Практическое подтверждение внутри суточной ритмики.

1. Амплитуда и форма ритмических колебаний сердца, отраженная в кардиокомплексе P-QRS-T, существенно изменяется от дневных, когда активность сердца максимальна, до ночных, когда активность сердца минимальна.

2. Установленное обострение патологии системы дыхания происходит ночью, когда активность легких максимальна. Активация легочной системы в это время суток обоснована наиболее чистой воздушной средой.

3. При сохранении указанной закономерности в целом, фаза пиковой активности от пациента к пациенту может смещаться при изменении режима питания, физических и эмоциональных нагрузок, социального фактора и т.п. Навязанная внешняя нагрузочная ритмика для группы людей (например, студентов) делает схожей ритмику активности их функциональных систем.

Важными экзогенными факторами являются:

- периодические колебания геомагнитного поля (ГМП) Земли,

- ритмические электромагнитные колебания ионосферы Земли (резонансы Шумана),

- периодика ближнего Космоса.

Ритмические электромагнитные колебания ближнего Космоса в области крайненизких и инфранизких частот реализуются на поверхности Земли благодаря “прозрачности” атмосферы в этом диапазоне частот и являются мощным активизирующим экзогенным фактором. На рисунке показаны пики амплитуд в области низких и крайне низких частот от 0 до 20 Гц, (а также мощный паразитный сигнал (50 Гц), генерируемый промышленной электрической сетью).

Резонансы Шумана. Считается, что одним из запускающих источником колебательных процессов в живом являются грозовые импульсные разряды молний (по планете в одну минуту фиксируются более 100 мощных грозовых разрядов). Электромагнитные поля от этих источников обегают окружность Земли по ионосфере, формируя ряд эндогенных частот. Молнии ведут себя как источники высокочастотных излучений в широком спектре частот (с учетом гармонических составляющих). Данным явлением и объясняется, по мнению большинства специалистов, наличие устойчивых сверхнизкочастотных колебаний, которые практически не затухают и имеют фиксированные частоты.

Рассмотрим объёмный резонатор, состоящий из двух концентрических проводящих сфер.

Внутренняя сфера представляет собой поверхность Земли, в внешняя – ионизированный газ ионосферы, находящийся на высоте около 80 км над землёй. Предположим, что электромагнитная волна, n раз отражаясь попеременно от поверхности Земли и ионосферы, огибает земной шар. Если на окружности Земли укладывается целое число отражений, то возникает резонанс, и такая волна может существовать продолжительное время.

Считая, что волна распространяется со скоростью света с = 300000 км/с, а окружность Земли составляет L = 40000 км, определим частоту колебаний:

f _n = c _n : L ≈ 7,5 n Гц

Для первых пяти гармоник эта формула даёт ряд частот 7,5 — 15,0 — 22,5 — 30,0 — 37,5 ... Гц. (экспериментально полученные частоты: 7,83 — 14,1 — 20,3 — 26,4 — 32,4 ... Гц.)

Резонансы Шумана наиболее отчетливо выражены вблизи мировых очагов гроз: Африки, Южной Америки, Индонезии, Индии. В приполярных регионах амплитудные пики на этих частотах уже не столь выражены. Описываемый колебательный процесс зависит от ряда факторов - времени суток (ночью амплитуда резонансных волн уменьшается), времени года (в летние месяцы в северном полушарии частоты резонансов повышаются), фаз луны, периодов солнечной активности (во время магнитных бурь интенсивность резонансов возрастает), движения ядра земли (отмечаются случаи возбуждения на частоте 12500 Гц, соответствующей указанному процессу).

К настоящему времени установлено, что резонансы (волны) Шумана необходимы для синхронизации биологических ритмов и нормального существования всего живого на Земле. Сегодня уже известно, что люди, испытывающие большие нагрузки и стресс, особенно нуждаются в ощущении этих колебаниях. Остро ощущают отсутствие колебаний (резонансов) Шумана пожилые и вегетативно чувствительные люди, а также хронические больные. Недостаточное влияние колебаний Шумана может приводить к головной боли, потере ориентации, тошноте, головокружению и т.д.

К настоящему времени электромагнитный фон планеты в результате деятельности человека претерпел существенные изменения и “загрязнен” до такой степени, что организм может не выделить резонансы Шумана. По этой причине проводились работы по применению искусственных электромагнитных генераторов, соответствующих резонансам Шумана.

Оказывая непрерывное влияние на земные объекты, экзогенные колебательные процессы нашли отражение практически во всех физиологических ритмических процессах (ЧСС, ЭЭГ, перистальтике и др.). Установленная экспериментально интенсивность частотного спектра внешнего (экзогенного) электромагнитного поля совпадает с найденными в клинических исследованиях зонами биологически активных частот.

Таблица. Соответствие эндогенных биологически активных частот, соответствующих состоянию спокойного бодрствующего здорового молодого человека в возрасте 25-30 лет, геомагнитному полю Земли и резонансам Шумана.

