Влияние биологических ритмов на физическую работоспособность студентов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

[Введите текст]

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Современный подход к проблеме биологических ритмов в природе

1.2 Биологические ритмы и их классификация

1.3 Функциональное состояние биологических ритмов человека

1.4 Влияние биологических ритмов на физиологические процессы и работоспособность студентов

1.5 Изменения работоспособности у студентов в учебном процессе

1.6 Показатели восстановления работоспособности

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Методика определения индивидуального биологического профиля студентов

2.2 Методика определения физической работоспособности

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Анализ и обобщение влияния биологических ритмов на физическую работоспособность студентов

3.2 Анализ и обобщение влияния биологических ритмов на физическую работоспособность школьников

3.3 Разработка рекомендаций

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Биологический ритм - это один из механизмов, которые позволяют организму приспосабливаться к меняющимся условиям жизни. Знание закономерностей биологических ритмов помогает правильно строить режим тренировочных занятий, смены нагрузок и отдыха, своевременных восстановительных мероприятий. [1]

Работоспособность студента во многом зависит от распорядка его дня, от того, сколько часов в сутки он затрачивает на отдых (сон), сколько - на занятия и др. А всё это во многом зависит от биологических ритмов.

Все живые организмы, начиная от простейших одноклеточных и кончая такими высокоорганизованными, как человек, обладают биологическими ритмами, которые проявляются в периодическом изменении жизнедеятельности и, как самые точные часы, отмеряют время.

С каждым годом ученые находят новые внутренние ритмы. Если в 1931 году шведскими учеными Г. Агреном, О. Виландером и Е. Жоресом впервые было доказано существование суточного ритма изменения содержания гликогена в печени и мышцах, то в 60-х годах обнаружено уже более 50-ти биологических функций, имеющих суточную периодичность. В настоящее время их насчитывается более ста.

Интенсивность большинства физиологических процессов на протяжении суток имеет тенденцию повышаться в утренние часы и падать в ночное время. Примерно в эти же часы повышается чувствительность органов чувств: человек утром лучше слышит, лучше различает оттенки цветов. [2]

Изучение биоритмов организма человека позволит научно обосновать применение лекарственных препаратов при лечении больных.

В последнее время в нашей стране и за рубежом проводятся большие работы по исследованию биоритмов человека, их взаимосвязи со сном и бодрствованием.

Поиски исследователей направлены в основном на определение возможностей управления биоритмами с целью устранения нарушений сна. Задача эта особенно актуальна, на наш взгляд, в настоящее время, когда значительная часть взрослого населения земного шара страдает от бессонницы.

Управление внутренними ритмами человека имеет важное значение не только для нормализации ночного сна, но и для устранения ряда заболеваний нервной системы, имеющих функциональный характер (например, неврозов).

Одна из быстроразвивающихся наук XX века - биоритмология, т.е. наука, изучающая циклические биологические процессы, имеющиеся на всех уровнях организации живой системы. Дело в том, что живая система постоянно находится в состоянии обмена веществ с окружающей средой и обладает сложной динамикой процессов, является саморегулирующейся и самовоспроизводящей системой. «Биологические часы» в организме - отражение суточных, сезонных, годовых и других ритмов физиологических процессов [3].

Установлено, что суточное изменение внутренних ритмов, свойственных здоровому человеку, при болезненных состояниях искажаются. По характеру искажений врачи могут судить о ряде заболеваний на начальной стадии.

По-видимому, большинство болезней у человека происходит вследствие нарушения ритма функционирования ряда органов и систем его организма. В ходе исторического развития человек и все другие живые существа, населяющие нашу планету, усвоили определенный ритм жизни, обусловленный ритмическими изменениями геофизических параметров среды, динамикой обменных процессов.

А так как темпы научно-технического прогресса сейчас приобретают стремительный характер и предъявляют серьезные требования к человеку, нам кажется, проблема актуальности биоритмов и ее влияния на организм человека является сегодня самой важнейшей.

Бездумное отношение человека к самому себе, как и к окружающей природе, часто является следствием незнания биологических законов, эволюционных предпосылок, адаптивных возможностей человека и т.д., и т.п. Чтобы сохранить здоровье человека, всесторонне и гармонично развивать его физические и духовные качества, необходима не только настойчивая и плодотворная научно-исследовательская работа, но и большая просветительская работа.

Основной целью нашей дипломной работы было выявить (при помощи теста, анализа, наблюдения и контроля) влияние биологических ритмов на физическую работоспособность студентов.

Исходя из цели работы, нами были поставлены следующие задачи:

Изучить литературные источники по влиянию биоритмов на организм человека.

Изучить путь рассмотрения человека - его структурные и функциональные биологические процессы не только в пространстве, но и во времени, в тесном взаимодействии с окружающей средой (на примере взаимодействия биоритмов и физической работоспособности у студентов первокурсников).

Определить индивидуальный биологический профиль каждого из исследуемых, помочь им в повышении работоспособности, на основе учета биологического профиля и подстройки к нему.

Помочь проанализировать работу индивидуально каждого из исследуемого биологических часов, понять основные законы их функционирования, помочь присмотреться каждому из испытуемых к своему организму и наметить индивидуальную программу сохранения и укрепления здоровья.

Гипотеза: знание и разумное использование биологических ритмов может существенно способствовать повышению работоспособности.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Современный подход к проблеме биологических ритмов в природе

Одной из важнейших проблем современной биологии является изучение цикличности процессов, протекающем в живом организме. Эта проблема интересует врачей и авиаторов, садоводов и орнитологов, биохимиков и генетиков, биофизиков и иммунологов, физиологов и космонавтов.

Идея ритмического течения процессов в природе и человеческой жизнедеятельности имела приверженцев еще в самый ранний период развития естествознания. В IV в. до н. э. гениальный мыслитель древности Аристотель писал: «Продолжительность всех этих явлений, и беременности, и развития, и жизни совершенно естественно измерять периодами. Я называю периодами день и ночь, месяц, год и времена, измеряемые ими; кроме того, лунные периоды.

