Влияние биологических ритмов на физическую работоспособность студентов

Так, ещё перед пробуждением несколько повышается температура тела, выделяется ряд гормонов, подготавливающих организм к бодрствованию, активизируется деятельность органов желудочно-кишечного тракта. У человека внутренним водителем ритма является гипоталамус, ответственный за сохранение постоянства внутренней среды организма, тесно связанный с другими отделами головного мозга и, прежде всего с гипофизом. Индивидуальный ритм жизни диктуется не только самой природой: сменой времён года, дня и ночи и другими параметрами, но и социальными условиями - установленными часами работы и отдыха, периодичностью приёма пищи и т.п., которые по физиологическим законам условных рефлексов также оказывают своё влияние на изменения уровня работоспособности. В настоящее время социальные ритмы оказывают всё возрастающее, нередко негативное влияние на биологические, не считаясь с естественными физиологическими запросами организма. [18]

Взаимодействуя друг с другом, биоритмы отдельных органов и систем образуют упорядоченную систему ритмических процессов, которая и осуществляет организацию деятельности целостного организма во времени.

Наблюдаются биоритмы различной периодичности: высокочастотные - пульс, дыхание, обменные процессы в клетках, биоэлектрическая активность мозга и мышц; среднечастотные - деятельность пищеварительных органов, желез внутренней и внешней секреции; длинные, протяженностью от нескольких дней до нескольких лет или даже десятилетий; биоритмы физической и психической деятельности, сезонные, лунные, циркадные.

Считают, что физический цикл завершается за 23 дня и определяет широкий диапазон физических свойств в организме, включая сопротивляемость болезням, силу, координацию, скорость, физиологию, ощущение хорошего физического самочувствия.

Эмоциональный цикл, длящийся 28 дней, управляет творчеством, восприимчивостью, психическим здоровьем, мышлением, восприятием мира и самих себя.

Интеллектуальный цикл имеет период в 33 дня, он регулирует память, бдительность, восприимчивость к знаниям, логические и аналитические функции мышления.

Дни перехода от положительной фазы к отрицательной являются критическими, что проявляется в физическом цикле несчастными случаями, в эмоциональном - нервными срывами, в интеллектуальном - ухудшением качества умственной работы. Опасность увеличивается, когда критические дни разных циклов совпадают.

Наиболее хорошо изучены биологические ритмы размерность около суток - циркадные ритмы, определяемые такими факторами, как вращение Земли, колебания температуры, влажности, изучение закономерностей этих ритмов приобретает все возрастающее практическое значение. [7]

Изучение ритмов активности и пассивности нашего организма занимается особая наука - биоритмология. Согласно науке, большинство процессов, происходящих в организме, синхронизированы с периодическими солнечно-лунно-земными влияниями.

И это не удивительно, ведь любая живая система, в том числе и человек, постоянно находятся в состоянии обмена информацией, энергией и веществом с окружающей средой. Если по каким-либо причинам этот обмен нарушается, то это отрицательно сказывается на развитии и жизнедеятельности организма. Если по каким-либо причинам этот обмен нарушается, то это отрицательно сказывается на развитии и жизнедеятельности организма

Однако для большинства ритмов характерна индивидуальная изменчивость. Многие, очевидно, слышали о делении людей на «жаворонков» и «сов»: по существу, это деление по типам ритмической активности. Первые более деятельны в ранние утренние часы, вторые - в вечерние. Конечно, более «физиологичен» суточный ритм «жаворонков». Он опирается на характерное для человека повышение физической активности днём и уменьшение в ночные часы, когда снижается ЧСС, температура тела, потребление кислорода, содержание сахара в крови, артериальное давление. Некоторые исследователи объясняют это генетической наследственностью, связанной с гуморальной регуляцией организма. Так, по имеющимся данным, суточный выброс гормонов адреналина и норадреналина у «сов» в 1,5 раза выше, чем у «жаворонков». Это тот допинг, за счёт которого обеспечивается вечерняя и ночная активность человека, не предусмотренная природой. И, как любой допинг, он не проходит для организма бесследно.

В. А. Доскин, Н. Н. Куинджи, ученые, проводившие исследования в этой области на взрослой аудитории, установили, что 41% испытуемых относятся к так называемому утреннему типу («жаворонки»), для которого характерно раннее пробуждение, быстрое достижение высокого уровня активности и быстрое снижение физиологических показателей в вечернее время. А 30% - представители вечернего типа («совы») с поздним пробуждением, вялостью в утренние часы, с постепенным повышением уровня функционального состояния организма в течение дня и высокой работоспособностью во второй половине дня и даже вечером. В 29% случаев четких однотипных колебаний уровня функциональной активности выявлено не было - это так называемые аритмики, или «голуби» [20].

Большинство исследователей считают, что работоспособность человека во время бодрствования изменяется, как правило, по синусоидальной (М-образной) кривой, на которой отчетливо прослеживаются два главных периода активности, когда уровень физиологических функций высок: 10-12 ч и 16-18 ч, а к 14 ч и в вечернее время работоспособность падает.

У представителей утреннего типа гораздо сильнее выражен первый подъем уровня работоспособности организма, у людей вечернего типа - второй, для аритмиков характерны или относительное равенство двух подъемов биоритмальной кривой, или отсутствие четко выраженных ее колебаний (плато).

