Биоритмы как «живые часы» организма человека.

Биологический ритм - это один из механизмов, которые позволяют организму приспосабливаться к меняющимся условиям жизни. Подобная адаптация происходит в течение всей нашей жизни, ибо постоянно происходит изменение внешней среды. Сменяют друг друга времена года, циклон приходит на смену антициклону, нарастает и уменьшается солнечная активность, бушуют магнитные бури, люди переезжают из, степной зоны в Заполярье - и все это требует от организма способности к адекватному приспособлению. Только при «исправности этого «механизма» возможна полноценная жизнь. Вот почему, в частности, сведения о биологических ритмах необходимы и для разумного, целесообразного построения режима труда и отдыха, и для сохранения здоровья, и для поддержания высокой жизненной активности.

Сейчас, как известно, многие люди ведут малоподвижный образ жизни; отсюда особая необходимость в занятиях физкультурой и спортом. Знание закономерностей биологических ритмов помогает правильно строить режим тренировочных занятый, смены нагрузок и отдыха, своевременных восстановительных мероприятий.

Совершенно необходимо учитывать биологические ритмы в воспитательном процессе - для правильного распределения умственной и физической деятельности, организации рационального режима питания, осуществления контроля за развитием ребенка

Этими проблемами (и многими другими) занимается сейчас, специальная наука- хронобиология. 0на относится к числу фундаментальных разделов биологии. Знает ли читатель, что в медико-биологической науке в настоящее время возникло много новых направлений, в название которых входит корень «хроно» (от греческого - «хроно» - «время»), - хронофизиология, хроногигиена, хронопатология, хронотерапия и хронофармакология? Да, из лексикона врачей постепенно уходит привычная рекомендация: «три раза в день по чайной ложке», ибо одни и те же лекарства в разные часы суток могут оказывать на организм неоднозначное действие.

Закономерностям биологических ритмов подчиняется все живое на Земле. Знание этих закономерностей и их практическое использование необходимо, помимо медиков и физиологов, и специалистам сельского хозяйства, и рыбакам, и многим другим. Действительно, имея представление о проявлениях суточного и многодневного, годичного и многолетнего ритмов в жизнедеятельности животных и растений, можно рациональнее расходовать кормовые ресурсы, учитывать обусловленное природой повышение и снижение урожайности отдельных растительных культур (в частности, исключить фактор «неожиданности» высоких урожаев; когда к последним оказываются неготовыми ни люди, ни техника, ни хранилища). В США, например, давно создан специальный институт по изучению циклов. Его учеными обнаружена четкая цикличность изменений не только урожайности хлопка и риса, но и уровня заготовки шкур диких животных, улова осетровых рыб и т. п.

Развивается и совсем молодая наука гелиобиология. Главная сфера ее интереса- изменения магнитного поля Земли под воздействием солнечной активности и влияние этих изменений на живые организмы.

Думается, что важность учета всех подобных закономерностей в. практической деятельности самых разных направлений (от медицины до сельского хозяйства и от педагогики до спорта) бесспорна и теперь уже не требует особых доказательств.

Основные факторы внешней среды воздействуют на живые объекты не в порядке простой последовательности событий, а повторяющимися в определенном ритме фрагментами: солнечные и лунные месяцы, времена года, сами годовые циклы и т. д. Подобная периодичность нашла свое отражение и в биологических ритмах. Можно сказать, что ритмическая активность это одно из фундаментальных, свойств живой материи. Биоритм как бы «отмеряет» в живой системе течение времени.

Да, образно говоря, биологические ритмы -- живые часы нашего организма. Причём большое число разнообразных биоритмов не просто сосуществует в организме, они взаимосвязаны между собой сложной иерархией взаимозависимостей. Следует подчеркнуть, что среди биоритмов есть как инертные, так и лабильные, которые по-разному относятся к воздействию внешних ритмов.

