CC BY
51
Обзоры
УДК ви.7«(.1 «5»
Кандидаты мед. наук В. А. Доскин и Н. А. Лаврентьева
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
Одной из кардинальных медико-социальных проблем является проблема ритмических колебаний работоспособности человека. Обобщение и анализ материалов, накопленных в этой области, необходимы для научной организации профессионального труда. Настоящая статья содержит обзор современной литературы, где наряду с общими закономерностями ритмических колебаний работоспособности рассмотрены индивидуальные особенности работоспособности, свойственные лицам различного биоритмологического профиля.
Различают работоспособность как личностный потенциал, характеризующий индивида на протяжении продолжительного времени, и как актуальную работоспособность, характеризующую индивида в каждый данный момент и выражающуюся в конкретных показателях функционального состояния организма и эффективности деятельности (В. П. Загрядский и А. С. Егоров). Организм человека, все его функции подчинены общему суточному (точнее циркадному) ритму (Б. С. Алякринский). На все внешние воздействия организм человека реагирует как циркадная организация, т. е. сила и направленность его ответа во многом зависят от того, в какой фазе находятся основные функции организма (НеНЬги^е и соавт.).
Хорошо изучено, что в зависимости от суточного ритма физиологических функций в различные периоды меняется уровень актуальной работоспособности. Многочисленные наблюдения показывают, что в ночные часы, когда отмечается минимальный уровень физиологической активности, работоспособность человека гораздо ниже, чем в дневные. Особенно неблагоприятен промежуток времени от 1 до 3—4 часов ночи: в этот период резко возрастает количество несчастных случаев на производстве (АзсИоГО, число производственных ошибок (М. Г. Бабаджанян и Л. А. Муксинова), наиболее выражено утомление у рабочих (Г. М. Гамбашидзе х). Поэтому большинство исследователей отмечают, что ночная работа менее продуктивна и представляет биологическую нагрузку для организма.
Инвертированный ритм сна и бодрствования у людей, десятилетиями работающих в ночную смену, по мнению некоторых исследователей, не изменяет ритма вегетативных функций. Так, у ночных медицинских сестер температура тела, артериальное давление, пульс и т. п., несмотря на продолжительную работу ночью, снижаются до минимума в 3 часа {АзсИоГО. Однако, как показывают исследования Г. М. Гамбашидзе, затруднения в перестройке суточных ритмов связаны с неблагоприятными условиями для отдыха днем после ночных смен. При достаточном отдыхе характер суточных ритмов физиологических функций частично изменяется, работоспособность улучшается.
Электроэнцефалографическое изучение фаз сна и их соотношения у лиц, спящих днем и работающих ночью, показало, что, несмотря на отсутствие существенных различий в периодах и амплитуде различных его стадий ночью и днем, дневной сон по ряду признаков является более атипич-
1 Автореферат кандидатской диссертации. М., 1969.
ным. Это связывается с нарушением циркадных ритмов за счет сдвига времени сна, однако на работоспособности эти изменения существенно не сказываются (Globus и соавт.).
При длительной работе ночью адаптационные возможности организма позволяют сформировать новый суточный стереотип, поэтому «шпринге-ровская смена» (12-часовая смена и 24-часовой отдых) значительно менее благоприятна для организма, чем многонедельная работа ночью, укладывающаяся в суточный цикл (Mills; Golquhoun).
В условиях измененных суточных режимов на характер и продолжительность перестройки влияют степень отклонения изучаемых режимов от обычного распорядка дня и мотивации. Быстрее всего перестраивается ритм ЭЭГ, затем ритм пульса и температуры тела и позже всего частота дыхания (А. Н. Лицов). Перестройка привычного режима на сдвинутый и дробный заключается в синхронизации циркадных ритмов человека с внезапно инвертированным режимом сна и бодрствования. Длительность переходного периода различна не только для отдельных систем организма, но и для процессов, протекающих в одном органе. Средняя продолжительность такого периода варьирует от 2 дней до 2 недель (В. В. Парин и соавт.; Sharp). Длительность переходного периода индивидуальна и может даже явиться критерием для оценки устойчивости механизмов регуляции физиологических функций.
Если извращение суточной цикличности у человека возможно только при определенных, искусственно созданных условиях, то изменение ее в отдельные отрезки времени под влиянием большой физической нагрузки и неправильного режима труда и отдыха происходит довольно легко. Сдвиг режима работы и отдыха на 5 часов может вызвать нарушение циркадных ритмов у человека (Halberg и Reinberg). Еще чаще нарушения в суточном ритме физиологических функций отмечаются при выполнении работ, характеризующихся большим нервным напряжением.
Следует подчеркнуть, что гетероритмичные раздражения тяжело переносятся нервной системой и приводят к неврозу и обусловленной им соматической патологии (Pierach).
