Влияние биоритмов на физическую работоспособность детей среднего школьного возраста

Влияние биоритмов на физическую работоспособность детей среднего школьного возраста

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Воронежский государственный педагогический университет

Выпускная квалификационная работа

НА СТЕПЕНЬ БАКАЛАВРА ОБРАЗОВАНИя

ВЛИяНИЕ БИОРИТМОВ НА ФИЗИчЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ДЕТЕЙ СРЕДНЕГО ШКОЛЬНОГО

ВОЗРАСТА

Воронеж 1999

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава I Современный подход к проблеме биологических ритмов в природе 5

I.1 Биологические ритмы и их классификация 8

I.2 Функциональное состояние биологических ритмов человека 12

Глава II Организация и методы исследования 14

II.1 Цели и задачи 15

II.2 Методы тестирования 16

Глава III Анализ и обобщение влияния биологических ритмов на

физическую работоспособность детей среднего школьного возраста 22

Глава IV Разработка рекомендаций 25

Выводы 26

Список литература 28

Введение

Все живые организмы начиная от простейших одноклеточных и кончая такими

высокоорганизованными, как человек, обладают биологическими ритмами,

которые проявляются в периодическом изменении жизнедеятельности и, как

самые точные часы, отмеряют время. С каждым годом ученые находят новые

внутренние ритмы. если в 1931 году шведскими учеными г. Агреном,

О.Виландером и Е.Жоресом впервые было доказано существование суточного

ритма изменения содержания гликогена в печени и мышцах, то в 60-х годах

обнаружено уже более 50-ти биологических функций, имеющих суточную

периодичность. В настоящее время их насчитывается более ста.

Интенсивность большинства физиологических процессов на протяжении суток

имеет тенденцию повышаться в утренние часы и падать в ночное время.

Примерно в эти же часы повышается чувствительность органов чувств: человек

утром лучше слышит, лучше различает оттенки цветов.

Изучение биоритмов организма человека позволит научно обосновать

применение лекарственных препаратов при лечении больных.

В последнее время в нашей стране и за рубежом проводятся большие работы

по исследованию биоритмов человека, их взаимосвязи со сном и

бодрствованием. Поиски исследователей направлены в основном на определение

возможностей управления биоритмами с целью устранения нарушений сна. Задача

эта особенно актуальна, на наш взгляд, в настоящее время, когда

значительная часть взрослого населения земного шара страдает от бессонницы.

Управление внутренними ритмами человека имеет важное значение не только

для нормализации ночного сна, но и для устранения ряда заболеваний нервной

системы, имеющих функциональный характер (например, неврозов). Установлено,

что суточное изменение внутренних ритмов, свойственных здоровому человеку,

при болезненных состояниях искажаются. По характеру искажений врачи могут

судить о ряде заболеваний на начальной стадии.

По-видимому, большинство болезней у человека происходит вследствие

нарушения ритма функционирования ряда органов и систем его организма.

В ходе исторического развития человек и все другие живые существа,

населяющие нашу планету, усвоили определенный ритм жизни, обусловленный

ритмическими изменениями геофизических параметров среды, динамикой обменных

процессов.

Одна из быстроразвивающихся наук XX века — биоритмология, т.е. наука,

изучающая циклические биологические процессы, имеющиеся на всех уровнях

организации живой системы. Дело в том, что живая система постоянно

находится в состоянии обмена веществ с окружающей средой и обладает сложной

динамикой процессов, является саморегулирующейся и самовоспроизводящей

системой. «Биологические часы» в организме — отражение суточных, сезонных,

годовых и других ритмов физиологических процессов.

А так как темпы научно-технического прогресса сейчас приобретают

стремительный характер и предъявляют серьезные требования к человеку, нам

кажется, проблема актуальности биоритмов является сегодня самой важнейшей.

Бездумное отношение человека к самому себе, как и к окружающей природе,

часто является следствием незнания биологических законов, эволюционных

предпосылок, адаптивных возможностей человека и т.д., и т.п. Чтобы

сохранить здоровье человека, всесторонне и гармонично развивать его

физические и духовные качества, необходима не только настойчивая и

плодотворная научно-исследовательская работа, но и большая просветительская

работа.

