Суточный биоритм и жизнедеятельность организма

Всем живым существам присущи биологические ритмы, но нельзя думать, что они полностью однотипны в пределах каждого вида. И у людей, и у животных установлена биоритмологическая индивидуальность, т.е. особенности, присущие данной особи. Она определяется генотипическими особенностями эндогенных пейсмейкеров и различиями реакции на действие внешних факторов.

Среди людей выделяются «жаворонки» и «совы», т.е. люди, у которых акрофаза биоритмов, определяющих работоспособность, проявляется соответственно утром или вечером.

«Жаворонки» (их число достигает 40%) характеризуются более высокой работоспособностью в утреннее время, они ложатся спать в среднем на 1,5 ч и встают на 2 ч раньше «сов», сон «жаворонков» от ночи к ночи более стабилен, они более удовлетворены сном. У «сов», число которых равно примерно 30%, работоспособность сравнительно более высокая вечером и ночью, а сон отмечается большей гибкостью структуры. У спортсменов-«сов» работоспособность вечером на 40% выше, чем утром.

Общая характеристика суточного биоритма

Суточный среднечастотный ритм является ведущим в жизнедеятельности человека.

Суточный ритм связан с одним оборотом Земли вокруг своей оси и длится около 24 часов (солнечные сутки). При этом в течение суток закономерно изменяются освещенность, температура, влажность атмосферы, напряженность электрического и магнитного полей Земли и даже интенсивность потока солнечных частиц. У человека обнаружено более 400 ритмопроявляющихся функций, строго повторяющихся на протяжении суток и согласованных друг с другом.

Основным суточным циклом, базой и фоном протекания всех других ритмов является чередование сна и бодрствования. Им соответствуют циклические процессы расхода и восстановления энергии. Сон и бодрствование — две взаимосвязанные фазы суточного ритма, каждая из которых формирует другую: сон зависит от фазы бодрствования и наоборот. Первый симптом нарушения суточного ритма — расстройство сна, а лучшее средство восстановления суточного ритма — полноценный и достаточный по времени сон. Причины плохого сна рождаются в период бодрствования. Можно быть уверенным, что сон будет хорошим, если соблюдать следующие принципы поведения:

  • соблюдайте режим. Необходимо ложиться спать всегда в одно и то же время. Если ложиться спать в разное время, не стоит надеяться на хорошее самочувствие;
  • правильно организуйте чередование труда и отдыха. Активное бодрствование в течение дня обеспечит хороший сон ночью. Безделье в течение дня и послеобеденный отдых (сон) могут стать причиной расстройства ночного сна;
  • не применяйте снотворное, пока не использованы все другие средства: прогулка перед сном, теплая ванна, стакан теплого молока с медом и т.п. До настоящего времени нет таких лекарств, которые бы вызвали естественный сон. Употребление снотворного нарушает работу живых биологических часов, поэтому снотворное применяют в крайних случаях и по назначению врача;
  • никогда не падайте духом при нарушениях сна. Не боритесь с собой и постарайтесь не думать о сне: поработайте, почитайте что-нибудь, послушайте музыку и т.п., но не включайте яркого света, и тогда сон придет сам собой.

Полноценный сон характеризуется циклической сменой фаз 90-минутной длительности (медленноволновый сон + коротковолновый сон). Заметим, что 90-минутная периодичность характерна и для бодрствования и проявляется в колебаниях интенсивности умственной деятельности, настроения и деловой активности. В этом исследователи видят еще одно подтверждение единства ритмических процессов в цикле сон — бодрствование. И можно считать научно обоснованной эмпирически сложившуюся продолжительность академического часа 45 мин и принятую в учебных заведениях систему двухчасовых (академических) занятий.

Общепринятая организация рабочего времени сложилась также на основе исторического опыта. Тысячелетиями жизнь человека текла по естественному ритму: в темное время суток он спал, а в светлое — работал, и именно в эти часы дня физиологические функции и работоспособность достигают оптимального уровня.

