Человеческий организм возник в результате длительной эволюции, которая осуществлялась благодаря приспособительным изменениям в организме, в его строении и формировании. Происходил и происходит ежемоментный прием информации организмом из внешней среды и непрерывная корректировка работы организма. Организм реагирует даже на один-единственный квант света (фотон) или на одну-единственную молекулу химического вещества. Естественно, он столь же чувствителен и к воздействию электрического и магнитного поля, а также электромагнитных излучений, хотя о том, как именно это происходит, мы узнали только недавно и не полностью. Недаром ученый А. Сент-Дьердьи указывал, что "биология, возможно, не преуспела до сих пор в понимании наиболее основных функций из-за того, что она концентрировала свое внимание только на веществе в виде частиц, отдаляя их от двух матриц — воды и электромагнитного поля".Для того чтобы организм построил свою работу оптимально при данных внешних условиях, он должен работать в колебательном режиме. Если бы внешние условия не менялись, необходимости в этом не было бы. В организме могли бы протекать необходимые процессы превращения веществ с постоянной скоростью. Колебательный режим работы нужен для оптимального согласования с меняющимися внешними условиями.
Имеются регулярные изменения во внешних условиях, которые периодически повторяются в течение всей эволюции биосферы, а значит, и человека. Это те изменения, которые обусловлены вращением Земли вокруг оси и наклоном экваториальной плоскости Земли относительно плоскости эклиптики. От обоих этих факторов зависит поступление на Землю солнечной энергии. В результате вращения Земли вокруг своей оси день сменяется ночью, то есть имеется суточный ритм в изменении внешних условий. Естественно, что в организме человека имеется такой же ритм, который был назван циркадным. Слово "цирка" в переводе с греческого означает около, а слово "дие"— день. Правильное название этого ритма — "циркадиенный" — с течением времени упростилось и превратилось в циркадный. Естественно, что наличие в организме человека суточного (циркадного) ритма отнюдь не означает, что все его органы, системы, все его клетки синхронно в одном ритме меняют свою активность. Отнюдь нет. У каждой клетки, группы клеток, органа, системы имеются свои определенные функции. В то же время все они взаимосвязаны. Их коллективная работа строится так, чтобы обеспечить своевременно всех их энергией в зависимости от их потребностей. В результате суточный ритм каждого из них может оказаться отличным от других. Так, на сегодня известно более 300 ритмов, которые связаны с изменением внешних условий в течение суток. Их называют циркадными.
Хотя периодичность в работе организма, как и периодичность в природе вообще, была подмечена еще в древности, практически все время работу человека изучали в отрыве от этой периодичности. Можно сказать, что этот вопрос начал исследоваться достаточно широко только в последние тридцать лет, хотя изучение биоритмов началось примерно сто лет назад. Такое положение сказалось на подходе к данному вопросу, который просматривается часто и в наше время. Часто можно прочитать, что биологические часы, вмонтированные в человеке, помогают ему в том-то, способствуют тому-то... На самом деле биологические часы не вмонтированы в организм, а организм сам и является этими биологическими часами, а точнее, системой взаимосвязанных биологических часов, которых имеется по крайней мере не одна сотня. Все они вместе в самой тесной взаимосвязи и являют собой тот комплекс периодических процессов, который мы называем жизнью.
Никто, естественно, не связывает биологические часы с движением механического маятника. Любой периодический процесс может быть часами. Так, в каждой клетке человеческого организма идет высвобождение энергии, необходимой для того, чтобы клетка выполняла свои функции, жила. Это возможно при поступлении внутрь клетки через клеточные мембраны необходимого вещества. Как мы уже видели, таким веществом являются атомы и молекулы, несущие на себе электрические заряды (положительные или отрицательные). Их проход через мембрану регулируется электрическим потенциалом клеточной мембраны. Переработка вещества внутри клетки происходит таким образом, что одна из находящихся там систем начинает вырабатывать какое-то вещество только по мере необходимости, то есть когда его содержание падает ниже определенного уровня. Другая находящаяся здесь система разрушает это вещество также только в том случае, когда его содержание превысит определенный предел, то есть образуются своего рода качели. Окислительно-восстановительные реакции, которые являются основой жизни клетки, получения ею энергии, идут именно таким образом, то есть превращение вещества является самоподдерживающимся процессом. Этот процесс проходит в строго определенном ритме. Поскольку поступление вещества через мембрану клетки должно проходить в определенном ритме, то и электрический потенциал мембраны изменяется в таком же ритме. Так и работают клеточные часы, имеющие свой ритм.
То, что процесс превращения вещества в клетке является самоподдерживающимся, имеет принципиальное значение. Именно это делает клетку стабильной, устойчивой. Ее энергетическая перестройка происходит в определенном ритме. Именно это выделяет живые организмы из всей природы. Если саморегулирующаяся система перейдет некую грань равновесного состояния, она тут же стремится к первоначальному своему состоянию.
