Индивидуальные биоритмологические особенности организма

Во всех случаях составляется первичный, или несгруппированный, ряд (т.е. ряд, в котором не отображено распределение признака), образованный численными значениями, полученными в каждые сутки. Применительно к каждому ряду рассчитывается коэффициент вариации (с), представляющий собой процентное отношение среднего квадратического отклонения (б) к средней арифметической (х).

Хорошим критерием константности суточного ритма является устойчивость положения его акрофаз и параакрофаз на временной шкале. Б.С. Алякринский сформулировал понятие о зоне блуждания акрофазы, в основе которого лежит тот факт, что отношение акрофазы к местному времени в разные сутки оказывается различным. Как уже было сказано, зоной блуждания фазы называется временной интервал, в пределах которого колеблется от суток к суткам ее положение на 24-часовой шкале. Чем шире зона блуждания, тем менее устойчивое положение занимает фаза на временной шкале. Узкая зона блуждания свидетельствует об устойчивом положении фазы на шкале местного времени.

В практическом определении устойчивости положения акрофаз на временной шкале встречаются некоторые трудности. Поэтому имеет смысл подробно описать ход этой работы на примере материала, полученного в описанном выше исследовании.

Для определения широты зоны блуждания нужно было локализовать ее границы на оси времени. С этой целью данные об отношении акро- и параакрофаз к московскому времени в каждые сутки сводились в таблицы. В качестве примера приводится табл. 1, характеризующая отношение суточных максимумов температуры тела обследуемого Г. к московскому времени на протяжении 10 сут. Далее выяснялось, как распределяются температурные максимумы обследуемого Г. по часам суток. Результаты этого второго этапа обработки сведены в табл. 2. К этой таблице необходимо сделать следующее пояснение: очевидно, количество максимумов в процентах к общему их числу, приходящееся на данный час, характеризует концентрацию максимумов в данной временной точке, поэтому есть все основания назвать его показателем концентрации. Разумеется, сказанное относится не только к фазе максимума, но и к любой фазе вообще.

Распределение показателей концентрации изучавшихся фаз на шкале московского времени изображалось графически. Для каждого функционального показателя строили 4 графика (по числу анализируемых фаз), 3 из которых приведены на рис. 52. Очевидно, зона блуждания температурного максимума (рис. 52, а) определяется без труда: начало ее приходится на 7 ч, а конец - на 21 ч. Все показатели концентрации сосредоточены в пределах этого отрезка времени и следуют один за другим в точном соответствии с дневным расписанием измерений температуры тела регулярно через каждые 2 ч. Поэтому плотность расположения показателей концентрации на временной шкале в пределах зоны блуждания в данном случае является максимально возможной. Точно такая же картина наблюдается и со стороны максимума экскреции с мочой калия (рис. 52, б). Однако здесь нужно обратить внимание на одну особенность: 24-часовая шкала (ось абсцисс) разбита на 2-, 3- и 4-часовые интервалы, соответствующие распорядку сбора порций мочи. В пределах каждого интервала рассчитывалась среднечасовая экскреция калия. Поэтому фазы суточного ритма среднечасовой экскреции с мочой калия были «привязаны» не к временным точкам, а к временным интервалам и, следовательно, зоны блуждания этих фаз складывались из ряда временных интервалов (точно так же, как и зоны блуждания фаз суточных ритмов всех остальных показателей, регистрируемых в моче, - среднечасового диуреза, среднечасовой экскреции натрия, концентрации калия и натрия в каждой из собранных порций мочи).

Вертикальные линии - показатели концентрации; цифры над графиками - границы зон блуждания (часы по московскому времени), а - максимум температуры тела; б - максимум экскреции с мочой калия; в-параминимум концентрации в моче калия. По оси абсцисс: а - московское время, ч (обозначенные точки соответствуют графику регистрации температуры тела); б, в-интервалы, соответствующие графику сбора порций мочи по московскому времени порций мочи).

Как видно из рис. 52,6, зона блуждания максимума экскреции с мочой калия у обследуемого Г. составлена из следующих интервалов: 3-7, 7-9, 9-12, 12-15 и 15-18 ч. Первый из этих интервалов ограничивает зону блуждания слева, последний - справа. Но для того, чтобы выразить широту зоны блуждания одним конкретным числом, необходимо отнести ее начальную и конечную точки к определенному часу, а не к временному интервалу. Условность такого приема понятна, но в данном случае обойтись без него нельзя. При анализе показателей мочи начальной точкой зоны блуждания считалась ранняя граница первого интервала, а конечной точкой - поздняя граница последнего интервала. На рис. 52, б в соответствии с этим правилом зона блуждания располагается в промежутке времени с 3 до 18 ч. Согласно тому же правилу, на рис. 52, в зона блуждания начинается в 18 ч, а кончается в 7 ч, занимая вечерние, ночные и утренние часы.

Далеко не всегда зона блуждания фазы была так четко оформлена. Во многих случаях показатели концентрации оказывались разбросанными на временной шкале, охватывающей сутки, более дискретно. Так, например, на рис. 53 видно, что у обследуемого К. параминимумы концентрации в моче калия в течение 10 сут. ни разу не были зарегистрированы в первую половину периода бодрствования (с 7 до 15 ч), а также в интервале 18-21 ч. Таким образом, в течение суток было 2 промежутка, свободных от параминимумов.

Продолжительность обоих промежутков заметно различалась (8 и 3 ч). В подобных случаях границами зоны блуждания фазы служили границы большего свободного промежутка (а если свободных промежутков было 3, то границы наибольшего из них). В приведенном примере, в частности, начало зоны блуждания фазы приходилось на 15 ч, а ее конец - на 7 ч.

