Влияние биологических ритмов на физическую работоспособность студентов

Влияние биологических ритмов на физическую работоспособность студентов

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

.1 Современный подход к проблеме биологических ритмов в природе

.2 Биологические ритмы и их классификация

.3 Функциональное состояние биологических ритмов человека

.4 Влияние биологических ритмов на физиологические процессы и работоспособность студентов

.5 Изменения работоспособности у студентов в учебном процессе

.6 Показатели восстановления работоспособности

. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

.1 Методика определения индивидуального биологического профиля студентов

.2 Методика определения физической работоспособности

. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

.1 Анализ и обобщение влияния биологических ритмов на физическую работоспособность студентов

.2 Анализ и обобщение влияния биологических ритмов на физическую работоспособность школьников

.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 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.

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

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

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

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.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

.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.

Выбор учащихся 1-х курсов неслучаен потому, что они занимались и в первую, и во вторую смену, что облегчало решение одной из задач исследования - определить биологический профиль каждого из наблюдаемых, помочь им в повышении работоспособности, на основе учета профиля и подстройки к нему.

В исследовании фиксировались результаты прыжков в длину с разбега, а также результаты методики функциональной пробы по определению работоспособности.

Оценки выставляли в дневник наблюдений и заносили их в таблицу; они выставлялись в соответствии с нормативами учебной программы.

В проделанной работе использовались методы наблюдения, контроля и анализа. А также математическая обработка данных метода тестирования.

Для определения индивидуального биологического профиля мы использовали тест «Определение биологического профиля по Доскину и Куиджи».

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». [28].

Тест: Определение биологического профиля по Доскину и Куиджи

Основная часть:

. Когда бы вы предпочли вставать, если бы были совершенно свободны в выборе своего распорядка дня и руководствовались при этом исключительно личными желаниями?

2. Когда бы вы предпочли ложиться спать, если бы планировали, свое вечернее время совершено свободно?

. Как велика ваша потребность в будильнике, если утром вам необходимо встать в точно определенное время?

Варианты ответов Баллы

Совершенно нет потребности 4.

В определенных случаях есть 3.

Потребность довольно сильная 2.

Будильник мне абсолютно необходим 1.

. Если бы вам пришлось готовиться к сдаче экзаменов в условиях жесткого лимита времени и использовать для занятий ночь (23-2ч.), насколько продуктивной была бы ваша работа в это время?

Варианты ответов Баллы

Абсолютно бесполезной 4.

Была бы некоторая польза 3.

Работа была бы достаточно эффективной 2.

Работа была бы высокоэффективной 1.

. Легко ли вам вставать утром в обычных условиях?

Варианты ответов Баллы

Очень трудно 1.

Довольно трудно 2.

Довольно легко 3.

Очень легко 4.

. Чувствуете ли вы себя полностью проснувшимся в первые полчаса после подъема?

Варианты ответов Баллы

Очень большая сонливость 1.

Есть небольшая сонливость 2.

Довольно ясная голова 3.

Полная ясность мысли 4.

. Каков ваш аппетит в первые полчаса после подъема?

Варианты ответов Баллы

Аппетита совершенно нет 1.

Снижен 2.

Хороший 3.

Прекрасный 4.

. Если бы вам пришлось готовиться к экзаменам в условиях жесткого лимита времени и использовать для подготовки раннее утро (4-7 ч.), насколько продуктивной была бы ваша работа?

Варианты ответов Баллы

Абсолютно бесполезной 1.

С некоторой пользой 2.

Достаточно эффективной 3.

Высокоэффективной 4.

. Чувствуете ли вы физическую усталость в первые полчаса после подъема?

Варианты ответов Баллы

Очень большая вялость 1.

Небольшая вялость 2.

Незначительная бодрость 3.

Полная бодрость 4.

. Легко ли вы засыпаете в обычных условиях?

Варианты ответов Баллы

Очень трудно 1.

Довольно трудно 2.

