Ритмично бьется сердце, ритмично работают легкие. Эти биологические ритмы «видны невооруженным глазом». В организме существуют и другие не столь явные для нас ритмы — биологические часы действуют практически во всех жизненно важных процессах. Известно, например, что для деления клеток характерен ритм с периодом в 24 часа — так называемый суточный ритм. Одно время ученые предполагали, что биологические часы, которые управляют ритмом деления, «подзаводятся» суточной сменой освещенности, сменой дня и ночи. В пользу этого предположения говорит такой эксперимент. Когда у подопытных животных искусственно поменяли день на ночь, а ночью создавали освещенность, соответствующую дневному времени, то через семь дней пребывания при таком обращенном режиме, ритм клеточного деления в быстро обновляющихся тканях тоже менялся на обратный.
А что произойдет, если полностью исключить световой «подзавод»? Животных — линейных мышей — длительное время содержали в условиях непрерывного дня. Контролем служила группа лабораторных мышек, у которых день длился 12 часов, с восьми утра до восьми часов вечера, а потом наступала ночь. Об интенсивности клеточного деления судили по величине так называемого митотического индекса, по величине, равной отношению клеток, вступивших в фазу деления, к количеству клеток, обнаруженных на препарате.
Предыдущие исследования показали, что максимум делящихся клеток приходится на предрассветные часы, когда ночь сменяется световым периодом. Интересно, что эту закономерность наблюдали на животных из контрольной группы и на тех мышах, у которых день был непрерывным. Правда, у экспериментальных животных, которые длительное время жили без ночи, суточный ритм деления клеток несколько сгладился, уменьшилась его амплитуда. Иными словами, у этих животных несколько меньшими стали максимумы и несколько большими стали минимумы числа делящихся клеток. При этом среднее значение митотического индекса у животных обеих групп оказалось одинаковым.
То, что цикл клеточного деления не изменился даже после длительного пребывания животных в искусственных условиях непрерывной освещенности, говорит об устойчивости этого биоритма. Очевидно, все-таки смена освещенности не является регулятором ритма деления клеток в организме. Можно предположить, что в организме существуют внутренние датчики времени, заведующие ритмом митотической активности. Можно было бы к числу таких датчиков отнести эндокринный аппарат, однако пока экспериментальные данные не дают уверенности, что именно эндокринные железы выполняют роль биологических часов, регулирующих деление клеток. Неясным остался и такой важный вопрос: как зависит от внешней фотопериодичности продолжительность самого процесса деления? В проведенном опыте не наблюдалось разницы между скоростью, с которой протекает деление в клетках животных, содержавшихся в условиях бесконечного дня, и животных из контрольной группы.
В. РЫБАКОВ
Влияние непрерывного освещения животных на суточный ритм пролиферативной активности их органов
«Журнал общей биологии», том XI, № 5, 1979