Для выявления клеточных механизмов циркадианного ритма применяли разные методы, в том числе воздействие фармакологическими агентами, подавляющими генерацию импульсов и передачу сигналов в химических или электрических синапсах. В настоящее время нет единого мнения о том, какие именно локальные нейронные сети в глазу аплазии генерируют циркадианный ритм. По–видимому в сетчатке аплазий существуют клетки двух основных типов - фоторецепторы и вторичные нейроны. Фоторецепторы в свою очередь подразделяется на два подтипа: R- клетки, дающие на световое воздействие градуальный, неимпульсный ответ, и Н- клетки, реагирующие на свет потенциалом действия с последующей гепераолиризацией. Во вторичных нейронах, или D-клетках, в ответ на вспышку света возникает деполяризация, сопровождающаяся залпом импульсов, и эта импульсация коррелирует с разрядами, регистрируемыми в зрительном нерве; таким образом, можно предполагать, что именно активность D- клеток обусловливает импульсацию в зрительных нервах, изменяющуюся в соответствии с циркадианным ритмом. Важную роль во взаимодействиях между клетками разного типа играют, видимо, электрические синапсы.
Какие же механизмы лежат в основе особых песмейкерных свойств или D-клеток? Высказывались предположения, что эти механизмы могут быть связанны с мембраной, цитоплазмой или ядром. Из возможных цитоплазматических механизмов все больше внимания привлекает синтез белков, роль которого удобно изучать с помощью ингибиторов этот процесса. Можно видеть, что ингибитор белкового синтеза (анизомицин), длительно воздействующий в высокой концентрации, не подавляет импульсную активность в зрительном нерве, но циркадианный ритм этой активности утрачивается. После внесения в омывающую препарат среду ингибитора наблюдается задержка («сдвиг по фазе») очередного цикла. В присутствии анизомицина полибосомы не повреждаются; синтез новых пептидных цепей может начинаться, но не может идти дальше, так как анизомицин присоединяется к 60S- субъединице рибосомы (возможно, он специфически воздействует на пептидилтрансферазу). По мнению исследователя из Олбани Дж. Джеклета, «эти данные означают, что для хода циркадианных часов необходимо ежедневный синтез белка». Чтобы уточнить роль белкового синтеза и связать его с регуляцией импульсных разрядов, нужны дальнейшие эксперименты.
Итак, у аплазии циркадианный ритм глаза обусловлен деятельностью генератора, находящегося в самом глазу. В отличие от этого мечехвоста (Limulys) изменения структуры, пигментации и чувствительности омматидиев наступают под влиянием эфферентной импульсации от центрального генератора. Ночью эта импульсация более интенсивна, чем днем. Частота импульсов, возникающих в ответ на световую вспышку, также выше в ночное время. Это согласуется с тем фактом, что ночью животное ведет себя более активно. Как показала внутриклеточная регистрация, повышенная активность в волокнах от генератора (в ночное время) подавляет спонтанные квантовые реакции клеток ретикулы на фоновую освещенность. В результате мембранной потенциал становиться более стабильным (так как снижается уровень влияющих на него шумов) и одновременно усиливается импульсный ответ на световую вспышку, т. е, повышается чувствительность рецепторов. Оба эффекта приводят к тому, что ночью, когда нужна большая чувствительность зрительного аппарата, отношение сигнала к шуму возрастает. Это пример того, каким образом центральный генератор может влиять на самые ранние этапы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе.
Многолетние и годовые циклы человека
На возможность существования многолетних биологических ритмов указывали исследования Н.Я. Перна (1925) на основании длительных наблюдений ученый установил, что у значительно числа людей проявляется ступенчатость жизни с «узловыми точками», или так называемыми пиками, в определенные возрастные периоды. Оказалось, что примерно через каждые 5-6 лет у человека наблюдаются взлеты творческой активности. Автор отметил, что определенные качественные изменения с подобной периодичностью происходят и у детей и юношей.
Многие известные специалисты в области спорта при изучении динамики спортивных результатов отмечали, что на достаточно высоком уровне, спортивного совершенствования все же происходят временные спады или временная стабилизация результатов. Исследования индивидуальной динамики, спортивных результатов сильнейших спортсменов мира (В.И. Шапошникова 1969) позволило установить, что у спортсменов более значительные приросты спортивных результатов происходят через 2 года на третий, а у спортсменок – через год. Был установлен и еще один интересный факт: варианты «мужского ритма» у спортсменок «женский» - у спортсменов особенно в период, приближающийся к завершению спортивных выступлений. Это позволило предположить, что значительную роль в формировании данных ритмов играет эндокринная система.