Подобно тому, как море и всякого рода воды стоят, как мы видим, неподвижно или волнуются соответственно движению или покою ветров, а воздух и ветры - соответственно периодам солнца и луны, а также и то, что возникает из них или в них, необходимо должно следовать за этими периодами, ибо в порядке вещей, чтобы периоды менее важные следовали за более важными. Ведь у ветра есть известная жизнь, возникновение и уничтожение. Что касается обращения светил, оно может иметь какие-нибудь другие причины [4].

Итак, одним из условий существования живых систем является свойственная живой материи ритмичность биологических функций.

Выработанная всем ходом эволюции временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей средой способствует гармоничному согласованию разных ритмических биологических процессов и обеспечивает нормальную жизнедеятельность целостного организма. Тем самым выявляется важное адаптивное значение биоритмов для жизнедеятельности организма.

Биологические ритмы описаны на всех уровнях, начиная от простейших биологических реакций в клетке и кончая сложными поведенческими реакциями. Таким образом, живой организм является совокупностью многочисленных ритмов с разными характеристиками.

С понятием «ритма» связано представление о гармонии, организованности явлений и процессов. В переводе с греческого слово «ритм», «ритмос» означает соразмерность, стройность. Ритмическими называются такие явления природы, которые периодически повторяются. Это движение небесных тел, смена времен года, дня и ночи, периодичность приливов и отливов. А также чередование максимумов и минимумов солнечной активности. Различные физические явления отличаются периодическим, волнообразным характером. К их числу можно отнести электромагнитные волны, звук и т.д. В жизни примером служит изменение атомного веса элементов, отражающее последовательное чередование химических свойств материи.

Основные ритмы в природе, наложившие свой отпечаток на все живое на Земле, возникли под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и звездам. [5]

Из всех ритмических воздействий, поступающих из Космоса на Землю, наиболее сильным является воздействие ритмически изменяющегося излучения Солнца. На поверхности и в недрах нашего светила непрерывно идут процессы, проявляющиеся в виде солнечных вспышек. Мощные потоки энергии, выбрасываемые при вспышке, достигая Земли, резко меняют состояние магнитного поля и ионосферы, влияют на распространение радиоволн, сказываются на погоде. В результате возникающих на Солнце вспышек изменяется общая солнечная активность, имеющая периоды максимума и минимума.

Многочисленные исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными, показали, что во время наибольшей активности Солнца возникает резкое ухудшение состояние больных, страдающих гипертонической болезнью, атеросклерозом и инфарктом миокарда. В этот период времени происходят нарушения функционального состояния ЦНС, возникают спазмы кровеносных сосудов.

Французские ученые Г. Сардау и Г. Валло установили, что момент прохождения пятен через центральный меридиан Солнца в 84 % случаев совпадает с внезапными смертями, инфарктами, инсультами и другими осложнениями.

Советский ученый В.П. Девятов подсчитал, что в первые дни после появления пятен на Солнце количество автомобильных катастроф возросло примерно в 4 раза по сравнению с периодами, когда пятен было немного. Эти данные согласуются с результатами исследований других ученых, показавших, что в период неспокойного Солнца реакция человека на любой внешний раздражитель значительно замедляется.

Излучение Солнца также оказывает влияние на умственную деятельность людей, на творческую активность человека и т.д. и т.п.

Жизнь на нашей планете связана с вращением Земли вокруг своей оси, определяющим суточный ритм, и с вращением вокруг Солнца, от которого на Земле зависит смена времен года. Большинством живых организмов сезонный ритм воспринимается как смена времен года. Он определяет рост, развитие и гибель растений. Вращение Земли вокруг своей оси обуславливает ритмичное изменение факторов внешней среды: температуры, освещенности, относительной влажности воздуха, барометрического давления, электрического потенциала атмосферы, космической радиации и гравитации.

Все перечисленные факторы внешней среды оказывают влияние на жизненные процессы живых организмов, среди них особое значение имеет чередование света и темноты. От суточного режима зависит обмен веществ в растениях - поглощение углекислоты днем и отдача кислорода ночью. У животных суточные ритмы проявляются в виде чередования периодов бодрствования и активности с периодами сна и покоя. [6]

Все живое на Земле развивалось под влиянием суточных и сезонных ритмов. Но всегда ил они имели такую продолжительность, как теперь?

Многие ученые считают, что миллионы лет назад Земля вращалась быстрее, и сутки были короче. Причиной замедления вращения Земли стало течение вещества в приливных водах океанов и в твердом теле Земли. В свое время приливные силы прекратили вращение Луны, более легкой, чем Земля.

Под воздействием циклической деятельности Солнца и вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца возникла периодичность явлений, происходящих в природе. Она проявляется и в смене погоды, и в извержении вулканов, и в землетрясениях, и в наводнениях и т.д. Эта периодичность создала тот ритм в живых организмах, который составляет сущность их жизни.

1.2 Биологические ритмы и их классификация

Повторяемость процессов - один из признаков жизни. При этом большое значение имеет способность живых организмов чувствовать время. С ее помощью устанавливаются суточные, сезонные, годовые, лунные и приливно-отливные ритмы физиологических процессов. Как показали исследования, почти все жизненные процессы в живом организме различны.

Ритмы физиологических процессов в организме, как и любые другие повторяющиеся явления, имеют волнообразный характер. Расстояние между одинаковыми положениями двух колебаний называются периодом, иди циклом.

По длительности цикла биологические процессы, как правило, в какой-то степени совпадают с геофизическими циклами. Так, например, многие физиологические функции в организме обусловлены суточной цикличностью внешних факторов среды, непосредственно связанных с суточной периодичностью вращения Земли.