Типы суточных биоритмов и поведение. Поскольку суточный биоритм имеет генетические предпосылки, то врожденный тип этого ритма не у всех одинаков. Как утверждают специалисты, существуют три типа суточных ритмов: утренний, вечерний и средний (аритмик), которые в свою очередь имеют свои различия.

Различия по работоспособности

У представителей первого типа, «жаворонков», основная активность и высокий уровень физиологических процессов прослеживаются в первой половине дня. Они рано просыпаются, чувствуют себя бодрыми и работоспособными в первой половине дня, а вечером испытывают сонливость и рано ложатся спать. У представителей второго типа, «сов», высокий уровень активности и физиологических процессов отмечается во второй половине дня. Они засыпают далеко за полночь, просыпаются поздно и встают с трудом, так как наиболее глубокий период сна у них утром. «Совы» работают лучше во второй половине дня и вечером. У представителей самого распространенного среднего типа, «голубей», главный период высокой активности и физиологических процессов приходится на середину дня и охватывает два периода времени 10-12 и 16-18 часов. В соответствии с этим их работоспособность изменяется по М-образной кривой.

В распределении людей на биоритмические типы видится большой смысл. Возможно, существование разных типов активности и работоспособности еще на заре возникновения человеческих сообществ не только способствовало разумному распределению обязанностей среди членов общины, но и позволяло им успешно приспосабливаться к окружающей среде.

История сохранила для нас много примеров разных ритмов работоспособности: Бальзак часто работал ночи напролет, Моцарт творил днем и ночью, а знаменитую увертюру к опере «Дон Жуан» написал за одну ночь, не ложась спать. Ночью работал великий химик Менделеев и другие ученые. Наоборот, Наполеон начинал свой рабочий день в 3-4 часа утра. В утренние часы предпочитал творить Брехт. Л. Толстой обычно работал с 9-10 до 14-14.30 и 1-1,5 часа вечером.

Известный биоритмолог В.А. Доскин, изучая биоритмы студентов, пришел к следующим выводам. Различия между группами утренних и вечерних четко просматриваются и по другим признакам, в частности по заболеваемости и личностным качествам.

Различия по заболеваемости

В последнее время основное место в структуре заболеваемости студентов заняли гипертоническая болезнь или нестойкое повышение артериального давления. Выяснилось, что у студентов гипертоническая болезнь отмечается значительно чаще, чем у их сверстников из других социальных групп. Установлено, что у студентов, которые по оптимуму работоспособности относятся к типу утренних, гипертония возникает в 1,5 раза чаще, чем относящихся к типу вечерних. Представители дневного типа суточного биоритма (аритмики) занимают промежуточное положение по этому показателю.

Статистическая обработка данных медицинских наблюдений подтвердила высокую вероятность появления этого признака и в других студенческих коллективах.

У студентов-«жаворонков» давление поднимается чаще, чем у студентов-«сов», по-видимому, потому, что организм утром быстрее и активнее перестраивается с отдыха на работу — уже в 6 часов утра у этих студентов начинает повышаться уровень функций, больше выбрасывается биологически активных веществ — адреналина, норадреналина, которые поднимают артериальное давление.

У студентов-«сов» внутренние механизмы, ответственные за повышение давления, работают медленнее, поэтому влияние большой умственной нагрузки, избытка информации, эмоционального напряжения, которым приписывают основную роль в развитии артериальной гипертонии, несколько нивелируется.

Различия по личностным качествам

Между студентами утреннего, вечернего и среднего биоритмических типов в ходе исследования были выявлены различия по особенностям психической сферы и поведению.

Представители утреннего типа биоритмов — энергичные молодые люди. Они охотно придерживаются принятых взглядов, общественных норм, однако при этом их восприятие конкретных ситуаций отличается своеобразием и оригинальностью. У этих студентов неудачи легко вызывают сомнения в собственных силах, тревогу и волнения, стремительное ухудшение настроения и предприимчивости. Свои затруднения или конфликты они склонны относить на счет плохого самочувствия, особенно в тех случаях, когда это может помочь избежать каких-то неприятностей. Студенты этой группы стремятся избегать различных конфликтов, ссор, неприятных разговоров и эмоциональных проблем.