Сложнее было локализовать на оси времени границы зоны блуждания в тех случаях, когда в рамках суточного цикла было 2 или более свободных от показателей концентрации промежутка, равных друг другу и одновременно наибольших по продолжительности. Такой пример приведен на рис. 54. Здесь расстановка показателей концентрации минимумов частоты пульса не соответствует графику регистрации частоты сердечных сокращений: между показателями концентрации имеется три промежутка, из которых в первом свободна одна (9-часовая), а в двух других - по две временные точки.

Именно эти два последних свободных промежутка являются равными друг другу и наибольшими по продолжительности. Казалось бы, границы любого из них с одинаковым основанием могут быть приняты в качестве границ зоны блуждания минимума при условии исключения выбранного промежутка из общей продолжительности суток.

В подобных случаях выбор исключаемого промежутка определялся границами зоны блуждания сходной параакрофазы. Логично было исключать тот промежуток, который не входил в зону блуждания сходной параакрофазы. При этом учитывалось и то, как расположены зоны блуждания противоположных фаз. В приведенном на рис. 54 примере зона блуждания параминимума частоты пульса очерчена совершенно четко и охватывает вечерние, ночные и утренние часы. В то же время наибольшие по величине показатели концентрации максимума и парамаксимума приходятся на середину дня (на 15 и 13 ч соответственно). Оба эти обстоятельства дают убедительное основание локализовать зону блуждания минимума в интервале 17-11 ч, включив в нее вечерние часы (19 и 21 ч) и исключив дневные (13 и 15 ч).

Следует отметить, что подобные затруднения возникали обычно при широких зонах блуждания, когда показатели концентрации были разбросаны по всей временной шкале. Преодолеть эти затруднения иногда не удавалось. Так, оказалась неудачной попытка установить границы зон блуждания обеих акрофаз экскреции с мочой натрия, а также параминимумов экскреции с мочой натрия и часового диуреза у обследуемого Г. Определение границ узких зон блуждания осуществлялось значительно легче.

При вычислении широты зоны блуждания в нее включались обе ограничивающие ее временные точки - как начальная, так и конечная. Например, если зона блуждания располагалась в границах 7-21 ч, то ее широта считалась равной 15 ч.

С точки зрения оценки устойчивости положения фазы на оси времени представляет интерес максимальный показатель ее концентрации. Очевидно, чем выше этот показатель в численном выражении, тем больше тяготеет фаза к одной и той же временной точке и, следовательно, тем устойчивее положение фазы на временной оси.

Таким образом, для характеристики устойчивости положения фазы во времени могут быть использованы 2 величины: максимальный показатель концентрации фазы в одном пункте 24-часовой шкалы и широта зоны блуждания фазы вдоль этой шкалы. Первая величина находится в прямой зависимости от устойчивости положения фазы во времени, вторая - в обратной. Следовательно, частное от деления первой величины на вторую является единым показателем устойчивости положения фазы, учитывающим и ту и другую зависимость. Этот единый показатель получил название коэффициента устойчивости положения фазы на оси времени.

Есть основания полагать, что коэффициент устойчивости положения фазы на оси времени является наиболее надежным среди всех приведенных в работе критериев константности циркадианного ритма. Именно поэтому расчет коэффициента устойчивости описан так подробно.

Основные результаты, полученные в процессе оценки константности суточных ритмов обследуемых К. и Г., представлены в табл. 3-5. Как следует из этих таблиц, у обследуемого К. изучавшиеся ритмы в целом были более константны, чем у Г., так как у К. величины коэффициента вариации в большинстве случаев оказались ниже, а значения коэффициента устойчивости положения акрофаз - выше, чем у Г.

Заслуживает специального рассмотрения вопрос о том, насколько устойчива индивидуально присущая человеку степень константности циркадианной системы, не меняется ли она с течением времени, и не может ли быть так, что один и тот же человек сегодня является носителем высококонстантных суточных ритмов, а завтра становится обладателем столь же высоколабильных циркадианных ритмов. По этому поводу можно сказать следующее.

Сейчас уже хорошо установлено, что четкость взаимосвязи циркадианных ритмов меняется при стрессовых воздействиях самой разнообразной природы. Характер этих изменений зависит прежде всего от силы раздражителя. Мы уже говорили, что небольшой или умеренный стресс полезен организму, и эта полезность, между прочим, проявляется в том, что при такого рода стрессе циркадианные ритмы могут становиться более константными, а их взаимодействие более упорядоченным, более четким. Другими словами, в состоянии небольшого или умеренного стресса константность циркадианной системы может увеличиться. Но такая реакция, конечно, не обязательна для всех без исключения лиц. Если в обычных условиях константность жизненных ритмов организма данного человека высока, то под влиянием даже небольшого стресса она может уменьшиться. Что же касается стрессоров большой силы, то сейчас уже хорошо установлено, что они расстраивают содружественную работу всех звеньев циркадианной системы организма, нарушают их взаимную синхронизацию (т.е. вызывают десинхроноз), и если в этот момент измерить константность циркадианных ритмов, то она окажется низкой.

К числу таких стрессоров относятся и заболевания. Поэтому у больного человека константность циркадианной системы становится ниже, чем она была до болезни. Факты такого рода содержатся, в частности, в работах С.Б. Розовской и Крипке и др. То же самое можно сказать и о переутомлении, а также о частых нарушениях привычного распорядка сна - бодрствования, обусловленных систематическими трансмеридиональными перелетами, трехсменной и ночной работой.

Кстати, для того чтобы обнаружить увеличение лабильности тех или иных функциональных показателей при стрессе, не обязательно регистрировать эти показатели в циркадианном ритме, т.е. в течение нескольких суток. Иногда достаточно кратковременной регистрации, позволяющей оценить константность ультрадианных или других высокочастотных ритмов. Как отмечает Г. Ганчев, высокая работоспособность характеризуется низкой вариативностью показателей, посредством которых она определяется, и наоборот. При мышечном утомлении наблюдается нарастание вариативности межимпульсных интервалов в электромиограмме двигательных единиц. Производственное утомление сопровождается нарастанием колеблемости частоты пульса, величин дифференциального порога мышечного усилия и др.