Цель, которую мы будем преследовать в этой работе — выявить влияние

биологических ритмов на физическую работоспособность детей среднего

школьного возраста.

Основной нашей задачей при написании квалификационной работы является

путь рассмотрения человека — его структурные и функциональные биологические

процессы не только в пространстве, но и во времени, в тесном взаимодействии

с окружающей средой (на примере взаимодействия биоритмов и физической

работоспособности у детей среднего школьного возраста).

Глава I Современный подход к проблеме биологических ритмов в природе

Одной из важнейших проблем современной биологии является изучение

цикличности процессов, протекающем в живом организме. Эта проблема

интересует врачей и авиаторов, садоводов и орнитологов, биохимиков и

генетиков, биофизиков и иммунологов, физиологов и космонавтов.

Идея ритмического течения процессов в природе и человеческой

жизнедеятельности имела приверженцев еще в самый ранний период развития

естествознания. В IV в. до н. э. гениальный мыслитель древности Аристотель

писал: «Продолжительность всех этих явлений, и беременности, и развития, и

жизни совершенно естественно измерять периодами. Я называю периодами день и

ночь, месяц, год и времена, измеряемые ими; кроме того, лунные периоды…

Подобно тому, как море и всякого рода воды стоят, как мы видим, неподвижно

или волнуются соответственно движению или покою ветров, а воздух и ветры —

соответственно периодам солнца и луны, а также и то, что возникает из них

или в них, необходимо должно следовать за этими периодами, ибо в порядке

вещей, чтобы периоды менее важные следовали за более важными. Ведь у ветра

есть известная жизнь, возникновение и уничтожение. Что касается обращения

светил», оно может иметь какие-нибудь другие причины [Харабуга С.Г., 1976].

Итак, одним из условий существования живых систем является свойственная

живой материи ритмичность биологических функций.

Выработанная всем ходом эволюции временная последовательность

взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей

средой способствует гармоничному согласованию разных ритмических

биологических процессов и обеспечивает нормальную жизнедеятельность

целостного организма. Тем самым выявляется важное адаптивное значение

биоритмов для жизнедеятельности организма.

Биологические ритмы описаны на всех уровнях — начиная от простейших

биологических реакций в клетке о кончая сложными поведенческими реакциями.

Таким образом, живой организм является совокупностью многочисленных ритмов

с разными характеристиками.

С понятием «ритма» связано представление о гармонии, организованности

явлений и процессов. В переводе с греческого слово «ритм», «ритмос»

означает соразмерность, стройность. Ритмическими называются такие явления

природы, которые периодически повторяются. Это — движение небесных тел,

смена времен года, дня и ночи, периодичность приливов и отливов,

чередование максимумов и минимумов солнечной активности.

Различные физические явления отличаются периодическим, волнообразным

характером. К их числу можно отнести электромагнитные волны, звук и т.д. В

жизни примером служит изменение атомного веса элементов, отражающее

последовательное чередование химических свойств материи.

Основные ритмы в природе, наложившие свой отпечаток на все живое на

Земле, возникли под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и

звездам.

Из всех ритмических воздействий, поступающих из Космоса на Землю,

наиболее сильным является воздействие ритмически изменяющегося излучения

Солнца. На поверхности и в недрах нашего светила непрерывно идут процессы,

проявляющиеся в виде солнечных вспышек. Мощные потоки энергии,

выбрасываемые при вспышке, достигая Земли, резко меняют состояние

магнитного поля и ионосферы, влияют на распространение радиоволн,

сказываются на погоде. В результате возникающих на Солнце вспышек

изменяется общая солнечная активность, имеющая периоды максимума и

минимума.

Многочисленные исследования, проведенные отечественными и зарубежными

учеными, показали, что во время наибольшей активности Солнца возникает

резкое ухудшение состояние больных, страдающих гипертонической болезнью,

атеросклерозом и инфарктом миокарда. В этот период времени происходят

нарушения функционального состояния ЦНС, возникают спазмы кровеносных

сосудов.