Исследования показали, что внутренние суточные ритмы растений и животных не точно соответствуют 24-часовой периодичности земных суток. Они немного отличаются в большую или меньшую сторону (чаще в меньшую). Так, для растений они лежат в пределах 23-28 часов, для животных - 23-25 часов. Такие внутренние суточные ритмы живых организмов называются циркадными (в переводе с латинского «цирка» означает около, «диес» - день, сутки) [7].

Благодаря биоритмам живой организм гораздо легче приспосабливается к условиям внешней среды, которые регулируют деятельность циклов и отдельных их фаз. Такое действие внешних условий на живой организм принято называть синхронизирующим, а сами факторы воздействия - синхронизаторами. К их числу относятся свет, шум, запахи, время кормления и т.д. В дальнейшем будет показано, что синхронизация биоритмов с геофизическими ритмами природы имеет большое приспособительное значение.

Многие биологические ритмы поддаются систематизации. По длительности некоторые их них могут совпадать с соответствующими геофизическими циклами.

К таким ритмам относятся суточные, сезонные, годовые, лунные, приливно-отливные изменения жизнедеятельности в организмах. Благодаря ним наибольшая активность и усиленный обмен веществ в организме совпадают с наиболее благоприятными для этого внешними условиями и временем суток, месяца, года. Функциональные ритмы, обеспечивающие непрерывную жизнедеятельность организма, как правило, имеют короткие циклы - от долей секунды до минут. К их числу относятся, например, циклы нервно-мышечного возбуждения и торможения, а также множество других процессов на уровне молекул, клеток, отдельных органов.

Иногда функциональные ритмы сочетаются с суточными ритмами. Так, например, в сердце, кишечнике и других органах животных амплитуда ритмов меняется в течение суток.

По степени зависимости от внешних условий биоритмы подразделяются на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние).

Экзогенные ритмы полностью зависят от изменения внешней среды. Это биохимические процессы.

Эндогенные ритмы протекают при постоянных оптимальных условиях внешней среды и имеют широкий диапазон частот: от двух тысяч циклов в секунду до одного цикла в год. К эндогенным относятся ритмы сердцебиения, пульса, дыхания, кровяного давления, умственной активности, изменения глубины сна и другое.

Существуют ритмы промежуточного характера. К ним можно отнести, например, серию постепенно затухающих мышечных сокращений, возникающих в результате одиночного внешнего раздражения.

Отличить эндогенные ритмы от экзогенных можно экспериментальным путем. Для этого проводят опыты при постоянных условиях внешней среды - температуры, освещенности, влажности, атмосферном давлении и т.д. Важно отметить, что основной признак эндогенных ритмов состоит в том, что их периодичность близка к суточной, но несколько от нее отличается.

Опыты по выявлению эндогенных ритмов проводились как на растениях, так и на животных (в том числе на человеке).

Впервые эндогенные ритмы на растениях наблюдал более 200 лет назад французский астроном де Мэран. Примечательно то, что суточная периодичность движения листьев у растений была открыта не биологом, а астрономом. Изучая вращение Земли, он сделал открытие о приспособлении живых организмов к вращению Земли.

Эксперименты по изучению внутренних ритмов человека, впервые проведенные Ашоффом, показали динамику взаимодействия физиологических ритмов организма в суточном цикле. В этом плане интересно проследить, как изменяется интенсивность различных физиологических функций в организме человека в зависимости от времени суток [8].

Проблема суточных периодических изменений физиологических функций в организме человека с давних пор привлекает внимание ученых различных специальностей, и, прежде всего физиологов, врачей, биологов. Знание динамики изменение физиологических функций организма в определенный момент и применить более целесообразный и эффективный метод лечения при заболевании. Суточный ритм организма человека определяется различными физиологическими функциями (а их, как мы знаем, в настоящее время насчитывается более сотни). Физиологические функции постоянно изменяются на фоне бодрствования и сна, активной деятельности и покоя. Интенсивность их проявления различна в разное время суток. В одно время она максимальна, в другое - имеет минимальное значение.

Из всех перечисленных примеров можно сделать вывод: суточным ритмом охвачен весь организм человека, представляющий собой единую систему взаимодействия всех органов, тканей и клеток. Ритмичность физиологических процессов, отражающая единство организма и среды, их взаимодействие проявляется в организме человека в том, что их максимумы и минимумы приурочены к определенным часам суток. А объясняется это тем, что характер проявления физиологических реакций организма в разное время суток различен и в основном зависит от факторов внешней среды. Благодаря приспособлению к ритмически изменяющимся условиям внешней среды в организме человека происходит физиологическая подготовка к активной деятельности даже тогда, когда организм находится в состоянии сна. И, наоборот, организм человека готовится ко сну задолго до засыпания.

Исходя из сказанного, возможно, следовало бы самую трудную и ответственную работу выполнять в периоды естественного подъема работоспособности, оставляя для других, менее важных дел, остальное время относительно низкой работоспособности. Но из правил есть исключения. Бывают случаи, когда время наибольшей продуктивности в труде приходится на ночные и вечерние часы. Таких людей принято называть «совами», в отличие от «жаворонков» - людей, имеющих наибольшую работоспособность в утренние и дневные часы. «Жаворонки», как правило, просыпаются рано, чувствуют себя бодрыми и работоспособными в первой половине дня. Вечером же у них появляется сонливость, и они рано ложатся спать. «Совы» засыпают поздно ночью, встают также поздно утром и работоспособны, бывают во второй половине дня.

В результате экспериментальных исследований немецкий физиолог Р. Хашпп установил, что 1/6 часть людей относятся к людям утреннего типа, 1/3 - вечернего типа, а половина людей легко приспосабливается и к утреннему, и к вечернему режиму труда. Последних называют «голубями». Это преимущественно люди, занятые физическим трудом [9].