Довольно легко 3.

Очень легко 4.

. Вы решили укрепить свое здоровье с помощью физкультуры. Ваш друг предложил заниматься вместе по 1 ч 2 раза в неделю. Для него лучше всего это делать от 7 до 8 ч утра. Является ли этот период наилучшим и для вас?

Варианты ответов Баллы

В это время я бы находился в хорошей форме 4

Я был бы в довольно хорошем состоянии 3.

Мне было бы трудно 2.

Мне было бы очень трудно 1.

. Когда вы вечером чувствуете себя настолько усталым, что должны лечь спать?

Часы Баллы

.00 - 21.00 5.

.01 - 22.15 4.

.16 - 00.45 3.

.46 - 2.00 2.

.01 - 3.00 1.

. При выполнении двухчасовой работы, требующей от вас полной мобилизации умственных сил, какой из 4-х предлагаемых периодов вы выбрали бы для этой работы?

Часы Баллы

.00 - 10.00 6.

.00 - 13.00 4.

.00 - 17.00 2.

.00 - 21.00 0.

. Как велика ваша усталость к 23 ч?

Варианты ответов Баллы

Я очень устаю 5.

Заметно устаю 3.

Слегка устаю 2.

Совершенно не устаю 0.

. По какой-то причине вам пришлось лечь спать на несколько часов позже, чем обычно. На следующее утро нет необходимости вставать в определенное время. Какой из 4-х предлагаемых вариантов вы бы выбрали?

Варианты ответов Баллы

Проснусь в обычное время и больше не усну 4.

Проснусь в обычное время и буду дремать 3.

Проснусь в обычное время и снова засну 2.

Проснусь позже, чем обычно 1.

. Вы решили всерьез заняться спортом. Ваш друг предлагает тренироваться вместе 2 раза в неделю по 1 ч, лучшее время для него - 12-2 ч. Насколько благоприятным, судя по самочувствию, было бы это время для вас?

Варианты ответов Баллы

Да, я был бы в хорошей форме 1.

Был бы в приемлемой форме 2.

Был бы в плохой форме 3.

Совсем не мог бы тренироваться 4.

. В котором часу вы предпочитаете вставать во время летних каникул?

Часы Баллы

.00 - 6.45 5.

.46 - 7.45 4.

.46 - 9.45 3.

.46 - 10.45 2.

.46 - 12.00 1.

. Иногда приходится слышать о людях утреннего и вечернего типа.

К какому из этих типов вы относитесь?

Варианты ответов Баллы

Четко к утреннему 6.

Скорее к утреннему, чем к вечернему 4.

Скорее к вечернему, чем к утреннему 2.

Четко к вечернему 0

Заключение

Ваш тип вы сможете определить по сумме баллов.

Свыше 72: четко выраженный утренний тип.

- 71: слабо выраженный утренний тип.

- 59: аритмичный тип.

- 47: слабо выраженный вечерний тип.

: четко выраженный вечерний тип. [28].

При помощи теста нами выявлено следующее: в 1 группе наблюдаемых (8 девочек и 8 мальчиков) 60% - «жаворонки», 26% - «совы» и 13% - «голуби»; во 2 группе (7 девочек и 8 мальчиков) 46% - «совы», 33% - «жаворонки» и 20% «голуби».

Тестирование проходило на занятии по физической культуре, где учащиеся отвечали самостоятельно на вопросы предложенного теста. В тестировании и эксперименте участвовали студенты первого курса специальности «Физическая культура и спорт» Костанайского социально-технического колледжа.

2.2 Методика определения физической работоспособности

Рассматривая физические упражнения как одно из основных средств оптимизации двигательной активности, следует признать, что на современном этапе реальная физическая активность населения не отвечает взросшим социальным запросам физкультурного движения и не гарантирует эффективного повышения физического состояния населения.

Системы специально организованных форм мышечной деятельности, предусматривающие повышение физического состояния до должного уровня (“кондиции”), получили название “кондиционных тренировок” оздоровительных”.