Студенты вечернего типа биоритмов также обладают высокой активностью, но в отличие от утренних, легко забывают все неудачи и неприятности. Их не пугают возможные трудности, конфликты и эмоциональные проблемы. Они меньше волнуются перед экзаменами и очень чутко улавливают характер и особенности поведения окружающих.

Аритмики занимают промежуточное положение между этими двумя группами студентов, но ближе все-таки к лицам утреннего типа биоритмов.

Эти исследования позволили сделать весьма существенный вывод: различия в ритме работоспособности, которые характеризуют представителей утреннего и вечернего типов, обусловливаются определенными особенностями гормональной и психической сфер организма. Эти свойства биологических ритмов — внутренне присущий организму признак, и с ним необходимо считаться при организации режимов груда и отдыха.

В этом плане интересен опыт американских исследователей, предложивших вести обучение студентов дифференцированно, в разные часы суток, с учетом индивидуальных особенностей их биологических ритмов. Источники, заслуживающие доверия, свидетельствуют, что одна из библиотек Лос-Анджелеса работает днем как обычно, а ночью — с 21 часа до рассвета — обслуживает «сов»; в эту смену работают и библиотска- ри-«совы», «жаворонков» на эту службу не принимают.

Примечательно, что различие в суточных ритмах отмечается и у животных. В частности, известный американский ученый профессор Ф. Халберг выявил, что среди мышей есть особи с разными ритмами поведенческой активности, которые передаются строго по наследству. Видимо, это дает возможность животным более разумно распределять между собой зоны влияния и охоты, охранять жилище и т.п.

Циркадианная организация функция человека

Подавляющее большинство физиологических и биохимических процессов в организме человека и животных связано со световым режимом и изменяется закономерно в течение суток. Поэтому циркадианный, т.е. околосуточный, ритм считают базисным биоритмом человеческого организма.

Немаловажно и то, что появление циркадианных ритмов позволило живым организмам «измерять» время. Отсюда появилось понятие «биологические часы». Древнейшая функция этого ритма состояла в приурочивании максимальной биологической активности к определенному времени суток, наиболее благоприятному для деятельности данного организма.

В основе циркадианной организации функций лежит периодическая смена бодрствования и сна. В светлой фазе суток у человека эффективнее психическая деятельность и физическая работоспособность, больше двигательная активность, умственная работоспособность, что выражается в повышении скорости переработки информации, эффективности обучения.

При детальном исследовании мозговой активности у людей в дневные часы можно выявить два пика: высокая активность в 10-12 и в 16-18 ч и спад активности к 14 ч. Но это положение не абсолютно, существуют индивидуальные различия временного распределения работоспособности. В ночные часы, как правило, умственная работоспособность уменьшается, что не означает полного исчезновения биоритмов. Сон по современным представлениям — это не только компонент циркадианного биоритма (сон — бодрствование). Сон и сам состоит из 5-7 повторяющихся циклов, т.е. должен рассматриваться как биоритмический феномен.

Суточные колебания работоспособности четко коррелируют с ритмами активности отдельных физиологических систем и обмена веществ. Бронхиальная проходимость снижена в ночные и утренние часы, но начиная с 11 ч она увеличивается и достигает максимума к 18 ч. К концу дня наблюдается и максимум частоты, глубины и объема дыхания. Кровообращение наиболее интенсивно днем в головном мозге и мышцах, а ночью — в сосудах кистей рук и стоп.

В течение суток изменяется и реактивность сердечно-сосудистой системы к нагрузкам. Днем физическая нагрузка вызывает больший прирост кровообращения, чем ночью. Одна и та же физическая нагрузка субъективно ощущается ночью как более тяжелая, что надо учитывать при работе в ночную смену.