Необходимо отметить, что константность циркадианной системы организма колеблется в сезонном ритме. Многочисленные экспериментальные данные, полученные при исследовании животных и человека, позволили сформулировать положение о так называемом сезонном физиологическом десинхронозе, в соответствии с которым константность циркадианной системы у жителей средних широт снижается в переходные сезоны года - весной и осенью - и возрастает в контрастные сезоны - летом и зимой. Можно думать, что сезонный физиологический десинхроноз сопровождается уменьшением сопротивляемости организма к повреждающим факторам, а у лиц, страдающих хроническими заболеваниями, способствует обострению этих заболеваний, например язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. (Интересно, что медики прошлого, по-видимому, знали, что весной и осенью самочувствие человека нередко ухудшается, и рекомендовали «производить весной и осенью общие очищения» организма.)

Наконец, можно полагать, что константность циркадианной системы организма изменяется с возрастом. Мы уже говорили о том, что периоды бурно протекающей возрастной эволюции - это периоды повышенного напряжения организма, интенсивного стресса, который, как мы только что убедились, сопровождается уменьшением константности циркадианных ритмов. Следовательно, в стадии роста и становления, а также в период угасания константность циркадианных ритмов должна быть ниже, чем в состоянии относительного покоя, устойчивости (т.е. в зрелом возрасте).

Таким образом, константность циркадианных ритмов одного и того же человека связана с состоянием здоровья, временем года, возрастом, что ни в коей мере не исключает индивидуального своеобразия «биоритмологического генотипа» (или, по терминологии Б.С. Алякринского, геноритма), одним из проявлений которого является индивидуально присущий человеку уровень константности его жизненных ритмов. В той или иной мере «биоритмологический генотип» всегда оказывается измененным различными ситуационными влияниями и в таком трансформированном виде предстает перед нами как «биоритмологический фенотип» (феноритм). Однако, если учесть эти влияния и постараться по возможности устранить их, можно составить представление о генетически запрограммированных особенностях циркадианных ритмов, в том числе и о степени их константности.

В литературе встречаются пока еще единичные сообщения, свидетельствующие о том, что исследователи обращают внимание на феномен константности циркадианных ритмов. К числу таких работ можно отнести исследование Мартелли, Маццони, хотя в нем идет речь не о суточной, а о дневной (т.е. относящейся к периоду бодрствования) динамике функциональных показателей. Авторы изучали способность к подсчету числа колец Ландольта с определенной ориентацией разрыва. Тестирование проводили через 15 мин в течение целого дня. Оценивали также порог восприятия интерференционных колец, полученных в результате взаимодействия двух когерентных монохроматических лучей света (эта проба выполнялась с 30-минутными интервалами). Полученные результаты позволили разделить обследуемых на две группы: стабильную и нестабильную. У лиц, отнесенных к стабильной группе, была обнаружена закономерная динамика показателей в течение дня с максимальными величинами в 10-11 и 17 ч. Представители нестабильной группы характеризовались высокой вариативностью показателей и отсутствием четкой периодичности день ото дня.

Продолжим, однако, обсуждение вопроса о взаимосвязи константности и подвижности циркадианной системы организма. Как уже было сказано, согласно нашим первоначальным представлениям, циркадианная система с константными ритмами должна быть при прочих равных условиях более подвижной, чем система с лабильными ритмами. Более глубокий анализ этой проблемы показал, что к оценке взаимосвязи константности и подвижности следует подходить с учетом иерархической структуры циркадианной системы. Согласно современным представлениям о циркадианной иерархии, на ее вершине находится ритм-водитель или, может быть, группа ритмов-водителей, управляющих подчиненными ритмами-ведомыми. Назначение ритмов-водителей заключается в том, чтобы осуществлять связь организма с внешним миром, обеспечивая фазовую синхронизацию жизненных ритмов с физическими и, если речь идет о человеке, с социальными времядатчиками. Фазы ритмов-водителей управляются датчиками времени, а фазы ритмов-ведомых настраиваются ритмами-водителями, передающими внешние сигналы нижележащим этажам. Эта передача осуществляется последовательно, от одного уровня циркадианной системы к другому, а от них - к наиболее глубоко упрятанным процессам. Скорость передачи управляющих сигналов сверху вниз определяется слаженностью передающего механизма, четкостью согласования работы всех его звеньев.

Хотелось бы еще раз специально подчеркнуть: сигнал к перестройке может быть принят ритмом-подчиненным только от непосредственно управляющего им ритма, находящегося этажом выше, но не от ритмов более высокого ранга, отстоящих от него на несколько этажей. В этом и состоит принцип иерархического подчинения. Конечно, изменения в сфере ритмов-водителей отзываются и в глубинных этажах циркадианной системы, но лишь, образно говоря, в виде каких-то неясных звуков, отдаленного эха, но никак не в виде императивных импульсов, побуждающих все звенья циркадианной системы к немедленной перестройке вслед за этими изменениями.