Методы таких тренировок различаются по периодичности, мощности и объему.

Существуют три метода таких тренировок:

Первый метод предусматривает преимущественное использование упражнений циклического характера (ходьба бег, плавание, велосипед), проводимых непрерывно 30 и более минут.

Второй метод предполагает применение упражнений скоростно-силового характера (бег в гору, спортивные игры, упражнения с оттягивающими, сопротивлением, тренажеры), деятельность работы от 15 сек до 3 минут с числом повторений 3-5 раз с периодами отдыха.

Третий метод использует комплексный подход к применению физических упражнений, стимулирующих как аэробную, так и анаэробную производительность, совершенствующих двигательные качества.

Методика проведения функциональной пробы 20 приседаний за 30 с. Занимающийся отдыхает сидя 3 мин., затем подсчитывается ЧСС за 15 с перерасчетом на 1 мин. (исходная частота).

Далее выполняются 20 глубоких приседаний за 30 с, поднимая руки вперед при каждом приседании, разводя колени в стороны, сохраняя туловище в вертикальном положении. Сразу же после приседаний студент садится и у него подсчитывается ЧСС в течение 15 с перерасчетом на 1 мин. Определяется увеличение ЧСС после приседания по сравнению с исходной, в %.

Для характеристики восстановительного периода после выполнения 20 приседаний за 30 с подсчитывается ЧСС за 15 с на 3-й мин. восстановления, делается перерасчет на 1 мин. и по величине разности ЧСС до нагрузки и в восстановительном периоде оценивается способность сердечно-сосудистой системы к восстановлению.

Проведение (ГСТ) заключается в восхождении и спуске со ступеньки стандартной величины в определенном темпе в течение определенного времени. ГСТ заключается в подъемах на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 41 см для женщин в течение 5 мин. в темпе 30 подъемов/мин.

Если исследуемый не может поддерживать заданный темп в течение указанного времени, то работу можно прекратить, зафиксировать ее продолжительность и частоту сердечных сокращений в течение 30 с
2-й мин. восстановления.

По продолжительности выполненной работы и по количеству ударов пульса вычисляют индекс гарвардского степ-теста (ИГСТ):

. (2.1)

Более точно можно рассчитать ИГСТ, если пульс считать 3 раза: в первые 30 с 2, 3, 4-й мин. восстановления, тогда

, (2.2)

где t - время восхождения в с; f 1, f 2, f 3 - ЧСС за первые 30 с 2, 3, 4-й мин. восстановления. [21].

Оценка уровня физической работоспособности по ИГСТ осуществляется с использованием данных, приведенных в таблице 4.

Таблица 4 - Значение уровня спортивной работоспособности по ИГСТ

Принцип оценки в тесте PWCоснован на линейной зависимости между ЧСС и мощностью выполняемой работы, а занимающийся выполняет 2 относительно небольшие нагрузки на велоэргометре или в степ-тесте (методика проведения теста PWC-170 не приводится, так как он достаточно сложен и требует специальных знаний, подготовки, оборудования).

Ортостатическая проба. Занимающийся лежит на спине и у него определяют ЧСС (до получения стабильных цифр).

После этого исследуемый спокойно встает и вновь измеряется ЧСС. В норме при переходе из положения лежа в положение стоя отмечается учащение пульса на 10-12 уд./мин. Считается, что учащение его более 20 уд./мин. - неудовлетворительная реакция, что указывает на недостаточную нервную регуляцию сердечнососудистой системы. При выполнении физических нагрузок резко увеличивается потребление кислорода работающими мышцами, мозгом, в связи, с чем возрастает функция органов дыхания. Физическая нагрузка увеличивает размеры грудной клетки, ее подвижность, повышает частоту и глубину дыхания, поэтому оценить развитие органов дыхания можно по показателю экскурсии грудной клетки (ЭКГ).

