С позиций взаимодействия организма и среды различают два типа колебательных процессов:
1. адаптивные ритмы или биоритмы – колебания с периодами, близкими к основным геофизическим циклам, роль которых заключаются в адаптации организма к периодическим изменениям окружающей среды;
2. физиологические или рабочие ритмы – колебания, отражающее деятельность физиологических систем организма.
В современной биоритмологии основное внимание уделяется суточным и сезонным биоритмам, поскольку суточная и сезонная периодичности присущи всем уровням биологической организации. В хрономедицине формируется региональный подход, учитывающий особенности биоритмологической организации у жителей различных регионов Земли, особенно у живущих в полярных и аридных зонах.
6. Временная организация биологической системы
Эта организация не просто комплекс биологических ритмов организма. Она также характеризуется механизмами регуляции, связями с внешней средой и самими взаимодействиями между ритмами. В ней имеются следующие разделы:
1. часть, осуществляющая регуляцию временной организации;
2. часть, воспринимающая сигналы регуляции;
3. часть, включающая в себя "рабочие", эффекторные функции
временной организации;
4. часть, связывающая временную организацию биосистемы с
внешней средой и другими биосистемами.
Приведенная общая структура временной организации свойственна всем
биосистемам вне зависимости от сложности их строения (рис. 3). С другой стороны, о временной организации биосистемы можно говорить при наличии указанных выше частей и связей между ними. В ее основе — параметры биологических ритмов, подлежащие всестороннему изучению, как и связей между ними.
7. Механизмы биологических ритмов
Большинство исследователей придерживается мнения, что природа биологически-экологических ритмов эндогенна, т.е. они — результат колебаний различных функций организма, возникающих независимо от внешних периодичностей. Веским доказательством тому является факт о спонтанной (циркадной) ритмичности функций организма, помещенных в некоторые постоянные условия среды, например, в непрерывную темноту или непрерывное освещение. Происходит затягивание (синхронизация) периода внутреннего ритма организма к длине своего периода. Этим действием обладают "датчики времени": фото-, термо-, баропериодичность, изменения влажности, колебаний электромагнитных полей Земли, а для ритмов человека еще и социальные факторы (окружающая среда, режим труда и отдыха).
Для объяснения эндогенной регуляции биоритмов выдвинуто три категории гипотез. Первая относится к генетической регуляции биоритмов. Сформулирована модель хронона: хронон представляет полицистронный участок ДНК, с которого в одном направлении, линейно и последовательно происходит транскрипция с периодом около 24 ч. Циклически повторяющееся считывание информации с хронона приводит к возникновению биоритмов. Вполне вероятно, что параметры биоритмов могут задаваться определенной генетической программой, хотя есть и обоснованные возражения.
Другая концепция основана на том, что в генерации биологических ритмов непосредственное участие принимают клеточные мембраны путем периодических изменений потоков ионов через них.
Третья, кибернетическая модель, математически обосновывает возможность генерации биоритмов путем взаимодействия многих осцилляторов в организме (мультиосцилляторная модель).
Указанные выше механизмы регуляции биоритмов важны, однако в литературе по биоритмологии указывается, что законченной теории регулирования биоритмов во временной организации пока нет.
Представляют несомненный интерес представления о симметрии биоритмов и реактивности. Они подчиняются единому принципу симметрии, а их индивидуальные особенности являются выражением разной степени и формы биосимметрии.
8. Космос и биологические ритмы
Взаимосвязь "живых организмов и живого вещества" (В.И.Вернадский) с космогелиогеофизическими факторами известна эмпирически давно, но получила научное обоснование лишь в XXвеке. Известны классические работы А.Л.Чижевского об одиннадцатилетней цикличности эпидемических процессов на Земле, что связывается с 11-летними циклами солнечной активности (Чижевский А.Л. 1976; Ягодинский В.Н. 1975). Гелиобиосферные связи в последние десятилетия стали предметом междисциплинарных исследований (Казначеев В.П. 1977; Агаджанян Н.А. 1977; Фролов В.А. 1987; Комаров Ф.И. 1989). Получены важные результаты, подтверждающие экологическое значение гелиогеофизических факторов. Каков же механизм их биотропного действия? Обратимся к периодам и циклам гелиогеофизических факторов.
Из таблицы 25 видно очень большое разнообразие природных ритмических явлений. Была выдвинута концепция принудительной синхронизации биоритмов организмов колебаниями внешней среды. Сейчас ясно, что гелиогеофизические факторы являются существенными при синхронизации ритмики биологических систем в мезо- и макродиапазонах. Для понимания указанных взаимодействий существенное значение имеет теория об информационной роли естественных электромагнитных полей.