Биоритмы	Принятые биологически активные частоты организма (Гц)	Установленные области интенсивности ГМП и ионосферы (Гц)
Альфа-ритм	8	7,9
Бета-ритм	14	13,7
-	-	19,3
-	-	25
Гамма-ритм	30	30,6
-		36,2
Частота кардиоритма	1…1,2	0,2…5
Частота дыхательных движений	0,25…0,30	0,2…5
Сокращение мышц желудка	0,05	0,022…0,099
Вариации кровяного давления	0,09	0,022…0,099

Классификация биоритмов.

Для классификации биоритмов используют различные характеристики колебательного процесса:

форму, спектр, длительность периода, частоту первой гармоники, амплитуду, функциональное предназначение ритма (активизация, торможение), принадлежность к определенной биологической системе (клетке, ткани, организму) и т.д.

Биоритмы свойственны любым биологическим объектам и системам, их наблюдают в отдельных клетках, тканях и органах, в целых организмах или популяциях. Поэтому периоды изученных биологических ритмов (их несколько сотен) характеризуются широким временным диапазоном – от долей микросекунд до десятков лет (уже упоминался 11-ти летний ритм солнечной активности, которому соответствуют этапы социальной, военно-политической, экономической и др. напряженности в государственных и надгосударственных системах).

Частотную характеристику биоритмов обычно привязывают к стандартизованным диапазонам электромагнитных волн (например, к классификации Международного регламента в радиосвязи). (Табл. ).

Табл. . Диапазоны частот по Международному регламенту в радиосвязи.

Наименование диапазона частот	Граница диапазонов
Крайне низкие частоты - КНЧ	3-30 Гц
Сверхнизкие – СНЧ	30-300 Гц
Инфранизкие – ИНЧ	0,3-3 кГц
Очень низкие – ОНЧ	3-30 кГц
Низкие – НЧ	30-300 кГц
Средние – СЧ	0,3-3МГц
Высокие – ВЧ	3-30 МГц
Очень высокие – ОВЧ	30-300 МГц
Ультравысокие – УВЧ	0,3-3 ГГц
Сверхвысокие – СВЧ	3-30 ГГЦ
Крайне высокие – КВЧ	30-300 ГГц
Гипервысокие - ГВЧ	0,3-3 ТГц
Оптическое излучение	0, 3- 3·10 4 ТГц

В таблице можно выделить четыре диапазона, характерные для классических биологических процессов – КНЧ, СНЧ, ИНЧ и ОНЧ.

ПРИМЕРЫ: ОНЧ – гармонические составляющие миографии (регистрируются гармоники немногим более 10 кГц); КНЧ - СНЧ – динамика ЭКГ, ЭЭГ и др. КНЧ и ниже – крайне медленные колебания кожных потенциалов, не возбуждаемых тканей и органов. Герцовая область менее 3 Гц в радиочастотном диапазоне не является актуальной в силу больших затуханий радиоволн. Поэтому наименования частотных диапазонов с частотой ниже 3 Гц в радиоэлектронике терминологически не установлены, однако для биологических процессов эти частоты актуальны.

Двигательная активность всех без исключения живых объектов является их общим свойством живого. По частотному признаку принято выделять двигательную активность как биомедицинское явление автоматии с повышенной частотой, протекающее в сердце, кишечнике, мочеточнике.

Жизнедеятельность мозга, печени, селезенки, почек, поджелудочной железы, скелетных мышц, костей и др. характеризуются медленной электрической активностью, физиологической основой которого является “протоплазматическая форма” движения, являющаяся эволюционно сохранившейся наиболее древней формой движения. Эта форма движения встречается у самых различных биообъектов от одноклеточных, растений и до высших позвоночных. Немышечные протоплазматические движения у одноклеточных способствуют поиску пищи (перемещению в пространстве); перемещению и утилизации поступивших питательных веществ; удалению "шлаков" и др.

Медленные движения в жизнедеятельности органов и тканей высших животных также играют большую роль, обеспечивая активный транспорт крови через орган и ткань; ускоренный обмен веществ между клеточным содержимым и межклеточным пространством; движение межклеточной жидкости из межклеточного пространства до клапанов лимфатических сосудов, что в итоге обеспечивает взаимодействие между органом, кровеносной и лимфатической системами.

Доказано также существование макроскопических флюктуации в различных химических и биохимических реакциях, которые обусловлены космофизическими причинами. Более того, даже коллоидные системы при перемене термодинамических условий (коагуляция, конденсация, кристаллизация) также могут генерировать низкочастотные электромагнитные сигналы.

Таким образом, в возбудимых и невозбудимых тканях (неодинаковых по своему морфофункциональному назначению) существует медленноволновая электрическая активность, тесно связанная с микродвижениями органов и тканей и мало изученными внешними влияниями. Медленноволновая электрическая активность - это, как правило, мало изученные колебательные процессы с частотой менее 3 Гц.

