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.