Исторические корни хронобиологии и хрономедицины

Идеи о ритмическом характере природных процессов, где человек не исключение, имеют глубокие корни, уходя в «седину» веков, и нашли отражение в трудах античных философов, таких как Гераклит, Платон, Аристотель, и не только. Цикличность жизненных процессов была подмечена еще писцом Александра Македонского Андростеном в 4 веке до н.э.
Понятие ритмов, основывающееся на чередовании Ян и Инь, смене дня и ночи, лунных месяцев, сезонов, является одним из наиважнейших в древней китайской философии и медицине. Глубокий смысл таких систем, как 12-летний "календарь животных", еще предстоит осознать. Но с древнейших времен в странах Восточной и Юго-Восточной Азии при их составлении значение придавали периодичности движения Солнца, Луны, Юпитера и Сатурна. Интересно, что основной элемент 12-летнего цикла тесно связан с акупунктурой: для достижения наибольшего лечебного эффекта необходимо воздействовать на определенные активные точки с учетом фазы 12-летнего цикла (как и времени суток).
Значительный вклад в понимание времени и восприятие его человеком внес А. Августин (A. Augustinus, 354-430).
В средние века и эпоху Возрождения эта тема была предметом исследований Ф. Бэкона (F. Bacon, 1561-1626), Т. Браге (Т. Brahe, 1546-1601), И. Кеплера (J. Kepler; 1571-1630) и др.
Немецкий астроном и математик И. Мюллер (J. Müller), разработал сферическую тригонометрию, ставшую основой для биоритмологии.
Первое научное наблюдение биологических ритмов принадлежит французскому астроному Ж. Ж. де Мерану (J. d’Ortous де Mairan, 1729), который обнаружил суточную периодичность движения листьев у растений. Это явление в последующем изучали Ч. Дарвин (Ch.R. Darwin) и ботаники XIX в.
Ещё в 1751 г. шведский ботаник и натуралист К. Линней (C. Linné, Carl Linnaeus) предложил «цветочные часы», основанные на способности цветков различных растений открываться и закрываться в определённое время суток. Например, он обнаружил, что растение «hawk’s beard» («ястребиная бородка») открывает свои цветки в 6:30 утра, тогда как другой вид кульбаба не открывает свои цветки до 7 часов.
В 1860-ые гг. президент Русского энтомологического общества К.Э. фон Бэр (K.E. von Baer) написал о биологическом времени и его различии у различных видов животных. Его подход был далее развит и экспериментально изучен Я. фон Икскюль (J. von Uexküll).
В XIX в. биологические ритмы были зарегистрированы также у животных и человека.
В 1920 г. американские учёные У.У. Гарнер (U.U. Garner) и А. Аллард (A. Allard) открыли фотопериодизм у растений.
В 20-х гг. XX в. были выполнены первые исследования по фотопериодизму у животных.
Проблема биологических ритмов интересовала И. М. Сеченова, И. П. Павлова, В. М. Бехтерева, К. М. Быкова, А. С. Данилевского и др.
Н. Е. Введенский и А. А. Ухтомский описали природу навязывания живым клеткам внешнего ритма.
В. И. Вернадский введя понятие биосферы, рассматривал ее не только в пространстве, но и во времени.
Огромный вклад в понимание ритмического характера природных процессов и их происхождение внес А.Л. Чижевский. Летом 1915 г., наблюдая за пятнообразовательной деятельностью Солнца, он обнаружил, что с ее усилением совпадали периоды развёртывания и обострения военных действий на многих фронтах Первой мировой войны. Это событие привело его к многолетним систематическим исследованиям солнечно-биосферных связей, заложившим основы новой науки - гелиобиологии.
На его вопрос К.Э. Циолковскому: «Могут ли циклы солнечной активности иметь влияние на мир растений и человека», тот ответил: «Было бы совершенно непонятно, если бы такого влияния не существовало. Вам придется зарыться в статистику, касающуюся живого, и сравнить одновременность циклов на Солнце и в живом».
Заинтересовавшись связями в пятнообразовании на Солнце с частотой военных действий, А.Л. Чижевский в течение нескольких месяцев наблюдал за своими знакомыми и пришёл к выводу, что у некоторых из них с ростом числа солнечных пятен повышалась нервная возбудимость. Одним из результатов исследований в этой области стала работа «О соотношении между периодической деятельностью Солнца и преступностью».
Осенью 1915 г. А.Л. Чижевский в докладе «Периодическое влияние Солнца на биосферу Земли», прочитанном в Московском археологическом институте, опираясь на сравнительно немногочисленные, но охватывающие разные страны и материки факты и наблюдения, высказал предположение о влиянии солнечной активности на заболевания и смертность. Этим он сформулировал одно из основных положений своего учения, что развитие органического мира является результатом взаимодействия земных и космических факторов.
В мае 1917 г. А.Л. Чижевский защитил докторскую диссертацию «Физические факторы исторического процесса». В ней он проанализировал важнейшие исторические события с 5 века до н. э. вплоть до 1917 г. и показал, что они имеют тенденцию повторяться примерно через каждые 100 лет, а внутри каждого столетия вырисовываются девять периодов максимальных напряжений человеческой деятельности. Благодаря этому за минимальную естественную единицу отсчета исторического развития принят 11-летний цикл (историометрический цикл), совпадающий со средней продолжительностью цикла солнечной активности. В годы его максимумов Землю потрясали мятежи, войны и революции, и на историческую арену вступали народные и духовные вожди.
11-летние циклы пиков активности Солнца связаны также с другими изменениями биосферы, как-то набегами саранчи, эпидемиями, др. Их влияние на биосферу в 30-х гг. подтвердил энтомолог Щербинский, обратив внимание, что массовые перелёты саранчи повторяются с периодом в 11 лет.