Как подчеркивает Б.С. Алякринский, циркадианная иерархия формировалась на пути эволюции живых систем, в ходе которой организм постепенно утрачивал способность к глобальной реакции на случайные возмущения в сфере датчиков времени. Высокая чувствительность к таким возмущениям одних звеньев организма и нечувствительность других гарантировала организм от многочисленных тотальных перестроек своей жизнедеятельности вслед за случайными событиями, происходящими во внешней среде, избавляла его от роли «игрушки случая» и в то же время сохраняла способность постоянно следить за состоянием среды, отмечать всевозможные ее изменения, чтобы всегда быть готовым адекватно отреагировать на них. В этом проявляется двойственный характер реагирования живых систем на случайные и кратковременные возмущения в среде (тактические адаптации) и закономерные, длительные изменения внешних условий (стратегические адаптации, затрагивающие весь организм, а не только его лабильные звенья). В сущности, именно это обстоятельство подчеркивал Доттервайх [Dotterweich, по: [Ухтомский]): «Увязка очень медленно протекающих равновесных процессов с относительно быстро протекающими процессами приводит, между прочим, к тому, что система может производить впечатление относительно инертной, когда, например, система как целое кажется нереагирующей, несмотря на различные изменения отдельных компонентов. Изменение одного компонента фактически не будет достаточно для производства впечатления в совокупной системе, если, как что часто бывает, изменение в компоненте компенсируется уже прежде, чем оно заметным образом могло бы повлиять на совокупную систему. Краткое и быстро проходящее изменение одного компонента производит видимое действие лишь на прочие быстро реагирующие компоненты системы, которые за время изменения стремятся к соответствующему новому равновесию, но не на большую часть медленно реагирующих компонентов».

Такое представление, по существу, соответствует положению П.К. Анохина, сформулированному им, правда, в несколько иной плоскости, согласно которому «в состав функциональной системы входят по крайней мере две категории физиологических механизмов с весьма различными физиологическими свойствами. В одну из них входят механизмы, обладающие крайней консервативностью… и относительной консервативностью… Другие же узловые механизмы системы… обладают весьма широкой пластичностью…».

С точки зрения оптимального функционирования циркадианной системы организма к константности ритмов-водителей и ритмов-ведомых предъявляются разные требования. Для успешного осуществления связи между средой и организмом ритм-водитель должен быть чувствительным к внешним сигналам, способным быстро отвечать на эти сигналы изменением численных значений своих параметров, т.е. обладать достаточно высокой лабильностью. В то же время скорость реакции организма на изменение параметров ритма-водителя тем выше, чем прочнее взаимосвязь ритмов-ведомых, в сфере которых главным образом и происходит передача сигнала с этажа на этаж. Прочность этой взаимосвязи определяется степенью их константности. Высокая константность ритмов-ведомых обеспечивает быструю и точную передачу сигналов от одного уровня циркадианной системы к другому, быстрое приспособление организма к новому положению фазы времядатчика. Хотелось бы подчеркнуть, что такое быстрое приспособление выгодно в случае стратегической адаптации. Что же касается тактической адаптации, то высокоскоростная система может оказаться в проигрыше, достигая в короткие сроки глубоких перестроек в ответ на случайные и сравнительно кратковременные средовые изменения. В этом, по-видимому, состоит еще одно противоречие адаптационного процесса: выигрывая в стратегии, организм проигрывает в тактике.

Именно поэтому неверно было бы думать, что адаптивные возможности циркадианной системы и в стратегическом и в тактическом отношении тем выше, чем выше лабильность ритмов-водителей и одновременно чем выше константность ритмов-ведомых, т.е., другими словами, чем выше скоростные возможности системы в плане реакций на сдвиги фазы времядатчиков. Можно думать, что одновременный учет интересов организма в сфере тактической и стратегической адаптации обеспечивается сочетанием достаточно высокой (но не избыточной) константности ритмов-ведомых с достаточно высокой (но тоже не избыточной) лабильностью ритмов-водителей. К такой системе полностью применим принцип: чем лучше организована система, тем она адаптивнее. «Более организованные системы, - пишут А.Б. Георгиевский и др., - как правило, являются и более приспособленными, иными словами, адаптация выступает в качестве критерия организованности, и наоборот». Здесь под организацией, как указывают авторы, подразумевается не морфофизиологическое строение, а упорядоченность взаимодействия рабочих единиц, составляющих систему, а также целостной системы с окружающими ее условиями. С точки зрения этого принципа, хорошо организованная циркадианная система должна быть высокоадаптивной не только по отношению к сдвигу фазы ритма сна-бодрствования, но и к любому стрессорному воздействию, нарушающему фазовую архитектонику циркадианных ритмов. Иначе говоря, хорошо организованная циркадианная система должна быть устойчива к десинхронозу, вызванному стресс-агентом любой природы, в том числе и таким серьезным стресс-агентом космоса, как невесомость.

Литературные данные свидетельствуют о том, что идея поиска связи между константностью и подвижностью циркадианных (а в ряде случаев и ультрадианных) ритмов занимает не только нас, но и других исследователей. Работу А.Д. Слонима, Г.М. Чёркович, в которой более высокая скорость адаптации к инвертированному распорядку жизни была отмечена у обезьян с четко выраженным ритмом активности-покоя (эти животные характеризовались также высокой подвижностью нервных процессов), мы уже упоминали выше. Н.И. Моисеева, Н.И. Моисеева и др. изучали адаптацию обследуемых лиц к сдвигу фазы ритма сна-бодрствования после перелета с пересечением нескольких часовых поясов. Пять раз в сутки у этих лиц регистрировали артериальное давление и частоту пульса. Авторы делают вывод, что у лиц, отличающихся хорошими адаптационными возможностями, наблюдаются, во-первых, более высокие значения функциональных показателей сердечно-сосудистой системы, во-вторых; большой разброс этих значений на протяжении суток (по-видимому, имеется в виду большая разница в величинах суточного максимума и минимума, т.е. то, что мы называем амплитудой суточного ритма) и, наконец, постоянство положения акрофаз на 24-часовой шкале. С точки зрения Каилле, Бассано, адаптация к измененному ритму сна-бодрствования быстрее протекает у малоритмичных лиц. Напротив, лица, отличающиеся устойчивыми, четкими ритмами должны рассматриваться как плохо адаптирующиеся. Авторы рекомендуют использовать эти данные для отбора персонала, подвергающегося сдвигу фазы ритма сна-бодрствования.

