Особенности климатических изменений сказываются на характере работы человека (сезонные работы в сельском хозяйстве, на флоте и т. п.), на его питании, воздействуя, таким образом, на функциональное состояние не только непосредственно, но и опосредованно через работу, пищу и другие факторы окружающей среды. И не будь в живой природе множества ритмов, трудно, а может быть, и невозможно было бы приспособиться организму к бесчисленным катаклизмам в окружающей среде. Ведь все эти изменения имеют практически колебательный характер и важно лишь правильно настроить жизненные ритмы на эти пульсации.
Благоприятные и неблагоприятные воздействия на организм в разные сезоны года и выработанный веками ответ живых существ на эти воздействия составляют сущность сезонных колебаний, следовательно, и годовых ритмов.
Многие, казалось бы, обыденные социальные процессы имеют достаточно четкий годовой ритм. В зимние месяцы люди чаще посещают кинотеатры, возможно, в этом кроется одна из причин роста в зимние месяцы заболеваемости гриппом и респираторно-вирусными заболеваниями. Подобных примеров множество, но все они, хотя и в разной степени, оказывают влияние на наши биологические часы.
Интересен такой пример. Одинокие холостяки чаще всего женятся в зимние месяцы – холодно, мрачно, дни короткие, а одинокие вечера мучительны и бесконечны.
В сезонных колебаниях жизнедеятельности ярко проявляется основная закономерность приспособительного значения ритмов – периоды активности синхронизированы с наиболее благоприятными внешними условиями, а в неблагоприятные периоды времени вступают в действие защитные механизмы, ограждая организм от больших энергозатрат и перенапряжений.
Важная роль годовых ритмов прослеживается в мире микроорганизмов. Изучая особенности годового ритма поведения холерного вибриона (о чувствительности которого к антибиотикам речь шла выше), микробиологи отметили, что ежегодно весной происходит диссоциация атипичных (необычных по своим свойствам) штаммов на субкультуры. При этом одна из образовавшихся субкультур обладала свойствами исходных штаммов, из которых в свое время получились атипичные. Это явление дает возможность рассматривать сезонную периодичность как один из механизмов, созданных природой для сохранения вида. Иными словами, благодаря наличию у бактерий годовых биоритмов из генофонда даже сильно измененных культур в результате диссоциации отщепляются особи с максимально сбалансированными и эволюционно закрепленными признаками. В этом-то и состоит колоссальная роль годовых ритмов.
Годовые ритмы свойственны всем физиологическим и психическим функциям. Психическая и мышечная возбудимость у взрослых и детей выше весной и в начале лета, зимой она значительно ниже. Способность глаза к адаптации в темноте также зависит от сезона года: светочувствительность глаза максимальна весной и ранним летом, а осенью и зимой она снижена.
Известно, что летом дети растут быстрее. Скорость созревания костной системы у них увеличивается весной и несколько замедляется осенью. Например, в мае большинство школьников вырастают в среднем на 7,3 мм, а в ноябре – только на 3,3 мм.
И совсем недавно этот известный факт подтвердили лондонские педиатры. Однако оказалось, что только в Северном полушарии дети растут быстрее между январем и июлем, чем между июлем и январем. В Южном же полушарии картина прямо противоположная – быстрее всего растут дети в ноябре – марте. Здесь этот период года отличается самыми продолжительными днями, и солнечные лучи активно воздействуют на эндокринную систему, способствуя росту и развитию детского организма. К тому же в весенние и летние месяцы пища богата витаминами. Однако все эти обстоятельства играют, по-видимому, лишь роль датчиков времени, направляя и корригируя сезонные колебания здорового организма.
Значительно изменяется и обмен веществ: содержание общего белка в сыворотке крови увеличивается зимой и уменьшается летом. Последние исследования отечественных ученых показали, что у детей 8-15 лет максимальная активность эндокринной системы выявляется преимущественно летом. Детский организм усваивает кальций и фосфор – основные строительные материалы костной ткани – с разной интенсивностью на протяжении года. Так, с февраля по май задержка этих веществ в организме возрастает, и в мае, например, она выше, чем в апреле, несмотря на то что в мае в организм поступает меньше кальция и фосфора, чем в апреле (исходя из содержания этих веществ в продуктах питания). В июне и июле усвоение кальция и фосфора продолжает нарастать, но в эти месяцы и с пищей поступает много минеральных веществ. С августа по январь задержка и усвоение кальция и фосфора непрерывно снижаются.