Циркадианная ритмика охватывает и органы кроветворения. Костный мозг наиболее активен утром, поэтому в утренние часы в кровоток поступает наибольшее количество молодых эритроцитов. Содержание гемоглобина в крови самое высокое с 11 до 13 ч, а минимум его приходится на 16-18 ч. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) минимальна рано утром и максимальна в 9-10 ч.

Процесс свертывания крови также имеет суточные колебания: в ночное время происходит уменьшение свертывающей активности, а днем этот процесс постепенно усиливается и достигает максимальных значений в полдень.

От фазы суточного ритма зависит деятельность желудочно-кишечного тракта людей. Слюноотделение, секреция желудочного и поджелудочного сока, двигательная активность желудка и кишечника больше днем, чем ночью. Эта закономерность проявляется даже у людей, работающих в ночную смену.

Хотя желчь вырабатывается печенью непрерывно, выделение ее неодинаково в разное время суток: в первой половине дня оно больше, чем в вечерние часы. Это создает условия для лучшего переваривания жиров в период суток, когда человеку особенно необходимо энергетическое обеспечение его функций. В первой половине дня более интенсивно происходит процесс распада гликогена в печени с освобождением глюкозы — важного энергетического субстрата организма. Во второй половине дня и ночью печень усиливает ассимиляцию глюкозы и синтез гликогена, создавая энергетический резерв для последующего дня.

Циркадианный режим характерен и для функции почек. В утренние часы происходит более активная реабсорбция веществ, необходимых для поддержания энергетических расходов организма, тогда как реабсорбция воды увеличивается в ночное время, что приводит к уменьшению выведения мочи.

Не вызывает сомнения наличие суточной активности тканевых ферментов. Так, у человека в дневное время активизируются процессы катаболизма (распада) в углеводном и белковом обменах, а в ночное время преобладают анаболические процессы, т.е. синтез веществ, обеспечивающих пластические и энергетические функции. Суточные колебания уровня метаболических процессов коррелируют с температурой тела. У человека самая высокая температура тела отмечается к 17-19 час, самая низкая — в утренние часы. Это совпадает с колебаниями основного обмена: он максимален в вечерние часы и минимален утром.

В целом суточные ритмы различных функций организма образуют единый ансамбль, в котором прослеживается строго упорядоченная последовательность метаболических, физиологических процессов и поведенческих актов. У животных ведущими являются проявления ритмов поведенческой деятельности, а у человека — трудовой деятельности. Биоритмы человека могут в определенной мере перестраиваться при изменении условий работы, например при переходе из дневной смены в ночную.

Мощно проявляется роль социальных датчиков в условиях Крайнего Севера, где структура световых суток необычна (полярный день сменяется длинной полярной ночью, причем длительность их исчисляется месяцами). Поддержание циркадианного ритма происходит здесь главным образом благодаря действию факторов, определяющих режим труда и отдыха: начало и конец рабочего дня или занятий в школе, время приема пищи и др.

Следовательно, у человека наблюдается социальная детерминированность ритмических колебаний физиологических и биохимических процессов.

Суточный биоритм — основа организации режима питания и работы студента

Основные положения биоритмологии свидетельствуют, что работоспособность человека (и, конечно, студента) зависит от типа суточного ритма: у лиц утреннего типа биоритмов она оптимальна рано утром и в первой половине дня, у вечернего — во второй половине дня и вечером, у среднего (аритмика) — в середине дня (с двумя пиками: в 10-12 и 16-18 часов).

Исследованиями биоритмологов установлены различия во времени возникновения пищевых потребностей между представителями разных суточных биоритмов и показана связь ритма возникновения этих потребностей с суточными ритмами работоспособности и физиологических функций.

Лица утреннего типа биоритмов, просыпающиеся легко, чувствующие себя сразу после подъема свежими и бодрыми, ощущают потребность в завтраке на протяжении первого часа после пробуждения. Улиц вечернего типа биоритмов, которыми утром движет не собственный ритм работоспособности, а необходимость вовремя успеть на занятия, как правило, рано утром аппетит отсутствует. Потребность в еде они начинают чувствовать только примерно через 1,5 часа после пробуждения. «Совы» ограничиваются стаканом чая или кофе, бутербродом, в то время как «жаворонки» отнюдь не клюют, как птички, а предпочитают на завтрак горячее блюдо. Если лица вечернего типа могут встать позже, то они также не отказываются от более плотного завтрака.