Дальнейшее углубление в природу биоритмов позволяет определить; какие взаимоотношения внутренних (эндогенных) ритмов с внешними (экзогенными) наиболее значимы для организма, и также оценить допустимые пределы отклонений в биоритмах под воздействием внешних и внутренних факторов. Всем, например, известно, что изменения за пределы определенных границ частоты пульса и дыхания, кровяного давления и ряда других показателей приводят к глубоким функциональным нарушениям и даже гибели.

Так что же такое биоритмы, изучением которых (на количественной основе) занимается новая наука хронобиология? Это колебания, максимальные и минимальные значения которых наступают через приблизительно равные промежутки времени (циклы). Каждый цикл несколько отличается по своим показателям, но воспроизводится на основе тех. же закономерностей, что и другое. Так что биоритмы можно назвать и упорядоченными во времени и предсказуемыми изменениями биологического процесса.

Любой биологический процесс в организме потому и называется процессом, что он находится в постоянном движении, имеющем циклический характер. Циклические процессы происходят на всех уровнях организации живых систем. В настоящее время данный вопрос стал предметом серьезного изучения, ибо, в частности, как полагают исследователи, это - необходимо учитывать при лечении и нормализации работы различных органов (имеющих собственную цикличность процессов жизнедеятельности).

Биологические ритмы различны. В одном случае - биоритм должен быть устойчивым к случайным воздействиям внешней среды, даже независимым от них, а в Другом - обеспечивать адаптацию организма,-- подстраиваясь к конкретным условиям среды. Следовательно, в организме существуют биоритмы, которые «работают» по собственной программе роста и развития организма (инертные), и биоритмы, обеспечивающие жизнеспособность организма при; воздействии факторов окружающей среды (лабильные).

Чтобы пояснить данное положение, приведем пример. Установлено, что у большинства людей ритм колебаний температуры тела составляет около 25 часов, его, как указывают многие исследователи, можно с большой вероятностью предсказать, на несколько месяцев вперед. Но в каждый конкретный момент реальное значение температуры может быть несколько искажено каким-либо кратковременным влиянием - физической нагрузкой, горячим душем или, скажем, порцией мороженого. И многие другие биоритмы организма, «настроенными на тот или иной (например, суточный) ритм, как бы «подстраиваются». «Часы не слишком хороши, если вы не имеете возможности их подстраивать», - говорил известный ученый Артур Т. Уинфри. Действительно, оптимальная целесообразность биологических часов связана не только с их самостоятельностью, но и со способностью определенной «подстройки» под влиянием внешних ритмов.

Пора, кстати, уточнить употребляемые термины. 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, 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.

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 (освещённость 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. Около суточные. (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 там числе и патологические, изменения в работе организма.

Десинхроз 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, десинхроз мажет быть острым и хроническим, явным и скрытым, тотальным и частичным. Так, при быстром перемещении со сменой большого количества часовых поясов может возникнуть острый десинхраноз, 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, плахой 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.

Вдревние времена зародилось учение о суточной циркуляции жизненной энергии. В восточной медицине придавали большое значение понятию жизненной энергии, или жизненной силы. Оно обозначалась 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, 1б, 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 предстающего выступления. Исследования показали, что такая перестройка дает положительные результаты. Оговоримся, что, конечно, не у всех спортсменов можно наблюдать - одинаково значительные те колебания результатов в течение суток: сказываются и в индивидуальные отличия, и уровень тренированности спортсменов. Медицинские наблюдения и обследования лучше проводить в «неблагоприятные» часы суток. В 3 эти часы снижаются компенсаторные возможности организма и легче выявить имеющиеся отклонения в состоянии здоровья.

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.

Хронотипы человека.

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».

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 Кишинёве 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 внимания 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?

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: но мере увеличения возраста, с 10 до 45 лет, происходит постепенное расширение зоны биоритмологического оптимума активности, т. е. организм «отвоёвывает» 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».

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.