Учет биоритмальных особенностей позволяет правильно организовать режим труда и отдыха, облегчить процессы адаптации к учебным нагрузкам, снизить уровень напряжения систем организма. Особенного внимания требуют представители утреннего типа. Особенного внимания требуют представители утреннего типа. Имеются данные, что у «жаворонков» достаточно часто затруднены адаптационные процессы; при нарушениях стереотипа деятельности, каких-либо неудачах сравнительно легко возникают депрессия, тревога и волнение, сомнения в собственных силах. Такие люди менее устойчивы в стрессовых ситуациях, поэтому нарушения здоровья отмечаются у них чаще, чем у людей с вечерним типом биоритмальной кривой. «Совы» характеризуются более оптимальной реакцией на нагрузку, у них нет склонности к тревожным и депрессивным реакциям, так как имеется выраженная характерологические обусловленная способность легко отвлекаться от стрессирующих факторов, забывать все неудачи и неприятности. Поскольку «совы» составляют меньшинство и при этом отличаются большей устойчивостью, при организации работы в группе необходимо в первую очередь учитывать интересы представителей утреннего типа (к которым примыкают аритмики). [19]

Четко выраженная биоритмальная типология устанавливается постепенно, в процессе индивидуального развития, и у младших школьников проявляется обычно еще не так ярко, как в более старшем возрасте. Однако поскольку принято считать, что биоритмальной профиль обусловлен генотипические и является наследственной характеристикой, то его можно установить с достаточной степенью точности по поведенческим характеристикам и в раннем возрасте. Проанализировав, как легко и в какое время ребенок просыпается и засыпает, насколько активен в утренние и вечерние часы, насколько продуктивно работает до обеда и после него, можно определить особенности биологических ритмов ребенка.

Физическое развитие, состояние здоровья учащегося, воспитательный и образовательный процессы оказывают влияние природно-климатические факторы.

1.5 Изменения работоспособности у студентов в учебном процессе

Мышечная деятельность, как правило, сопровождается временным снижением работоспособности. После окончания работы, в периоде восстановления нормализуется внутренняя среда организма, восстанавливаются энергетические запасы, различные функции приходят в состояние рабочей готовности. Все эти процессы не только обеспечивают восстановление работоспособности организма, но и способствуют ее временному увеличению.

Повышение работоспособности в процессе тренировки зависит не только от объема и интенсивности нагрузок, но и от продолжительности интервалов отдыха между выполнением упражнений.

В связи с этим при планировании тренировочных занятий необходимо учитывать особенности восстановительных процессов.

Восстановительные процессы частично протекают непосредственно во время мышечной деятельности. Примером этого является окислительные реакции, обеспечивающие ресинтез богатых энергией химических веществ. Однако при работе процессы диссимиляции преобладают над процессами ассимиляции. Лишь при длительной мышечной деятельности, характеризующейся истинным устойчивым состоянием, устанавливаются динамическое равновесие между расщеплением химических веществ и их ресинтезом. Нарушение баланса между этими реакциями выражено при работе тем резче, чем больше оказывается ее мощность и чем меньше подготовлен к ней человек. В восстановительном периоде преобладают процессы ассимиляции, это обеспечивает пополнение израсходованных при работе энергетических запасов. Сначала они восстанавливаются до исходного уровня, затем на некоторое время становятся выше его (фаза суперкомпенсации) и далее вновь понижается.

Различают ранние и поздние фазы восстановления. После легкой работы ранние фазы заканчиваются в течение нескольких минут, после напряженной работы - в течение нескольких часов. Поздние фазы восстановления после длительной и напряженной мышечной деятельности затягиваются на несколько суток. По уровню работоспособности организма в периоде восстановления различают фазы пониженной и повышенной работоспособности. Первая наблюдается сразу после окончания мышечной деятельности. В дальнейшем работоспособность восстанавливается и, продолжая возрастать, становится выше исходной. Этот период называется фазой повышенной работоспособности. Через некоторое время после окончания мышечной деятельности работоспособность вновь снижается до исходного уровня. Фазовые изменения работоспособности в периоде восстановления установлены экспериментально, например:

У тяжелоатлетов через 1 минуту после жима штанги двумя руками «до отказа» работоспособность оказалась сниженной в среднем на 60% по сравнению с исходной величиной. На седьмой минуте восстановления она была ниже на 10%. К 12 минуте восстановления превысила исходный уровень и оставалась повышенной до 25 минуты. Продолжительность отдельных фаз восстановления зависят от особенностей выполненной работы (мощность, длительность, структура движения) и от степени тренированности человека.

Повторные нагрузки целесообразно выполнять в фазу повышенной работоспособности: в этих условиях тренированность организма развивается наиболее интенсивно. Однако в ряде случаев повторные нагрузки следует назначать ранее этого срока.

Работа при неполном восстановлении адаптирует организм к деятельности в условиях измененной внутренней среды. Слишком длинные интервалы отдыха между повторными нагрузками снижают эффективность тренировки. Повторная деятельность при этом выполняется при уже снизившейся работоспособности, что не стимулирует ее дальнейшего развития.

Повышение работоспособности, вызванной мышечной деятельностью, должно подкрепляться последующей работой. Если этого не происходит, то работоспособность снижается до исходного уровня и дальнейшие прогрессивные изменения в организме могут приостанавливаться.

Физические нагрузки могут вызывать в организме значительные изменения, в крайних случаях даже несовместимы с жизнью (то есть приводить к смерти), а могут весьма слабо влиять на протекающие в нем процессы.

Это зависит от интенсивности и длительности физических нагрузок. Чем более интенсивна и длительна нагрузка, чем, соответственно, большие изменения она вызывает в организме.

Длительность нагрузки измеряется в единицах времени (минутах, например). Интенсивность нагрузки измеряется в единицах, оценивающих работу - ваттах, джоулях, калориях и других, сугубо физиологических единицах.

Понять, что такое интенсивность работы, удобно на примере: в течение одной минуты можно идти спокойным шагом или бежать. Во втором случае интенсивность нагрузки будет выше, а длительность в обоих случаях одинакова.

Интенсивность нагрузки зависит и от того, какое количество мышечной массы включается в работу. Чем больше это количество, тем интенсивнее работа.

