С позиций биоритмологии само явление гомеостаза рассматривается «в виде постоянного уравновешивания ритмов биологических процессов с ритмами многочисленных и разнообразных воздействий на организм». В этой иерархической системе биоритмологические изменения отдельных «периферических» клеток как бы синхронизируются с ритмами клеток «ведущих». Взаимодействие ритмов отдельных элементов системы между собой и с ритмом целого образует временную структуру, которая применительно к биологическим объектам может быть названа биологической временной структурой. Авторы указывают, что в значительной степени она определяется совокупностью взаимоотношений отдельных биохимических процессов, динамика каждого из которых имеет колебательный характер и которые могут расцениваться в качестве биологических осцилляторов. Поэтому биологические ритмы в определенной степени есть не что иное, как отражение колебаний уровня обмена веществ и энергии. Эти процессы согласованы во времени таким образом, что возникает последовательный ритм их чередования. Строгое чередование физиологических процессов во времени является одним из выражений биологической целесообразности и физиологической целостности организма.
Основным регулятором ритмических колебаний состояния функций организма является время действия раздражителей. Способность организмов измерять время впервые обнаружил около 250 лет назад французский астроном де Мэрон. Проведенные им в 1729 г. опыты показали, что у растений существует суточная периодичность движения листьев. Вскоре наблюдения де Мэрона были подтверждены многими биологами, однако причины периодичности физиологических процессов у человека и животных были обнаружены значительно позднее благодаря фундаментальным исследованиям, проведенным учеными различных стран. Разработка основ учения о восприятии времени органами чувств человека и роли последних в формировании биологических ритмов является заслугой И. М. Сеченова. Существенной стороной учения И. М. Сеченова об органах чувств является его идея о взаимодействии ощущений. В этой идее и заключается смысл рефлекторного принципа в применении к теории ощущений.
Вопрос о роли мышечных движений как в восприятии времени, так и в сохранении нормального функционирования различных органов и систем особенно остро стоит в морской и авиа космической медицине. Ограничение движений, возникающее в период длительных плаваний, особенно в арктических рейсах, и в процессе пребывания в кабинах летательных аппаратов, может привести к нарушению восприятия времени и существенным изменениям функций организма. Возможность возвращения ритма, например, в период полярной ночи свидетельствует о том, что в основе формирования биоритмологической периодики лежит открытый И. П. Павловым условно-рефлекторный динамический стереотип, а именно возможность образования у человека условного рефлекса «на время». Время само по себе не существует, оно лишь атрибут существования материи, поэтому условные рефлексы на время как таковое образовать невозможно, они формируются лишь на время действия раздражителей. В деятельности центральной нервной системы это проявляется ритмически возникающими процессами возбуждения и торможения, обусловленными действием факторов внешней среды через анализаторы. Если на длительное время устраняются причины, вызвавшие образование динамического стереотипа, то начинает нарушаться и последовательное изменение физиологических реакций организма.
Из этого следует, что все физиологические процессы имеют колебательный характер, а их ритмичность рассматривается как одно из непременных свойств живой материи. Ритмическая активность обнаружена уже в единичной клетке, причем оказалось, что по существу невозможно нарушить ход «клеточных часов», не убив при этом клетку. Все молекулы в ней постоянно распадаются и вновь синтезируются, т.е. существуют незатухающие колебания концентрации этаж молекул. Ритмические изменения параметров физиологических функций являются общим биологическим законом и отражают не только взаимоотношения синхронизируемых систем, но и состояние организма в целом.
Исследование ритмической организации физиологических процессов у человека на Севере выявило ряд существенных особенностей. Установлено своеобразие циркадных и сезонных ритмов иммунной системы, факторов неспецифической защиты, биохимических показателей, некоторых эндокринных показателей, изменений обмена витаминов, концентрации солей и микроэлементов. Перестройка биоритмов у полярников в Антарктиде при изменении режима труда и отдыха отмечена В. В. Борискиным и Н. Н. Васильевым с соавторами.
Не вызывает сомнения, отмечают В. П. Казначеев с соавторами, что в функционировании биоритмов у человека в высоких широтах важное значение имеют как изменение фотопериодики (внешнесредовые факторы), так и ритмы труда и отдыха {социальные факторы). Авторы указывают, что в периоды полярного дня и ночи естественная фотопериодика практически перестает действовать на организм и роль основного датчика времени берут на себя ритмы труда и отдыха, т. е. социальные факторы. В условиях полярной ночи приходится считаться с тем, что цикл социальной активности и природные циклы не совпадают друг с другом, но продолжают оказывать влияние на организм. Весной и осенью на суточные ритмы, обусловленные социальной активностью человека, накладывается влияние фотопериодики.
Оценка биоритмологической организации функций организма в условиях высоких широт имеет важное значение для исследования адаптационных механизмов и особенностей влияния на организм абиотических факторов среды.