Изучения динамики спортивных результатов у сильнейших штангистов, сильнейших атлетов, пловцов и конькобежцев позволило сделать вывод о возможности прогнозирование многолетних темпов прироста спортивных результатов с учетом выявленной закономерности.
Из наблюдений, было установлено, что приросту функциональных возможностей предшествуют периоды скачкообразного прироста соматических признаков. Л.И. Конча, изучая скорость роста продольных размеров тела, установила максимум ее у мальчиков 12 и 15 лет, т.е., через два года на 3й, а у девочек в 11,13,15, т.е. через год. Э.А. Городниченко изучал силу сгибателей кисти у 1956 мальчиков от 8 до 17 лет. В данном случае наибольшие приросты силы отмечались в 9, 12 и 15 лет. Двухгодичные ритмы девочек можно было видеть у Г.В. Доля.
На основании изучения особенности роста в процессе полового развития мальчиков пришли к выводу, что ускорения роста является следствием анаболического действия андрогенов. Ученные отметили, что у одних наблюдателей выраженная скачкообразность роста, а у других процесс протекает вяло. Т.С. Пронина показала, что возрастная динамика гипофизарно-надпочечниковой системы (по среднепериодическим данным) отражает трехлетний процесс становления эндокринной функции от 7 до 13 лет. Глюкокортикоидная активность надпочечников высока у семилетних детей, к девятилетнему возрасту оно достоверно снижается, вновь возрастая к 10-11годам. Минералокортикоидная активность меняется аналогично, однако периоды снижения и усиления активности сдвинуты на один год, то есть падение активности происходит к десятилетнему возрасту, а последующее повышение к 11-12 летнему.
В.Р. Левин высказал предположении о существовании 3х-годичных биологических ритмах, связанных с иммунными процессами организма. Были установлены периодические подъемы частоты рецидивов (1раз в 3 года) при вычислении сроков их появления от даты выявления заболевания и частоты возникновения рецидивов у больных туберкулезом (751), 1 раз в 3 года, наблюдалось их увеличении, на 4м- 7м, 10м, 13 годах от даты взятия на учет периодичность имело место даже после современного длительного (более 12 месяцев) курса химиотерапии. Даже если число рецидивов уменьшилось, то они все же возникали, преимущественно с периодом около 3х лет, в которых может видеть, что случаи повторных реактиваций процесса, при туберкуломах по датам в большинстве своем соответствуют периодичности с периодом около 3х лет.
Ф. Дол по данным массовых флюорографических обследований отметил, что заболевание, ренгеноположительных лиц туберкулезом в основном возникали через 3 года 7 месяцев, после обнаружения у мужчин и через 2 года 10 месяцев – у женщин. В работе по наблюдениям за детьми, оказалось, что среди 3102 детей прослеженных многие годы с момента инфицирования микробактериями туберкулеза, образования кальцинатов, шло неравномерно: приблизительно раз в 3 года (Р меньше 0,05) темп образования извести в легких и в их корнях нарастали. Приводятся данные, которые были получены, у детей которые были получены у детей после внутрикожной вакцинации, 0,01 мг сахарозного препарата. Максимум положительных реакций был между 1и 2 годами (в среднем около 1,5 лет), а спад на 3й год. Вышеприведенные данные позволяют считать, что периодичность изменения величин прироста спортивных результатов и иммунных возможностей организма человека, является выражением многолетних биологических ритмов. Однако характер, биоритмов человека может быть различным по амплитуде колебаний и частоте максимальных значений – пиков. Эти различия особенно проявляется у талантливых спортсменов имеющих четкое периодическое повышение темпов прироста спортивных результатов. По данным С.И. Степановой, существует три биоритмологических типа людей. У одних эндогенность более выражена и воздействие внешних факторов не отражается на амплитуде биоритмов. У других людей, под влиянием внешних воздействий амплитуда биоритмов может уплощаться. Несомненно, так же роль гипофиз – адреналовой и репродуктивных систем в проявлении многолетний ритмичности. Во многих исследованиях доказано наличие тесной связи, между гонадами и мышечной системой, а так же между гонадами и тканевой резистентностью. Известно, что кора надпочечников, выделяет три группы стероидов, одна из которых по преимущественому действию сходна с гормонами половых желез.
Одновременность активизации гормональной функции надпочечников и половых желез, является необходимым условием, для появления скачков в приросте соматических признаков и проявлении функциональных возможностей. Есть основания говорить и о волнообразном характере иммунных процессов организма, ибо половые гормоны и кортикостероидные гормоны играют существенную роль в адаптационном синдроме, поддержании гомеостаза и выполнении адаптационно – трофической функции. Нерешенным пока остается вопрос о возможном существовании в 3хгодичном цикле 2х фаз, по 18 месяцев.