Если нагрузка предельно интенсивна или длительна, то все структуры организма начинают работать на обеспечение такого высокого уровня жизнедеятельности. В этих условиях не остается ни одной системы, ни одного органа, которые были бы индифферентны по отношению к физической нагрузке. Одни системы увеличивают свою деятельность, обеспечивая мышечное сокращение, а другие - затормаживают, освобождая резервы организма. Повторная деятельность при этом выполняется при уже снизившейся работоспособности, что не стимулирует ее дальнейшего развития.

Даже малоинтенсивная мышечная работа никогда не является работой только одних мышц, это деятельность всего организма.

Физиологические системы, увеличивающие свою деятельность во время мышечной работы и помогающие ее осуществлению, называют системами обеспечения мышечной деятельности.



1.6 Показатели восстановления работоспособности

При определении оптимальных интервалов отдыха необходимо учитывать интенсивность восстановительных процессов. Наиболее точным показателем этого является уровень работоспособности, объем повторной работы, который может выполнить человек в данных условиях. Однако такой способ связан с выполнением дополнительной напряженной работы и поэтому не может быть рекомендован для спортивной практики. Более удобным и достаточно информативным способом оценки работоспособности является изучение особенности реакции организма на различные тесты, выполняемые до тренировочного занятия и в периоде восстановления. К таким тестам относятся косвенное определение максимального потребления кислорода, проба PWC170, исследование оксигенации крови при задержке дыхания, определение способности скелетных мышц к развитию напряжения и к расслаблению.

После напряженной мышечной деятельности величины МПК и пробы PWC170 обычно оказываются сниженными. Затем они постепенно восстанавливаются и через некоторое время после окончания мышечной деятельности становятся выше исходных. Например, у квалифицированных велосипедистов через 1 час после окончания тренировочного режима в подготовительном периоде величина PWC оказалась снижена в среднем 1701 км/мин до 1573 кг/мин, через 24 часа этот показатель стал выше, чем до работы. Такая же динамика работоспособности наблюдалась и у велосипедистов менее высокой квалификации. [20].

Изменения величин МПК и PWC после мышечной деятельности отражает динамику работоспособности организма в восстановительном периоде. Однако ни одна из этих величин не может считаться достоверным критерием готовности всех систем организма к повторным нагрузкам. Это объясняется разновременным их восстановлением. Например, исследование квалифицированных бегунов показали, что полное восстановление величин МПК после напряженной тренировочной нагрузки нередко сочетается с недостаточным завершением восстановительных процессов в миокарде. Изменения некоторых показателей ЭКГ становятся в это время даже более выраженными по сравнению с данными, полученными сразу же после работы.

Тесты с определением оксигенации крови выявили, что в периоде восстановления содержание оксигемоглобина при задержке дыхания снижается быстрее и более значительно (в связи с повышением интенсивности окислительных процессов в тканях), чем до работы.

Об изменениях внутриклеточного метаболизма в процессе восстановления можно судить по длительности удержания стабильного уровня оксигенации крови при задержке дыхания. Уменьшаясь под влиянием напряженной мышечной деятельности этот показатель, вновь удлиняется в восстановительном периоде, что свидетельствует о нормализации химических процессов в работавших органах.

О восстановлении работоспособности двигательного аппарата можно судить по особенностям напряжения и расслабления мышц. Снижаясь при утомительной работе эти функции мышц, повышаются в периоде восстановления. По их динамике можно определить степень готовности органов движения к повторной работе.

В спортивной врачебной практике о восстановлении работоспособности организма нередко судят по восстановлению одной из его функций. Однако это дает лишь ориентировочные сведения. Отдельные функции восстанавливаются в разное время, что обусловлено характером мышечной деятельности и индивидуальными особенностями человека.

Интенсивность восстановительных процессов можно оценивать по динамике частоты сердцебиений. Этот показатель определяется сразу же после работы и затем повторно через строго определенные промежутки времени. Снижение этого показателя по отношению к величине установленное сразу же после работы в известной степени позволяет судить о интенсивности восстановления, а следовательно и о готовности организма к повторной работе. Например, при тренировке бегунов на средней дистанции повторное прохождение отрезков дистанции рекомендуется после снижения ЧСС на 30% по отношению к величине зарегистрированной сразу же после окончания бега на предыдущем отрезке.

Восстановление других показателей функционального состояния органов кровообращения весьма вариативно. Вследствие этого они менее точно определяют готовность организма к повторной работе. Например восстановление АД в одних случаях происходит в течение нескольких минут, в других задерживается на длительное время. После длительной и напряженной работе отдельные показатели АД часто становятся ниже исходных величин, что обусловлено гиперемией в работавших мышцах. На длительную послерабочую гиперемию указывает так же снижение жесткости артериальных стенок в активных областях тела. По ходу восстановления жесткость артериальных стенок претерпевает фазовые изменения. При этом у более тренированных людей наблюдаются более резко выраженные дифференцированные сосудистые реакции.

Большое значение для восстановления работоспособности организма имеет нормализация его внутренней среды. Продолжительность восстановления РН крови и ее щелочных резервов зависит от мощности и длительности работы. Например, по некоторым данным эти показатели восстанавливаются быстрее после бега на 200 м и 10000 м и медленнее после бега на 400 и 5000 м. восстановление форменных элементов крови происходит очень медленно. Эритроциты и гемоглобин могут в зависимости от особенностей мышечной деятельности и степени тренированности человека восстанавливаться в течение нескольких часов или суток. Если под влиянием работы содержание Эг и Нb резко понижается, то его восстановление до исходного уровня иногда задерживается до 7 и более суток. Содержание в крови лейкоцитов и тромбоцитов, а так же лейкоцитарная формула восстанавливаются после длительной и напряженной работы в течение нескольких суток. При очень напряженной работе характеризующейся эмоциональным возбуждением количество эозинофилов в крови резко уменьшается. Восстановление численности этих клеток происходит в течение 1-2 суток.

