Текст книги "Лунные ритмы у человека"
Автор книги: Александр Дубров
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 12 страниц)
3.5. ГРАВИТАЦИОННОЕ ДЕЙСТВИЕ ЛУНЫ КАК СИНХРОНИЗАТОР БИОРИТМИКИ
В предыдущих разделах было показано, насколько сильное гравитационное действие Луна оказывает на организмы, обитающие в море и на суше. Представленные данные свидетельствуют о том, что все живые организмы и, как будет показано в дальнейшем, человек тесно связаны с гравитационным полем Земли и чутко реагируют на малейшие изменения. В силу физических особенностей гравитационного поля, приведенных выше, Луна (как и Солнце) может быть синхронизатором биоритмов и цикличности функциональных процессов не только у животных, но и у человека, ибо для этого есть все основания.
Наиболее существенным для долгопериодной ритмики живых организмов является действие лунно-солнечных приливообразующих сил. Высказано мнение, что они могут быть генераторами эндогенных биоритмов [Браун Ф., 1964, 1977], но механизмы этого явления могут быть различными. Например, есть сведения, что синхронизация долгопериодных ритмов может быть связана с периодическими изменениями в структуре ДНК [Ковальчук А. В., 1974; Ковальчук А. В., Чернышев М. К., 1976]. Обнаружено, что различные показатели функциональных процессов (артериальное давление, частота сердечных сокращений, мышечная сила, состав периферической крови и др.) хорошо коррелируют с общим числом разорванных пар оснований ДНК in vitro. С помощью периодограмм выявлено (на здоровых испытуемых в стационаре), что в колебаниях этих показателей имеются четкие составляющие с периодами в 6; 9-10; 12–14 и 28–32 дня. Такой анализ лабораторных данных о среднем количестве гемоглобина в крови взрослых людей, полученных синхронно из разных городов (Москва, Львов, Ужгород, Киров, Петрозаводск, Тернополь и др., более 600 000 анализов), подтвердил наличие отмеченной выше многодневной ритмики.
На основании сопоставления временных интервалов можно предположить, что некоторые из них близки к лунным периоличностям: 6-7-дневные-к циклу смены лунных фаз, 9-12-дневные-к периодам приливных явлений, а 28-32-дневные-к различным лунным месяцам, отражающим перемещение Луны в космическом пространстве. Однако в любой биоритмике прослеживается влияние многих геофизических факторов и поэтому приведенные выше периодичности могут отражать их влияние. В Солнечной системе Земля с Луной являются двойной планетой и составляют единую целостную систему с общим центром масс, центром вращения и т. д. Поэтому ее движение в космическом пространстве сказывается на биосферных процессах с соответствующей периодичностью, включающей 3 основные компоненты: земную (как планеты), лунную (как спутника) и солнечную (как системы главной звезды). Именно с такой тройной подчиненностью связана трактовка экспериментальных фактов, показывающих, что многодневные биоритмы функциональных процессов имеют разную периодичность, т. е. сложную гармоническую структуру [Ковальчук А. В., 1974; Василик П. В., 1977, 1984; Василик П. В. и др., 1986]. В этом влиянии и синхронизации следует усматривать информационное взаимодействие биологических систем с космическими факторами среды [Резниченко А. П" 1982; Шугрин С. М., Обут А. М., 1986].
Несомненно, положение и движение Солнца, Луны, Земли, звезд и других планет являются важными физическими характеристиками и вместе с тем пространственно-временными ориентирами для живых организмов, в том числе человека. Однако, как было показано выше, на эти ориентиры животные реагируют по-разному-наблюдаются большая избирательность и разная чувствительность к действию космических факторов. Несмотря на то что до сих пор нет правдоподобных гипотез, объясняющих данное явление, с последним приходится считаться просто как с реальным фактом. Возможно, что частичный ответ или, точнее, подход можно найти в явлениях синхронизации и резонанса [Блехман И. И., 1971, 1981; Томов К" 1972; Путилов А. А., 1987].