Но, хотя биологические ритмы важны для жизнедеятельности, они вовсе не определяют роковым образом физические, психические возможности человека, а тем более поведение личности в целом. В организме человека имеются беспредельные возможности для компенсации временного снижения тех или иных функций.

Следует иметь в виду, что естественный ритм жизнедеятельности организма обусловлен не только его внутренними факторами, но и внешними условиями (экзогенными ритмами). Например, для спортсмена одним из условий компенсации снижения физических возможностей во время отрицательного периода физического цикла является тренировка, распределение ее во времени и чередование с отдыхом. Это же относится не только к спортсменам, но и к людям любой специальности, а также к студентам, занимающимся физкультурой и спортом. [10].

Понятия «цикл» и «ритм» довольно близки. Под цикличностью подразумеваются только повторяемость событий, а, прибегая к термину «ритм», имеют в виду, что известны и другие параметры процесса, и, прежде всего период (в зависимости от длительности периода сложилась одна из классификаций биоритмов) и частота. Период - это время между одинаковыми состояниями соседних циклов, его выражают в единицах времени (рис. 1), частота - число циклов, завершающихся в единицу времени. Биоритмы с коротким периодом и высокой частотой более очевидны, они, что называется, «лежат на поверхности» (например, частота сердечных сокращений - ЧСС). Но ученые обнаружили и весьма длительные периоды биоритмов - два, три, четыре года и более. А всего у человека обнаружено более 300 периодически меняющихся физиологических функций.

Рис. 1 - Параметры биоритма

Большую роль в жизнедеятельности нашего организма играет суточный биоритм, связанный с вращением Земли вокруг своей оси. Замечено, что в ответной реакции организма на одну и ту же нагрузку существуют различия, зависящие от времени суток. Это объясняется тем, что в течение суток влияние на организм ряда внешних факторов заметно меняется (освещенность и спектральный состав света температура и влажность воздуха и т. д.). Правда, не все биоритмы человека «подстраиваются» к 24 часам, есть и так называемые циркадианные, т. е. околосуточные. (Однако некоторые ученые это отрицают.) Добавим, что в современной науке суточные ритмы человека используются в качестве универсального критерия оценки состояния здоровья. Четкий биоритм характеризует нормальное состояние, нарушение же ритма, десинхронизация,- явный (зачастую - первый) сигнал неблагополучия.

Рассогласование и перестройка биологических ритмов связаны с вызванным той или иной причиной стрессом. Будучи свидетельством неблагополучия, они и сами способны вызывать серьезные, в том числе и патологические, изменения в работе организма.

Десинхроноз бывает внутренним и внешним. Внутренний происходит при нарушении согласования ритмов внутри организма. Например, нарушение ритма питания по отношению к ритму сна и бодрствования (отсюда плохое самочувствие, раздражительность, отсутствие аппетита, бессонница и т. д.). Внешний возникает при нарушении синхронности биоритмов и смены фаз внешней среды. (Чаще всего на практике наблюдается при переезде человека из одного часового пояса в другой.)

По данным ученых, десинхроноз может быть острым и хроническим, явным и скрытым, тотальным и частичным. Так, при быстром перемещении со сменой большого количества часовых поясов может возникнуть острый десинхроноз, а при неоднократных подобных переездах - хронический. Вот почему существуют для летчиков определенные нормы полетов со сменой часовых поясов.

Явный десинхроноз проявляется как в объективных показателях (изменение артериального давления, нарушение сна, плохой аппетит), так и в субъективных (раздражительность, упадок сил). При скрытом десинхронозе субъективно ощущается лишь небольшой дискомфорт, но нарушения естественной фазовой синхронизации внутренних и внешних циркадианных ритмов уже произошли.

Исследование циркадианных ритмов может дать и объективные показатели выздоровления, оценить степень индивидуальной адаптации человека к работе в экстремальных условиях.

В древние времена зародилось учение о суточной циркуляции жизненной энергии. В восточной медицине придавали большое значение понятию жизненной энергии, или жизненной силы. Оно обозначалось индийскими врачами словом «прана», китайскими - «чи» (по-японски «ки»). Считалось, что каждый орган или система обладают «чи», которая циркулирует по всему организму. Более того, древние ученые установили, что каждый орган имеет свою определенную во времени кульминационную точку - период особенно напряженной деятельности. Именно в это время орган наиболее уязвим для различного рода патологических воздействий и наиболее податлив к воздействиям лечебным. Иными словами, еще в далекие времена медики знали о том, что для каждого органа существует свое «лечебное время».

А сегодня говорят о «времени лечебного удара». Например, печень наименее «работоспособна» примерно в 1-3 часа ночи, почки - в 17-19 часов и т. п. Врачи рекомендуют измерять температуру тела в утренние часы и в 18 часов. Наибольшая частота пульса большинством исследователей отмечена в 17-18 часов, однако имеются еще и пики в 9-10 часов; уменьшение частоты пульса наблюдается в 13-14 часов и 22-23 часа. Артериальное давление имеет минимальные значения в ранние утренние часы и около полуночи, а максимальные - в 16-20 часов. В первую половину дня у большинства людей (за исключением лиц вечернего типа, «сов») отмечается наибольшая возбудимость коры головного мозга. Установлено, что в течение суток у человека в определенное время наступает сонливость - это 9, 13 и 17 часов. Наконец, людям, которые не могут похвастаться здоровым сердцем, следует - помнить: работоспособность сердца снижается примерно в час пополудни и в 9 часов вечера; в это время не следует подвергать его перегрузкам.

Занимающимся гантельной гимнастикой небезынтересно знать, что мышечная сила также колеблется в течение суток. Установлено, что максимальные значения показателей силы отмечаются в 5, 12, 16, 20 и 24 часа, а минимальные - в 2, 9, 14, 18 и 22 часа (причем как у мужчин, так и у женщин). Со статическими напряжениями организм хуже справляется в 8, 10 и 14 часов, а лучше - в 18 и 20 часов.