Высказывается даже гипотеза, что долгожительство обусловлено проживанием в условиях, обеспечивающих стабильность циркадных ритмов (Vaiculescu).
Исследование динамики работоспособности в течение дня у детей и взрослых показало, что, как правило, имеются 2 пика повышенной работоспособности («бигемннус»), совпадающих с периодами высокого уровня физиологических функций — первый около 10—12 часов, второй — около 16—18 часов. К 14 часам работоспособность падает.
Высокая работоспособность в любом виде деятельности обеспечивается только в том случае, когда жизненный ритм правильно согласуется со свойственными организму естественными ритмами его психофизиологических функций (Б. С. Алякринский). Однако ритмические колебания работоспособности менее стереотипны и изменяются чаще, чем ритм вегетативных функций (И. Г. Васильев и соавт.; Klein и соавт., и др.). При этом чем больше человек адаптирован к определенному суточному ритму с 8-часовым режимом труда, тем менее устойчив циркадный ритм его собственной работоспособности.
Зона биоритмологического оптимума для деятельности имеет значительные индивидуальные колебания. Таи, некоторые люди обладают большей работоспособностью утром (так называемые утренние типы или «жаворонки»), другие — вечером (вечерние типы или «совы»). Этот факт объясняет существование «утренних» и «вечерних» типов температурной кривой, динамики сердечных сокращений и т. п. (Kleitman. Цит. Dubois, 1959), что, как правило, определяет повышение или понижение работоспособности в циркадном ритме, особенно при деятельности, не связанной со значительными энерготратами.
Есть основание полагать, что проявление этих особенностей человека связано с ритмом сон — бодрствование. Как показывают исследования, есть люди, рано засыпающие и рано просыпающиеся («утренние» типы) и поздно засыпающие и поздно просыпающиеся («вечерние» типы). Эти типы настолько устойчивы, что их предлагают учитывать при определении профессиональной пригодности (А. М. Вейн).
Косвенные данные о распространенности «утренних» типов можно получить из работы А. М. Вейна и соавт., посвященной анализу и природе расстройств сна. Изучение особенностей сна 5650 человек выявило, что у 48% из них отмечается раннее пробуждение. Совершенно очевидно, что нельзя безоговорочно отнести этих лиц к «утренним» типам, однако можно предположить, что среди рано пробуждающихся наибольшее количество «утренних» типов.
Характерно, что среди лиц различного профиля трудовой деятельности удельный вес «утренних» и «вечерних» типов неодинаков^ Так, например, Натрр у 52% из 400 обследованных выявил преобладание того или иного типа деловой активности; 2/з из них относятся к «вечерним» типам и 7з — к «утренним». Следует указать на то, что наибольший процент «утренних» типов отмечен среди служащих; среди работников умственного труда преобладают лица «вечернего» типа, тогда как среди лиц, занятых физическим трудом, почти половину составляют лица с недифференцированным ритмом работоспособности. При этом субъективный оптимум рабо-тоготовности не всегда совпадает с максимумом фактической работоспособности. Так, у подавляющего большинства «утренних» типов субъективный и объективный оптимумы совпадают, тогдг как у «вечерних» такое совпадение обнаруживается лишь в 45% случаев (Натрр).
Это обстоятельство выдвигает вопрос о том, какие физиологические механизмы ответственны за столь различное протекание функций во времени. Возможно, не у всех людей суточные колебания физиологических функций находятся в одной фазе. В частности, содержание адреналина в крови нарастает ночью только у 52% обследованных, у 34% оно снижается и у 14% остается неизменным. Уровень ацетилхолина уменьшается ночью у 83,8% обследованных, повышается же у 16,2%. Также разно-направлено изменяется содержание и других биологически активных веществ (В. В. Ковальский), что, несомненно, оказывает определенное влияние на настроение, работоготовность и работоспособность человека. Натрр считает, что определенную роль в распределении «утренних» и «вечерних» типов по социальным группам играет тяжелый физический труд, вызывающий более сильное утомление, чем умственная работа, и делающий человека неспособным после трудового дня испытывать желание работать вечером. Однако, как подчеркивает этот автор, высказанное предположение не может полностью объяснить наблюдаемых фактов.
Экспериментальные исследования показали, что волевой коррекцией можно изменить не только интенсивность деятельности, но в известной мере и физиологическое состояние организма, поэтому в ряде случаев при различных состояниях организма отмечаются стабильные результаты эффективности деятельности (В. П. Загрядский и соавт.). Так, если в обычных условиях у 50% работающих в ночную смену фиксируются нарушения сна, аппетита, пищеварения и т. п., то при выполнении работ с «высокой психической готовностью к труду» осложнения такого рода встречаются лишь у 20% рабочих (БсЬгтс!).
