Определение понятия биоритмы

Биоритмы — сформированная в ходе эволюции модель приспособления, проявляющаяся в виде повторяющихся изменений характера и степени выраженности биохимических и физиологических реакций, характеризующая способность живых существ выживать в периодически изменяющихся условиях среды.

Способность организма изменять процессы жизнедеятельности под влиянием условий внешней среды генетически обусловлена и характерна всем живущим организмам. Она характерна не только отдельным клеткам, но и целым популяциям.

Биологические ритмы организма человека сформировались за миллионы лет эволюции и определяются движением планеты Земля.

Выделяют:

годовые циклы — обусловленные движением планеты вокруг Солнца;

месячные — зависящие от движения Луны вокруг Земли и их совместным вращением вокруг Солнца;

суточные — привязанные к вращению планеты Земля вокруг собственной оси.

Влияние этого ритмического рисунка накладывается на всех обитателей (растения, домашние и дикие животные, многоклеточные и одноклеточные организмы) на нашей удивительной планете. И человек – не исключение. Испокон веков он живет в сложной системе биоритмов, от изменяющихся за несколько секунд молекулярных, происходящих в живой клетке и обеспечивающих процессы энергетического обмена, до длительных годовых, связанных с движением Земли вокруг Солнца.

Хронобиология

Исследование ритмических колебаний биохимических и физиологических процессов в живых организмах в зависимости от суточных, годовых, либо лунных циклов продолжаются со Средневековья до наших дней. Прорывом в исследованиях стали опыты Е.А. Форсгрена, шведского физиолога, который в уникальных опытах на лабораторных кроликах выявил суточные колебания в клетках печени уровня гликогена — сложного полисахарида, участвующего в энергетическом обмене.

Лишь в 1960 году на симпозиуме в Cold Spring Harbor Laboratory, после того, как доклады исследователей, представляющих различные отрасли науки, были заслушаны, выяснилось, что ученые из разных областей физиологии, биологии, генетики, биохимии описывали одни и те же феномены, связанные с изменением активности процессов во времени, и приняли решение выделить хронобиологию как отдельную науку.

Исследование биохимических процессов продолжается. В настоящее время ученые выделяют около 300 различных биохимических и физиологических процессов в организме человека, активность которых изменяется на протяжении времени и регулярно чередуется, имея свои минимумы и максимумы значений.

Классификация биоритмов

Согласно классификации советских ученых-медиков Н.И. Моисеевой и В.Н. Сысуева (1961), в зависимости от периода — промежутка времени между двумя максимальными или минимальными значениями — биологические ритмы делятся на:

высокочастотные ритмы (длительность от миллисекунды до 30 мин);

с     реднечастотные (длительность от получаса до 28 часов). В эту категорию входят ультрадианные ритмы, продолжительностью до 20 часов, и циркадные, продолжительностью около суток;

низкочастотные ритмы (длительностью от 28 часов). В этой категории дополнительно выделяют:

мезоритмы (инфрадианные – от 28 часов до шести дней и циркасептанные — длительностью около семи суток);

макроритмы (длительностью от двадцати дней до одного года);

мегаритмы (длительностью в десять и более лет).

Высокочастотные ритмы длятся от миллисекунды до получаса. К этой категории относятся сердечные сокращения, дыхательные движения, волны перистальтики в кишечнике. Медицинская аппаратура позволяет зафиксировать ритмы и получить сведения о функции различных систем человеческого организма. Электроэнцефалография регистрирует периодическую активность головного мозга, электромиография — мышечную активность, электрокардиография — сердечные сокращения, и данные используются не только в научных целях, но и для диагностики патологии.

К среднечастотным относятся биоритмы с продолжительностью от 30 минут до 6 дней. В эту группу входят циркадианные или циркадные (суточные) ритмы: повышение температуры тела к восемнадцати часам и снижение до минимума к полуночи, цикл «сон-бодрствование». Изменения некоторых показателей можно зафиксировать при суточном исследовании — холтеровском мониторировании ЭКГ или артериального давления. И такие исследования широко применяются в медицине для подбора необходимого лечения.

В группу низкочастотных ритмов относят колебания с периодичностью от 28 часов до десятилетий. В данный раздел входят менструальный цикл у женщин, а также годовые ритмы. Так, зимой по сравнению с летом, снижается в крови содержание сахара, увеличивается количество АТФ и холестерина.