Известно, что даже спортивные результаты в ряде случаев «подчиняются» закономерностям биоритмов. Исследования лиц, не имеющих высоких спортивных разрядов, показали, что с 16 до 19 часов результаты в прыжках в длину, в толкании ядра и в беге на короткие дистанции были на 10-26 процентов выше, чем в период с 13 до 14 часов. Исследования спортсменов показали, что под влиянием стандартной нагрузки максимальный прирост частоты пульса отмечается в 13-14 часов; этот период считается наиболее неблагоприятным для выполнения больших физических нагрузок.

Наиболее эффективны тренировки, проводимые в период от 10 до 12 и от 15 до 18 часов. Однако соревнования нередко назначаются именно на 12-14 часов, и спортсмены вынуждены выступать в «неблагоприятные» часы. Однако и в этом случае тренироваться все же следует в наиболее благоприятные часы суток, и только за 1,5-2 недели до соревнований перенести тренировки на время предстоящего выступления. Исследования показали, что такая перестройка дает положительные результаты. Оговоримся, что, конечно, не у всех спортсменов можно наблюдать одинаково значительные колебания результатов в течение суток: сказываются и индивидуальные отличия, и уровень тренированности спортсмена.

Медицинские наблюдения и обследования лучше проводить в «неблагоприятные» часы суток. В эти часы снижаются компенсаторные возможности организма и легче выявить имеющиеся отклонения в состоянии здоровья.

Суточные биоритмические циклы - сложные, взаимосвязанные процессы. Подобно механизму часов, их, как уже говорилось, можно «подводить», уточняя ход и поддерживая слаженность в работе. Но эти «часы» можно и «сломать» неумелой или безрассудной организацией своей жизни. Казалось бы, так просто поддерживать четкую работу биологических часов - разумным режимом питания, сна и двигательной активности, отказом от вредных привычек. К сожалению, человек часто делает все наоборот. А потом требуются колоссальные усилия - и его самого, и многих других людей,- чтобы возвратить ему растраченное здоровье.

Еще одно сравнение. Наш организм похож и на огромный, чрезвычайно сложный завод, где выполняются различные программы производства и где каждое вырабатываемое вещество появляется в определенных местах в нужное время и в соответствующем количестве. Чем четче работает «производство», тем дольше сохраняется здоровье и работоспособность. Вся эта гармония предопределена не только природой человека, но и окружающим миром, поскольку человек - часть этого мира, вместе с Землей, Солнцем, Луной, космосом.

Окружающее нас мироздание наполнено ритмами. Мир ритмов находится и внутри нас. Наши биоритмы - часы здоровья, и от точности их хода зависит бодрость, полнота мироощущения, работоспособность и долголетие. [7].

Многие родители знают, как тяжело поднимать ребенка с постели в ранние утренние часы. А вечером его не легче уложить спать - в это время он наиболее активен. Однако есть дети, которые любят рано вставать и охотно укладываются спать. Подобные различия сохраняются на всю жизнь. В чем их причины?

Ученые выявили, что по различному и всегда индивидуальному расположению акрофаз (пиков) биоритмов люди делятся на три основные хронотипа - «жаворонки» (утренние), «голуби» (дневные) и «совы» (вечерние). Их различия проявляются в функциональных возможностях организма в те или иные часы суток. А это, в свою очередь, связано с целым рядом других характеристик конституции.

Известно, что важнейший показатель реактивности организма - его способность переносить нехватку кислорода (гипоксию). Так вот, оказалось, что «жаворонки» отличаются минимальной устойчивостью к гипоксии. Не будем углубляться в другие, обнаруженные медиками и физиологами, отличия, присущие организмам людей разного хронотипа (тут и объемы выделяемого железами адреналина, и тонус блуждающего нерва, и выделение с мочой некоторых продуктов метаболизма, и многое другое). Скажем только, что они, безусловно, подтверждают давным-давно сложившееся на бытовом уровне деление людей на три основных хронотипа. Нас здесь больше интересует другое: отличия в поведении, в возможностях организма людей разных типов надо учитывать, используя оптимальные периоды психофизиологического состояния для повышенных нагрузок и щадя организм в периоды естественного спада активности. Ибо характер временной организации - существенная особенность конституции личности, с чем сейчас, пожалуй, согласны специалисты различных научных школ.

«Жаворонки» в утренние часы имеют четко выраженную синхронизацию работоспособности, уровня функционального состояния центральной нервной системы и ее периферического двигательного отдела. У «сов» же в утренние часы отмечено повышенное напряжение функций центральных регуляторных систем. Статистически доказано, например, что в утренние часы «совы» делают в полтора раза больше ошибок при чтении корректур, чем «жаворонки».

Ну, а «голуби»? У лиц этого хронотипа наблюдаются особенности как «жаворонков», так и «сов». Например, они не любят очень рано вставать, но и ложиться поздно тоже не хотят. Их работоспособность имеет два пика - в 10- 12 и в 15-18 часов. Лица этого типа любят нормальный 7-8-часовой сон, придерживаются нормального режима дня.

Люди разных хронотипов неодинаково реагируют на множество внешних воздействий. Так, организмы примерно одинаково тренированных спортсменов проявляют неоднозначную реакцию в зависимости от их хронотипов на пребывание в сауне. У «сов» в 9-10 часов утра после сауны частота пульса значительно выше, чем у «жаворонков» и «голубей». В вечерние часы они меняются местами, и более напряженную реакцию сердечно-сосудистой системы показывают «жаворонки». Неоднозначная реакция у лиц разного хронотипа наблюдалась и на лекарства и даже их дозы.

Изучалась и реакция спортсменов на физическую нагрузку в разные часы суток. При выполнении стандартной нагрузки на велоэргометре в поздние утренние часы и дневные часы лучшую реакцию по пульсу и биохимическим показателям можно было наблюдать у «голубей». «Совы» же и «жаворонки» трудились с большим напряжением и явно большими затратами энергии.

