Введение биоритм медицинский работоспособность спортсмен о существовании биологических ритмов людям известно с древних времен. Уже в Ветхом Завете
 Скачать 2.79 Mb.
|
|
Размещено на http://www.allbest.ru/ Введение биоритм медицинский работоспособность спортсмен О существовании биологических ритмов людям известно с древних времен. Уже в «Ветхом Завете» даны указания о правильном образе жизни, питании, чередовании фаз активности и отдыха. О том же писали ученые древности: Гиппократ, Авиценна и другие. Наука, изучающая роль фактора времени в осуществлении биологических явлений и в поведении живых систем, временную организацию биологических систем, природу, условия возникновения и значение биоритмов для организмов называется - хронобиология. Она является одним из направлений сформировавшегося в 1960-е гг. раздела биологии-хронобиологии. На стыке хронобиологии и клинической медицины находится так называемая хрономедицина, изучающая взаимосвязи биоритмов с течением различных заболеваний, разрабатывающая схемы лечения и профилактики болезней с учетом биоритмов и исследующая другие медицинские аспекты биоритмов и их нарушений. Основателем хронобиологии - науки о биоритмах, принято считать немецкого врача Христофора Вильяма Гуфелянда, который в 1797 году обратил внимание коллег на универсальность ритмических процессов в биологии: каждый день жизнь повторяется в определенных ритмах, а суточный цикл, связанный с вращением Земли вокруг своей оси регулирует жизнедеятельность всего живого, включая организм человека. Первые серьезные научные исследования в этой области начали проводиться в начале XX века, в том числе российскими учеными И. П. Павловым, В. В. Вернадским, А. Л. Чижевским и другими. К концу XX века факт ритмичности биологических процессов живых организмов по праву стал считаться одним из фундаментальных свойств живой материи и сущностью организации жизни. Но до последнего времени природа и все физиологические свойства биологических ритмов не выяснены, хотя понятно, что они имеют в процессах жизнедеятельности живых организмов очень большое значение. В частности недавняя отмена перехода на летнее время произошла вследствие того, что после перевода часов большая часть населения имела жалобы на состояние здоровья. Из этого следует вывод, что изменение биоритмов человека даже на 1час несут за собой отрицательные последствия для здоровья. Также в работе рассмотрены исследования многих российских и зарубежных ученых по выявлению влияния биологических ритмов на работоспособность спортсменов, а именно: почему в один сезон высоквалифицированные спортсмены устанавливают мировые рекорды, а в следующем их результаты значительно ниже? Следует заметить, что эксперименты велись не в течение одной тренировки или одного дня, а в течение многих лет, что говорит о высокой точности исследований. Объектом исследования являются биологические ритмы человека. Предметом исследования – влияние биоритмов на здоровье и организм человека. Цель работы – изучить влияние биологических ритмов на жизнедеятельность людей. Задачи: 1.Рассмотреть сущность понятия «биоритмы»; 2.Изучить различные классификации биоритмов; 3.Исследовать влияние биоритмов на работоспособность спортсменов; 4.Сделать выводы о значении биоритмов в жизни человека. 1.Понятие «биоритмы» Биологические ритмы - (биоритмы) периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Они свойственны живой материи на всех уровнях ее организации - от молекулярных и субклеточных до биосферы. Являются фундаментальным процессом в живой природе. Одни биологические ритмы относительно самостоятельны (например, частота сокращений сердца, дыхания), другие связаны с приспособлением организмов к геофизическим циклам-суточным (например, колебания интенсивности деления клеток, обмена веществ, двигательной активности животных), приливным (например, открывание и закрывание раковин у морских моллюсков, связанные с уровнем морских приливов), годичным (изменение численности и активности животных, роста и развития растений и др.) Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. Физиологические ритмы, как правило, имеют периоды от долей секунды до нескольких минут. Это, например, ритмы давления, биения сердца и артериального давления. Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающей среды. 