После выполнения динамической работы максимальной мощности набольший интерес представляют сдвиги в функциональном состоянии двигательного аппарата. Восстановление работоспособности после скоростной работы тесно коррелирует также с погашением кислородного долга и функциональным состоянием ЦНС. Оптимальным интервалом отдыха в этих случаях будет такой, при котором возбудимость двигательных центров остается еще высокой, а относительно небольшой кислородный долг оказывается уже почти ликвидированным.

После работы субмаксимальной мощности для восстановления работоспособности большую роль играет погашение кислородного долга и нормализация внутренней среды организма. Кислородный долг состоит из двух частей.

Первая-алактатная - обусловлена ресинтезом фосфорсодержащих соединений, вторая - лактатная - связана с окислением молочной кислоты. В процессе восстановления происходит сначала быстрая ликвидация кислородного долга, что связано с интенсивными окислительными реакциями в мышцах. В дальнейшем этот процесс протекает менее быстро. Он обусловлен ресинтезом молочной кислоты, диффундировавшей в кровь.

При работе субмаксимальной мощности кислородный долг у тренированных спортсменов может достигать 20 л и более. Его ликвидация после работы такой мощности обычно заканчивается в течение 1,5-2 часов.

Выполнение длительной работы большой умеренной мощности характеризуется медленным восстановлением дыхательных функций и энергетики. Даже у квалифицированных спортсменов энергетические траты снижаются до исходных величин очень долг - в течение нескольких суток.

Казалось бы, о восстановлении работоспособности организма можно судить по восстановлению его основных двигательных качеств: быстроты, силы и выносливости. Однако экспериментальные данные показывают, что восстановление их так же весьма вариативно. Даже такие взаимосвязанные показатели как сила и силовая выносливость, восстанавливаются в разное время.

Длительность интервалов отдыха между отдельными упражнениями на тренировочных занятиях, между ними и повторными выступлениями на соревнованиях должна планироваться с учетом того, что эффективность последующей работы будет больше тогда, когда утомление от предыдущей деятельности почти ликвидирована, а положительное действие этой работы еще сохранено.

На тренировочных занятиях оптимальная длительность интервалов отдыха зависит от объема и мощности выполняемых нагрузок, от уровня тренированности спортсмена, от метеорологических условий. В среднем она колеблется от 1-20 минут.

Оптимальные интервалы отдыха между тренировочными занятиями могут быть разными. Однако продолжительность их не должна быть больше 48 часов. Для достижения высоких спортивных результатов необходимо тренироваться с меньшими интервалами отдыха. На тренировочных сборах нагрузки могут выполняться даже 2-3 раза в день.

Успешность образовательного и воспитательного процессов находятся в прямой зависимости от ритмичности физиологических процессов детского организма и от конкретных метеотропных реакций школьников.

Составление режима учебных занятий, питания, отдыха и т.д. без учета вышеуказанных закономерностей может быть связано не только со снижением умственной или физической работоспособности, но и с развитием какого-либо заболевания. [21].

Ритмы жизни обусловлены протеканием физиологических процессов в организме, влиянием природных и социальных факторов окружающей среды: сменой времен года, суток, состоянием солнечной активности и космического излучения, вращением Луны вокруг Земли, относительным расположением и влиянием планет друг на друга, сменой сна и бодрствования, трудовых процессов и отдыха, двигательной активности и пассивного отдыха и т.д.

Проведенные учёными исследования свидетельствуют, что активность человека в вечернее и ночное время оборачивается дорогой ценой. Например, инфаркты миокарда случаются у «сов» в полтора раза чаще, чем у «жаворонков». Единственное преимущество «сов» - это их лучшая приспособляемость к вынужденным нарушениям суточного ритма и большее сохранение привычного уровня работоспособности, скажем, при пересечении нескольких часовых поясов при полётах на дальние расстояния. К тому же у них хорошие перспективы - к глубокой старости все постепенно становятся «жаворонками».

Вместе с тем эксперименты ряда учёных показали, что, например, уровень сенсорных реакций вечером у «сов» такой же, как и утром, т.е. утром они могут справляться с любой работой не менее успешно, чем вечером. Поэтому, если вы причисляете себя к разделу «сов», постарайтесь постепенно перестраивать режим дня в сторону утреннего типа. Ритмика изменения работоспособности в течение недели следующая.

Наиболее результативными являются вторник, четверг и пятница, а нерезультативными - понедельник и суббота. Поэтому, важно правильно составить распорядок дня и распределить работу в недельном цикле таким образом, чтобы наибольшая нагрузка соответствовала наибольшим возможностям организма. Знание и разумное использование биологических ритмов может существенно помочь в рациональной организации самостоятельных и самодеятельных занятий физической культурой и спортом, в правильном сочетании их с учёбой.

С биологической точки зрения физическая подготовка представляет собой процесс направленной адаптации организма к тренировочным воздействиям. Нагрузки, применяемые в процессе физической подготовки, выполняют роль раздражителя, возбуждающего приспособительные изменения в организме. Тренировочный эффект определяется направленностью и величиной физиологических и биохимических изменений, происходящих под воздействием применяемых нагрузок. Глубина происходящих при этом в организме сдвигов зависит от основных характеристик физической нагрузки:

* интенсивности и продолжительности выполняемых упражнений;

* количества повторений упражнений;

* продолжительности и характера интервалов отдыха между повторением упражнений.

Определенное сочетание перечисленных параметров физических нагрузок приводит к необходимым изменениям в организме, к перестройке обмена веществ и, в конечном итоге, к росту тренированности.