При оценке взаимосвязи константности и подвижности по результатам конкретных исследований необходимо учитывать место изучаемого ритма в управляющем или подчиненном звене циркадианной системы (т.е. в группе ритмов-водителей или ритмов-ведомых). Если мы имеем дело с ритмами-водителями, то можно ожидать, что лица с более высокой их лабильностью будут адаптироваться к временному сдвигу быстрее других (в том случае, конечно, если эта лабильность не избыточна). Если же мы регистрируем ритмы-ведомые, то более высокие адаптивные возможности продемонстрируют лица с более высокой (но не избыточной) константностью этих ритмов.

Какие же конкретно суточные ритмы являются управляющими (ведущими), а какие управляемыми (ведомыми)? На первый взгляд, представляется логичным при решении этого вопроса принять в качестве критерия выраженность и быстроту ответа ритмического процесса на стрессорные воздействия: ведь мы говорили, что ритмы-водители отличаются высокой реактивностью (лабильностью), а ритмы-ведомые - устойчивостью (константностью). Штейнбах и др., например, показали, что количество эритроцитов, гематокрит, содержание креатинина и кортизола в крови имеют стабильные суточные ритмы, мало изменяющиеся в условиях первого столкновения с неизвестной обстановкой и взятия крови, сопровождающегося болезненными ощущениями, в то время как суточные ритмы температуры тела, содержания в крови лейкоцитов и глюкозы в этой ситуации заметно нарушаются. Казалось бы, первую группу ритмов можно отнести к числу ведомых, вторую - к числу водителей. Однако возникает вопрос: всегда ли это так? Не исключено, что если бы в качестве стресс-агента использовалась, к примеру гипоксическая гипоксия, то самая непосредственная, самая быстрая реакция была бы отмечена со стороны активности центральной нервной системы, показателей дыхания, кровообращения; при действии какого-то другого раздражителя на первый план могли бы выйти иные физиологические процессы, в наибольшей степени причастные к реакции организма на данное конкретное воздействие. Короче говоря, в зависимости от специфики раздражителя скорость и выраженность реакции того или иного ритмического процесса может оказаться различной. Поэтому попытка подойти к оценке положения того или иного ритма в циркадианной иерархии на основе его устойчивости к стрессорным воздействиям без учета специфики наличных условий едва ли будет результативной. Нужно иметь в виду также силу раздражителя и фактор индивидуальности организма, которые накладывают свой отпечаток на характер реакции.

Иногда делается попытка выделить ритмы-водители и ритмы-ведомые, опираясь на скорость адаптации к быстрому временному сдвигу. Однако полученные таким путем результаты следует считать справедливыми применительно лишь к этой конкретной ситуации, учитывая отмеченную выше специфичность поведения организма в различных условиях. После перелета человека в новый часовой пояс вступает в действие система волевых импульсов, регулирующих ритм активности и покоя, побуждающих работать и отдыхать (находиться в постели) в непривычное время. Следовательно, руководящую роль в данном случае осуществляет центральная нервная система, точнее, вновь сформированный в сфере сознания ритм-водитель, представленный периодическими самоприказами, подаваемыми в соответствии с новым ритмом физических и социальных времядатчиков. Непосредственно подчиненным ему ритмом становится ритм активности-покоя, положение фазы которого с первых же дней после перелета приходит в соответствие с чередованием дня и ночи. Активная деятельность мышечной системы в дневные часы и расслабление ее в ночные сопровождается синхронными колебаниями газообмена (потребление кислорода работающими мышцами в 8-10 раз и больше превышает потребление кислорода покоящимися мышцами), кровотока через скелетную мускулатуру, продукции метаболитов, образующихся во время мышечной работы. Однако физическая активность не ограничивается только деятельностью мышц. Она реализуется при участии других звеньев опорно-двигательного аппарата - суставов, связок, сухожилий. Необходимо учитывать также многочисленные нервные образования - как периферические, так и центральные, обеспечивающие двигательную функцию. Они также подчиняют свою деятельность новому ритму активности и покоя. Активный двигательный режим в дневное время поддерживает на высоком уровне частоту пульса, которая ночью снижается, причем не только под влиянием, физического покоя, но и вследствие перехода в горизонтальное положение.

Таким образом, в ситуации приспособления к сдвигу фазы ритма сна-бодрствования можно выделить по крайней мере два ритма-водителя. Это ритм волевых сознательных процессов и ритм активности-покоя; оба они синхронны с новым положением фазы время-датчиков. В то же время, как показывает опыт многочисленных наблюдений и специальных экспериментальных исследований, в этих условиях можно назвать и ритмы другого рода, перестраивающиеся с большим трудом, которые можно было бы отнести к числу ритмов-ведомых. Это ритмы экскреции с мочой калия и температуры тела.

Адаптация к новому режиму жизни сопровождается изменением циркадианной иерархии. По мере налаживания сна исчезает необходимость в произвольной регуляции ритма активности и покоя. В результате прежний верховный ритм-водитель (ритм волевых процессов, управляющий ритмом активности и покоя) уходит со сцены и его место занимает ритм сна-бодрствования, точнее, тот ритм или те ритмы, которые у здорового человека в обычных условиях регулируют ритм сна-бодрствования. Таким образом, можно полагать, что иерархия циркадианных ритмов отличается известной пластичностью, что она может в каких-то пределах меняться в зависимости от конкретных условий. Это, конечно, не значит, что иерархия циркадианных ритмов крайне неустойчива, подвижна, расплывчата, что она не содержит в себе ничего постоянного. К ней полностью применима изложенная выше мысль П.К. Анохина о том, что в каждой функциональной системе есть жесткий, стабильный каркас, на который нанизаны подвижные, ситуационно меняющиеся элементы. Есть все основания полагать, что на обоих этажах циркадианной иерархии - на уровне ритмов-водителей и ритмов-ведомых - имеются устойчивые компоненты, в любых условиях занимающие там постоянное место. Выявление этих компонентов практически очень важно, поскольку они являются достоверными представителями своих этажей циркадианной системы и потому с наибольшей надежностью могут быть использованы для оценки лабильности ритмов-водителей и константности ритмов-ведомых. В сфере ритмов-водителей к их числу, несомненно, относятся суточные периодические процессы, протекающие в центральной нервной системе. Как подчеркивает Б.С. Алякринский, центральная нервная система обладает наибольшей чувствительностью к внешним сигналам, и потому именно она приобрела роль ведущего звена в поддержании упорядоченной фазовой архитектоники циркадианных ритмов организма. (Сказанное не следует понимать так, будто все без исключения функциональные отправления центральной нервной системы относятся к разряду ведущих. Вероятно, среди них есть и такие, которые занимают подчиненное место.) Некоторые авторы, в частности Суровяк, предлагают концепцию гипоталамического водителя циркадианных ритмов. Эта концепция заслуживает серьезного внимания, ибо гипоталамус действительно является посредником между внешней средой и организмом. Что касается ритмов-ведомых, то их следует искать в первую очередь среди вегетативных процессов.