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. По последним научным данным в организме человека выявлено около 300 суточных ритмов. Адаптация организмов к окружающей среде в процессе эволюционного развития шла в направлении как совершенствования их структурной организации, так и согласования во времени и пространстве деятельности различных функциональных систем. Исключительная стабильность периодичности изменения освещенности, температуры, влажности, геомагнитного поля и других параметров окружающей среды, обусловленных движением Земли и Луны вокруг Солнца, позволила живым системам в процессе эволюции выработать стабильные и устойчивые к внешним воздействиям временные программы, проявлением которых служат биоритмы. Такие ритмы, обозначаемые иногда как экологические, или адаптивные (например: суточные, приливные, лунные и годовые), закреплены в генетической структуре. В искусственных условиях, когда организм лишен информации о внешних природных изменениях (например, при непрерывном освещении или темноте, в помещении с поддерживаемыми на одном уровне влажностью, давлением и т. п.) периоды таких ритмов отклоняются от периодов соответствующих ритмов окружающей среды, проявляя тем самым свой собственный период. Биоритмическая система (биоритмы человека) - это пример сложной и биологически целесообразной организации живой материи. У человека биологические ритмы формируются не все одновременно. Околосуточные, годовые, например, заявляют о себе сразу же после рождения. По мере роста ребенка биоритмы становятся более выраженными, увеличивается их амплитуда, то есть возможность отклонения от среднего уровня. Чем значительнее размах ритмических колебаний различных физиологических функций, тем легче организму приспосабливаться к изменяющимся условиям. Наиболее детально изучены околосуточные (циркадианные) биоритмы человека. Полагают, что они являются определяющими в сложной иерархии ритмических колебаний. Для организма человека характерно повышение физической активности днем и уменьшение в ночные часы, когда снижается частота сердечных сокращений, температура тела, потребление кислорода, содержание сахара в крови, артериальное давление. А вот у страдающих гипертонической болезнью артериальное давление повышается по вечерам, а иногда и ночью; гипертонические кризы наиболее часто возникают от 16 до 24 часов. Острые нарушения кровообращения в виде отека легких или сердечной астмы наблюдаются преимущественно в поздние вечерние часы, а обострение язвенной болезни главным образом в период от 2 до 4 часов ночи. Дети рождаются, как правило, ночью, и даже лекарственные вещества действуют по разному в зависимости от времени их введения. Уже сейчас специалисты стараются учитывать биоритмы человека при лечении стероидными гормонами, гипотензивными средствами. Лечение эндокринных заболеваний проводят с учетом суточного ритма максимальной и минимальной продукции в организме гормонов. Хронотерапевты утверждают, что лекарственные средства, назначенные с учетом биоритмов человека, можно использовать в меньшей дозе. Изучение индивидуальных особенностей биоритмов человека важно для оценки способности человека адаптироваться к новым условиям, экстремальным факторам, например, условиям полета в космос, при переезде в другие широты, а также при прогнозе выздоровления. Учет биоритмов человека изменяет в определенной степени наше представление о так называемой норме - показателях, характеризующих состояние физиологических и биохимических процессов. Известно, например, что к вечеру даже у здорового человека в крови заметно увеличивается число лейкоцитов по сравнению с утренними часами. Имеются основания утверждать, что для диагностики более информативны не отдельные показатели состояния функций, а их суточные колебания. Не случайно в последнее время в кардиологических клиниках при необходимости частоту, например, сердечных сокращений исследуют с помощью подключенных к больному мониторов, фиксирующих ее изменения в течение суток и более. Под влиянием неблагоприятных факторов (резкие изменения режима труда и отдыха, нарушения сна, быстрая смена часовых поясов) может наступить рассогласование между компонентами биоритмической системы. При этом одни процессы протекают в прежнем ритме, а другие как бы сдвигаются по фазе. Это явление называют десинхронозом. Оно характеризуется быстрой утомляемостью, снижением работоспособности, разбитостью, сонливостью днем и бессонницей ночью, учащением сердцебиения, потливостью. Подобное состояние, по-видимому, знакомо многим по опыту перелетов на большие расстояния. При нарушении биоритмов человека, как правило, обостряются имеющиеся у человека заболевания. Вот почему клиницисты такое большое внимание обращают на необходимость соблюдения больными режима дня. Несомненный интерес представляет изменение биоритмов человека с возрастом. Амплитуда ритмов у пожилых уменьшается, отдельные ритмы могут вообще исчезнуть, а некоторые изменяют свою продолжительность. С возрастом увеличивается доля дневного сна, а ночной становится прерывистым. Словом, распад биоритмической системы можно считать одним из признаков старения. Причиной такого нарушения биоритмов человека являются, прежде всего, возрастные изменения в органах, тканях и физиологических системах. Не последнюю роль в этом играют и присущие старости болезни, отрыв от коллектива, изменение привычного биоритма человека труда и отдыха, снижение двигательной и психической активности. Строгое соблюдение распорядка дня, участие в общественной деятельности и посильный труд - вот лучшее лекарство для поддержания биоритмической системы (биоритмов человека) на должном функциональном уровне, а значит, и предупреждения преждевременного старения. 