Процесс адаптации организма к воздействию физических нагрузок имеет фазный характер. Поэтому выделяют два этапа адаптации: срочный и долговременный (хронический). [22].

Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.

При многократном повторении физических воздействий и суммировании многих следов нагрузок, постепенно развивается долгосрочная адаптация. Этот этап связан с формированием в организме функциональных и структурных изменений, происходящих вследствие стимуляции генетического аппарата нагружаемых во время работы клеток. В процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам активируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков, в результате чего происходит увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата, совершенствуется его энергообеспечение.

Фазовость протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет выделять три разновидности эффектов в ответ на выполняемую работу.

Срочный тренировочный эффект, возникающий непосредственно во время выполнения физических упражнений и в период срочного восстановления в течение 0.5 - 1.0 часа после окончания работы. В это время происходит устранение образовавшегося во время работы кислородного долга.

Отставленный тренировочный эффект, сущность которого составляет активизация физической нагрузкой пластических процессов для избыточного синтеза разрушенных при работе клеточных структур и восполнение энергетических ресурсов организма. Этот эффект наблюдается на поздних фазах восстановления (обычно в пределах до 48 часов после окончания нагрузки).

Кумулятивный тренировочный эффект - является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. В результате кумуляции следовых процессов физических воздействий на протяжении длительных периодов тренировки (более одного месяца) происходит прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов.

Небольшие по объему физические нагрузки не стимулируют развитие тренируемой функции и считаются неэффективными. Для достижения выраженного кумулятивного тренировочного эффекта необходимо выполнить объем работы, превышающий величину неэффективных нагрузок.

Дальнейшее наращивание объемов выполняемой работы сопровождается, до определенного предела, пропорциональным увеличением тренируемой функции. Если же нагрузка превышает предельно допустимый уровень, то развивается состояние перетренированности, происходит срыв адаптации.

Многочисленные исследования показывают, что физическая культура и спорт могут оказывать исключительно эффективное влияние на факторы работоспособности и противодействовать преждевременному наступлению утомления.

В восстановительном периоде после тренировки различают три фазы:

- первая: в результате выполнения работы наступает утомление, работоспособность снижается, а затем постепенно возвращается к дорабочему состоянию;

- вторая: работоспособность продолжает возрастать до величин, превышающих уровень работоспособности. Наступает эффект сверхвосстановления (суперкомпенсации);

- третья: через некоторое время достигнутый уровень сверхисходного состояния работоспособности возвращается к исходному уровню до тренировки.

Одна из важных особенностей восстановительных процессов - неоднократное (гетерохронное) возвращение к исходному уровню различных показателей психофизиологических функций.

Так, например, восстановление потребления кислорода, легочной вентиляции, пульса, артериального давления и температуры кожи у работающих мышц происходит в разные сроки.

Гетерохронное восстановление психофизиологических функций предполагает неодинаковую степень готовности к различным упражнениям.

Активное воздействие на восстановительные процессы представляет собой не менее важную задачу, чем адекватные тренировочные нагрузки. Поэтому применение различных восстановительных средств рассматривается в современной системе подготовки спортсменов как необходимый фактор достижения высоких спортивных результатов. Следует подчеркнуть, что в научных исследованиях установлено: процессы восстановления можно тренировать.

Скорость восстановления работоспособности после тренировочных нагрузок - один из основных критериев оценки тренированности человека. Спортсмены высокой квалификации отличаются от обычных людей не только высокой физической работоспособностью, но и быстрым восстановлением. [22].

Адаптация организма к постоянно изменяющимся условиям cреды (внешним и внутренним) - безостановочно происходящий процесс приспособления организма к данным изменениям, призванный сохранять в нем гомеостатическое равновесие. "...Каждый организм представляет собой динамическое сочетание устойчивости и изменчивости, в котором изменчивость служит его приспособительным реакциям и, следовательно, защите его наследственно закрепленных констант" [1].

Физиологический смысл адаптации организма к внешним и внутренним воздействиям заключается именно в поддержании гомеостаза и, соответственно, жизнеспособности организма практически в любых условиях, на которые он в состоянии адекватно реагировать. [11].

Для повышения работоспособности в течение учебного дня целесообразно использовать так называемые формы физического воспитания - физкультурные паузы - т.е. выполнения физических упражнений в перерывах между занятиями.

Современному человеку трудно успевать за требованиями, предъявляемыми научно-техническим прогрессом, справится с потоком информации даже в узкой области своей профессиональной деятельности, области своей профессиональной деятельности, что в значительной степени относится и к студентам высших учебных заведений.

Для большинства из них работа по специальности связана со значительным снижением физической нагрузки и возрастанием нервно-эмоционального напряжения (точность, быстрота, внимание). Сочетание растренированности организма и роста нервно-эмоционального напряжения в условиях интенсификации производства приводит к преждевременной утомляемости в производственной деятельности, к ранней потере трудоспособности.

Чтобы избежать этого необходимо постоянно работать над собой, изучать особенности своего организма, научиться пользоваться своими скрытыми до времени способностями, своего организма, научиться пользоваться своими скрытыми до времени способностями, научиться пользоваться различными методиками упражнений, вести здоровый образ жизни систематически пользоваться средствами физической культуры.

При длительной умственной работе из-за ограничения движений и наклонного положения головы затрудняется отток венозной крови из головного мозга, что вызывает головную боль и снижения работоспособности. Проявляются признаки утомления у студентов (таблица 1) [20].