Проблема константности циркадианных ритмов организма и связи константности с адаптивностью нуждается в широкой экспериментальной проработке. Необходимо, в частности, найти количественное выражение оптимального сочетания лабильности ритмов-водителей и константности ритмов-ведомых, обеспечивающего наилучшее приспособление к сдвигу фазы ритма сна-бодрствования и к различным стрессорным воздействиям.

На основе представлений об индивидуальном уровне подвижности и константности циркадианной системы было сформулировано обобщенное понятие индивидуального биоритмологического статуса организма как совокупной характеристики присущих ему биоритмологических особенностей. Биоритмологический статус - это интегральный образ организма как ритмической системы, объединяющей ритмы с самыми различными периодами - от долей секунды до нескольких лет. Как мы уже говорили, любое функциональное отправление организма подчиняется закону ритма, поэтому понятие биоритмологического статуса имеет отношение ко всем без исключения жизненным процессам, но выделяет в них одну сторону - периодичность. Поскольку, однако, проблема биоритмологического статуса разрабатывалась нами в аспекте проблемы циркадианных ритмов, мы рассматриваем здесь только те стороны биоритмологического статуса, которые имеют отношение к этим ритмам и не затрагивают колебаний с другими периодами. Подвижность и константность - это отдельные стороны биоритмологического статуса, которые, конечно, не исчерпывают содержания этого понятия. Очень важной особенностью индивидуального биоритмологического статуса человека является отношение максимума его работоспособности к тому или иному периоду суток. По этому признаку люди делятся на три типа: «жаворонки» (с утренним пиком работоспособности), «совы» (с вечерним пиком работоспособности) и лица, имеющие максимум работоспособности в середине дня (промежуточный тип). Лица, относящиеся к «утреннему» типу, предпочитают рано ложиться и рано вставать, в то время как представители «вечернего» типа поздно ложатся и поздно встают.

В работе Эстберга дан исторический очерк исследования проблемы «утреннего» и «вечернего» типа, фрагментарное изложение которого приводится ниже.

Первые попытки дифференцирования «утреннего» и «вечернего» типа относятся к началу XX столетия. В 1900 O'Shea предлагал студентам Висконсинского университета (США) ответить на вопросы: «В какое время суток Вы чувствуете себя лучше всего?» и «В какие часы суток Ваша работоспособность самая низкая?». Анкету О'Ши позднее использовал Мэрш, изучавший циркадианный ритм работоспособности. Он пришел к выводу о несомненном существовании людей «дневного» и «ночного» типа. Янделл [Jundell] отметил, что принадлежность человека к «утреннему» или «вечернему» типу определяет некоторые особенности суточной температурной кривой: у людей «вечернего» типа пик этой кривой приходится на более поздние часы; нежели у представителей «утреннего» типа. Byс и Винтерштейн зарегистрировали различие между людьми, «склонными к вечернему сну» (рано в кровать - рано вставать) и «склонными к утреннему сну» (поздно в кровать - поздно вставать). По мнению Леопольд-Леви [Leopold-Levi], предрасположенность человека к раннему или позднему отходу ко сну, равно как и к раннему или позднему подъему, зависит от преобладания симпатического или парасимпатического тонуса вегетативной нервной системы. Рипер считал вечерний тип результатом городского образа жизни. Клейтман различал лиц, у которых максимум температуры тела и работоспособности приходится на ранние дневные часы (примерно на 12 ч), и лиц с более поздним максимумом температуры тела и работоспособности (примерно в 18 ч). Первых он относил к «утреннему типу», вторых - к «вечернему типу». Все, кто не принадлежит к этим двум типам, должны быть отнесены к промежуточному классу «полуденных типов». Дальнейшие исследования показали, что принадлежность к «утреннему» или «вечернему» типу работоспособности определяет «утренний» и «вечерний» тип реагирования на бальнеотерапевтические процедуры. К такому выводу пришли Ламперт, который впервые назвал представителей «утреннего» типа «жаворонками», «вечернего» - «совами», Хильдебрандт, Айшэг Джордж [Hildebrandt, Ishag George]. Чрезвычайно интересные данные получил Тьюн, изучавший особенности сна у экстра- и интравертов. Он нашел, что в 20-летнем возрасте разницы между экстра- и интравертами в этом отношении нет, однако с возрастом экстраверты все больше и больше приближаются к «вечернему» типу (встают все позже и позже), а интраверты-к «утреннему» типу (встают все раньше и раньше). Связь «утреннего» и «вечернего» типа с экстра- и интраверсией была поставлена под сомнение Уэббом. Хорн, Эстберг также пришли к выводу, что интра- и экстраверсия не могут служить надежными индикаторами «утреннего» и «вечернего» типа. Хэмпп наблюдал «утренний» и «вечерний» тип изменения настроения. Согласно данным этого автора, в здоровой популяции людей имеется 20% представителей выраженного «утреннего» типа, 30% выраженного «вечернего» типа, а остальные 50% не обнаруживают заметных суточных колебаний настроения. (Здесь очень важно, что речь идет именно о здоровых людях. Как подчеркивает Миддельхофф, больных психическими заболеваниями в стадии ремиссии можно разделить по принадлежности к «утреннему» и «вечернему» типу, в то время как в острой стадии заболевания эти различия исчезают. Можно думать, что признаки «утреннего» и «вечернего» типа оказываются скрытыми и в острой стадии соматических заболеваний, поскольку сейчас уже хорошо установлено, что болезнь искажает естественную суточную периодику жизненных функций организма.) По данным Horsbrugh, 25% обследованных им студентов относились к «утреннему» типу работоспособности, а 20% - к «вечернему». Как сообщают Конрой, О'Брайен, 30% атлетов международного класса показали свои наивысшие достижения утром, а 24% вечером.