Важным показателем функции дыхания является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). Величина ЖЕЛ зависит от пола, возраста, размеров тела и физической подготовленности.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

.1 Анализ и обобщение влияния биологических ритмов на физическую работоспособность студентов

В начале исследования, проведенного в Костанайском социально-экономическом колледже, было проведено тестирование по определению биологических ритмов исследуемых студентов первого курса.

Исследование длилось 1 месяц, потому что за это время у наблюдаемых должен был выработаться нужный стереотип.

Результаты прыжков фиксировались в оценках.

В конце исследовательского периода нами было проведено (на контрольном занятии по прыжкам) соревнование для определения контрольных результатов, показанной каждой из групп.

Первая группа студентов занималась в первой половине дня, вторая - во второй. Данные по наблюдаемым группам приведены в таблицах 5 и 6. [28].

Таблица 5 - Физическая работоспособность с учетом биологического типа в 1 группе

Таблица 6 - Физическая работоспособность с учетом биологического типа во 2 группе

Волнообразный характер изменения работоспособности в процессе уроков физкультуры связан, как нам кажется, с внутренними биологическими ритмами студентов.

Следовательно, можно сделать вывод: что основная задача при определении «волн» урока физкультуры - правильный подбор соразмерности параметров «волн» с возможностями учащихся.

Также из исследовательской работы видно, что в первой группе лучшие показатели прыжков в длину принадлежат исследуемым с биологическим профилем «жаворонок». Потому что они рано просыпаются и быстро достигают высокого уровня работоспособности в утренние часы, обладая высоким тонусом в первой половине дня и быстрым снижением физиологических показателей в вечернее время.

А из этого следует - биологические ритмы оказывают положительное влияние на физическую работоспособность студентов, занимающихся в утренние часы и относящихся к биологическому типу «жаворонок». На студентов с биотипом «сова» биологические ритмы оказывают отрицательное воздействие, что также видно из результатов таблицы. Во второй половине дня показатели физической работоспособности выше у студентов с биологическим типом «сова», так как они более активны в вечернее время. Из чего следует вывод: существует прямая зависимость между фактором времени суток и биологическим профилем студентов, который оказывает позитивное или негативное влияние на физическую работоспособность. И, значит, нужно учитывать в своей преподавательской работе преподавателям физкультуры и этот фактор тоже.

Также, по записям в дневнике наблюдений, можно сделать общий вывод, что при хорошем самочувствии, аппетите, настроении физическая работоспособность студентов-«жаворонков» в первой половине дня и студентов- «сов» во второй половине - выше среднего. Работоспособность человека на протяжении трудового дня непостоянна. Вначале она низкая (период врабатывания), затем поднимается, и какое-то время удерживается на высоком уровне (период устойчивой работоспособности), после чего снижается (период некомпенсированного утомления).

Такое изменение работоспособности человека может повторяться дважды в день: до обеденного перерыва и после него.

Работоспособность в значительной мере зависит от времени суток. Суточный ритм физиологических функций определяет повышенную интенсивность деятельности органов и систем в дневные часы и пониженную в ночное время. Поэтому работоспособность утром высокая, т.к. в это время суток кора и подкорка наиболее возбуждены.

Работа в вечернее и ночное время совпадает с понижением уровня возбуждения и развитием торможения в коре большого мозга и ниже лежащих отделах. В этих условиях мозг несет двойную нагрузку и преодоление естественной потребности в ночном отдыхе. Работоспособность изменяется и в течение недели. На понедельник приходится стадия врабатывания, на вторник, среду и четверг - высокая работоспособность, а развивающееся утомление - на пятницу и субботу.

3.2 Анализ и обобщение влияния биологических ритмов на физическую работоспособность школьников

Было проведено два эксперимента, в первом из которых была поставлена задача опросить детей-школьников, определить, каковы численные соотношения между представителями разных биоритмальных групп, сравнить полученные данные с данными ученых Доскина и Куинджи и выяснить, соответствуют ли результаты. Во втором предполагалось выявить зависимость работоспособности от самочувствия ребенка и его взаимосвязь с магнитной обстановкой в заданный период времени.

