Биологические ритмы и работоспособность

Практически у всех живых существ от простейших организмов до человека состояние и функции органов и систем претерпевают ритмические колебания. Ритмы, регистрируемые в живом мире, называются биоритмами. Различают биоритмы экзогенные (внешние), зависящие от ритмики геофизических и космических факторов (температура, атмосферное давление, гравитация, ритмы космического излучения), и эндогенные (внутренние), совершающиеся в нормальных для жизнедеятельности условиях независимо от внешних обстоятельств.

Во временном аспекте различают суточные (циркадные), недельные, месячные, годовые ритмы.

У человека регистрируется более 100 различных физиологических параметров, претерпевающих ритмические колебания с периодом
24 часа (температура тела, частота пульса и дыхания и т.д.). Наиболее ярко суточная ритмика выражается ритмом цикла сон — бодрствование. В ходе суточных ритмов меняются физическая и умственная работоспособность, несмотря на отчетливые различия между людьми (например, поздно и рано встающими). В большой группе людей средний показатель внимательности (типичный фактор умственной работоспособности) имеет максимальное значение: утром около 9 ч, снижается к 14 ч, после чего во второй половине дня наступает повышение, которое не достигает, однако, величины утреннего подъема. После 19 ч средний показатель внимательности постепенно снижается, достигая выраженного минимума около 3 ч. В течение следующих 6 ч внимательность постепенно поднимается до утреннего пика.

Недельные ритмы обусловлены тем, что каждые 7 дней Земля пересекает различные сектора межпланетарного магнитного поля. Через каждые 7 дней пересекаются то положительные, то отрицательные сектора этого поля. В связи с этим одну неделю может отмечаться повышение настроения, работоспособности, другую — ухудшение.

Месячные (лунные) ритмы, равные 29,5 дням, проявляются в ритмике приливов и отливов в морях и океанах. От лунного цикла зависят пики и спады размножения в популяциях многих видов червей, потребление кислорода сельскохозяйственными культурами (картофель, морковь), активность отдельных видов бактерий. В полнолуние регистрируется наибольшее количество стрессов.

Годовые ритмы зависят от сезонов года, активности солнечной энергии. От годовых ритмов зависит работоспособность, степень сопротивляемости организма к внешним факторам среды, вес новорожденных детей (у детей, родившихся в январе-марте, масса тела максимальная, а у родившихся в июне-августе — минимальная).

Ритм биологических процессов отражает приспособление организма к периодике явлений внешнего мира. Это свойство лежит в основе адаптации. При смещении периодического ритма внешних сигналов (например, при перелете через несколько часовых поясов) для сбалансирования функций требуется несколько суток. У человека в процессе жизни формируется динамический стереотип — относительно устойчивая система условно-рефлекторных действий высших животных и человека, вырабатываемая на привычные, повторяющиеся в определенной последовательности раздражители. В силу выработанных привычек человек просыпается, употребляет пищу, работает, спит и т.д. У человека существует два механизма биоритмов — врожденный (древний, внутриклеточный) и условно-рефлекторный. В силу врожденных биоритмов человек менее работоспособен в 2—5 и 12—14 часов и более работоспособен в 8—11 и 15—17 часов. При изменении условий "привычки" меняются, вырабатывается новый динамический стереотип. Частая смена ритма жизни оказывает негативное влияние на нервную систему и здоровье человека. В исследованиях, проведенных с обезьянами, в условиях полного затмения суточный режим кормления менялся несколько раз. Через два месяца у приматов появились характерные признаки невроза, вплоть до инфарктов.

В публикациях последних 20—30 лет получил достаточно широкое распространение расчетный метод характеристики биоритмов у человека. Известны три околомесячных ритма: физический, эмоциональный и интеллектуальный. Физический и эмоциональный ритмы, описанные в 1887 году Флисом, включают, соответственно, 23 и 28 дней. Физический ритм характеризует силу, выносливость, физическую работоспособность и некоторые другие качества организма. Эмоциональный ритм характеризует настроение человека, силу проявления его эмоций. Интеллектуальный ритм, описанный Глетчером в 1930 году, характеризует творческие способности человека и длится 33 дня. Ритмы рассчитываются делением полного числа прожитых дней на 23, 28 и 33. Остаток определяет положение каждого цикла. В первую половину ритмов (до 11—12-го дня при оценке физического биоритма, до 14-го дня — при оценке эмоционального, до 16—17-го дня — при оценке интеллектуального) отмечается положительная динамика характеристик, во вторую — отрицательная. День перехода из положительной фазы в отрицательную и обратно ("нулевой" день) является критическим.