Таблица 1 - Внешние признаки утомления

Объект наблюдения	Утомление
	незначительное	значительное	резкое
	При физическом труде
Окраска кожи	незначительное покраснение	значительное покраснение	Резкое покраснение, бледность, синюшность
Потливость	незначительная влажность на лбу и щеках	значительная (выше пояса)	Особо резкая, выступление солей
Дыхание	Учащенное (30 дых. в мин)	учащенное. Периодические дыхание через рот	Значительно учащенное, поверхностное одышка, глубокие вдохи
Движения	уверенные и точные	неуверенные, нарушения ритма	Замедлены, дрожание конечностей
Внимание	безошибочное выполнение указаний и правил	ошибки в работе. Отклонение от правил	Замедленная реакция, отсутствие интереса, неточность, апатия
Самочувствие	отсутствие жалоб	жалобы на усталость	Жалобы на головную боль, слабость
	При умственном труде
Внимание	Резкие отвлечения	рассеянное, частое отвлечение	Ослабленная реакция
Поза	непостоянная, потягивание ног и туловища	частая смена поз повороты головы	Стремление положить голову на стол
Движение	точные	неуверенные, замедленные	Суетливое движение рук и пальцев,
Интерес к новому материалу	живой интерес, много вопросов	слабый интерес, много вопросов	Полное отсутствие интереса, апатия

Невысокая эффективность учебной деятельности студентов связана с тем, что занятия проходят при ограничении привычной для человека двигательной активности. Обнаружено, что после 6-ти часов учебных занятий у студентов наблюдается снижение уровня физических качеств, что отрицательно оказывается на их работоспособности. В течение трудового дня, раньше или позже, начинает развиваться утомление, которое ограничивает эффективность и продолжительность работы.

Для того чтобы избежать утомления необходимо распределение распорядка дня независимо от формы занятий и смены.

Четкое выполнение хотя бы в течение нескольких недель заранее продуманного и разумно составленного распорядка дня поможет студенту выработать у себя динамический стереотип. Его физиологическая основа - формирование в коре больших полушарий определенной последовательности процессов возбуждения и торможения, необходимых для эффективной деятельности. Создание динамического стереотипа - длительный труд. Закрепившиеся привычки к регулярным занятиям, к разумно организованному распорядку дня помогают поддерживать в течение учебного года хорошую работоспособность.

Великий Пушкин с гордостью заявлял:

«Владею днем моим; с порядком дружен ум;

Учусь поддерживать вниманье долгих дум».

Организация рационального режима дня должна проводиться с учетом особенностей работы конкретного высшего учебного заведения, оптимального использования имеющихся условий, понимания своих индивидуальных особенностей, в том числе и биоритмов.

В каждом из нас заложены своеобразные биологические часы - счетчики времени, согласно которым организм периодически и в определенных параметрах изменяет свою жизнедеятельность. Известно, что переход от дня к ночи сопровождается рядом физических изменений. Понижается температура воздуха, увеличивается его влажность, меняется атмосферное давление, интенсивность космического излучения. Эти природные явления в процессе эволюции человека способствовали выработке соответствующих адаптационных изменений в физиологических функциях.

Большинство функций организма повышает уровень деятельности в дневные часы, достигая максимума к 16-20 часам, и понижаясь ночью.

Например, у большинства людей наименьшая биоэлектрическая активность головного мозга фиксируется в 2-4 часа ночи. Это является одной из причин увеличения числа ошибок при умственном труде. Это является одной из причин увеличения числа ошибок при умственном труде поздним вечером и особенно ночью, резкого ухудшения восприятия и освоения информации в эти часы. [23].

Абсолютная адаптированность организма к чему-либо - относительно нестабильное функциональное состояние, которое может быть достигнуто только при длительном - в течение адаптационного периода - действии на него достаточно неизменного по силе и продолжительности стандартного раздражителя или суммы раздражителей [10, 11].

Адаптационные изменения могут носить и негативный или относительно негативный характер, в том числе и в случаях, когда речь идет о спорте. Так, увеличение процента содержания медленных волокон в мышцах спринтера вследствие избыточного применения в тренировках нагрузок аэробной направленности может расцениваться как негативный эффект адаптационных изменений в ответ на данные нагрузки. О перераспределении клеточного фонда организма (за счет гепатоцитов) в результате адаптационных изменений в ответ на многолетние тренировочные нагрузки упоминает А.Н. Воробьев Адаптационные изменения (более или менее выраженные) происходят в организме в ответ практически на любые изменения его внешней и внутренней среды. [24].

Работоспособность сердечной мышцы на протяжении дня меняется дважды, обычно понижаясь в 13 и 21 час. Следовательно, в такое время нежелательно подвергать свой организм большим физическим нагрузкам. Капилляры больше всего расширены в 18 часов. Следовательно, в такое время нежелательно подвергать свой организм большим физическим нагрузкам. Капилляры больше всего расширены в 18 часов (в это время у человека высокая физическая работоспособность), а сужены - в 2 часа ночи.

Суточные биоритмы отражаются на работе системы пищеварения, желез внутренней секреции, на составе крови, на обмене веществ. Самая низкая температура тела у человека наблюдается ранним утром, самая высокая - в 17-18 часов. Суточные ритмы отличаются высокой стабильностью. Зная рассмотренные закономерности, человек может правильнее построить свой режим дня.

Следует также учитывать, что далеко не у всех людей суточные биоритмы проходят в одинаковых временных параметрах. У «сов», например, протекание психических процессов улучшается к вечеру, вследствие чего появляется желание заниматься. Утром же они никак не могут «раскачаться», хочется подольше поспать. Утром же они никак не могут «раскачаться», хочется подольше поспать. «Жаворонки» же любят пораньше лечь спать, зато рано утром они уже на ногах и готовы к активной умственной работе.

Однако с помощью волевых усилий человек в состоянии постепенно несколько перестроить свои суточные биоритмы. Это необходимо при изменении режима учебы, работы, перемене временного пояса. В таких случаях включаются мощные адаптивные механизмы организма.