Ранее считали, что как таковых, недельных ритмов у живых организмов нет, а деление на недели пошло от чередований фаз луны еще со времен Древнего Вавилона. И только в последнее время, когда биохимия сделала гигантский шаг вперед, и появилась возможность определить концентрацию биологически активных веществ не только в крови, но и в моче, ученые выявили колебания гормональных показателей, выделяемых надпочечниками, с примерным семидневным циклом.

В ходе астрономических наблюдений установлено, что за время оборота Солнца вокруг своей оси, который составляет двадцать семь суток, регистрируются различные значения магнитного поля между планетами Солнечной системы. Положение Земли изменяется с периодичностью в 6,75 суток. Планета оказывается в разнообразных секторах солнечного магнитного поля, что вызывает изменения планетарного геомагнитного поля, которое влияет на климатические условия, а также жизнедеятельность живых организмов.

В последние десятилетия ритмы современной жизни с ночными клубами, предприятиями, работающими круглосуточно, путешествиями на другую сторону земного шара значительно влияют на биологические ритмы человека. Учитывая влияние социальной жизни на физиологию человека, выделяют:

физиологические ритмы;

геофизические ритмы;

социальные ритмы.

Физиологические биоритмы — непрекращающаяся работа биохимических процессов в каждой клетке организма, для обеспечения чередования циклов вдоха-выдоха, непрерывного сокращения сердца, для бесперебойной работы системы кровообращения и других систем. Они обеспечивают жизнедеятельность организма независимо от условий среды обитания. Способность физиологических ритмов к изменениям обеспечивает адаптационный резерв человека к существованию в экстремальных условиях от архипелагов Арктики до жаркой пустыни Каракум.

10. Закаливание оказывает мощное влияние на организм, учитывая многие факторы воздействия, которые применяются во время проведения гигиенических процедур. Специфическое его действие выражается в том, что организм становится более устойчивым к холодной воде, неблагоприятным метеорологическим факторам, радиоактивным веществам. Неспецифический эффект проявляется в том, что спорт как средство сохранения здоровья ставит преграды к проникновению возбудителей различных заболеваний, в особенности — инфекционных.

Гигиенические процедуры закаливания влияют на работоспособность, которая повышается, благодаря систематическим упражнениям, уменьшают риски простуды и других болезней, укрепляют нервно-сосудистую систему, влияют на общее состояние здоровья. Ведь при относительно большой влажности создается угроза подхватить простудные заболевания, воспаление легких, гайморит и другие. Поэтому закаливать организм рекомендуют при низких температурах, чтобы организм привыкал к этому состоянию, повышал свои защитные функции и сопротивляемость негативным факторам.

11. Роль физической культуры в профилактике заболеваний и укреплении здоровья

Польза физической культуры. Систематические занятия физическими упражнениями оказывают существенное положительное воздействие на здоровье человека. Во все времена была известна польза физической культуры. О ней писали, ей посвящали трактаты. Древнегреческий философ Аристотель отмечал, что ничто так сильно не разрушает организм, как физическое бездействие. Древнегреческий врач Гиппократ не только широко использовал физические упражнения при лечении больных, но и обосновал принцип их применения: «Гармония функций является результатом правильного отношения суммы упражнений к здоровью данного субъекта». Древнеримский врач Гален писал: «Тысячи и тысячи раз возвращал я здоровье своим больным посредством упражнений». Французский врач Симон-Андре Тиссо (XVIII в.) утверждал: «Движение как таковое может заменить любое средство, но все лечебные средства мира не могут заменить действие движения». Многие великие люди говорили о пользе движения и физических упражнений.

«Если заниматься физическими упражнениями, нет никакой нужды в употреблении лекарств... Умеренно и своевременно занимающийся физическими упражнениями человек не нуждается ни в каком лечении, направленном на устранение болезни» (Авиценна).

«Гимнастика, физические упражнения, ходьба должны прочно войти в повседневный быт каждого, кто хочет сохранить работоспособность, здоровье, полноценную и радостную жизнь» (Гиппократ).

«Если не бегаешь, пока здоров, придется побегать, когда заболеешь» (Гораций).

«Кто рассчитывает обеспечить себе здоровье, пребывая в лени, тот поступает так же глупо, как и человек, думающий молчанием усовершенствовать свой голос» (Плутарх).

«Гимнастика удлиняет молодость человека» (Джон Локк).

В современных условиях человек меньше двигается, а значит, его мышцы, системы кровообращения и дыхания недостаточно активны, из-за чего быстро стареют. Ухудшающаяся экология и малоподвижный образ жизни ведут к быстрому ослаблению организма, и, как результат, человека начинают преследовать болезни. Чтобы избежать этого, необходимо постоянно тренировать организм, занимаясь физической культурой и спортом.