Американские ученые пришли к очень интересному выводу: среди высококвалифицированных спортсменов происходит как бы «естественный отбор». Образно говоря, «вид спорта сам выбирает свой хронотип». Но это касается именно спортсменов высокой квалификации. Среди малоквалифицированных игроков в гольф («утренний вид спорта») и водное поло (преимущественно «вечерний вид спорта») по количеству тех или иных хронотипов разницы не было обнаружено. Когда же стали анализировать команды игроков высокой квалификации, обнаружилось: среди игроков в гольф преобладали «жаворонки», а в составе команд водного поло - «совы». Сходная картина была выявлена при обследовании дельтапланеристов в нашей стране. Среди квалифицированных спортсменов у них преобладали «жаворонки». [11].

Спортсмены и сами замечают, что они по-разному переносят нагрузки в утренние и вечерние часы. Возникает вопрос: как же быть спортивным «совам» или «жаворонкам», если они увлеклись «не своим» по времени видом спорта? Ответ может быть найден правильной организацией тренировочного процесса. В настоящее время спортсмены для достижения высоких спортивных результатов тренируются и дважды, и трижды в день. Но наибольший эффект от специализированной большой нагрузки будет только в том случае, если она предложена в часы оптимального ее восприятия организмом. Следовательно, для «жаворонков» и «голубей» высокие тренировочные нагрузки более целесообразно предлагать в первой половине дня, а для «сов» - во второй. (За 1-2 недели до соревнования надо, конечно, тренироваться в часы его проведения.)

Учет хронотипа важен, разумеется, не только для спортсменов. Представьте себе студенческое общежитие, где в одной комнате проживают «совы» и «жаворонки». Одни рано встают и будят соседей, другие вечерами поздно читают, работают. Одни любят утром плотно позавтракать, другие вечерами затевают готовку основательного ужина. В результате - постоянное раздражение друг на друга, усталость, непродуктивность занятий.

В Кишиневе был проведен очень показательный эксперимент: студентов протестировали для выявления их хронотипа и расселили по комнатам «сов» вместе с «совами», «жаворонков» - с «жаворонками», «голубей» - с «голубями». Успеваемость значительно повысилась. Тем, кто в свое время жил в общежитии, понятно, как хорошо стало этим студентам жить.

Один французский психолог пишет: «Общество бичует «сов», которые охотно бы отказались ходить в школу утром. Еще совсем маленьких, нас учат не обращать внимание на наше тело и не доверять своим ощущениям. Мы вынуждены ходить в школу с восьми до шестнадцати часов и подчиняться произвольному рабочему расписанию. Поэтому ничего удивительного нет в том, что мы потеряли контакт с нашим телом, страдаем многими болезнями, а к пятидесятилетнему возрасту «наживаем» массу патологии». Действительно, стоит ли детей-«сов» заставлять учиться в первую смену, если в школе есть вторая? [12].

Как показали исследования В. А. Доскина и Н. Н. Куинджи, хронотип ребенка во многом определяет и его поведенческую активность, и реактивность его организма. Вот почему они должны служить одним из важных ориентиров для разработки научно обоснованного режима труда и отдыха. «Жаворонки» - школьники показывают повышение внимания в 8-10 часов, а «совы» бывают внимательней в 16 часов. Как же не учитывать этой закономерности?

Те же авторы установили и еще один интересный факт: по мере увеличения возраста, с 10 до 45 лет, происходит постепенное расширение зоны биоритмологического оптимума активности, т. е. организм «отвоевывает» все больший промежуток времени максимального подъема работоспособности.

В зарубежных странах на хронотип человека обращают серьезное внимание. Многие крупные предприятия стараются подобрать персонал для ночных смен исключительно из «сов». Это повышает производительность труда, снижает травматизм и процент брака. «Совы» обычно охотно идут на это, особенно с учетом дополнительного вознаграждения за ночную работу. Добавим, что у «жаворонков», вынужденных работать ночью, значительно чаще возникают заболевания желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы, чем у «сов». [20].

Кстати, американские ученые установили, что для снижения неблагоприятного влияния ночной работы на организм следует увеличить в рационе долю белковой пищи. Есть и другие способы компенсации. Установлено, например, что работоспособность в ночную смену остается на достаточно высоком уровне или снижается незначительно, если с момента начала работы постепенно увеличивать освещенность рабочего места. Таковы выводы из экспериментов, проведенных не только с рабочими и работницами на производстве, но и с ночными сиделками, медицинскими работниками и др. Объясняется же это довольно просто: степень утомления зрительного анализатора при таком, постепенно увеличивающемся, освещении ниже на 20 процентов, чем в обычных условиях.

Не только медикам, но и каждому следует знать, что у людей разного хронотипа различна предрасположенность к тем или иным распространенным заболеваниям.

Так, при обследовании студентов среди «жаворонков» выявлено 48,6 процента лиц с гипертоническим состоянием, а у «сов» - только 29 процентов. Это, очевидно, связано с тем, что «жаворонки» склонны относить причины конфликтных ситуаций на свой счет, они больше подвергнуты состояниям депрессии и тревоги. У «сов» же отмечено более активное стремление к преодолению трудностей.

Важна и еще одна выявленная особенность хронотипов. «Жаворонки» имеют 24-часовой ритм, синхронизированный с астрономическими сутками. У «сов» же он несколько больше 24 часов, потому в условиях обыденной жизни частично происходит его «подгонка» к суточному ритму, а частично - «скольжение».

Наконец, установлено, что лица с удлиненным естественным циркадианным периодом быстрее адаптируются к сдвигу фаз ритма сна - бодрствования после перелета в западном направлении, а лица с укороченным естественным циркадианным периодом легче переносят смену фаз после перелета в восточном направлении. Впрочем, о перелетах мы поговорим в следующей главе. [13].