Росс установил, что ночная работа, как правило, предпочитается лицами «вечернего» типа (а также людьми тревожными, избегающими дневного света и больших скоплений людей). По свидетельству Аанонсен, большинство рабочих, отказавшихся от сменной работы по медицинским показаниям, принадлежит к типу «рано в кровать - рано вставать», т.е. к «утреннему» типу.

Эстберг предлагает анкету для установления принадлежности к тому или иному типу суточного ритма работоспособности.

Рассмотренный в работе Эстберга материал, касающийся «утреннего» и «вечернего» типа, может быть дополнен еще некоторыми данными такого рода. Хорн, Эстберг подтвердили свое положение об отсутствии достоверной корреляции между «утренним» и «вечерним» типом, с одной стороны, и экстравертивностью-интравертивностью - с другой. Akerstedt, Froberg исследовали экскрецию с мочой катехоламинов у лиц «утреннего» и «вечернего» типа и установили, что по выделению норадреналина различий между обеими группами не было, в то время как общее суточное содержание в моче адреналина было более высоким у представителей «утреннего» типа, причем суточный максимум этого показателя в обеих группах приходился на одно и тоже время (примерно на 13 ч). Брайтхаупт и др. выявили зависимость фазовых соотношений суточных ритмов частоты пульса, дыхания, температуры тела и ряда других показателей от принадлежности к «утреннему» и «вечернему» типу, а также нашли тесную связь между положением фазы суточного ритма некоторых функциональных показателей и вегетативной реактивностью. О различиях в положении температурного максимума на суточной шкале у представителей обеих групп сообщает Зигмунд. По данным этого автора, у беременных женщин «утреннего» и «вечернего» типа наблюдаются соответствующие различия в распределении двигательной активности плода.

В нашей стране большое внимание изучению «утреннего» и «вечернего» типа работоспособности уделяется В.А. Доскиным и Н.А. Лаврентьевой. Для выявления этих типов они пользуются тестом САН (названным, как уже говорилось, по первым буквам слов «самочувствие», «активность», «настроение»). В соответствии с этим тестом обследуемые лица несколько раз в день самостоятельно оценивают особенности своего самочувствия, работоспособности, настроения. На основе таких оценок и определяется принадлежность человека к тому или иному типу.

Тест САН представляет собой бланк, на котором перечислены 30 пар слов (каждая пара составлена из слов взаимно противоположного значения), отражающих различные особенности субъективного состояния человека. Порядок слов не случаен: две первые пары слов характеризуют самочувствие, две следующие - уровень активности, пятая и шестая пары - настроение; далее весь цикл повторяется снова и т.д. Таким образом, каждая сторона субъективного состояния (самочувствие, активность, настроение) характеризуется 10 парами слов.

Между парами слов находятся цифры - оценочные баллы: 3-2-1-0-1-2-3. Баллы, расположенные слева от 0, оценивают степень выраженности признаков, перечисленных в левом столбце слов, баллы справа от 0 - степень выраженности признаков, перечисленных в правом столбце слов. Чем выше балл, тем лучше выражен признак.

Задача обследуемого состоит в том, чтобы применительно к каждому признаку выбрать и отметить балл, наиболее точно отражающий его состояние в момент обследования. Если это состояние неопределенно, отмечается цифра 0.

Положительные и отрицательные характеристики расположены как с правой, так и с левой стороны карты, что затрудняет преднамеренное искажение результатов. Бланк, в котором все отмеченные баллы оказываются в одном и том же вертикальном ряду цифр, считается недействительным.

Десятикратное предъявление признаков одной и той же категории позволяет получить надежные данные.

Заполненная карта требует расшифровки. Цифровой ряд оценочных баллов, указанный на бланке, переводится в ряд цифр от 1 до 7 так, как показано на бланке «Ключ к расшифровке теста САН». Очевидно, в процессе перешифровки балл 3, соответствующий плохому самочувствию, низкой активности и плохому настроению, выражается цифрой 1; балл 0 оценивается цифрой 4; балл 3, отражающий хорошее самочувствие, высокую активность и хорошее настроение, переводится в цифру 7.

Принадлежность человека к «утреннему», «вечернему» или промежуточному типу устанавливается на основе приуроченности максимальной суммы баллов, набранной при выполнении теста САН (подсчитанной после перешифровки), к тому или иному времени суток (напомним, что бланк заполняется несколько раз в сутки).