В силу специфических структурно-функциональных особенностей организации у каждого организма имеются характерные частоты (механические, электромагнитные, акустические и др.), присущие ему в целом или отдельным его органам. В частности, это выявлено у больных гипертонией и ишемической болезнью сердца [Воронина Н. В., 1981], показано для мышечной активности человека [Агашин Ф. К., 1977], биологически активных точек тела [Larni J., 1971], электромагнитной активности головного мозга [Соколов А. А., Соколов Я. А., 1975] и других параметров и состояний. Выдвинута гипотеза о том, что планеты солнечной системы также имеют свои характерные частоты действия, возникающие за счет резонанса. Такие частоты должны фиксироваться на ЭЭГ людей, рожденных в момент кульминации той или иной планеты [Бочкова В. Г., Бочков В. Г., 1981]. Поэтому можно предположить, что каждый организм реагирует на "созвучные" ему резонансные частоты физических факторов окружающей среды [Воронина Н. В., 1981; Охнянская Л. Г., Мишин В. П., 1981; Василик П. В. и др., 1981, 1986; Владимирский Б. М., 1982].
Таким образом, не исключено, что избирательность живых организмов к сверхслабому действию различных космических факторов обусловлена спецификой их резонансных частотных характеристик. Последние же в свою очередь связаны со временем рождения (точнее, зачатия) данного организма, поскольку показано, что физические условия места во время рождения формируют не только генетическую, но и фенотипическую программу развития человека [Василик П. В., 1979, 1983; Лэзэреску Д. 1977; Дубров А. П., 1987; Birzele К. 1966; Ebertin R., 1979; Brauner G., 1984]. В цитируемых работах приводятся подробные сведения о планетарном и гелио-геофизическом влиянии на формирование функционально-конституциональных типов, людей, а также данные о важной роли геомагнитной активности, фазы и цикла солнечной активности в пренатальном развитии ребенка, в образовании характерных функциональносимметрических форм организмов.
Влияние движения Земли, Луны и планет в космическом пространстве также очень значимо для биосферы, поскольку это приводит к изменению многих геофизических процессов [Гире А. А., 1974; Сазонов Б. И., 1974; Резников А. П., 1982; Mannila Т., 1980]. Последствия взаимного перемещения планет сказываются в создании слабых неупорядоченных магнитных полей, регулирующих поступление к Земле космических лучей, солнечных плазменных потоков, проникновение высокоэнергетических частиц, протонов, передачу энергии ударных волн, пересоединение магнитных силовых линий межпланетного и геомагнитного полей. Кроме того, как показано в исследованиях, в частности в опытах с майскими жуками [Schneider F., 1985], возможно прямое гравитационное влияние космических тел на живые организмы. Автор этой работы в результате многолетних экспериментов показал, что насекомые не только ориентируются в соответствии с вектором силы тяжести, но и реагируют на изменение гравитационного поля Земли и даже воспринимают гравитационные волны, приходящие из Космоса. Эти и другие многочисленные эксперименты, в которых выявлены эндогенные лунные ритмы у животных, птиц, рыб, насекомых и растений, указывают на прямую связь гомеостаза и гомеокинеза организма с гравитационным состоянием среды обитания. Поэтому можно предположить, что живые организмы способны воспринимать сверхслабые гравитационные воздействия, идущие от Луны, Солнца и других космических тел.
Рассмотрим вопрос о структуре биоритмов и синхронизации их с гравитационным приливообразующим действием. Биологические процессы, в том числе ритмические функциональные изменения у человека, тесно связаны с периодичностью и цикличностью космо-геофизических процессов [Дубров А. П., 1974; Красногорская Н. В" 1984; Сидякин В. Г. и др., 1985; Dub– rov A. P., 1978]. Вместе с тем показано, что во временных рядах периодических изменений параметров гелио-геофизических процессов и физиологических показателей у человека прослеживается сложная ритмическая структура [Василик П. В., Галицкий А. К., 1977, 1979–1981, 1985; Василик П. В. и др., 1980, 1983, 1986, 1988а, б; Василик П. В. 1984, 1986]. Но, как, было показано в некоторых цитируемых работах [Василик П. В., Галицкий А. К., 1980; Василик П. В. и др., 1986], выявление этой связи между гелио-геофизическими факторами и ритмами функциональных процессов осложняется тем, что организмы способны делить задающий ритм факторов внешней среды с различной кратностью к основному ритму, т. е. организм, как указывают авторы этих исследований, способен работать в режиме делителя частоты.
