циркадианных ритмов организма здорового человека в различных условиях жизни и деятельности: в обычных социально-бытовых условиях, при ограничении социальных контактов, в изоляции от привычного физического и социального окружения (в сурдокамерах и других изолирующих помещениях). Участниками этих исследований были, как правило, научные сотрудники: мужчины и женщины молодого и среднего возраста (30-40 лет).
И хотя эти исследования проводились много лет назад, они заслуживают того, чтобы к ним обращались снова и снова. Привлечение новых методов обработки этих данных и рассмотрение их под иным углом зрения всякий раз открывают возможность получить новые результаты.
По предварительному анализу вариаций спектральной структуры (и прежде всего циркадианного ритма) исследуемых здесь физиологических показателей (частота сердечных сокращений (ЧСС), сублингвальная (под языком) температура, частота дыхания (ЧД) и почечная экскреция калия) посвящена статья С.И. Степановой. Здесь мы представляем результаты дальнейшего изучения этого материала, в том числе и в плане поиска причинно-следственных связей структуры биоритмов и некоторых внешних факторов.
Рис. 12.1. Временные ряды (а), СВАН-диаграммы (б) и результаты вейвлет-анализа (в) ЧСС у трех испытуемых мужчин в условиях ограничения социальных контактов, частота опроса 4 ч. Графики эффективной температуры (ЕТ), давления (Р), количества осадков, чисел Вольфа (W) и индекса геомагнитной активности (Ар) для того же временного интервала
Совместное использование Фурье-анализа и результатов вейвлет-анализа позволяет выявить ритмическую структуру процесса более надежно, чем при использовании только СВАНа, и локализовать ее во времени. Максимумы энергетического спектра, показанные па рисунке темным тоном, интерпретируются как ритмические составляющие процесса, доля которых в общей энергии велика, по мере ослабления тона - доля уменьшается.
На рисунке можно видеть интервалы времени, где периоды ритмов не локализованы, такие случаи можно охарактеризовать как проявление нестационарности процесса, когда происходит обмен энергией между составляющими разных периодов. В такие моменты периоды не остаются постоянными, происходит перестройка ритмической структуры.
Рис. 12.2. Временные ряды (а), СВАН-диаграммы (б) и графики структурной функции (в, г) ЧСС у двух испытуемых мужчин в условиях ограничения социальных контактов при обычном режиме труда и отдыха, частота опроса 1 ч. Пары рядов для каждого испытуемого соответствуют двум разным временным интервалам 1-3.06.1972 и 5-7.06.1972
Период околосуточного ритма ЧСС у обоих испытуемых варьирует: у Г- лина в течение первой серии наблюдений от 24 до 23 ч, у Ц. - от серии к серии (21-24 ч). Кроме того, отмечаются полусуточный и более короткопериодные ритмы - от 5 до 9 ч, которые также не стабильны во времени.
Рис. 12.3. Временные ряды (а) и результаты вейвлет-анализа (6) ЧСС у шести испытуемых мужчин и женщин в обычных социально-бытовых условиях, частота опроса 8 ч