Однако такие периодические колебания можно наблюдать не только у детей. Наиболее ярко они проявляются в виде «арктической истерии» у жителей арктических районов Западного полушария.
В зимнее время у эскимосов часто отмечаются выраженные расстройства нервной системы. Как показали специальные исследования, у них существует четкий годовой ритм экскреции кальция: зимой они выделяют в 8-10 раз больше кальция, чем летом. Периодический недостаток кальция в организме сказывается на функциональном состоянии нервной системы, это и является основной причиной данного заболевания.
Установлено также, что в течение года меняется и частота пульса: он становится реже весной и осенью, а учащается зимой и летом.
Большинство исследователей наблюдали, что в весенне-летний период артериальное давление повышается, а осенью и зимой оно несколько снижается.
Несмотря на то что в разных районах нашей страны средний уровень артериального давления различается, в то же время сохраняется общая тенденция к повышению его летом и весной и снижению осенью и зимой. На этот ритм артериального давления, безусловно, оказывают влияние некоторые климатические и метеорологические факторы. Однако изменения давления в различные сезоны года, по-видимому, происходят под влиянием эндогенных (внутренне обусловленных) факторов.
К переменным величинам относятся колебания уровня гемоглобина (он переносит кислород к тканям и отбирает у них углекислоту) в крови и количество лейкоцитов (белые кровяные тельца), а также способность бороться с возбудителями инфекционных заболеваний.
Сезонная заболеваемость
Сезонная периодичность инфекционных заболеваний у человека связана не столько с изменением восприимчивости человека к инфекции, сколько со свойствами возбудителей заболеваний, с условиями их передачи, а также с особенностями размножения переносчиков некоторых болезней.
Установлены сезонные колебания чувствительности холерных вибрионов к антибиотикам.
В летние месяцы наблюдается и более высокая чувствительность вибрионов к антибиотикам, и более высокая интенсивность их размножения.
Тщательное изучение этого явления позволило исследователям отнести его к сезонным (правильнее, годовым) биоритмам.
Наибольшая физиологическая активность человека отмечается в летние месяцы, минимальная – в зимние.
Холера, дизентерия, брюшной тиф, паратифы и некоторые другие кишечные заболевания чаще возникают летом. На это есть и ряд внешних причин: летом во внешней среде сохраняются и даже иногда размножаются возбудители кишечных заболеваний, а обилие мух способствует заражению. Об этом знают врачи и эпидемиологи, поэтому при налаженном медицинском обслуживании населения пики заболеваемости удается сгладить.
Скарлатина, корь, свинка (паротит) – зимние заболевания.
Составляйте планы на целый год. Для реализации творческих замыслов хороша осень. Лето лучше использовать для закаливания организма, для формирования выносливости. Больше двигайтесь – пусть это станет одной из главных ваших потребностей, занимайтесь спортом. Закаливающий эффект, приобретаемый летом даже от простого хождения босиком по траве, продолжается 2–3 месяца!
С первыми холодами многие дети заболевают так называемыми детскими инфекциями. Это результат их более тесного общения в яслях, детских садах и школах, т. е. причина ритма социальная. Взрослые подхватывают эту эстафету несколько позже, что определяется инкубационным периодом. Общая картина ежегодно такова: сначала дети, затем заразившиеся от них родители, старшие братья и сестры, далее сослуживцы, попутчики в транспорте. Вот такой сложный процесс с ежегодными пиками и спадами волны заболеваний. Вполне вероятно, что эта статистика имеет и биологические корни, но ученым это предстоит еще выяснить.
Анализ сезонных изменений в состоянии здоровья и заболеваемости позволяет более четко организовать профилактику и лечение многих «сезонных» заболеваний.
Анализ сезонных изменений в состоянии здоровья и заболеваемости позволяет более четко организовать профилактику и лечение многих «сезонных» заболеваний.
Ритм рождений
Самый важный процесс на Земле – это рождение новой жизни, и он контролируется биологическими часами. Люди появляются на свет и умирают неравномерно в течение года.