Указанной особенностью организмов объясняются факты отсутствия корреляционной связи между функциональными процессами и динамикой гелио-геофизических процессов, задающих ритм. Поэтому исследователи используют другие методы, позволяющие обнаружить возможные связи между геофизическими факторами и биоритмами живых существ. Например, можно провести разложение переменных величин в ряды Фурье и использовать анализ Фурье, с помощью которого периодическая функция представляется рядом тригонометрических функций. Такая обработка данных дает возможность выявлять ритмическую структуру исходной функции, а также равные и кратные частоты и влияние задающего ритма на формируемый п-кратный ритм [Василик П. В., 1984].
Вот почему при рассмотрении роли Луны и, в частности, приливообразующих сил в качестве синхронизаторов биоритмов следует иметь в виду закономерности, выявленные П. В. Василиком с сотрудниками, а также и то, что гармоническая структура приливных ритмов очень сходна с ритмическими изменениями других гелио-геофизических факторов (солнечной, геомагнитной активностью, естественным радиоизлучением на различных частотах, секторной структурой межпланетного магнитного поля и др.). Для примера укажем, что на графике спектральной плотности первой производной исходного ряда горизонтальной составляющей геомагнитного поля четко выявляются две гармоники в 12,87 и 8,64 сут, соответствующие сидерическому периоду полуоборота Солнца (12,67 сут) и кратной части синодического периода (8,64ХЗ,14=27,14 сут). В то же время в приливных явлениях выделяются такие гармоники, как долгопериодные в 27,555 и 13,661 сут, суточные в 26,86, 25,83 и 24,066 ч и т. д., полусуточные-12,658 и 12,42 ч и др. [Марчук Г. И., Каган Б. А. 1983, с. 14]. В спектре космических лучей, высокоэнергетические частицы которых достигают поверхности Земли, также имеются сходные гармонические составляющие– 14,62; 6,79 и 6,13 сут, поэтому при сопоставлении с биоритмами отличить их действие от влияния долгопериодных приливных явлений довольно сложно.
Поэтому совпадение периодов и структуры спектров функциональных показателей у человека и гелио-геофизических факторов указывает лишь на возможную связь между ними, но не может быть строгим доказательством причинно-следственных отношений. Приведенные выше примеры показывают, насколько трудно вычленить ведущие факторы внешней среды, задающие главные ритмы живым систем-ам. Наглядный тому пример равенство между периодом вращения Солнца вокруг своей оси (около 27,3 сут) и сидерическим лунным месяцем (около 27,3 сут). Вместе с тем интересно отметить, что в динамике солнечной активности выявляются вариации, равные периодам и полупериодам обращения планет (Земли, Меркурия, Венеры, Юпитера) по орбите вокруг Солнца [Мирошниченко Л. И., 1981].
Исследователи считают вполне вероятным формирование достаточных приливных сил (максимальная величина потенциала составляет 1265,7 см^/с^) от указанных планет для их действия на плазменные плотные высокотемпературные оболочки Солнца, что сказывается на всей его активности. Как показывает анализ, структура циклических колебаний солнечной активности очень сходна с временной структурой планетных приливов на Солнце [Максимов И. В. и др., 1970, с. 97]. Таким образом, есть основание полагать, что приливообразующие силы вполне могут быть синхронизатором биоритмов в биосфере Земли [Фингерман М" 1964], учитывая при этом величину потенциала полусуточной составляющей приливообразующей силы Луны на Землю, равную 23756,4 см^с^ Но самым интригующим остается вопрос о биофизических механизмах гравнорецепции.