Регулярные и правильно дозируемые физические упражнения расширяют функциональные и адаптационные (приспособительные) возможности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, приводят к повышению скорости окислительно-восстановительных процессов, способствуют увеличению общей приспособляемости организма к неблагоприятным условиям внешней среды. Так, например, у физически тренированных людей по сравнению с нетренированными наблюдается лучшая переносимость кислородного голодания.

Сердечно-сосудистая система. Под влиянием умеренных физических нагрузок увеличивается работоспособность сердца, содержание в крови гемоглобина и эритроцитов, повышается фагоцитарная функция крови.

Американский врач-кардиолог Вильгельм Рааб исследовал состояние сердца у физически активных (спортсмены, солдаты, рабочие на фермах) и неактивных (студенты, служащие) лиц. Оказалось, что у людей, ведущих малоподвижный образ жизни, уже в 17-35 лет наблюдались признаки ослабления деятельности сердца, которое он назвал «сердцем деятельного бездельника» - «деятельного» потому, что человек работает, а «бездельника», так как при этом он не затрачивает больших мышечных усилий.

Сердце нетренированного человека в состоянии покоя за одно сокращение (систолу) выталкивает в аорту 50-70 мл крови, в минуту при 70-80 сокращениях - 3,5-5 л. Систематическая физическая тренировка усиливает функцию сердца и доводит систолический объем в состоянии покоя до 90-110 мл, а при очень больших физических нагрузках - до 150 и даже 200 мл. Частота сердечных сокращений в минуту при этом увеличивается до 200 и более, а количество крови, выбрасываемое сердцем, соответственно до 25, а иногда и до 40 л!

На увеличение минутного объема крови влияет активное сокращение мышц при физической работе и сжатие в них вен (механизм мышечного насоса), в результате чего усиливаются: отток венозной крови из мышц ног и приток крови к правому желудочку сердца.

Усиление кровотока у людей, занимающихся физической культурой и спортом, происходит, главным образом, благодаря увеличению ударного объема крови (т. е. количества крови, выбрасываемого сердцем в аорту за одно сокращение), а у нетренированных преимущественно за счет учащения сердцебиения (за сутки примерно 14 тыс. лишних сокращений). Из этого следует, что сердечная мышца нетренированных людей работает больше, скорее устает, быстрее изнашивается. Сердечно-сосудистые заболевания отмечаются гораздо чаще у тех, кто не занимается физической культурой.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) у нетренированного взрослого человека на 20% выше, чем у тренированного. В покое ЧСС у физически неактивных людей обычно составляет 72-84 удара в минуту, у тренированных спортсменов ниже 60, а у высококвалифицированных бегунов, лыжников, пловцов пульс снижается до 36-38 ударов в минуту. Такой режим работы более «выгоден» для сердца: увеличивается время отдыха (диастола), и сердце получает обогащенную кислородом артериальную кровь.

При легкой физической нагрузке сердце нетренированного человека увеличивает количество сокращений, а сердце спортсмена повышает ударный выброс крови, т. е. работает экономнее. При большой нагрузке возрастает объем циркулирующей в организме крови в среднем на 1-1,5 л, достигая в целом 5-6 л. Пополнение поступает из кровяных депо - своеобразных резервных емкостей, находящихся, главным образом, в печени, селезенке и легких. Соответственно увеличивается количество циркулирующих красных кровяных телец - эритроцитов, в результате чего возрастает способность крови транспортировать кислород.

Поток крови обеспечивает кислородом весь организм, в первую очередь мышечную систему. В работающих мышцах число функционирующих капилляров возрастает многократно, скорость кровотока усиливается в 20 раз, а интенсивность обмена веществ с использованием кислорода может увеличиться в 100 раз!

В организме человека почти 160 млрд. капилляров, общая длина которых составляет около 100 тыс. км. Когда мышца находится в состоянии покоя, работает лишь 10% капилляров. Если она начинает сокращаться и, следовательно, нуждается в большем количестве питательных веществ, поступающих с кровью, то в действие вступают резервные капилляры. В результате этого в ткани в единицу времени поступает больше крови, а вместе с ней и питательных веществ. Быстрее удаляются из организма и продукты распада - во сколько раз увеличивается приток артериальной крови, во столько же раз возрастает отток венозной.

Установлено, что систематические дозированные физические нагрузки снижают активность системы свертывания крови, усиливают действие противосвертывающих факторов. Вместе с нормализацией обменных процессов в соединительной ткани стенок кровеносных сосудов и снижением холестерина в крови это значительно уменьшает риск возникновения таких распространенных заболеваний, как инфаркт миокарда, нарушение мозгового кровообращения и др.