Необходимо отметить, что выраженность «утреннего» (как и «вечернего») типа у разных лиц неодинакова. Так, одни люди принадлежат к резко очерченному «утреннему» типу, а у других этот признак проявляется слабо. Для оценки выраженности «утреннего» и «вечернего» типа по результатам регистрации психофизиологических функций В.А. Доскин, Н.А. Лаврентьева предложили пользоваться коэффициентом оптимума функций (КОФ), который представляет собой отношение средней арифметической из величин, полученных в утренние и дневные часы (6-15 ч), к средней арифметической из величин, зарегистрированных в вечернее время (18-24 ч). Можно думать, что этот коэффициент указывает принадлежность к тому или иному типу в том случае, если он рассчитывается на основе данных о рабочей продуктивности человека в каком-либо виде деятельности, потому что представители «утреннего» и «вечернего» типа в первую очередь различаются между собой именно по этому показателю. Что же касается таких традиционно регистрируемых в биоритмологии показателей, как температура тела или частота пульса, то пока нет достаточных оснований считать, что КОФ, вычисленный на их основе, поможет разделить «жаворонков» и «сов», так как суточная динамика этих функциональных показателей не различается у обоих типов сколько-нибудь заметно (по данным Хорна, Эстберга, максимум суточного температурного ритма у представителей «утреннего» типа наступает всего на 1 ч раньше, чем у «вечернего»).

Результаты выполненного В.А. Доскиным, Н.А. Лаврентьевой обследования студентов показали, что в утренние часы предпочитает работать 25% лиц, в вечерние - 40%, а 35% студентов либо указывают на 2 пика работоспособности в течение суток, либо не отмечают определенных периодов ее повышения. Максимум работоспособности представителей «утреннего» типа приходится на 9-14 ч, «вечернего» - на 18-20 ч, а иногда и на 23. Интересно, что суточный ритм потребности в питании коррелирует с принадлежностью к «утренней» или «вечерней» биоритмической группе.

О любопытном факте сообщает В.А. Доскин: во время выполнения обследуемыми лицами монотонной работы у них обнаруживается 90-минутная периодичность состояния с появлением эпизодов спонтанной сонливости и удлинения латентного периода зрительно-моторной реакции, причем максимальное снижение уровня бодрствования у лиц «утреннего» типа наблюдается вечером, а у лиц «вечернего» типа - утром.

Среди студентов «утреннего» типа выявлено 48,6% лиц с гипертоническими состояниями, тогда как в группе «вечернего» типа таких лиц оказалось 29,4% (у представителей индифферентного типа, или по терминологии В.А. Доскина, Н.А. Лаврентьевой «аритмиков», частота гипертонических состояний составила 42,5%). По свидетельству В.А. Доскина, Н.А. Лаврентьевой, лица «утреннего» типа склонны относить свои житейские затруднения и конфликты на счет собственного соматического неблагополучия. У этих людей легче возникают состояния депрессии и тревоги, они чаще переживают фрустрацию (субъективное ощущение неспособности успешно преодолеть трудную ситуацию), нежели представители «вечернего» типа, для которых характерно стремление к активному преодолению трудностей.

Что касается корреляции между типом суточного ритма работоспособности и адаптацией к сдвигу фазы ритма сна-бодрствования, то по этому поводу можно найти лишь единичные работы. Вендт сообщает, что для людей, склонных к более позднему отходу ко сну, характерна замедленная адаптация к смене часовых поясов. По данным Хильдебрандта, Штратманна, лица «вечернего» типа обнаруживают лучшую переносимость ночной работы, нежели представители «утреннего» типа. И это совершенно естественно: «вечерний» тип как раз и характеризуется высокой работоспособностью в вечернее, а нередко и в ночное время. Но хорошая переносимость ночной работы у «сов» выражалась не только в высокой продуктивности, но и в отсутствии резких деформаций суточной температурной кривой, обусловленных ночным бодрствованием; такие деформации наблюдались у лиц «утреннего» типа («жаворонков»). Между прочим, одним из характерных нарушений суточного ритма температуры тела у «жаворонков» было увеличение его амплитуды, что, как мы уже говорили, является признаком стресса.

Проблема «сов» и «жаворонков» привлекает серьезное внимание специалистов. Ее дальнейшая разработка представляет не только теоретический, но и практический интерес с точки зрения рациональной организации труда, требующей учета индивидуальных биоритмологических особенностей человека.

Еще одна особенность индивидуального биоритмологического статуса - это длительность естественного циркадианного периода. В многочисленных экспериментах, проведенных в так называемых постоянных условиях (т.е. в изоляции от учитываемых внешних периодических факторов) - в пещерах, сурдокамерах и т.д., обнаружилось, что у большинства людей в этих условиях цикл сон - бодрствование удлиняется (в среднем до 24,5-25,9 ч) и лишь у немногих он становится несколько короче 24 ч. Продолжительность периода ритма сна-бодрствования, наблюдаемую в постоянных условиях, Ашофф назвал естественным циркадианным периодом, подчеркивая этим самым его независимость от внешних синхронизаторов, его внутреннюю обусловленность (термин «естественный циркадианный период» применим не только к циклу сон-бодрствование, но и к другим суточным ритмам организма, которые в постоянных условиях «ведут себя» аналогично ритму сна-бодрствования).

Эстберг обнаружил корреляцию между длительностью естественного циркадианного периода и типом суточного ритма работоспособности. Он считает, что у «утренних» типов свойственный организму циркадианный ритм соответствует 24-часовому, поэтому синхронизация этого ритма с астрономическими сутками естественна и незаметна для организма; период же эндогенного циркадианного ритма у лиц «вечернего» типа несколько больше 24 ч, поэтому в условиях обыденной жизни он укорачивается, что, по-видимому, требует определенных физиологических затрат.

Ашофф предположил, что лица с удлиненным естественным циркадианным периодом быстрее адаптируются к сдвигу фазы ритма сна-бодрствования после перелета в западном направлении, в то время как лица с укороченным естественным циркадианным периодом легче переносят перелет в восточном направлении. Можно думать также, что люди, имеющие удлиненный естественный циркадианный период, должны легче приспосабливаться к суткам длиннее 24 ч, а лица с укороченным естественным циркадианным периодом - к суткам короче 24 ч.

Итак, мы рассмотрели четыре характеристики индивидуального биоритмологического статуса человека, связанные с особенностями его циркадианных ритмов: подвижность, константность, принадлежность к «утреннему», «вечернему» или промежуточному типу и, наконец, длительность естественного циркадианного периода.