Первостепенное значение для каждого из нас имеют наличие определенных целей, потребностей, интересной и полезной для общества деятельности, умение наладить правильный, рациональный режим дня.

В табл. 2 и 3 предлагается приблизительный распорядок дня для студентов, занимающихся в разные смены. Данные таблицы были получены из результатов проведенного опроса у студентов и учащихся. На основе этих данных и согласно правильному распорядку дня были составлены примерный план режима дня студентов. [25].

Таблица 2 - Примерный распорядок дня студентов, занимающихся в 1-ю смену

Время суток, ч	Элементы режима дня
7.00-7.05 7.00-7.05 7.05-7.15 7.15-7.20 7.20-7.45 7,45-8,00 8,00-13.30 13.30-14.30 14.30-15.00 15.00-16.30 16.30-18,30 18.30-19.30 19.30-21.00 21.00-22.50 23.00	Подъем, уборка постели Утренняя гимнастика Умывание, закаляющие процедуры Завтрак Ходьба пешком в колледж Учебные занятия Обед, прогулка на свежем воздухе Послеобеденный отдых Самоподготовка Занятия в спортивной секции или самостоятельные занятия физическими упражнениями (3-5 раз в неделю) Ужин, отдых Самоподготовка Прогулка, культурно-развлекательная программ Отбой

Таблица 3 - Примерный распорядок дня студентов, занимающихся во 2-ю смену

Время суток, ч	Элементы режима дня
8.00--8.05 8.05--8.55 8.55--9.00 9.05--9.30 9.30--11,30 11.30--13.00 13.00--13.55 14.00--19.00 19.00--20.00 20.00--21.30 21.30--22.30 22.30--23.25 23.30	Подъем, уборка постели Утренняя зарядка повышенной трудности (бег, гимнастика на свежем воздухе) Умывание, закаливающие процедуры Завтрак Самоподготовка Занятия в спортивной секции (3-5 раз в неделю) Обед, прогулки на свежем воздухе Учебные занятия Прогулка на свежем воздухе, ужин Культурно-развлекательная программа Самоподготовка Чтение, прогулка на свежем воздухе, подготовка ко сну Отбой

Помимо разумного распорядка дня я считаю нужным выделить следующие составные части рационального образа жизни студента, от соблюдения которых зависят успех в учебе и хорошее здоровье: гигиена умственного труда, правильное питание, сон, оптимальная двигательная активность, избавление от вредных привычек. Немалое влияние на продуктивность умственного труда оказывают физические факторы внешней среды.

Установлено что длительное пребывание студентов в помещении с повышенной температурой (оптимальная температура составляет 18-22°), приводит к значительному напряжению физиологических функций организма. Это отрицательно сказывается на качестве выполняемой работы, а также на деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем.

Клетки головного мозга, как уже отмечалось, отличаются особенно интенсивным энергетическим обменом. Поэтому для успешной умственной работы необходимо находиться в помещении с нормальным содержанием кислорода. [25].

Вся наша жизнь проходит в двух состояниях - бодрствовании и сне. Именно полноценный сон в значительной мере обеспечивает нормальное самочувствие человека в период бодрствования. Недаром древнегреческие мудрецы говорили: сон-слуга жизни. Современная наука помогла установить природу столь благотворного воздействия сна. Оказалось, что в процессе его восстанавливаются энергетические запасы, израсходованные во время работы, нервная ткань освобождается от накопившихся в ней продуктов распада.

Недостаток сна вредно отражается на здоровье. В исследованиях с людьми, добровольно согласившимися на некоторое время лишить себя сна, зафиксировано, что уже после 5-6-х суток наступают психические расстройства в виде галлюцинаций, резко повышается раздражительность. Отмечены плохое использование нейронами глюкозы, снижение содержания железа в организме, нарушения обмена веществ. Даже частичное недосыпание понижает активность мозга; отрицательно сказывается на внимании, памяти, качестве мышления, ухудшает самочувствие, умственную работоспособность.

Установлено, что в процессе ночного сна время от времени возникает активное состояние мозга, как при напряженной работе. Одновременно отмечаются быстрые вращения глазных яблок, движения тела - в такие периоды у человека отмечаются сновидения. Эта фаза сна получила несколько названий: парадоксальный сон, быстрый сон и рема-сон.

Другую фазу сна назвали медленным, или ортодоксальным сном. Во время медленного сна уменьшается частота дыхания и сердечных сокращений, понижается температура тела, уменьшается выделение ряда гормонов, снижается активность работы желудочно-кишечного тракта. Сновидений в фазе медленного сна нет.

Изучение физиологами особенностей парадоксального сна показало, что в этой фазе организм претерпевает глубокие изменения. Учащаются ритмы дыхания и работы сердца, повышается артериальное, давление, усиливаются мозговое кровообращение и гормональная деятельность. Одновременно фиксируется глубокое расслабление мышц шеи, лица, понижение тонуса большинства мышц.

Выяснилось также, что в период парадоксального сна происходит активная нейтрализация токсических веществ в организме, интенсивный рост клеток, повышение уровня биосинтеза в нейронах. Существует мнение, согласно которому именно в этой фазе сна мозг освобождается от накопившейся за день излишней информации.

Лишение человека этой фазы сна резко снижает его умственную работоспособность, приводит к значительным психическим изменениям, ухудшению самочувствия, возникновению галлюцинаций. В ряде случаев наблюдается чрезмерная возбудимость.

Поэтому важной функцией парадоксального сна считается психологическая мобилизация личности, устранение тревоги невротического происхождения. Следовательно, для людей с повышенной тревожностью (а такое состояние особенно присуще студентам) быстрый сон особенно необходим.

Особое значение полноценный сон приобретает в период сессии, когда студентам приходится осваивать много информации. Именно тогда студент должен спать не менее 8 ч. Если же сон ограничивать 5-6 ч. то это понизит способность к усвоению материала и в конечном итоге ослабит организм.

