Биологические ритмы и работоспособность

Режим жизнедеятельности студентов включает учебу, тренировочные занятия, отдых, питание, общение и многое другое. Для понимания важности хорошо продуманного и строго выполняемого режима следует шире знать некоторые биологические явления в организме, связанные с различной деятельностью.

Биологические ритмы – это периодическое повторение изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений в живых организмах.

Изучение биологических временных структур человека (хронобиология, биоритмология) позволило зафиксировать около 300 биоритмов – стабильных и лабильных. Биоритмы – это упорядоченное во времени и предсказуемое изменение биологических процессов (В. И. Шапошникова, В. И. Карпенко и др.).

Основным признаком ритмических процессов в организме, играющих огромную роль в его жизнедеятельности и способствующих экономному расходованию энергии, является их повторяемость. Расстояние между одинаковыми положениями двух колебаний носит название периода или цикла. Каждый цикл состоит из двух фаз. В одной из них процессы достигают своего максимума, в другой – минимума.

Вся живая природа функционирует по 24-часовому ритму. Суточному ритму подчинен и организм человека (независимо от того спортсмен он или нет). Для функций отдельных органов и систем характерны определенные режимы. Биологические ритмические процессы могут протекать как на уровне клеток, так и на уровне организма в целом.

Суточный (циркадный) ритм выявлен более чем у 40 функций организма человека (содержание гормонов, гликогена в печени, кровообращения и т.д.). Дважды в сутки снижается работоспособность сердечной мышцы: около 13 ч и 21 ч. Наибольших величин частота сердечных сокращений достигает в 18 ч. Установлена суточная периодика температуры тела: максимальная величина в 18 ч, а минимальная – с 1–4 ч. В течение суток изменяются сила мышц и многие другие качества. На физические нагрузки организм человека реагирует по-разному в течение суток.

Исследования в области биоритмологии выявили периоды повышенной активности головного мозга через каждые полтора часа. Эти данные послужили материалом к рекомендуемым формам физических упражнений с целью повышения умственной работоспособности, о которых мы будем говорить ниже.

Исследователи выявили в месячном цикле так называемые «хорошие» и «плохие дни». Установлены 23-суточный физический, 28-суточный эмоциональный и 33-суточный интеллектуальный циклы. Каждый из них имеет дни максимальной активности: в физическом цикле – 11–12-е сутки, в эмоциональном – 16–17-е сутки. Исходя из этого, обучение будет более качественным в период, когда происходит совпадение положительных показателей, имеющихся у каждого человека. В течение недели, как показывает опыт, наиболее результативными являются вторник, среда, четверг и пятница, а нерезультативными – понедельник и суббота. Выявление высокопродуктивных и низко продуктивных дней имеет большое значение для организации обучения, но на практике это недостаточно учитывается ввиду ряда объективных причин (большое количество студентов при недостаточности аудиторного фонда, лабораторных классов, спортивных залов и т. п.). Однако, как правило, занятия проводятся в неблагоприятных условиях, и это означает, что студент не может преодолеть «плохие», так называемые «критические дни». Благодаря высокой лабильности центральной нервной системы в студенческом возрасте происходит процесс затягивания биологических циклов под влиянием каких-нибудь внешних факторов в неблагоприятных условиях. Но это не должно быть постоянным. Например, во время подготовки к экзамену некоторые студенты бодрствуют порой до 2-х часов ночи и позднее, то есть сокращают необходимую длительность сна. Это не может и не должно продолжаться длительное время, так как хроническое нарушение согласованности режимов учебного дня, питания, отдыха, сна и двигательной активности может привести не только к снижению работоспособности, но и к развитию предпаталогических и патологических явлений в организме.

Исследованиями Н. А. Агаджаняна (1988) установлено, что наиболее сильным по функциональным возможностям организма человек бывает с 8 до 12 ч и с 17 до 19 ч., так как в это время активизируются основные функции организма. В то же время дважды отмечено снижение психофизиологических функций в течение суток: это с 2 до 3 и с 13 до 15 часов. В связи с этим целесообразно освоение трудных предметов планировать на часы высокой работоспособности, а менее сложные предметы переносить на другое время и чередовать занятия с перерывами для проведения специальных форм физической культуры, сопровождающихся функциональной музыкой. Занятия в ночные часы вообще не рекомендуются.

Выдающийся хронобиолог Ф. Хальберг разделил все биологические ритмы на три группы:

1) ритмы высокой частоты с периодом, не превышающим получасовой интервал. Это ритмы сокращения сердечных мышц, дыхания, биотоков мозга, биохимических реакций, перистальтики кишечника;

2) ритмы средней частоты с периодом от получаса до семи суток. Сюда входят: изменение сна и бодрости, активности и покоя, суточные изменения в обмене веществ, колебание температуры, артериального давления, частоты деления клеток, колебание состава крови;

3) низкочастотные ритмы с периодом от четверти месяца до одного года: недельные, месячные и сезонные ритмы. К биологическим процессам этой периодичности относятся эндокринные изменения, зимняя спячка.

Наименьший отрезок времени, на которое может реагировать мозг человека и его нервная система, составляет от 0,5 до 0,8 с. Поэтому не случайно сокращения нашего сердца в среднем составляют 0,8 с. Приблизительно такой же темп движения наших ног и рук при ходьбе. Интервал времени в 0,5–0,7 с отвечает скорости наших слуховых и зрительных рецепторов.

Кроме этих малых ритмов установлена еще распространенная периодичность, равная 30 мин. Сюда принадлежат циклы сна, сокращения мышц желудка, колебания внимания и настроения, а также половая активность. Спит человек или нет, но через каждые полчаса он испытывает то низкую, то повышенную возбужденность, то покой, то тревогу.

Суточные ритмы каждого человека интересны прежде всего тем, что максимум и минимум активности разных биологических процессов не совпадают во времени.

Существуют экспериментальные данные о наличии суточного ритма в работе органов пищеварения. Образование желчи в печени чередуется с образованием гликогена. В первой половине дня образовывается наибольшее количество желчи, которая обеспечивает оптимальные условия для переваривания, в частности жиров. Во второй половине дня печень накапливает гликоген и воду. В утренние часы усиливается перистальтика кишечника и моторная функция желудка, происходит очищение кишечника. Вечером наиболее выражена выделительная функция почек. Минимум её приходится на время между 2-я часами ночи и 5-ю часами утра.

    В течение суток фазы работоспособности также чередуются с периодами расслабления и сна. При этом пик активности с утра приходится на период с 8 до12 часов, а дневной пик выпадает на период с 15 до 18 часов. Эти периоды активности обязательно чередуются с периодами расслабления. Кроме того, "своё" биологическое расписание имеется и у каждого нашего органа. Если мы будем придерживаться этого расписания, то сможем надолго сохранить свою работоспособность и здоровье.

 Однако благодаря волевому усилию и развитию достаточной физической подготовленности человек может проявлять высокие функциональные показатели в любое время дня, недели и года и показывать высокие спортивные результаты даже в неблагоприятные периоды для организма.