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.
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.