В первом определялся хронобиотип у 20 детей, которым были выданы опросники-тесты.

Результаты эксперимента опровергли данные, установленные для взрослой аудитории.

Исходя из этих исследований, стало ясно, что среди школьников большинство относится к промежуточному хронобиотипу, т.е. «голуби». Наблюдения за дневной активностью учащихся показали, что у подавляющего большинства школьников имеются два подъема работоспособности. Но сказанное касается не всех учащихся. У некоторых детей отмечается один пик работоспособности - в середине дня; у других детей вообще не удалось выделить такого пика.

Это наиболее рационально для детского организма и является своеобразным приспособлением к образовательному процессу.

Если бы преобладали «совы», то таким детям было бы крайне тяжело воспринимать учебный материал в школе, что отрицательно бы сказалось на качестве знаний учащихся, и наоборот, если бы преобладали «жаворонки», то они бы уставали ко второй половине дня и у них бы уже не оставалось сил на домашние задания, что тоже сказалось отрицательно.

Второй эксперимент заключался в том, чтобы выявить варианты метеозависимости у школьников.

Были розданы дневники самонаблюдения, которые школьники заполняли в течение двух недель, где они записывали данные о своем самочувствии.

Проанализировав записи дневников о состоянии здоровья в заданные дни, из них были выделены те, в которые у учащихся наблюдались отклонения в состоянии здоровья, были проанализированы данные о метеоусловиях этого периода времени и совмещены дни плохого самочувствия детей и выделенные как неблагоприятные по ряду параметров. В результате исследований выяснилось, что во время магнитных бурь, в дни геомагнитных возмущений в организме учащихся происходили изменения, вызывающие усталость, снижение внимания, головные боли.

Также оказывает ощутимое негативное влияние на организм учащегося изменение столба атмосферного давления и влажности воздуха. В такие дни школьники становятся нервозными, у них снижается аппетит, появляются признаки быстрого утомления и снижение работоспособности.

Подводя итоги исследования, мы пришли к выводу, что учет данных биоритмологии и хронобиологии чрезвычайно важен в гигиене детей и подростков: организация режима дня (поскольку все процессы в организме носят ритмический характер, регулярность отдельных элементов режима и их чередование способствуют нормальному функционированию и четкому взаимодействию всех органов и систем).

Режим - основа нормальной жизнедеятельности ребенка, он обеспечивает высокую работоспособность на протяжении учебного дня, недели, года, предохраняет нервную систему от переутомления, повышает общую сопротивляемость организма, создает благоприятные условия для физического и психического развития; определение времени для учебных занятий в школе; времени для домашних заданий; питания; отдыха; для занятий физкультурой и др.

3.3 Разработка рекомендаций

. Необходимо так планировать физические нагрузки, чтобы они не превышали определенный уровень и в то же время были стимулом для роста спортивных показателей. В этом случае учитываются 2 основных фактора, взаимодействующие между собой - нагрузка (воздействие) и конкретное функциональное состояние учащегося на данный момент.

А, значит, ритм урока физкультуры определяется не только внешними факторами (нагрузкой), но и внутренними биологическими часами. Словом, при определении оптимальной нагрузки на уроке важно учитывать взаимодействие внутренних ритмов (биологических часов) с внешними факторами воздействия.

Это следует учитывать преподавателями физкультуры, тренерам в организации тренировочного процесса для достижения высоких спортивных результатов.

. В работе со студентами педагогам необходимо учитывать, что существует прямая зависимость между фактором времени суток и биологическим профилем ребят, который оказывает позитивное или негативное влияние на физическую работоспособность.

. 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 детям с вечерним биологическим типом - во второй.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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.

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.

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. [30].

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.

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 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.