Таким образом, человеческий организм, являясь системой автоколебательной, состоит из множества колебательных устройств, которые определенным образом связаны между собой. Каждое из этих устройств имеет свою задачу, которую оно оптимально выполняет, только находясь в определенном колебательном режиме. Но если сменились внешние условия, то вносятся коррективы и в задачу этого устройства. При этом не исключено, что для выполнения новой задачи ему придется менять свой ритм. Но опять же это зависит от тех задач, которые выполняют колебательные устройства. Например, для обеспечения стабильной работы организма нельзя позволить сильные колебания температуры тела. Поэтому те колебательные процессы, которые за это отвечают, стабильны, они мало изменяются под действием внешних факторов (например, в течение суток). В значительно большей мере при нормальном функционировании организма может изменяться частота пульса. Так, при мышечной работе частота пульса увеличивается значительно. Это не может происходить и при других внешних воздействиях. Можно сказать, что этот ритм (частота пульса) больше подвержен внешним воздействиям, чем ритм в суточном изменении температуры тела. Имеются и ритмы, которые еще больше подвержены воздействию внешних условий. Наиболее устойчивые при изменении внешних условий ритмы назвали внутренними (эндогенными), а явно зависящие от них — внешними (экзогенными). Хотя это деление в принципе является условным.
Мы выше говорили о трех ритмах в работе человеческого организма, которые обусловлены ритмическим движением Луны (период 28 сут.) . С одной стороны, ритмы с периодами 28, 28-5 и 28+5 сут. в работе человеческого организма связываются в точности с моментом рождения данного человека. Можно бы поэтому их считать внутренними, тем более что их продолжительность всю жизнь не должна меняться. А с другой стороны, они жестко засинхрони-зованы периодом вращения Луны (28 сут.) , то есть привязаны к внешнему фактору.
Положение Земли относительно Солнца меняется от сезона к сезону. Поэтому в работе организма имеется и сезонный ритм. Как суточный, так и сезонный ритм определяется Солнцем, тем, как Земля подставлена под его лучи. Но приходящая на Землю от Солнца энергия зависит не только от положения Земли, но и от того, что происходит на Солнце. Если произошла солнечная вспышка, то в атмосферу Земли придет больше энергии как в виде волнового излучения (ультрафиолета, рентгеновских лучей и др.), так и в виде потоков заряженных частиц. Такие процессы на Солнце, которые определяют его активность, изменяют свою интенсивность во времени также ритмично. Имеются самые различные ритмы в изменении солнечной активности. Их продолжительность находится в пределах от 27 земных суток (это период обращения Солнца вокруг своей оси, то есть солнечные сутки) до 600 лет и более. Активность Солнца определенным образом (хотя и не полностью) связана с расположением планет, о чем мы уже говорили. Значит, те ритмы, которые прослеживаются во взаимном расположении планет, как и ритмы солнечной активности, с положением планет не связанные, должны прослеживаться в работе человеческого организма.
Если рассматривать реакцию организма на непериодические изменения космических (то есть внешних) условий, то организм обязан откликаться и на них. Он немедленно перестраивает свою работу, с тем чтобы оптимизировать ее режим в новых условиях. Для организма в принципе безразлично, по какой причине изменились эти условия, потому ли, что вы перелетели из Сочи в Норильск, или в результате наступления магнитной бури. Важно только одно, как именно изменились эти условия. Поэтому при возникновении особых внешних условий, например магнитных бурь, изменяется и работа организма, работа его колебательных систем— биологических часов. Так, например, достоверно установлено, что под действием условий во время магнитной бури часто укорачивается продолжительность менструального цикла, несмотря на то, что он синхронизован ритмическим изменением положения Луны. Магнитные бури способны также изменять характер суточных (цир-кадных) ритмов.
Очень важно уяснить себе следующее обстоятельство. Для того, чтобы организм своевременно и в необходимом объеме мог осуществить перестройку режима своей работы при изменении внешних условий, например, при наступлении магнитных бурь, он должен располагать необходимыми для выполнения такой перестройки запасами энергии. Кроме того, конструктивные элементы организма (стенки сосудов, мембраны клеток, печень и др.) должны быть в нормальном, исправном состоянии для того, чтобы позволить организму работать в новом, более тяжелом режиме. Например, во время магнитных бурь происходит увеличение проницаемости мембран клеток, фактически их повреждение. В результате вещества, обеспечивающие клетки энергией (антиоксиданты), получают возможность частично покинуть клетку, выйти наружу через поврежденную мембрану. Но клетке энергия нужна. Без нее она не может нормально функционировать, жить. Выход один: поставлять внутрь клеток антиоксидантов больше с тем, чтобы, несмотря на их утечку через мембраны, достаточное их количество осталось внутри клетки. Но для этого надо больше производить антиоксидантов. Как известно, в организме человека антиоксиданты вырабатывает только печень. Она одна обеспечивает антиоксидантами все органы организма и в последнюю очередь себя. Значит, для того чтобы во время магнитной бури обеспечить нормальную работу организма, надо работу печени переключить на более эффективный режим. Но это возможно только в том случае, если печень это позволяет, то есть она здоровая. Таким образом, внешние факторы, действующие на организм человека во время магнитных бурь, заставляют его менять свою работу, с тем чтобы она соответствовала новым внешним условиям.
Мы не ставим своей задачей рассказать про ритмы организма все. Это задача целой науки хронобиологии. Укажем только, что поскольку состояние здоровья человека определяется его биоритмами и в разные фазы ритма оно различно, то и действие лекарств на организм в разное время суток не одинаково эффективно.