Здесь мы находимся лишь в начале пути его изучения, но уже четко видны общебиологические закономерности этих механизмов.
3.6. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГРАВИТАЦИИ И ГРАВИОРЕЦЕПЦИИ
Одна из самых важных проблем гравитационной биологии связана с механизмами биологического воздействия гравитации, причем важно знать, как влияют на организм величина силы тяжести (постоянная составляющая) и небольшие ее колебания (переменная часть), обусловленные действием космических тел. Как показано в различных исследованиях, влияние гравитации на организм очень многообразно, поскольку она воздействует на все органы и рецепторные образования в организме. Исследователи отмечают, что"…животные активно изменяют свое положение и ориентацию по отношению к вектору гравитации, поэтому механизмы взаимодействия с гравитационным полем и его восприятия у них несравненно усложнились и дифференцировались" [Белкания Г. С., 1982].
Г. С. Белкания (1982) в экспериментах обнаружил в организме животных и человека особую функциональную систему антигравитации. Открытие этой системы имеет принципиальное значение для гравитационной биологии и медицины, это дает возможность изучить ответные реакции организма на постоянное земное притяжение. Для нас важно выявить возможное влияние на организм человека очень слабых изменений гравитационного поля, происходящих под действием приливообразующих лунно-солнечных сил. В связи с этим следует выделить исключительно важную мысль, высказанную Г. С. Белкания, о том, что"…живые существа активно взаимодействуют с гравитационным окружением" (с. 6). Возможно, что именно этой реакцией на слабые изменения земной гравитации, тщательно изученной в данное время, можно объяснить связь функций организма человека со сменой лунных фаз и гравитационными приливными явлениями. Вопрос заключается в том, могут ли быть значимыми для человека столь слабые гравитационные изменения и их прямое или косвенное действие.
Необходимо отметить, что комплексная ответная реакция человека на гравитационное воздействие включает в себя, помимо реакции мышечной системы, еще и нейроэндокринную регуляцию, изменяющую вегетативные функции. Эта особенность реагирования организма на гравитацию очень важна, поскольку она свидетельствует не только о физической (механической) связи между организмом и действующей силой, но и о гормональной связи, обладающей, как известно, специфическим действием на функциональные системы организма. Именно признание способности организма к нейрогуморальной эндокринной регуляции функций при гравитационном действии может пролить свет на известные работы в научной литературе по селеномедицине, в которых показано влияние Луны на психофизиологические процессы и психоэмоциональные состояния у людей [Ravitz L. J" 1953, 1962; Lieber A. L., Sherin C. R., 1972; Lieber A. L" 1973; Lieber A. L., 1978a; Fitzhug L. C. etal., 1980, и др.].
Изучение путей гравиорецепции может послужить основой для понимания тонких механизмов связи, существующих между организмом человека и гравитационными приливообразующими силами Луны и Солнца. Система восприятия земной гравитации включает в себя проприо– и интерорецепцию, реакцию зрительного и отолитового аппарата человека. Выясняется исключительно важная роль мозжечка в системе антигравитации, поскольку он рефлекторно регулирует положение центра тяжести тела при его перемещениях для сохранения равновесия. Интересно отметить, что в мозжечке представлены все виды рецепторов чувствительности, в том числе гравиорецепторы преддверия лабиринта (отолиты), проприорецепторы, тактильные и др. Есть указания на то, что другой участок головного мозга, эпифиз, является специальным органом, реагирующим на воздействие Луны и отслеживающим слабые изменения гравитационного поля Земли [Saintyves P., 1937; Preaux C., 1961; Heckert Н., 1970]. В обзоре, посвященном необычным формам рецепции, Ф. Браун заключает, что"…информационный входящий поток через необычные органы чувств может запустить относительно важные эффекты в организме, несмотря на исключительно низкую энергию стимула" [Brown F. А., 1981, с. 364].