Чрезмерно продолжительный сон также вреден. Излишний сон не считается полезным и в биологическом отношении, поскольку нарушаются кровообращение и работа органов пищеварения. Каждый студент должен помнить, что напряженную умственную работу следует прекратить за 1,5-2 ч до ночного сна. Иначе затрудняется процесс засыпания, да и сам сон становится менее крепким. Последний прием пищи должен быть не позднее, чем за 1,5-2 ч до сна. Ложиться спать рекомендуется в 23-24 ч, вставать - в 7-8 ч.

Спать полагается в удобной, но не слишком мягкой постели, лежа на правом боку со слегка согнутыми ногами. В таком положении мышцы лучше всего расслабляются, тело отдыхает.

Перед сном необходимо проветрить комнату, создать тишину и выключить источники яркого света, К сожалению, после 24 ч в общежитии «жизнь» только начинается: хождение по комнатам, громкие разговоры, чаепитие. Ежедневное недосыпание вызывает ухудшение умственной работоспособности, ослабляет защитные силы организма.

Весьма полезен непродолжительный дневной пассивный отдых. Горизонтальное положение тела улучшает мозговое кровообращение, позволяет мышцам расслабиться. Дневной сон, даже кратковременный, прекрасно восстанавливает работоспособность. Еще древние мудрецы говорили, что дневной сои полезен, продолжительность его должна составлять 60 вдохов, т. е. примерно 4-5 мин.

В целом бессонница не характерна для студентов, а возникает лишь при больших умственных нагрузках, т. е. чаще всего в период экзаменационной сессии, а также при таких заболеваниях, как неврозы. От такого явления можно избавиться благодаря правильной организации режима дня, регулярным занятиям физическими упражнениями, а также аутогенной тренировке.

Ночной сон зависит и от индивидуально-типологических особенностей. «Жаворонки» для восстановления своей работоспособности должны ложиться спать пораньше. «Совы» же, наоборот, засыпают поздно, но утром любят поспать подольше. В студенческом общежитии, которое населяют разные типы людей, необходимо стараться создавать друг другу условия для полноценного ночного отдыха. [26].

Известный физиолог Н. А. Бернштейн писал, что определяющим звеном эволюции всего живого на земле явилась двигательная функция. Еще раньше И. М. Сеченов сделал вывод о том, что любая форма деятельности человека, в том числе и психическая, сводится к одному явлению - движению мышц. В ходе длительной эволюции все человеческие органы развивались таким образом, чтобы максимально соответствовать функции движения. Добыча пищи, оборона от врагов, первые, примитивные формы труда в отдаленную историческую эпоху были непосредственно связаны с напряженной деятельностью мышц.

В современном обществе, особенно в условиях городской жизни, человек практически избавлен от физических нагрузок (к студентам это относится в силу времени, проводимого в учебных аудиториях в сидячем положении). В результате мышечная система организма функционирует не в полную силу. Это вредно отражается и на других системах. Изучение воздействия гипокинезии на человека началось сравнительно недавно.

Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.

Интересным оказался такой эксперимент. Несколько молодых мужчин согласились находиться длительное время в условиях строгого постельного режима с полноценным питанием.

Уже на 8-12-е сутки мышечная сила у испытуемых снизилась на 30-43 %, обнаружились застойные явления в венозных сосудах, нарушение биоритмов и водно-электролитного баланса, неустойчивость тонуса сосудов головного мозга (плохо регулируемые сужения и расширения их).

Профессор Б. М. Федоров изучал воздействие на человека длительного пребывания в условиях постельного режима. При этом во многих случаях возникала дистрофия (нарушение питания) сердечной мышцы, аритмия сердца, нарушения кровообращения и пластического обмена в клетках. Была определена также декальцинация, т. е. выведение кальция из костей в кровь. Это усиливает склеротические явления в сосудах.

Экспериментально доказано, что при напряженной умственной работе непроизвольно сокращается скелетная мускулатура. Это как бы «подзаряжает» энергией подкорковые нервные структуры головного мозга. Они в свою очередь активизируют кору больших полушарий, осуществляющих мыслительную деятельность. Поэтому мышцы с полным правом можно назвать аккумуляторами мозга.

Действительно, в моменты интенсивного мышления мышцы лица поневоле напряжены и это помогает концентрации внимания, памяти.

Вместе с тем, при сильном и длительном напряжении крупных мышечных групп мозг начинает хуже функционировать из-за чрезмерного притока к нему импульсов с мышечных рецепторов. Поэтому в процессе умственной работы мышцы нужно расслаблять время от времени, что позволит активизировать деятельность мозга. Отсюда становится нам понятной роль физических упражнений в повышении не только физической, но и умственной работоспособности. [27].

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Методика определения индивидуального биологического профиля студентов

биологический ритм работоспособность студент

Исходя из целей и задач нашей исследовательской работы мы решили провести эксперимент одновременно как среди студентов, так и среди школьников и сравнить, как биологические профили влияют на работоспособность студентов, учитывая их занятость, режим дня.

В эксперименте участвовали студенты 1 курса Костанайского социально-экономического колледжа и учащиеся Каратальской средней школы им. О. Козыбаева.

Наше исследование мы решили проводить во время педагогической практики в Костанайском социально-экономическом колледже. Исследование проводилось в дневное и вечернее время суток (I и II смена) для того, чтобы узнать, какой период суток является наиболее благоприятным в отношении физической работоспособности для студентов с биологическим профилем «сова» и «жаворонок». В исследовании принимали участие студенты двух 1-х курсов, из которых мы выбрали 2 группы наблюдаемых. В каждой группе по 15 человек, которых мы отобрали произвольно.