В периоды спокойного Солнца гораздо чаще отмечалась склонность людей к миролюбию, а их интересы и энергия направлялись в область духовной деятельности.
В 1928 г. А.Л. Чижевский показал связь частоты несчастных случаев и травматизма на транспорте и производстве с влиянием солнечной активности. Позднее (50-е годы прошлого века) эта связь была подтверждена немецкими учеными Р. Рейтером (R. Reuter) и К. Вернером (K. Werner), проанализировавшими данные об около 100 тыс. автокатастроф, и показавших, что их частота возрастает с усилением солнечной активности, особенно на второй день после солнечной вспышки.
В 1930 г. А.Л. Чижевский издал книгу «Эпидемические катастрофы и периодическая деятельность Солнца», в которой он «представил в широком общебиологическом освещении вопрос о переходе жизненных качеств вируса из латентного состояния в активное под влиянием изменений в окружающей среде, влияющих на организм». Солнце оказалось регулятором эпидемий по времени и силе их проявления. В 1937 г. расширенное издание книги вышло во французском переводе под названием «Эпидемии и электромагнитные пертурбации внешней среды».
В 1939 А.Л. Чижевский был избран Почётным президентом Международного Конгресса по биологической физике и космической биологии. Однако, вскоре он был арестован и сослан в Сибирь во время сталинских репрессий. Его публикации были подвергнуты цензуре, а исследования 1930-х годов по крови и электромагнитным параметрам эритроцитов в связи с циклами человеческой циркадианной системы были запрещены и опубликованы только в 1973 году. Его публикация 1928 г. «Влияние космоса на психозы человека» в СССР была подвергнута цензуре, хотя и в 2003 г. на нее продолжали ссылаться в «Journal of Circadian Rhythms».
Следует ради справедливости заметить, что влияние изменений магнитного поля Земли на организм человека было подмечено еще в глубокой древности. Лечебные свойства магнита описывали Аристотель (IV в. до н. э. ) и Плиний Старший (1 в. н. э. ), немецкий врач Парацельс (Paracelsus) и английский естествоиспытатель Уильям Гилберт (William Gilbert).
В 1937 состоялась (Роннебю, Швеция) первая конференция, на которой было основано Международное общество исследователей биологических ритмов. В 1971 на очередной конференции (Литл-Рок, США) оно было переименовано в Международное общество по хронобиологии.
Большой вклад в развитие хронобиологии в 20 в. внесли А. Йорес (ФРГ), Я. Мёллерстрём и Э. Форсгрен (Швеция), Дж. Хейстингс, Ф. Браун (США), Дж. Клаудсли-Томпсон, Дж. Харкер (Великобритания).
Э. Бюннингу (ФРГ) принадлежит гипотеза об эндогенной природе биологических ритмов, высказанная им еще в начале 30-х гг.
Ю. Ашофф (ФРГ) провёл фундаментальные исследования влияния условий внешней среды на биологические ритмы, в том числе у человека, и ввёл (1951) понятие «датчика времени» как фактора, синхронизирующего биологические ритмы.
В 30-х гг. XX в. в Ницце (Франция) случайно заметили, что число случаев инфаркта миокарда и инсульта у пожилых резко возрастало, когда на местной телефонной станции происходили сбои. Как выяснилось впоследствии, нарушения телефонной связи были вызваны магнитными бурями.
Связь в течении и исходах сердечнососудистых заболеваний с изменениями солнечной активности, а именно, солнечным ветром или всполохами в конце 70-х годов прошлого века в СССР обстоятельно изучена по сводкам работы «скорой помощи» в сопоставлении с данными о «магнитном фоне» Земли.
Ф. Холберг (F. Halberg) из Университета Миннесоты ввел термин «циркадианный», и его часто именуют «отцом американской хронобиологии». Он сформулировал в 1959 г понятие об околосуточных или циркадианных ритмах, дал представление о временной координации физиологических функций организма и установил изменение чувствительности организма к действию вредных факторов в зависимости от времени суток. Он впервые ввел также термин «хронобиология». Несколько лет спустя термин появился в Оксфордском медицинском словаре.
На симпозиуме 1960 г. в Cold Spring Harbor Laboratory исследователи из различных областей науки обнаружили, что они все изучали одни и те же феномены, что и легло в основу начала хронобиологии как современной науки. P. DeCoursey предложила в том же году кривую фазной реакции - главный инструмент хронобиологии области.
Однако C. Pittendrigh, а не Ф. Холберг был избран руководителем «Общества исследований биологических ритмов».
В 1970-е гг. Halberg делал больший акцент на человеческие и медицинские аспекты хронобиологии, в то время как С. Питтенгриг (С. Pittendrigh) исходно занимался больше эволюцией и экологией.
Большое влияние на развитие хронобиологии оказали исследования Ю. Ашофф (J. Aschoff) и С. Питтенгриг феномена захвата циркадианной системой света (параметрический, непрерывный, тонический, постепенный по сравнению с непараметрическим, дискретным, фазным, мгновенным, соответственно).
Сегодня хронобиология совершенствуется. Результаты исследований по хронобиологии публикуются в специальных журналах: «International Journal of Chronobiology» (L., с 1973); «Chronobiologia» (Mil., с 1974); «Journal of Interdisciplinary of Cycle Research» (Amst., с 1970) и др.
В ней Ф. Халберг представляет новую составляющую хронобиологии – хрономику, основа которой есть картирование временных структур, что позволяет при непрерывном мониторировании параметра, например, артериального давления, заранее, с более высокой вероятностью по сравнению с хронобиологией, прогнозировать потенциально опасные для жизни состояния.