Из приведенных выше сведений видно, что функциональный гомеостаз человека тесно связан с воздействием земного гравитационного поля. В то же время можно предполагать, что организм человека реагирует на самые слабые изменения силы тяжести независимо от того, возникают ли они при действии гравитационных лунно-солнечных приливообразующих сил или при изменениях позы тела. Во время последних также наблюдаются очень небольшие гравитационные колебания и векторные нарушения, постоянно детектируемые гравиорецепторами и корригируемые функциональной системой антигравитации.
Рассматривая механизмы гравиорецепции в целом, следует прежде всего подчеркнуть наличие общебиологических закономерностей в этих процессах. Независимо от вида и уровня биологической организации прослеживаются единые черты в реакции организмов на гравитационное действие. Прежде всего необходимо отметить исключительно высокую чувствительность живых систем к изменению гравитационного поля, сравнимую и даже превышающую их чувствительность к геомагнитному полю [Dubrov A. P., 1978; Schneider F., 1985]. Например, у растений геотропическая реакция проявляется при центробежных ускорениях порядка ~*-10-^ [Меркис А. Н., 1973; Shen– Miller J. et al., 1968; Larsen P., 1971; Pickard G. B" 1971; Hal– sted Th. W., Scott T. K.i 1984]. У животных и человека тоже отмечается высокая чувствительность к центробежным ускорениям [Медико-биологические исследования в невесомости, 1968;. Gordon S. A., Cohen M. J., 1971]. У животных система гравпорецепции трансформирует гравитационное механическое раздражение в первичные нервные возбуждения, в то время как у растений гравитационное воздействие приводит к разной активизации гормона роста на различных сторонах растения и соответствующему росту клеток, к изгибу стебля или корня. Электрические явления играют важную роль в гравиорецепции растений, а чувствительность и ответные реакции последних на раздражение чрезвычайно высокие [Bose J. С., 1926].
Имеется и другая общая закономерность в реакции живых систем на действие гравитации. Установлено, что основу геотаксических реакций животных на действие гравитации составляет ориентации животного по отношению к гравитационной нормали [Белкания Г. С., 1982], что также обнаружено у растений [Мошков Б. С., Орлеанская Н. Б., 1978]. У животных в ее основе лежит ориентация тела по отношению к вектору гравитации при помощи отолитового аппарата, являющегося специализированным гравиорецептором, а у растений эту роль могут выполнять негативно заряженные амилопласты.
Предложена также молекулярная гипотеза гравиорецепции [Горшков M. M., 1976]. Автор считает, что указанная выше закономерность связана со способностью белковых молекул (или ДНК) изменять свои свойства в зависимости от ориентации относительно вертикали. По мнению M. M. Горшкова, действие силы тяжести может проявиться на молекулярном уровне благодаря полупроводниковым свойствам белковых молекул и изменению фононного спектра, что в свою очередь должно приводить к изменению скорости передвижения электронов вдоль молекулы. Изменения фононного спектра может произойти при нарушении ориентации молекул относительно вектора силы тяжести и вызвать вследствие этого изменение подвижности и скорости переноса электронов (и энергии) вдоль молекулы. Таким образом, ориентация белковых молекул или ДНК относительно вектора гравитации может изменить их электрические свойства со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Автор этой гипотезы, рассматривая биофизические основы гравиорецепции, предполагает, что имеются 3 основных процесса, ответственных за нее: седиментация внутриклеточных частиц, капельная седиментация * и конвекция. Эти процессы, подвергаясь действию гравитации, могут влиять на ферментные реакции клеток. Однако имеются тщательно выполненные в течение 15 лет работы с самыми различными растениями [Kolisko Е., Kolisko L., 1978; Kranich E. M., 1984]., а также непрерывные 12-летние исследования сока, выделенного из омелы белой, указывающие на прямое действие Луны на растения [Fyfe А., 1967]. Кроме того, следует иметь в виду и возможность резонансного механизма, связывающего колебательные процессы и состояния организма с Луной [Блехман И. И., 1971, 1981; Воронина Н. В. 1981; Колотилов Н. Н., Боер В. А., 1981; Охнянская Л. Г., Мишин В. П., 1981].