Табл.3. Периоды и циклы гелиогеофизических факторов
| Диапазон биоритмов | Природа ритмических явлений | Основные периоды |
| Микроритмы | Собственная частота ионосферного волновода | 0.1 с |
| Микропульсация геомагнитного поля класса Рс | 0.2 – 1000 с | |
| Инфразвук, генерируемый полярными сияниями | 20 – 100с | |
| Мезоритмы | Пульсация Солнца | 60мин; 2ч 40мин |
| Вращение Земли | 24ч | |
| Секторная структура межпланетного магнитного поля | 7дн; 13 – 14 дн | |
| Вращение Солнца | 27 дн | |
| Обращение Луны, лунные приливы | 7 дн; 9дн; 14дн; 27дн; 29.5дн | |
| Макроритмы | Обращение Земли вокруг Солнца | 0.5г; 1г |
| Циклы солнечной активности | 2г; 3г;5 лет; 11 лет; 22г;35 лет | |
| Долгопериодические компоненты лунного прилива | 18.6г | |
| Циклы большой длительность | Циклы солнечной активности | 80 лет; 170 лет; 400 лет; 600 лет |
| Вариации напряжённости геомагнитного поля | 350 лет; 500 лет; 1000 лет; 7000 лет |
9. Суточные ритмы
Они являются предметом наиболее многочисленных исследований. Отражая циркадную организацию функций организма, эти ритмы характеризуются многообразными изменениями проявлений жизнедеятельности. Существенное значение имеет характер активности — дневной или ночной (табл. 26).
Фазы максимума для основных проявлений суточной периодичности у человека мышевидных грызунов (крысы, мыши), как представителей млекопитающих с дневной и ночной активностью (Деряпа Н.Р., Мошкин М.П., Поеный B.C., 1985).
Из нее видно, что циркадные ансамбли человека, активного в дневные часы, и лабораторных грызунов (крыс, мышей), активных ночью, демонстрируют полную идентичность, если за точку отсчета взять определенную фазу в цикле сон-бодрствование, а не геофизическое время. Это однозначно свидетельствует о ведущем значении ритмов поведения животных или ритмов трудовой деятельности человека в организации суточных колебаний всего комплекса внутренних процессов. Условно суточный цикл можно разделить на три части, отличающиеся преобладанием определенных эндокринных и метаболических процессов.
1. Фаза восстановления, охватывающая у человека и животных первую половину сна.
2. Фаза подготовки к активной деятельности разворачивающаяся во второй половине сна.
3 Фаза активности по нейрофизиологическим критериям характеризующаяся высоким уровнем бодрствования, что выражается в преобладании высокочастотных ритмов ЭЭГ.
Табл.4 Суточные ритмы
| Показатель | Время максимума | |
| Человек | Крысы, мыши | |
| Уровень бодрствования по ЭЭГ | День | Ночь |
| Физическая работоспособность | День | Ночь |
| Температура тела | День | Ночь |
| Уровень энергообмена | День | Ночь |
| Углеводный обмен:- накопление гликогена-использование в биоэнергетических процессах_ | - День | НочьНочь |
| Липидный обмен:- синтез липидов-использование в бионергетических процессах | ДеньНочь | НочьДень |
| Белковый обмен:-интенсивность катаболических процессов | День | Ночь |
| Водно – электролитный обмен:Экскреция воды, натрия, калия, кальция | День | Ночь |
| Эндокринная система:-малатонин-катехоламин-СТГ-ТТГ-тироксин-АКТГ-глюкокортикоиды-альдостерон-тестостерон | ПоловинаНочьДеньНочьНочьУтроНочьУтроДеньутро | ПоловинаНочьНочьДеньВечерВечерВечерВечерНочьвечер |
10. Сезонные ритмы
Их существование подтверждено многочисленными исследованиями экспериментального и клинического характера. Отметим некоторые основные особенности.
В основе сезонных биоритмов признается изменение по сезонам года климатических и других природных факторов (фотопериодизм, температура воздуха, влажность, ЭМП Земли). Указанные факторы способствуют развитию адаптивных ритмов, что особенно характерно для флоры и фауны. Каковы побудительные причины возникновения этих ритмов?
Во-первых, сезонные ритмы необходимы для синхронизации биологических явлений с годовым циклом внешних условий, что особенно важно в умеренных и северных широтах с резкой годовой изменчивостью климата.