Французские ученые Г.Сардау и Г.Валло установили, что момент прохождения

пятен через центральный меридиан Солнца в 84% случаев совпадает с

внезапными смертями, инфарктами, инсультами и другими осложнениями.

Советский ученый В.П.Девятов подсчитал, что в первые же дни после

появления пятен на Солнце количество автомобильных катастроф возросло

примерно в 4 раза по сравнению с периодами, когда пятен было немного. Эти

данные согласуются с результатами исследований других ученых, показавших,

что в период неспокойного Солнца реакция человека на любой внешний

раздражитель значительно замедляется.

Излучение Солнца также оказывает влияние на умственную деятельность

людей, на творческую активность человека и т.д. и т.п.

Жизнь на нашей планете связана с вращением Земли вокруг своей оси,

определяющим суточный ритм, и с вращением вокруг Солнца, от которого на

Земле зависит смена времен года. Большинством живых организмов сезонный

ритм воспринимается как смена времен года. Он определяет рост, развитие и

гибель растений. Вращение Земли вокруг своей оси обуславливает ритмичное

изменение факторов внешней среды: температуры, освещенности, относительной

влажности воздуха, барометрического давления, электрического потенциала

атмосферы, космической радиации и гравитации.

Все перечисленные факторы внешней среды оказывают влияние на жизненные

процессы живых организмов, среди них особое значение имеет чередование

света и темноты. От суточного режима зависит обмен веществ в растениях —

поглощение углекислоты днем и отдача кислорода ночью. У животных суточные

ритмы проявляются в виде чередования периодов бодрствования и активности с

периодами сна и покоя.

Все живое на Земле развивалось под влиянием суточных и сезонных ритмов.

Но всегда ил они имели такую продолжительность, как теперь?

Многие ученые считают, что миллионы лет назад Земля вращалась быстрее, и

сутки были короче. Причиной замедления вращения Земли стало течение

вещества в приливных водах океанов и в твердом теле Земли. В свое время

приливные силы прекратили вращение Луны, более легкой, чем Земля.

Под воздействием циклической деятельности Солнца и вращение Земли вокруг

своей оси и вокруг Солнца возникла периодичность явлений, происходящих в

природе. Она проявляется и в смене погоды, и в извержении вулканов, и в

землетрясениях, и в наводнениях и т.д. Эта периодичность создала тот ритм в

живых организмах, который составляет сущность их жизни.

I.1 Биологические ритмы и их классификация

Повторяемость процессов — один из признаков жизни. При этом важное

значение имеет способность живых организмов чувствовать время. С ее помощью

устанавливаются суточные, сезонные, годовые, лунные и приливно-отливные

ритмы физиологических процессов. Как показали исследования, почти все

жизненные процессы в живом организме различны.

Ритмы физиологических процессов в организме, как и любые другие

повторяющиеся явления, имеют волнообразный характер. Расстояние между

одинаковыми положениями двух колебаний называются периодом, иди циклом.

По длительности цикла биологические процессы, как правило, в какой-то

степени совпадают с геофизическими циклами. так, например, многие

физиологические функции в организме обусловлены суточной цикличностью

внешних факторов среды, непосредственно связанных с суточной периодичностью

вращения Земли.

Исследования показали, что внутренние суточные ритмы растений и

животных не точно соответствуют 24-часовой периодичности земных суток. Они

немного отличаются в большую или меньшую сторону (чаще в меньшую). Так, для

растений они лежат в пределах 23-28 час., для животных — 23-25 час. Такие

внутренние суточные ритмы живых организмов называются циркадными (в

переводе с латинского «цирка» означает около, «диес» — день, сутки)

[Шапошникова В.И., 1991].