1.3 Функциональное состояние биологических ритмов человека

На основании многочисленных исследований, проведенных учеными разных стран, о существовании биологических часов в многоклеточных живых организмах, можно считать, что в живых организмах существует иерархия ритмов, при этом биологические часы отдельных клеток синхронизируются с суточными ритмами «ведущих клеток». В настоящее время основная задача ученых - обнаружить клетки, управляющие ритмом всего организма [14].

Что же касается высших позвоночных животных и человека, то у них поиски центром управления биологическими часами продолжаются. В этом направлении сделано много. Так, американский ученый К.Рихтер еще в 1960г. высказал предположение о существовании у человека трех типов биологических часов: центральных, гомеостатических и периферических. Центральные часы расположены в таламусе, гипоталамусе, ретикулярной формации и в задней доле гипофиза. Гомеостатические часы имеют непосредственное отношение к гипоталамусу и связаны с различными железами внутренней секреции.

Периферические часы находятся в разных тканях и независимы от центральных часов.

Согласно Рихтеру, центр управления биологическими часами у человека расположен не в коре головного мозга. Это обстоятельство он объясняет тем, что зависимость от коры мозга придавала бы суточным ритмам физиологических процессов все основные черты условных рефлексов. Действительно, влияние коры головного мозга на суточные ритмы человека ограничено. Даже при отсутствии обоих полушарий суточная периодичность различных физиологических процессов, в частности ритма сна и бодрствования, сохраняется.

Поэтому центр управления биологическими часами человека, надо полагать, находится под полушариями. Биологические часы наиболее устойчивы к случайным изменениям во внешней среде, что важно для сохранения суточного режима. Кроме того, разделение функций между корой и нижележащими участками мозга имеет большое приспособительное значение, позволяющее освободить кору от управления множеством внутренних процессов и создать тем самым условия для приспособления организма к изменениям внешней среды.

Гипоталамус имеет непосредственное отношение к управлению суточным ритмом. В нем находятся центры, управляющие температурой тела, работой желез внутренней секреции, а также углеводным, водно-солевым и жировым обменом.

Управление суточной периодичностью наиболее четко проявляется в деятельности температурного и водно-солевого центров.

Об этом свидетельствуют многочисленные исследования, проведенные на людях.

Работа этих центров осуществляется так называемыми субцентрами с помощью различных способов. Так, например, температурный центр через день из субцентров осуществляет регулирование температуры при помощи физических процессов, изменения интенсивности потоотделения и дыхания; просвет сосудов через другой субцентр - путем химических процессов усиливает обмен веществ при понижении температуры крови.

С помощью гипоталамуса в организме человека регулируются ритмы многих процессов, например, ритм содержания эозинофилов и других клеток крови.

Гомеостатические часы связаны с работой гипоталамуса. Они управляют нервными центрами гипоталамуса через гипофиз, и в их деятельности наиболее полно представлен принцип обратной связи. Принцип работы соответствующих центров заключается в том, что возбуждение возникает в них в результате недостатка специальных веществ в крови, а торможение - при их избытке. Возбуждение одного из центров гипоталамуса приводит к выработке нейросекрета, который заставляет клетки гипофиз вырабатывать гормоны. Под его влиянием кора надпочечников выделяет вещество, тормозящее деление клеток костного мозга.

Периферические часы позволяют длительное время сохранять положение фаз какого-либо физиологического ритма при нарушении нормального чередования света и темноты. Изменение фаз ритма в этом случае будут свидетельствовать о прямом или косвенном влиянии гипоталамуса на периферические часы. [15].

В организме человека нет таких физиологических процессов, которые не зависели бы полностью от ЦНС и от общего состояния организма. В работе периферических часов время от времени могут участвовать и центральные часы, которые по нервным путям будут осуществлять регуляцию ритма из гипоталамуса. В этом случае может происходить изменение местоположения центра биологических часов человека. Оно непосредственно связано с системой регуляции, с механизмом работы и природой биологических часов.

Тот факт, что в другом часовом поясе ход биологических часов перенастраивается, свидетельствует об их условно-рефлекторной регуляции.

Отсюда студенту следует так планировать нагрузки, чтобы они не превышали определенный уровень не мешали процессу образования. В этом случае учитываются 2 основных фактора, взаимодействующие между собой - нагрузка (воздействие) и конкретное функциональное состояние студента на данный момент. А, значит, ритм занятия (например, физкультуры) определяется не только внешними факторами (нагрузкой), но и внутренними биологическими часами. Словом, при определении оптимальной нагрузки на занятии важно учитывать взаимодействие внутренних ритмов (биологических часов) с внешними факторами воздействия.

Это следует учитывать всем преподавателям, а в особенности преподавателям физкультуры, тренерам и т.д. и т.п. в организации учебного процесса для достижения высоких результатов.

Важно также учитывать и тот факт, что студенты с утренним биологическим типом активнее и более работоспособны в утренние часы, поэтому заниматься умственной и физической деятельностью им лучше в первой половине дня, а студентам и физической деятельностью им лучше в первой половине дня, а студентам с вечерним биологическим типом - во второй. Если наблюдать за студентами на протяжении недели, то выявится закономерность: работоспособность падает к концу недели, отсюда следует, что необходимо распределять занятия таким образом, чтобы на конец недели попадали уроки, требующие минимальной нагрузки со студента.



1.4 Влияние биологических ритмов на физиологические процессы и работоспособность студентов

Современная биоритмология-это наука, рассматривающая ритмические процессы от самого их зарождения в таинственных глубинах клетки до таких сложных и крупномасштабных явлений, как лунные и сезонные ритмы в жизни природы.