Несколько десятилетий назад в нашей стране было установлено, что более всего детей (28 %) рождается в течение марта, апреля и мая и меньше всего (22 %) – в осенне-зимний период. Этот вывод отечественные акушеры сделали, изучив примерно 40 тысяч историй родов за 5 лет.
Определенная закономерность в распределении частоты рождений по месяцам получена и во Франции. Французские ученые, проанализировав за 7 лет 6 миллионов родов, отметили не только пик рождаемости весной, но и заметное ее возрастание в конце сентября, что объяснили социальной причиной – увеличением числа зачатий во время предновогодних отпусков.
По мнению большинства хронобиологов, социальные ритмы могут существенным образом изменять окологодовой ритм рождаемости. Свидетельством тому, каким сильным могло быть воздействие религиозных обычаев на самые интимные стороны жизни людей, являются данные дореволюционной статистики о сезонности рождений. Наименьшее число зачатий приходилось на месяцы Рождественского поста и «великой четырехдесятницы» – сорокадневного Великого поста, предшествующего Пасхе.
Биологический компонент ритма деторождений определяет не только женский организм. Недавно ученые обнаружили, что количество сперматозоидов в семенной жидкости у мужчин колеблется в течение года. Так, меньше всего сперматозоидов, способных к оплодотворению, зимой.
Время болеть
Хронические неинфекционные заболевания также обладают определенной сезонностью. Так, число гипертонических кризов нарастает в мае, июле и сентябре; нарушения мозгового кровообращения чаще всего возникают в январе, феврале, мае, августе и сентябре; инфаркт миокарда и ревматизм – осенью; а обострения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки – в весеннее и осеннее время.
«Тот, кто хочет заслужить действительное и полное признание в искусстве врачевания, должен прежде всего учитывать особенности сезонов года не только потому, что они отличаются друг от друга, но и потому, что каждый из них может вызвать самые разные последствия… От атмосферных явлений зависит очень многое, так как состояние организма меняется в соответствии с чередованием сезонов года» – это слова величайшего врача древности Гиппократа, сказанные им более 2300 лет назад.
Сезонные колебания присущи всем проявлениям жизнедеятельности человека: работоспособность, питание и самые важные события в жизни – рождение и смерть – имеют сезонный ритм.
Так, в окологодовом ритме меняется работоспособность у студентов и школьников. Осенью она наибольшая, тем более что этому способствует и летний отдых, и более богатая витаминами пища. «Болдинская осень» – синоним длительного вдохновения, успешного творчества.
Французские исследователи выделили четкий окологодовой ритм даже в выборе тех или иных продуктов питания. В нашей стране горожане покупают больше хлеба в осенне-зимнюю пору.
По данным французских ученых, в 1962–1968 гг. амплитуда колебаний сезонного ритма смертности от злокачественных опухолей была незначительна – всего 2,7 %; от заболеваний коронарных сосудов – 17 %; от поражений сосудов мозга – 20 % и от «других заболеваний сердца» – 23 %. На языке конкретных показателей это означает следующее: в эти годы в феврале (максимальный уровень) от «других заболеваний сердца» во Франции умерло 6756 человек, в июле – 3488.
Число умерших людей в обычные годы также зависит от сезонов года. Больше всего умирает людей в холодное время года.
Американский хронобиолог Халберг, изучая ритм смертности от пневмонии и гриппа в 48 штатах США, обнаружил этот ритм в 47. Пик смертности зарегистрирован между концом декабря и концом февраля для всех штатов, причем он был замечен как в северных штатах, где есть выраженные климатические различия на протяжении года, так и на юге страны, где всегда тепло (Флорида, Техас, Нью-Мексико). Халберг пришел к выводу, что увеличение вероятности смерти от гриппа и пневмонии в зимние месяцы можно объяснить, прежде всего, повышением чувствительности человека к этому виду инфекции.
А эпидемия травматизма во многом обусловлена социальными причинами. Например, травматологи заметили, что в конце апреля, даже точнее, в его последней декаде, когда женщины начинают предмайскую уборку и распахивают окна, в больницы чаще попадают дети, выпавшие из окна. Число несчастных случаев резко возрастает во время гололеда, с наступлением сезона отпусков и т. п.