Отмечается еще одно примечательное свойство органов гравиорецепции: структура и функционирование статоцистов и вестибулярного аппарата удивительно сходны на всех уровнях их организации, несмотря на совершенно различное происхождение и пути эволюционного развития [Винников Я. А. и др., 1971; Белкания Г. С., 1982]. Самое интересное то, что автор одного из исследований указывает на"…принципиальное сходство в первичном восприятии гравитационного раздражения животными и растениями" [Белкания Г. С., 1982, с. 12]. Выше мы привели сведения о гравиорецепции у растений именно потому, что они могут в какой-то мере объяснить высокую чувствительность организма человека к слабому гравитационному воздействию. В частности, известно, что стебли и корни растений способны реагировать на действие очень малых центробежных ускорений, равных l0~* g, и при этом чувствительным местом являются верхушечные (апикальные) меристемы растений. Если у высших растений гравиоперцепция связана с седиментацией амилопластов в чувствительных клетках (статоцистах), то у многих низших растений этого нет, а чувствительность к изменению гравитации остается высокой, что указывает на существование различных механизмов гравиоперцепции у разных видов организмов.
Все приведенные выше сведения показывают, что растения, так же как и другие виды живых организмов, тесно и всесторонне связаны с лунной ритмикой. Есть основания предполагать, что лунно-солнечное гравитационное влияние опосредуется через мембранный механизм проницаемости, так же как и действие ничтожных по силе суточных изменений вектора геомагнитного поля [Дубров А. П., 1974; Dubrov A. P., 1978].
Современные исследования роли кальция в гравиостимуляции растений служат дополнительным подтверждением правильности нашей гипотезы о роли проницаемости мембран и оболочек в астро-геофизическом влиянии. Проведенные к настоящему времени эксперименты показали, что перемещение ионов кальция и накопление его в клеточных оболочках являются важным механизмом гравиотропизма и гравиорецепции [Slocum R. D., Roux S. J., 1983; Dauwalder M. et al., 1985, и др.]. Вместе с тем отмечается важная роль амилопластов, которые, перемещаясь, могут выполнять роль своеобразных "статолитов" в механизмах гравиорецепции, обладая к тому же значительным отрицательным потенциалом в -19,4 мкВ [Wilkins M. В., 1978; Volkmann D., Sievers A., 1979; Jackson M. B., Barlow P. W., 1981; Sack F. D. et al., 1983]. Выдвинута гипотеза о том, что амилопласты, являясь электрически заряженными частицами, при седиментации создают клеточную поляризацию, действующую на проницаемость и транспорт веществ через плазмалемму [Wilkins M. В., 1978].
Таким образом, можно заключить, что механизм гравиоперцепции у растений, тесно связанный с ионами кальция, переносом протонов и перемещением отрицательно заряженных амилопластов, основан на электрокинетических явлениях в клетках [Halsted Th. W., Scott Т. К., 1984]. Благодаря такой связи возможно влияние гравитации на кинетику ферментов, мембранный потенциал и циркадианную ритмику организма в целом. Следовательно, влияние сверхслабых изменений геогравитационного и геомагнитного полей может реализоваться через электрокинетические механизмы на мембранах и оболочках клеток. Именно эти факты служат дополнительным доказательством в пользу возможного действия гравитационных приливообразующих сил Солнца и Луны на биоритмы живых организмов. Не исключено, что те же самые механизмы связи гравитации с живыми организмами действуют и в организме человека, в котором электрофизиологические, электрохимические и электрокинетические явления играют важнейшую роль в регуляции жизнедеятельности.
* Капельная седиментация-диффузия двух жидких сред в вертикальном направлении с образованием тяжелых комплексов молекул.