В процессе физической тренировки кровеносные сосуды становятся более эластичными, артериальное давление (АД) держится в пределах нормы. У многих пожилых людей, занимающихся физкультурой, АД такое же, как у молодого человека, а у тех, кто склонен к повышенному АД, часто отмечается его нормализация.

Дыхательная система.

При систематических занятиях физическими упражнениями развиваются дыхательные мышцы, увеличивается жизненная емкость легких (ЖЕЛ), происходит физиологически целесообразное развитие капиллярной сети. В результате - улучшение альвеолярной вентиляции, повышение оксигенации крови.

Благодаря физическим нагрузкам растет число альвеол в легких, совершенствуется дыхательный аппарат, увеличиваются его резервы. Было установлено, что у спортсменов количество альвеол и альвеолярных ходов возрастает на 15-20%.

Жизненная емкость легких - количество воздуха, которое можно выдохнуть после глубокого вдоха. Эта величина, определяемая с помощью спирометрии, характеризует силу дыхательных мышц и эластичность легочной ткани. У нетренированных мужчин со средним физическим развитием ЖЕЛ равна 3 000-3 500 см3 (3-3,5 л), у женщин -2000-2500 см3 (2-2,5 л), у регулярно занимающихся спортом соответственно 4500-6000 см3 (4,5-6 л) и 3500-4500 см3 (3,5-4,5 л).

Физические упражнения способствуют увеличению ЖЕЛ, расширяют грудную клетку, повышают эластичность межреберных хрящей и подвижность диафрагмы, развивают дыхательную мускулатуру и тем самым улучшают газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.

Хорошо развитый дыхательный аппарат - надежная гарантия полноценной жизнедеятельности клеток. Чем больше способность организма усваивать кислород, тем выше работоспособность человека. Тренированный аппарат внешнего дыхания (легкие, бронхи, Дыхательные мышцы) - это первый этап на пути к улучшению здоровья.

В спокойном состоянии в легкие нетренированного человека за 18-24 дыхательных движения в минуту поступает 3-5 л воздуха, из которого в кровь переходит 200-300 мл кислорода. У тренированных людей в покое дыхание менее частое - 10-16 вдохов в минуту, но более глубокое. Во время интенсивной мышечной работы, например при быстром беге, плавании, количество поступающего в легкие воздуха может увеличиваться в 20 и более раз, достигая 120-200 л/мин. У нетренированных людей максимальная вентиляция легких в аналогичных условиях достигает всего 60-120 л/мин.

У тренированного человека система внешнего дыхания в покое работает более экономно. Из одного и того же объема воздуха, пропущенного через легкие, извлекается большее количество кислорода. При регулярных физических нагрузках потребление кислорода повышается в среднем на 20-30%.

Если аппарат внешнего дыхания развит плохо, в организм поступает кислорода меньше, чем необходимо, что приводит к повышенной утомляемости, снижению работоспособности и сопротивляемости организма, возникновению заболеваний. Ишемическая болезнь сердца, гипертония, атеросклероз, нарушение кровообращения головного мозга связаны с недостаточным поступлением кислорода в организм.

Обследование занимающихся оздоровительной физической культурой показало, что частота заболеваний дыхательной системы у них значительно ниже, чем у незанимающихся; снижается также частота обострений хронических заболеваний (А.Г. Дембо, 1980).

Всякое заболевание сопровождается нарушением функций и их компенсацией. Физические упражнения способствуют ускорению регенеративных процессов, насыщению крови кислородом, пластическими («строительными») материалами, что ускоряет выздоровление.

Нервная система. При регулярных занятиях физическими упражнениями возрастает подвижность нервных процессов в коре большого мозга, становятся более уравновешенными процессы торможения и возбуждения. В результате этого человек испытывает ощущение удовлетворения, положительно влияющее на нервную систему, что, в свою очередь, способствует улучшению деятельности всех органов и систем организма. Выдающийся русский физиолог И.П. Павлов писал: «Я неоднократно убеждался в том, что, когда я, будучи сильно раздражен во время своих опытов, переключаюсь на физическую работу, я быстро успокаиваюсь».

Исключительно большое влияние оказывает физкультура на вегетативную нервную систему, управляющую работой внутренних органов. Она состоит из двух отделов: симпатического и парасимпатического. Симпатическая нервная система возбуждает, стимулирует и усиливает работу внутренних органов, а парасимпатическая оказывает сдерживающее, тормозящее влияние. Так происходит управление всеми жизненно важными процессами в организме.