К высокочастотным ритмам относят процессы с периодом повторения с периодом менее 0,5 час. Ритмы высокой частоты проявляются на тканевом и органном уровнях в ЭЭГ, ЭМГ, ЭКГ, регистрируются при дыхании, перистальтике кишечника и др. Выявлено несколько типов ритмических изменений гемодинамики (артериального давления) с периодом колебаний, лежащим в интервалах от 0,02 до 10 с (волны Траубе-Геринга-Майера). Отмечается вариабельность сердечного ритма с периодами 8…20 с (медленные волны 1-го порядка), 40…80 с (медленные волны 2-го порядка) и т.п.

К среднечастотным относятся ритмы с продолжительностью периода 0,5 час – 6 суток. К ним относятся, в частности, околочасовые ритмы - колебания (иногда в литературе упоминают двухчасовые ритмы, имеющие ту же биологическую природу). Они обнаруживаются изначально на клеточном, а затем и на организменном уровнях, влияя на параметры ритма таких глобальных процессов, как ЧСС, смена фаз сна, работоспособность человека. Установлено, что околочасовые колебания связаны с процессами обмена клетки с окружающей средой или между органеллами клетки и гиалоплазмой клетки.

Подтверждают этот вывод согласованные изменения объема, проницаемости, состояния внутренних мембран, внутриклеточного значения рН. Представляется, что лизосомы, как и многие другие органеллы клетки, периодически заглатывают свежие порции гиалоплазмы, а отработанные продукты метаболизма удаляют из органелл. По-видимому, периодичность этих процессов более эффективна, чем непрерывный вход продуктов и выход метаболитов из клетки. ОЧК обеспечивает более эффективный обмен веществ на микроуровне и является фундаментальным свойством этого структурного уровня. [Биофизика. Том 51. вып. 1 2006, Эйдус Л.Х., Литинская Л.Л. О биофизическом механизме околочасовой клеточной ритмики и ее роли в обмене веществ, с. 108-114].

Ранее упомянутые двухчасовые ритмы, природа которых лежит в последовательном возбуждении одной из 12-ти функциональных систем, что отражается в параметрах соответствующего меридиана и расположенных на нем БАТ.

Циркадианные (или циркадные) ритмы с продолжительностью периода, примерно равной 20 - 28 ч. Известно около 300 процессов в организме человека, которые изменяются с такой частотой.

К низкочастотным относятся ритмы с недельным ритмом (около 6-ти суток); месячным ритмом (физиологически связанным с ритмикой эндокринных желез); сезонным ритмом; годовым ритмом.

Известна печальная ритмическая закономерность - годовая ритмика смертности: 40% смертей приходится на месяц рождения, тогда как при 12-ти месяцах число смертей должно составлять 100…12 = 8%.

Низкочастотные процессы с периодами в месяцы - годы проявляются и представляются актуальными уже не на уровне отдельных особей, а на уровне общества, вида и т.п. (т.е. в тех случаях, где показательна статистика).

Переведём некоторые ритмические процессы в частоту:

- для 2-х часовой ритмики F = 1,4•10^-4 Гц;

- 8-ми часовой ритмики F = 3,5•10^-5 Гц:

- суточной ритмики (24 час); F = 1,2 •10^-5 Гц;

- месячной ритмики (30 суток) F = 3,9•10^-7 Гц.

Поэтому для характеристики многих биологических структур актуальным является частотный диапазон, лежащий значительно ниже нижней границы диапазона КНЧ (ниже 3 Гц). Понятие нулевой частотной области живого при этом как бы отодвигается на многие порядки, а таблица актуальных для биологии частот дополняется следующими данными:

0 Гц – нулевая частота, смысл которой – минимизация движения при кельвиновском нуле (энтропия в этот момент – минимальна).

… , 10 -20, 10 -10, 10 -1 Гц – КНЧ 1, КНЧ 2, КНЧ 3 и т.д.

3…3•10 1 Гц – КНЧ

3•101…3•10 2 Гц – СНЧ

3•102…3 •10 3 Гц – ИНЧ

3•103 …3•10 4 Гц – ОНЧ и т.д.

Исходя из вышеизложенного, структурные уровни живого в соответствии со своими функциональными особенностями характеризуются временными характеристиками - биоритмами, лежащими в широком диапазоне частот – от близких нулю (например - 10^-9 Гц - ритм 11-ти летнего солнечного цикла, проявляющегося в динамике биоценоза - рождаемости и смертности, урожайности, эпидемий и т.д.), до частот ТВЧ - 10¹² Гц (колебания на уровне атомно-молекулярных структур), оптического диапазона (биолюминесценция микроорганизмов) – в области 10¹⁵ Гц (с длиной волны 462, 490, 509, 560 нм.).