Многолетние ритмы и «земное эхо солнечных бурь»
Известный американский исследователь Эдуард Дьюи и его коллеги проследили более 500 различных ритмических явлений в 36 сферах природы и общества. Так, численность рысей резко увеличивается через каждые 9,6 года. Этот вывод сделан при анализе, казалось бы, самых «неподходящих» для хронобиологии материалов – архивов «Компании Гудзонова залива». Эта компания известна в деловом мире, она более двух веков подряд ведет заготовку и сбыт пушнины. Оказалось, что самое большое количество рысьих шкур добывалось в среднем каждые 9,6 года. Такие же пики выявлены и по отношению к атлантическому лососю: самый богатый улов отмечается в среднем каждые 9,6 года. Эта же цифра получилась при анализе многолетней численности канадских зайцев-беляков, куниц, сов и ястребов: все они достигают пика своей численности в среднем каждые 9,6 года. Так же, как и урожай пшеницы в США.
Конечно, все подъемы и спады в статистике численности животных взаимосвязаны, но они редко совпадают во времени, а цифра 9,6 года – лишь одна из немногих.
У мышей, например, эпидемии чумы происходят каждые 4 года, почти через каждые 4 года полчища норвежских леммингов устремляются к морю и гибнут. Кузнечики в отличие от них имеют целых три цикла: 9,2 года, 15 лет и 22,7 года.
Можно ли прогнозировать рекорды?
Среди 17 тыс. различных представителей крупных насекомых семейства цикадовых цикады живут 17 лет – значительно дольше, чем любое насекомое, но появляются на свет лишь в самом конце своего жизненного цикла всего на 3–4 недели. Все остальное время цикады живут под землей, питаясь соком из корней деревьев.
Самым неожиданным для окружающих является одновременное появление миллиардов насекомых из-под земли. С середины мая каждые 17 лет (такие нашествия зарегистрированы в 1902, 1919, 1936, 1953, 1970-м – и последнее в 1987 г.) полчища этих насекомых выползают из своих норок и устремляются вверх по стволам деревьев, стебелькам растений и стенам домов. Покой многих жителей США нарушается – оглушительный стрекот цикад можно сравнить со звуком мощной пилы или даже с шумом идущего на посадку реактивного лайнера.
Никто не знает, по какому сигналу природы на излете своей 17-летней жизни они одновременно выползают на поверхность. Одна из вашингтонских газет «пошутила» по этому поводу: «Цикады играют какую-то важную роль в сложной структуре природы. Однако за долгих 17 лет нахождения под землей они забывают, какова именно эта роль, и выползают наружу, чтобы по крайней мере обеспечить продолжение рода…»
Садоводам знакома удивительная ритмичность плодоношения яблонь – высокий урожай, как правило, сменяется малоурожайным годом.
Ученые установили, что высокие спортивные результаты у мужчин нередко наблюдаются с 3-летним интервалом, а у женщин – с 2-летним. Вероятнее всего, такая периодичность обусловливается периодами интенсивного развития, которые отмечаются у человека с 10-летнего возраста: у мальчиков через каждые три года, а у девочек – через два. Причем годы интенсивного роста предшествуют годам повышения функциональных возможностей.
«Психологические» ритмы с периодом в семь лет подробно описал Н. Я. Пэрна. В течение жизни человека он выделяет «поворотные пункты»: 6–7, 12–13, 18–19, 25–26 лет, 31–32 года, 37–38 лет, 43–44 года и т. д. Эти годы характеризуются «усилением духовной жизни», «прояснением самосознания» и т. п.
Мистика или реальность?
Выраженная цикличность свойственна и некоторым психическим расстройствам. Так, например, опыт авиационно-космической медицины показывает, что порой у человека можно наблюдать явления, которым мы часто не придаем должного значения.
По неясным еще причинам в годовщины каких-либо значимых стрессовых событий (болезнь или смерть члена семьи) у человека возникают эмоциональные расстройства.
Это выглядит на первый взгляд даже парадоксально, потому что острая реакция на стресс могла быть в прошлом успешно преодоленной. В специальной работе анализируется случай, когда у летчика в десятую годовщину смерти матери, умершей от кровоизлияния в мозг, появились головная боль и легкие зрительные расстройства. Такие реакции могут быть и менее очевидными. Болезненные проявления могут возникать в тот момент, когда человек сам приближается к возрасту, в котором умер кто-либо из его родителей, или в тот период, когда его ребенок достигает возраста, в каком был он сам во время смерти своих родителей.