Мышцы.

В результате регулярных занятий физическими упражнениями увеличивается мышечная масса человека. У взрослых спортсменов она составляет 40-45% массы тела. При этом увеличиваются сила и объем мышц, повышается содержание в них белков, благодаря чему возрастает скорость сокращения мышц, значительно повышается их эластичность; расширяется сеть капилляров и улучшается кровоснабжение. Увеличение силы мышц при физической работе происходит за счет утолщения мышечных волокон, а длина их при этом остается неизменной. Тренированная мышца может работать при нагрузке значительно интенсивнее и дольше, чем нетренированная мышца. У нетренированного человека ухудшается питание, уменьшаются объем и сила мышц, снижаются их растяжимость и упругость, мышцы становятся дряблыми и быстро утомляются при работе.

Ограничение двигательной активности прежде всего влияет на скелетные мышцы. Уменьшается поток импульсов, информирующих центральную нервную систему о происходящих в мышцах функциональных изменениях. Это приводит к ослаблению сократительного аппарата мышц, к нарушению нервно-мышечных контактов. Снижаются тонус мышц и подвижность суставов, ухудшается координация движений.

Недостаточная мышечная активность приводит к уменьшению потребности тканей организма в кислороде, падению общей интенсивности обмена веществ в покое (так называемого основного обмена), что отрицательно сказывается и на обслуживающих системах - кровообращения, дыхания и т. д.

По нервным волокнам работающие мышцы посылают информацию (о собственных потребностях, состоянии и деятельности) внутренним органам и таким образом влияют на их работу, регулируя и активизируя ее. Возможно, именно этот механизм лежит в основе лечебного эффекта ритмического сокращения мышц во время ходьбы и бега.

Органы пищеварения и выделения. Регулярные занятия физическими упражнениями оказывают положительное влияние на деятельность органов пищеварения и выделения. Улучшается перистальтика желудка и кишечника, повышается их секреторная функция, укрепляется мускулатура передней стенки живота, играющая большую роль в работе кишечника. Более совершенными становятся функции органов выделения, а также желез внутренней секреции. Небольшая физическая работа за 30-60 минут до приема пищи, сопровождающаяся глубоким дыханием, массирующими движениями диафрагмы на печень, желудок и кишечник, усиливает желчевыделение и секрецию желудочного сока, увеличивает перистальтику кишечника.

У людей, занимающихся физическими упражнениями, лучше работает печень - главная биохимическая лаборатория организма: активизируется выработка ферментов и других важных биологически активных веществ, ускоряется очистка организма от шлаков, образующихся в процессе жизнедеятельности. Улучшается функция почек (усиливается выделение продуктов распада мочевыводящими путями) и поджелудочной железы, вырабатывающей инсулин - гормон, регулирующий углеводный обмен. При низкой активности количество сахара в крови увеличивается из-за недостаточного его использования.

Обмен веществ.

В тренированном организме - выше скорость обменных процессов и активность ферментных систем. Интенсивнее происходят восстановительные процессы. Например, в обычных условиях белковые структуры печени обновляются полностью за 14 дней; физические упражнения ускоряют этот процесс. Молодые белковые структуры обладают большими функциональными и пластическими возможностями. В этом, видимо, и кроется секрет повышенной работоспособности, оздоровления и омоложения физически активного человека.

Согласно теории А.В. Нагорного и В.И. Никитина, с возрастом процессы самообновления клеточных белков замедляются, и именно этим объясняется старение организма. При ускоренном обновлении клеточных белков старение тормозится, происходит омоложение.

Большое влияние физические упражнения оказывают и на жировой обмен. Установлено, что у тех, кто занят физическим трудом или регулярно занимается физкультурой, уровень жиров в крови снижен. При физических нагрузках жиры не откладываются в сосудах или подкожной клетчатке «мертвым грузом», а расходуются организмом.

Иммунитет.

Тренированный организм более устойчив к неблагоприятным условиям внешней среды: охлаждению, перегреванию, колебаниям атмосферного давления, инфекциям. Повышенная устойчивость к инфекциям связана с ростом клеточного иммунитета. В большем количестве вырабатываются специальные клетки крови - макрофаги, которые уничтожают возбудителей многих болезней.

Таким образом, благодаря физическим упражнениям улучшаются развитие и деятельность всех органов и систем человека, повышается его работоспособность, укрепляется здоровье, формируются и совершенствуются жизненно важные двигательные умения и навыки.