2.Классификация биоритмов Классификация ритмов базируется на строгих определениях, которые зависят от выбранных критериев. Ю.Ашофф (1984 г.) подразделяет ритмы: 1. По их собственным характеристикам, таким как период; 2. По их биологической системе, например популяция; 3. По роду процесса, порождающего ритм; 4. По функции, которую выполняет ритм. Диапазон периодов биоритмов широкий: от миллисекунд до нескольких лет. Их можно наблюдать, в отдельных клетках, в целых организмах или популяциях. Для большинства ритмов, которые можно наблюдать в ЦНС или системах кровообращения и дыхания, характерна большая индивидуальная изменчивость. Другие эндогенные ритмы, например овариальный цикл, проявляют малую индивидуальную, но значительную межвидовую изменчивость. Существуют также четыре циркаритма, периоды, которых в естественных условиях не меняются, т.е. они синхронизированы с такими циклами внешней среды, как приливы, день и ночь, фазы Луны и время года. С ними связаны приливные, суточные, лунные и сезонные ритмы биологических систем. Каждый из указанных ритмов может поддерживаться в изоляции от соответствующего внешнего цикла. В этих условиях ритм протекает "свободно", со своим собственным, естественным периодом. Классификация биологических ритмов по Халбергу наиболее распространена - классификация по частотам колебаний, т.е. по величине обратной длине периодов ритмов (см. табл.1) Таблица
Классификация биоритмов Н.И. Моисеевой и В.Н. Сысуева (1961) выделяет пять основных классов: 1.Ритмы высокой частоты: от доли секунды до 30 мин (ритмы протекают на молекулярном уровне, проявляются на ЭЭГ, ЭКГ, регистрируются при дыхании, перистальтике кишечника и др.). 2.Ритмы средней частоты (от 30 мин до 28 ч, включая ультрадианные и циркадные продолжительностью до 20 ч и 20 - 23 ч соответственно). 3.Мезоритмы (инфрадианные и циркасептанные около 7суток продолжительностью 28 ч и 6 дней соответственно). 4.Макроритмы с периодом от 20 дней до 1 года. 5.Метаритмы с периодом 10 лет и более. Многие авторы выделяют также ритмы по уровню организации биосистем: клеточные, органные, организменные, популяционные. По форме условно выделяют следующие виды физиологических колебаний: импульсные, синусоидальные, релаксационные, смешанные. Ритмы с периодом в несколько лет и десятилетий связывают с изменениями на Луне, Солнце, в Галактике и др. Известно более 100 биоритмов с периодом от долей секунд до сотен лет. Биологические ритмы, совпадающие по кратности с геофизические ритмами, называются адаптивными (экологическими). К ним относят: суточные, приливные, лунные и сезонные ритмы. В биологии адаптивные ритмы рассматриваются с позиций общей адаптации организмов к среде обитания, а в физиологии - с точки зрения выявления внутренних механизмов такой адаптации и изучения динамики функционального состояния организмов на протяжении длительного периода времени. 2.1 Циркадные или околосуточные биоритмы Суточный ритм - это так называемый циркадный (точнее циркадианный, от латинских: «цирка» - около и «дие» - день) ритм, который является одним из основных биоритмов для всего живого и определяется временем вращения Земли и, следовательно, сменой день-ночь. В настоящее время обнаружено и изучено более трехсот различных околосуточных биоритмов человека, которые, происходя в различных системах, органах и тканях образуют стройную сопряженную по фазам систему биоосцилляторов, поддерживающих согласованность и нужную последовательность различных функций организма, согласованность работы различных органов. В здоровом организме максимумы и минимумы функциональной активности различных органов приходятся на различные участки 24-часовой шкалы времени, разделенные определенными интервалами. Совпадение по времени максимумов различных процессов жизнедеятельности может служить причиной серьезных заболеваний. Например, одновременное выделение пищеварительных соков желудком и печенью может служить причиной язвы желудка и т.