Разным оказалось и время обеда, и время ужина. Лица вечернего типа биоритмов едят позже, чем представители других биоритмических типов. Они предпочитают плотно поужинать, поскольку они обедают «на скорую руку», а их завтрак очень легкий. Итак, они завтракают через 40 минут после подъема, а ужинают поздно. Время от первого приема пищи до последнего у них оказывается в среднем на 1 -2,5 часа больше, чем у «жаворонков», так как период собственных суточных ритмов, свойственных организму, у лиц вечернего типа биоритмов больше, чем у утреннего.

Следовательно, ритмом потребности в пище управляет организм, поэтому «самые точные часы — желудок». Вспомните, у А.С. Пушкина: «Желудок — верный мой брегет». Но организация режима питания зависит и от конкретной жизненной ситуации и образа жизни.

Образ жизни студента в значительной степени привязан к распорядку работы учебного заведения и всей его инфраструктуры, включая столовую. Этот распорядок складывался веками и строился с опорой на «среднестатистического студента», т.е. представителя наиболее распространенного типа суточного ритма — среднего (аритмика).

Дополнительным фактором образа жизни студента, определяющим режим питания, является время, которое он тратит на дорогу в учебное заведение. Студенты, кому хватает для этого 30 минут, завтракают после 8 часов утра. Те, кому на дорогу требуется около часа, завтракают, как правило, между 7.00 и 8.00.

На время обеда наиболее существенное влияние оказывает столовая, а именно: ее удобное месторасположение, организация обслуживания, ассортимент блюд. В тех учебных заведениях, где питание студентов организовано хорошо, студенты обычно пользуются столовой и обедают между 13.00 и 15.00. Те, кто не ходит в столовую, предпочитая домашнюю еду, обедают уже после 15 часов.

Студенты, нарушающие режим питания, подвержены различным расстройствам системы пищеварения (гастрит, дискинезия и т.п.). Чаще страдают такими расстройствами те студенты, которые завтракают раньше 7 часов угра, а ужинают позже 21 часа.

Необходимо знать и помнить, что совпадение ритма потребностей в питании с ритмом приемов пищи обеспечивает лучшую работу системы пищеварения, лучшее усвоение пищи и укрепление здоровья.

Важная роль врожденных биоритмических программ в формировании суточного ритма пищевых потребностей и решающее влияние на них социальных факторов, которые не вписываются в этот ритм, обусловливают возникновение вопроса, как совместить желание (потребность) с возможностями (реальностью). Человеческий организм обладает высокой пластичностью, т.е. способностью перестраивать свои функции в соответствии с изменениями окружающей среды при условии стабильной повторяемости этих изменений, которая дает эффект тренированности.

Для того чтобы вписаться в режим работы учебного заведения, не вызвав конфликта с врожденным биоритмом суточной жизнедеятельности, необходимо организовать свой образ жизни так, чтобы он в ключевых сферах совпадал с биоритмом. Для этого следует отработать режим питания, вписывающийся в режим основных учебных занятий с учетом физиологических возможностей организма, соблюдая главное правило: строго придерживаться заданного режима. Прежде всего это касается режима занятий в сочетании с отдыхом (включая сон) и режима питания. Нарушения режима могут привести к десинхронозу и, как следствие, к неврозам, нарушению пищеварения, функций работы сердечно-сосудистой системы и т.п.

Итак, ритм работоспособности и ритм питания являются важнейшими компонентами суточной системы биоритмов организма студента. Дчя создания условии высокой успеваемости при одновременном сохранении здоровья необходимо гармонизировать (синхронизировать) эти ритмы путем строгого соблюдения режима работы и питания.


Смежные предметы