Любой биоритм-это не предписание, данное откуда-то свыше, не воинский устав и даже не бесцеремонный будильник. Мы настолько привыкли к жестким связям, к зубчатым колесам, сцепленным друг с другом, что ищем подобное и в природе, и в самих себе. Однако организация природы куда более сложна. Жестко детерминированная система была бы беспомощной и жалкой в природе, где все так, похоже, и так бесконечно разнообразно, где все закономерно и ничто не повторяется. Поэтому биологический ритм, с одной стороны, должен быть устойчив и по возможности независим от случайных воздействий и состояния организма (плохи были бы те часы, которые показывали бы время в зависимости от настроения их обладателя), а с другой-должен все время подстраиваться к конкретным условиям среды, чтобы дать организму максимальные возможности к адаптации.

Нет такого биологического ритма, который совсем не зависел бы от условий, окружающих организм. Вы не задумывались над тем, почему без всякого будильника утром начинает звенеть в небе жаворонок, раскрываются цветы, вылетают из улья пчелы? Это не привычное нам точное расписание: «Подъем в 6 часов утра», а каждый день-немного разное время в зависимости от погоды, времени года, состояния самого организма. Итак, биоритм-это не часы, тикающие на руке их обладателя, а особый механизм, позволяющий организму оптимально приспособиться к меняющимся условиям.

Как происходит подстройка биоритма к условиям среды? В каждом ритме, как правило, запрограммированы интервалы времени, когда организм особенно чувствителен к определенным изменениям внешних условий. И в зависимости от их изменений именно в это время фаза ритма сдвигается либо вперед, либо назад, как бы подлаживаясь к ним. Мы назвали эти интервалы времени временем потенциальной готовности. Подобные сдвиги фазы ритма возникают в каждом цикле. Отсюда вытекает очень важный вывод, что у биоритма нет четко определенного периода, но есть диапазон, в пределах которого этот период может меняться в зависимости от условий.

Какова же роль биоритмов? Прежде всего, биоритмы помогают организму согласовывать свою деятельность с меняющейся средой. Кроме того, в организме одновременно протекают сотни тысяч самых разнообразных процессов, которые обязательно должны быть так или иначе согласованы друг с другом.

Биоритмы и есть то «расписание», по которому работает вся эта сложная система. Только, как мы уже отмечали, согласованность эта не абсолютна: масса клеток и их комплексов плохо слушают центральную команду - «на месте им виднее» [10]

Биологические ритмы являются основой рациональной регламентации распорядка жизни человека, так как высокая работоспособность и хорошее самочувствие могут быть достигнуты только в том случае, если ритм жизни соответствует свойственному организму ритму физиологических функций.

Ритмы работоспособности, подобно ритмам физиологических процессов, по своей природе эндогенны.

Работоспособность может зависеть от многих факторов, действующих по отдельности или совместно. К этим факторам относятся: уровень мотивации, прием пищи, факторы внешней среды, физическая готовность, состояние здоровья, возраст и другие факторы. По-видимому, на динамику работоспособности влияет и утомление (у элитных спортсменов - хроническое утомление), хотя не вполне ясно, каким именно образом. Утомление, возникающее при выполнении упражнений (тренировочных нагрузок), трудно преодолевать даже достаточно мотивированному спортсмену. Утомление снижает работоспособность, а повторная тренировка (с интервалом в 2-4 ч после первой) улучшает функциональное состояние спортсмена.

При трансконтинентальных перелетах циркадианные ритмы различных функций перестраиваются с разной скоростью - от 2-3 дней до 1 месяца (R.Wever,1980). Для нормализации цикличности до перелета необходимо каждый день сдвигать на 1 ч отход ко сну. Если это делать в течение 5-7 дней до отлета и ложиться спать в темной комнате, то удастся быстрее пройти акклиматизацию.

При прибытии в новый временной пояс необходимо плавно входить в тренировочный процесс (умеренные физические нагрузки в те часы, когда будут производиться соревнования). Тренировки не должны носить «ударный характер».

Следует отметить, что естественный ритм жизнедеятельности организма обусловлен не только внутренними факторами, но и внешними условиями. В результате исследований был выявлен волновой характер изменения нагрузок на тренировке. Прежние представления о неуклонном и прямолинейном наращивании тренировочных нагрузок оказались несостоятельными. Волнообразный характер изменения нагрузок в процессе тренировок связан с внутренними биологическими ритмами человека. Различают три категории «волн» тренировок: «малые», охватывающие от 3 до 7 дней (или несколько более), «средние» - чаще всего 4-6 недель (недельные тренировочные процессы) и «большие», продолжающиеся несколько месяцев. [13]

Нормализация биологических ритмов позволяет осуществлять интенсивные физические нагрузки, а тренировки при нарушенном биологическом ритме приводят к различным функциональным расстройствам (например, десинхроноз), а иногда и к заболеваниям.

Явление десинхроноза наблюдается и у спортсменов, особенно у тренирующихся в условиях жары и влажного климата или среднегорья. Поэтому спортсмен, вылетающий на международные соревнования, должен быть хорошо подготовлен.

Ритмичное протекание физиологических процессов - это свойство живого организма. Практически все показатели жизнедеятельности - биохимические, физиологические, поведенческие - обнаруживают ритмические колебания в разных диапазонах частоты. Каждый орган, клетка, состав крови, гормоны, температура кожи и другие показатели имеют свои собственные ритмы, измеряемые в секундах, часах, неделях, месяцах и даже годах. Биоритмы отдельных органов и систем взаимодействуют друг с другом и образуют упорядоченную систему ритмических процессов - организацию деятельности организма во времени. Периодически изменяющиеся времена года, интенсивность солнечной радиации и многие другие геофизические характеристики оказывают на организм человека, и в соответствии с этим влиянием организм меняет свои внутренние ритмы. [17]

Многие биоритмы (суточные, лунные и годовые) сформировались в ходе эволюции как целесообразное приспособление процессов жизнедеятельности организма к окружающей среде. Выгодные для организма ритмы в процессе эволюции закрепились генетически. Боле того, в организме развились специальные структуры, ответственные за регуляцию ритмов, как их ещё называют - эндогенные часы.