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. На динамику работоспособности влияет и утомление, хотя не вполне ясно, каким именно образом.

Утомление, возникающее при выполнении упражнений трудно преодолевать даже достаточно мотивированному спортсмену.

Утомление снижает работоспособность, а повторная тренировка улучшает функциональное состояние спортсмена.

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.

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.

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.

При помощи теста нами выявлено следующее: в 1 группе наблюдаемых (8 девочек и 8 мальчиков) 60% - «жаворонки», 26% - «совы» и 13% - «голуби»; во 2 группе (7 девочек и 8 мальчиков) 46% - «совы», 33% - «жаворонки» и 20% «голуби».

Тестирование проходило на занятии по физической культуре, где учащиеся отвечали самостоятельно на вопросы предложенного теста. В тестировании и эксперименте участвовали студенты первого курса специальности «Физическая культура и спорт» Костанайского социально-технического колледжа.

Наблюдения за дневной активностью учащихся показали, что у подавляющего большинства школьников имеются два подъема работоспособности. Но сказанное касается не всех учащихся. У некоторых детей отмечается один пик работоспособности - в середине дня; у других детей вообще не удалось выделить такого пика. Это наиболее рационально для детского организма и является своеобразным приспособлением к образовательному процессу. Если бы преобладали «совы», то таким детям было бы крайне тяжело воспринимать учебный материал в школе, что отрицательно бы сказалось на качестве знаний учащихся, и наоборот, если бы преобладали «жаворонки», то они бы уставали ко второй половине дня и у них бы уже не оставалось сил на домашние задания, что тоже сказалось отрицательно.

В результате исследований выяснилось, что во время магнитных бурь, в дни геомагнитных возмущений в организме учащихся происходили изменения, вызывающие усталость, снижение внимания, головные боли. Также оказывает ощутимое негативное влияние на организм учащегося изменение столба атмосферного давления и влажности воздуха. В такие дни школьники становятся нервозными, у них снижается аппетит, появляются признаки быстрого утомления и снижение работоспособности.

Учет данных биоритмологии и хронобиологии чрезвычайно важен в гигиене детей и подростков: организация режима дня (поскольку все процессы в организме носят ритмический характер, регулярность отдельных элементов режима и их чередование способствуют нормальному функционированию и четкому взаимодействию всех органов и систем).

ВЫВОДЫ

На основании заключений мы пришли к следующим выводам:

Как мы могли убедиться, биологические часы живых организмов, в том числе и человека, проявляются во всех жизненных процессах. Без них невозможна была бы жизнь. Поэтому при изучении биологических часов важно не только знать об их существовании, но и учитывать их локализацию и роль в жизни.

При изучении учебно-тренировочной деятельности юных спортсменов мужского пола установлено следующее. При равной двигательной активности на протяжении дня, большую нагрузку подростки с утренним биоритмическим типом выполняли в интервале 10 - 12 ч., а спортсмены с вечерней («совы») биоритмической группы были в 1,4 раза активнее на уроках физкультуры во второй половине дня.

Подтвердился тот факт, что у исследуемых с утренним биологическим типом физическая работоспособность выше в утренние часы. В вечернее же время показатели работоспособности ниже, а, значит, биоритмы оказывают положительное воздействие на студентов в утренние часы и отрицательное - в вечерние. Таким образом, необходимо, проводить занятия для «сов» во второй половине дня, для повышения физической работоспособности. Аналогично и для «жаворонков», проводить занятия в первой половине дня.

Нами замечено, что у студентов при взаимодействии различных функциональных систем организма с окружающей средой, как следствие, выявляется гармоническое согласование разных ритмических биологических процессов, что обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма. Тем самым, выявляется важное адаптивное значение биоритмов для жизнедеятельности организма подростка.

Исходя из того, что суточные изменения внутренних ритмов, свойственные здоровому человеку, при болезненных состояниях искажаются. И по характеру искажений врачи могут судить о ряде заболеваний на начальной стадии. Можно сделать вывод: изучение биоритмов организма человека позволит научно обосновать применение лекарственных препаратов при лечении больных.