Благодаря биоритмам живой организм гораздо легче приспосабливается к

условиям внешней среды, которые регулируют деятельность циклов и отдельных

их фаз. Такое действие внешних условий на живой организм принято называть

синхронизирующим, а сами факторы воздействия — синхронизаторами. К их числу

относятся свет, шум, запахи, время кормления и т.д. В дальнейшем будет

показано, что синхронизация биоритмов с геофизическими ритмами природы

имеет большое приспособительное значение.

Многие биологические ритмы поддаются систематизации. По длительности

некоторые их них могут совпадать с соответствующими геофизическими циклами.

К таким ритмам относятся суточные, сезонные, годовые, лунные, приливно-

отливные изменения жизнедеятельности в организмах. Благодаря им наибольшая

активность и усиленный обмен веществ в организме совпадают с наиболее

благоприятными для этого внешними условиями и временем суток, месяца, года.

Функциональные ритмы, обеспечивающие непрерывную жизнедеятельность

организма, как правило, имеют короткие циклы — от долей секунды до минут. К

их числу относятся, например, циклы нервно-мышечного возбуждения и

торможения, а также множество других процессов на уровне молекул, клеток,

отдельных органов.

Иногда функциональные ритмы сочетаются с суточными ритмами. Так,

например, в сердце, кишечнике и других органах животных амплитуда ритмов

меняется в течение суток.

По степени зависимости от внешних условий биоритмы подразделяются на

экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние). Экзогенные ритмы полностью

зависят от изменения внешней среды. Это биохимические процессы. Эндогенные

ритмы протекают при постоянных оптимальных условиях внешней среды и имеют

широкий диапазон частот: от двух тысяч циклов в секунду до одного цикла в

год. К эндогенным относятся ритмы сердцебиения, пульса, дыхания, кровяного

давления, умственной активности, изменения глубины сна и другое.

Существуют ритмы промежуточного характера. К ним можно отнести,

например, серию постепенно затухающих мышечных сокращений, возникающих в

результате одиночного внешнего раздражения.

Отличить эндогенные ритмы от экзогенных можно экспериментальным путем.

Для этого проводят опыты при постоянных условиях внешней среды —

температуры, освещенности, влажности, атмосферном давлении и т.д. Важно

отметить, что основной признак эндогенных ритмов состоит в том, что их

периодичность близка к суточной, но несколько от нее отличается.

Опыты по выявлению эндогенных ритмов проводились как на растениях, так и

на животных (в том числе на человеке). Впервые эндогенные ритмы на

растениях наблюдал более 200 лет назад французский астроном де Мэран.

Примечательно то, что суточная периодичность движения листьев у растений

была открыта не биологом, а астрономом. Изучая вращение Земли, он сделал

открытие о приспособлении живых организмов к вращению Земли.

Эксперименты по изучению внутренних ритмов человека, впервые проведенные

Ашоффом, показали динамику взаимодействия физиологических ритмов организма

в суточном цикле. В этом плане интересно проследить, как изменяется

интенсивность различных физиологических функций в организме человека в

зависимости от времени суток [Бюннинг Э., 1969].

Проблема суточных периодических изменений физиологических функций в

организме человека с давних пор привлекает внимание ученых различных

специальностей, и прежде всего физиологов, врачей, биологов. Знание

динамики изменение физиологических функций организма в определенный момент

и применить более целесообразный и эффективный метод лечения при

заболевании. Суточный ритм организма человека определяется различными

физиологическими функциями (а их, как мы знаем, в настоящее время

насчитывается более сотни). Физиологические функции постоянно изменяются на

фоне бодрствования и сна, активной деятельности и покоя. Интенсивность их

проявления различна в разное время суток. В одно время она максимальна, в

другое — имеет минимальное значение.

Из всех перечисленных примеров можно сделать вывод: суточным ритмом

охвачен весь организм человека, представляющий собой единую систему

взаимодействия всех органов, тканей и клеток. Ритмичность физиологических

процессов, отражающая единство организма и среды, их взаимодействие

проявляется в организме человека в том, что их максимумы и минимумы

приурочены к определенным часам суток. А объясняется это тем, что характер

Страницы: 1, 2