д. Исключительно важна и последовательность активизации и отдыха различных систем и органов. Околосуточный ритм изменения внешних воздействий, действующий на протяжении всего существования жизни на Земле, настолько сильно вошел в динамику функционирования организма человека, что даже полная изоляция человека от внешней среды не приводит к сильному изменению длительности этого ритма. Многочисленные эксперименты в глубоких пещерах, специально оборудованных помещениях, а также на космических кораблях показали, что длительность суточного цикла человека, изолированного от внешнего мира и живущего в свободном режиме (сон, когда хочется спать; еда, когда хочется, есть; отсутствие каких-либо изменений в освещенности, температуре и т.д.) для различных людей несколько различна. Обычно она несколько превышает 24 часа (24,5-25,9 часа), но может быть и несколько короче (23,5 часа). Все попытки навязать человеку искусственно установленную длительность суток, например 12, 18 или 48 часов окончились неудачей – функции человека приходили в полное расстройство. Организм человека в разное время суток представляет собой различную физиологическую и биохимическую систему. Даже структура клеток меняется в ряде случаев до неузнаваемости. Максимумы и минимумы функциональной активности различных органов приходятся на различные участки 24-часовой шкалы времени, разделенные определенными интервалами. Из приложения 1 видно, что приливы активности органов имеют примерно двухчасовую длительность. Для каждого из органов акрофаза, т.е. состояние минимальной активности наблюдается спустя 12 часов после периода максимальной активности. Меняются и различные параметры деятельности организма. Так, артериальное давление максимально в период 16-19 час, минимально – в период 1-4 час. Температура максимальна в 17-18 час, минимальна – в 1-4 час и т.д. Необходимо отметить, что индивидуальные особенности каждого человека могут приводить к определенным отличиям от данной схемы («жаворонки» и «совы»). На суточное распределение активности оказывают влияние также социальные стимулы (время работы, развлечений, общения), временной режим нагрузок и отдыха. Резкая сдвижка режима функционирования организма относительно установившегося ритма (сдвиг по фазе) – сильный стресс для человеческого организма. Такой сдвиг происходит, например, при авиационных перелетах через несколько часовых поясов. Даже сдвиг всего на один час при переходе на летнее время и обратно тяжело сказывается для ослабленных организмов. Всем знакомы ощущения, испытываемые после перелета с изменением местного времени в пункте назначения по отношению к пункту вылета. Нарушение сна (ночью не спится, а днем–наоборот), слабость, физический и психический дискомфорт, низкая работоспособность, боли в области сердца, желудочные боли. Постепенно человек привыкает к новому времени, его биоритмы перестраиваются, самочувствие улучшается. Разные люди по-разному реагируют на сдвиг времени, одни более легко, другие – более болезненно, но реагируют все. После перелета в западном направлении (то есть задержки фазы) перестройка происходит в среднем быстрее, чем после перелета на восток (то есть опережения фазы). При переходе на новое время первыми перестраиваются ритмы сна и бодрствования, за ними другие, такие как функционирование внутренних органов, изменение температуры тела и т.д. Одни биоритмы оказываются более подвижными, другие - менее. В результате возникает состояние десинхроноза, характеризующее рассогласование различных биоритмов организма. Период приспособления к новому времени зависит кроме индивидуальных особенностей от величины сдвига фазы ритмов. При больших сдвигах, например, перелеты Москва-Камчатка, Россия - США сопровождаются нарушением функций в течение 30-60 суток. Хотя внешне человек через несколько дней привыкания к новому времени чувствует себя уже хорошо, дается это ценой избыточного напряжения, мобилизацией внутренних резервов. В результате возникают длительные нарушения сна, желудочно-кишечные расстройства, неврозы, стенокардия даже у здоровых людей. Для ослабленного организма такой стресс может стать причиной серьезного заболевания, и даже гибели. Длительные перелеты и, как следствие, десинхроноз стали одной из типичных болезней века, называемой иногда болезнью бизнесменов. Но и не только бизнесмены страдают ею. При перелетах через несколько часовых поясов определенную помощь может оказать прием адаптогенов, таких как дибазол, лимонник, женьшень, радиола розовая (золотой корень), элеутерококк и т.