Так как человеческий организм подчиняется ритмам, заложенным самой природой, и эти ритмы оказывают влияние на все процессы, происходящие в организме, то учет этих ритмов и уважительное отношение к ним - основа человеческого здоровья. А особенно важен учет ритмов в детском возрасте, когда закладывается фундамент здоровья.

Для человека важно не только рационально использовать внутренние ритмы организма, но и найти пути управления ими.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Ужегов Г.М. Биоритмы на каждый день. - М., 1997.

2.      Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического воспитания и спорта. М. ВЛАДОС Пресс, - 2002-605с.

.        Агаджанян Н.А. Биологические ритмы. - М., 1967.

.        Агаджанян Н.А., Катков А.Ю. Резервы нашего организма. - М., 1990 - 240с.

.        Моисеева Н.Н. Биоритмы жизни. - СПб., 1997

.        Биоритмы и труд / Смирнов К.М., Наватикян А.О., Гамбашидзе Г.М.и др. - Л.,1980.

.        Шапошникова В.Н. Биоритмы - часы здоровья. - М., 1991. - 64с.

.        Ашофф Ю. Биологические ритмы: Пер. с англ. - М., 1984.

.        Набатникова М.Я. Основы управления подготовкой юных спортсменов. - М.: ФиС, 1982.

.        Детари Л., Карцаги В. Биоритмы. Современные представления о периодических изменениях биологических процессов. - Агаджанян Н.А. Зерно жизни (Ритмы биосферы). - М.: Сов. Россия, 1977. - 256с.

.        М., Мир, 1984. - 158с

.        Агаджанян Н.А., Шабатура Н.Н. Биоритмы, спорт, здоровье. - М.: Физкультура и спорт, 1989. - 208с.

.        Коростелев Н.Б. Воспитание здорового школьника. - М., 1986. - 223с.

.        Доскин В.Н., Лаврентьев Н.Н. Биоритмы. М., -1991.112с.

.        Фомин Н.А., Филин В.П. Возрастные основы физического воспитания. - М.: Фис, 1972.

.        Антропова М.В. Основы гигиены учащихся. - М.: Просвещение, 1971.

.        Шварц В.Б., Хрущев С.В. Медико-биологические аспекты спортивной ориентации и отбора. - М.: Фис, 1984. -243 с.

.        Платонов В.Н. Теория и методика спортивной тренировки. - К.: Вища школа, 1984.

.        Антропова М.В. Режим дня, работоспособность и состояние здоровья школьников. - М., 1974.

.        Антропова М.В. Работоспособность учащихся и ее динамика в процессе учебной и трудовой деятельности. - М.: Просвещение, 1967. - 251с.

.        Адаптация организма учащихся к учебным и физическим нагрузкам. Под редакцией А.Г.Хрипковой, М.В.Антроповой. - М., 1982.

.        Кузин В.В., Лаптев А.П. Система восстановления и повышения спортивной работоспособности. - М.: РГАФК, 1999. - 31 с.

.        Агаджанян Н.А. Адаптация и резервы организма. - М., 1983.

.        Филин В.П. Воспитание физических качеств у юных спортсменов. - М.: ФиС, 1974.

.        Байер К., Шенберг Л. Здоровый образ жизни. - М., 1997.

.        Васильев В.Н. Здоровье и стресс. - М. Знание. 1991 -159 с.

.        Волков Я.В. Физические особенности детей и подростков. - К.: Здоровье, 1981.

.        Доскин В.А., Куинджи Н.Н. Биологические ритмы растущего организма. - М., 1988.

.        Матвеев Л.П. Теория и методика физической культуры. - М.: ФиС, 1991. - 286 с

.        Хрипкова А.Г., Антропова М.В., Фарбер Д.А. Возрастная физиология и школьная гигиена. - М., 1990.