Очевидно, необходимо провести ряд исследований с целью выяснения представительности основных типов работоспособности в различных воз-растно-социальных группах. Сюда тесно примыкают вопросы наследования биоритмологических особенностей, их целесообразности на каждом этапе филогенетического и социального развития человека, а также возможность «воспитания» того или иного типа «временной активности». С этой целью в первую очередь следует разработать критерии для дифференциальной
диагностики основных биоритмологических типов работоспособности человека. Дальнейшее изучение ритмических колебаний работоспособности позволит более корректно оценивать работоготовность и работоспособность, истолковывая неоднозначно динамику психофизиологических показателей, особенно в тех случаях, когда налицо феномен Wilder.
Выявление биоритмологических особенностей человека должно дать и ощутимый практический эффект, например когда речь идет о профессиональной ориентации, о формировании групп для длительно функционирующих закрытых систем, при распределении видов деятельности во время •бодрствования и т. п.
ЛИТЕРАТУРА. Алякринский Б. С. Космическая биол., 1971, № 2, с. 53.— Бабаджанян М. Г., M у к с и н о в а Л. А. Гиг. труда, 1966, № 9, с. 3.— Васильев И. Г. и др. Физиол. ж. СССР, 1967. № 9, с. 817.— В е й н А. М. Бодрствование и сон. М., 1970.— В е й н А. М. и др. Сов. мед., 1971, № 2, с. 114.— Загрядский В. П., Егоров А. С. Гиг. труда, 1971, № 4, с. 21.— 3 а г р я д -с к и й В. П., Егоров А. С., Я к о в е ц Б. Н. Воен.-мед. ж., 1971, № 9, с. 59.— Ковальский В. В. Ж- общей биол., 1965, в. 1, с. 14.— Л и ц о в А. Н. Экспериментальное изучение суточной динамики некоторых физиологических функций и работоспособности человека в условиях обычных и измененных режимов деятельности. Автореф. дисс. канд. Л., 1967.— Парим В. В. и др. В кн.: Проблемы биоклиматолегии и кли-матофизиологии. 'Новосибирск, 1970, с. 273.— Aschoff J., Science, 1965, v. 148, p. 1927,— Dubois F. S., Am. J. Psychiat., 1959, v. 116, p. 114.— Globus G. G., Phoebus E. С., Bovd R., Aerospace Med., 1972, v. 43, p. 266.—G о 1 q u h о-um W. P., Ergonomics, 1970, v. 13, p. 558.— Halberg F., Reinberg A.. J. Physiol. (Paris), 1967, v. 59, p. 117 — H a m p p H., Arch. Psychiat. Nervenkr., 1961, Bd 201, S. 355. — H e 11 b r u gge Th., Pechstein J., Uliner R. et al. Fort-schr. Med., 1967, Bd 85T S. 289.— KJ e i n K- E., В r u n e r H., Holtmann H. et al. Aerospace Med., 1970, v. 41, p. Г25Г- Mills I. N.. Trans. Soc. Occup. Med., 1967, v. 17, p. 5.— P i e г a с h A., Acta med. scand., 1955, v. 152, Suppl. 307, p. 159. — 5 с h m i d В., Arbeitsmed. Sozialmed. Arbeitshyg., 1971, Bd 6, S. 263.— V о i с u I e s -с u M., Viata med., J972, v. 19, p. 289.— Wilder J., J. nerv. ment. Dis., 1957, v. 125, p. 73.
Поступила 1C/I 1973 r.
УДК 613-073.811.3(047)
Доктор мед. наук Ю. В. Новиков
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Одним из физических методов, нашедших широкое применение не только в физике, но и в химии, биохимии и биологии, является метод электронного парамагнитного резонанса. Строение сложных молекул, жидкостей, кристаллов, исследования химических реакций и радикалов, структура полимеров и биологических объектов — вот далеко не полный перечень задач, которые решаются сейчас этим методом. С каждым годом техническое применение его расширяется. Японская фирма, выпускающая приборы для этой цели, выбрала в качестве своей эмблемы ключ, вокруг которого по орбите двигается электрон. И действительно, для многих исследователей метод электронного парамагнитного резонанса стал тем «ключом», с помощью которого открываются двери в такие области исследования, куда еще совсем недавно ученые не могли проникнуть. Этот метод является весьма перспективным как средство познания природы канцерогенеза, лучевого поражения, ферментативного катализа, фотосинтеза.
Ценность метода состоит в том, что он позволяет обнаружить неспарен-ные электроны даже при очень низкой их концентрации в любом веществе, не разрушая и не видоизменяя его, и при этом характеризовать их энергетические состояния или локализацию. Неспаренные электроны играют очень важную роль в любой химической или биологической системе бла-