д., которые, гармонично мобилизуя защитные средства организма, помогают ему преодолеть стресс, вызванный десинхронозом, уменьшают риск развития болезней, вызванных им. Ускорению адаптации к новому времени вызывают транквилизаторы, сбивающие ритм бодрствования и сна, а также, простите, выпивка, которая сбивает суточные биоритмы и тем самым ускоряет перестройку функционирования организма по новому расписанию. Дети переносят перелеты труднее, чем взрослые, но быстрее приспосабливаются к новым условиям. У пожилых и ослабленных болезнью людей остаточные явления десинхроноза могут проявляться очень длительное время - месяцы и даже годы. Не менее опасны последствия перемещений на большие расстояния в широтном направлении (север-юг), но уже по другим, чем десинхроноз причинам. Однако это уже другая история. Интересно, что большинство долгожителей, как правило, всю жизнь прожили в одном месте, одном регионе, хотя и среди путешественников есть люди, прожившие долгий век. В этом случае, по-видимому, сыграла свою роль систематическая тренировка организма, которая - лучшее лекарство. Одним из характерных проявлений околосуточных ритмов является сон. Как известно, различаются две принципиально разные стадии сна: сон медленный и сон быстрый. Ночной сон каждого человека разбит на циклы, продолжительность которых постоянна на протяжении всей жизни и составляет 1,5-2 часа. Каждый цикл состоит из пяти стадий: одной стадии быстрого и четырех стадий медленного сна. Очень важна сбалансированность между общей длительностью медленного и быстрого сна. Нарушение такой сбалансированности, произошедшее в течение одной ночи, должно быть восстановлено во время последующего сна. Если этого не произойдет, возникает нервное истощение, появляется слабость, сонливость, раздражительность, головные боли и т.д. Начинается сон с «медленной» фазы, длящейся 10-15 минут. Частота биотоков мозга уменьшается с 8-13 герц до 3-6 герц (альфа-ритм) и через некоторое время устанавливается дельта-ритм с частотой 2-3 герца. Наступает глубокий сон. Мозг отключается и отдыхает. Длится глубокий сон около полутора часов, затем наступает быстрый сон, длящийся 10-15 минут. В этой фазе тело человека неподвижно, а мозг усиленно работает. В этот период нам снятся сны. Затем, обычно не замечая этого, мы просыпаемся на несколько минут, и начинается новый цикл сна. Каждый из нас хорошо знает по собственному опыту, как плохо себя чувствуешь иногда, будучи разбуженным будильником. Древние японские врачи называли такое пробуждение ударом дубинкой по голове. Чтобы таких ударов не было рекомендуется понаблюдать за собою: в какое время, просыпаясь, вы чувствуете себя наилучшим образом. На это время и нужно заводить будильник. При этом лучше недоспать, но выиграть в качестве сна. То же при засыпании. Лучше всего ложиться спать незадолго до начала медленного сна по «расписанию» вашего организма. Полутора - двух часовые периоды смены активности и пассивности происходят и в течение дня. Почувствовав прилив усталости, сонливости, лучше не стараться превозмочь себя, взбадривая например, с помощью кофе или другим образом, а, выкроив время расслабиться, приняв удобную позу, закрыть глаза и отключиться на несколько минут. Мгновенный сон, длящийся одну-две минуты, позволит отдохнуть и восстановить свою активность лучше любых допингов. Не противоборствовать с природой, стараясь ее победить, а подстраиваться к тому, что она диктует - самый верный способ решения проблем. Биологические часы нашего организма - инструмент, служащий как для оптимизации внутреннего временного порядка работы всех его составных частей, так и средством для выполнения целенаправленной деятельности. Например, многие из нас, ложась вечером спать, мысленно говорят себе, к примеру: «завтра я должен встать в шесть часов» и открывают глаза именно в назначенное время. Без всяких будильников. Не все, конечно. И обычно при некоторой тренировке. В качестве более тонкой структуры циркадных биоритмов выделяется двухчасовой период времени, вызываемый рядом геофизических причин, вдаваться в подробности которых мы не будем. Скажем только, что среди пульсаций атмосферного давления также выделяется именно двухчасовой период. Биологические часы, встроенные во все живое, проявляют зачастую завидную точность: бабочки - однодневки покидают свои коконы и отправляются в брачный полет не только в один и тот же день, но практически в один и тот же час; кольчатый многощетинковый червь - палоло, обитающий в некоторых районах Тихого и Атлантического океанов, всплывает на поверхность со дна океана один раз в году точно за день до последней четверти луны в октябре. Количество всплывающих червей бывает так велико, что море кишит ими. Как уже говорилось выше, биологические ритмы охватывают широкий диапазон периодов - от миллисекунды до нескольких лет. Для большинства ритмов, наблюдаемых в центральной нервной системе, в системах кровообращения и дыхания характерна большая индивидуальная изменчивость. Четыре циркаритма не меняются со временем, т.к. они синхронны с циклами внешней среды. Это геофизические ритмы: день и ночь, приливы и отливы, фазы Луны и времена года. Каждый из этих ритмов может длительное время поддерживаться организмом в изоляции от внешнего геофизического ритма. |