CC BY
360
Психологические науки
ВЛИЯНИЕ БИОРИТМОВ КАК ЗАКОНОВ
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
И.А. Ахвердова
THE EFFECT OF BIORHYTHMS AS VITALITY LAWS UPON HUMAN EFFICIENCY
Akhverdova I.A.
The paper is devoted to the investigation of human rhythmic cycling; interdependence of human vitality, fatigability and efficiency in different kinds of activity; the effect of different factors upon the preservation of human health higher level.
Статья посвящена изучению ритмических колебаний человека; зависимости между работоспособностью, утомляемостью и активностью человека в различных видах деятельности; влияния различных факторов на сохранение высокого уровня здоровья человека.
УДК 371.7У
Один их основных законов жизнедеятельности - закон ритма. Ритмические колебания обнаружены на всех уровнях организации живой материи. Свойственны они и неживой природе. Весь окружающий нас мир непрерывно изменяется, и самая распространенная форма этих изменений - колебания. В одних случаях колебательные движения материи легко доступные для наблюдения, например: вращение Земли вокруг оси с периодической сменой дня и ночи и вращение вокруг солнца - с изменением сезонов года; 6-, 11-, 22-летние циклы солнечной активности. О других формах колебательного движения материи мы узнаем лишь косвенным путем: их период настолько велик, что несоизмерим с продолжительностью человеческой жизни. Таковы, например, ритмы движения звезд, планет и галактик.
Биологические объекты - одна из форм организации материи, и периодические колебания свойственны им так же, как неживой природе. На сегодняшний день описаны ритмические изменения более 400 физиологических функций, и список этот продолжает пополняться.
Несмотря на то, что интерес человечества к ритмическим колебаниям прослеживается на протяжении двух с половиной тысячелетий и восходит к древнегреческому поэту Архилоху, писавшему: «Познай, какой ритм владеет людьми», реальный прогресс в изучении биологических ритмов наметился лишь с 30-х годов XX века. Особенно бурно
хронобиология развивается в последнее 2-3 десятилетия - срок для фундаментальных исследований и формирования отдельной научной дисциплины небольшой. Однако сделано за это время многое, и не только накоплен фактический материал, но разработана теория происхождения биологических ритмов и создано несколько вариантов их классификации.
Наиболее распространенная из них датируется 1969 годом, когда Ф. Халберг предложил выделять околосуточные (цирка-диальные), и околонедельные (циркасен-тальные) и окологодовые (цирканнуальные) колебания. В зависимости от уровня организации биосистем описаны клеточные, органные, организменные и популяционные биологические ритмы. По частоте их разделяют на 5 классов: ритмы высокой частоты (с периодом колебаний от долей секунды до 30 минут), средней частоты (с периодом колебаний от 30 минут до 28 часов), мезоритмы (период колебаний которых составляет 28 часов - 6 дней), макроритмы с периодом от 20 дней до 1 года и мегаритмы с колебанием, продолжающимися десятки и сотни лет.
Колебания с периодами, близкими к основным геофизическим циклам, называют еще адаптивными ритмами. Роль их заключается в адаптации организма к периодическим изменениям внешней среды. К указанной категории относятся суточные и сезонные колебания физиологических показателей. Именно они представляют наибольший интерес для хронофизиологов, и неслучайно, ибо суточная и сезонная периодичность присущи всем уровням биологической организации. Об этих ритмах мы знаем уже немало - выяснена, например, их природа.
Эндогенная природа суточных биологических ритмов у большинства хронофи-зиологов не вызывает сомнений. В оценке генеза сезонных колебаний такого единодушия пока нет. Длительное время считалось, что колебания физиологических параметров от сезона к сезону являются прямым следствием сезонных изменений погодных факторов. Однако в последние годы все чаще раздаются голоса, свидетельствующие в пользу эндогенного происхождения и этой группы
колебаний. За миллионы лет эволюции живые организмы не только приспособились к периодическим изменениям окружающей среды. Но и научились «предугадывать» их заранее, начиная их перестройку. Таким образом и тут внешним факторам отводится роль синхронизаторов и регуляторов колебаний эндогенной природы.
А какой из внешних регуляторов наиболее важен? Для животных это, несомненно, колебания освещенности, продолжительности светового дня. А для человека? Он - существо социальное, и поэтому считалось, что ведущими синхронизаторами его биологических ритмов являются социальные факторы - режимы дня, работы. Но нельзя игнорировать биологическую природу человека. Исследования последних лет показывают, что цвет также участвует в регуляции биоритмов человека и предостаточно его интенсивности является их мощным синхронизатором. Отечественный ученый А. Д. Слоним еще в 1954 году описал уплощение температурной кривой у девушек, живущих в условиях искусственного освещения. А при моделировании светового режима космического корабля «Аполлон» выяснилось, что снижение освещенности до уровня общепринятых гигиенических норм вызывает сглаживание суточных колебаний температуры тела и частоты сердечных сокращений у здоровых людей. Японскими исследователями описаны особенности цир-кадианных колебаний температуры тела у слепых людей: запаздывание фазы ритма, уменьшение амплитуды колебаний. Н. Агаджанян обследовал юношей с нормальным и утраченным зрением, живущих в условиях одинакового режима дня, и обнаружили отличия как суточных, так и сезонных колебаний многих физиологических показателей.
Это, как и приведенные выше примеры, подтверждает участие света в регуляции деятельности «биологических часов».
Итак, мы знаем, какие бывают ритмы; знаем, что ритм может быть условно описан синусоидой и охарактеризован с помощью периода колебаний, амплитуды и положительное акрофаза. Теперь можно попытаться
проанализировать собственную хронограмму. Несколько раз в течение суток, например, в 7, 11, 15, 19, 23 часа, а желательно и ночью, измерьте температуру тела и посчитайте пульс. Чтобы с уверенностью говорить о ритме, необходимо проанализировать несколько периодов, потому измерения нужно повторять в течение трех дней. В результате вы сможете построить 3 кривых, отражающих изменения избранного параметра в течение суток. Сравним максимальные и минимальные значения каждого показателя. Даже при любительском анализе становится понятно, что нельзя указывать некую «норму» показателя без учета его изменений в течение суток. А если повторить исследования в разные сезоны, можно обнаружить, что суточные кривые физиологических показателей могут отличаться в разные периоды года. Для одних параметров эти различия будут большими, для других - меньшими, но факт остается фактом: физиологическая «норма» зависит от сезона. Разница в положении акрофаз в зимний и летний периоды может достигать несколько часов. Потому ученые озабочены выявлением почасовых, сезонных, региональных, возрастных нормативов физиологических показателей.
Итак, мы выяснили, что нет ни одного организма, клетки, органа, которые бы подчинялись закону ритма. Жизнь большинства организмов на земле подчинена ритмам, которые видоизменяют их активность на протяжении суток, лунного месяца или же года. Все биологические ритмы человека развивались в процессе его эволюции и за многие тысячи лет превратились в циклические процессы, протекающие в живом организме.
У человека существуют системы различных видов ритмов: дыхания, сокращения сердца, колебания температуры тела в течение суток, электрическая активность мозга, работы внутренних органов, тканей клеток -все построено на ритмах.
Различают ведущие и ведомые ритмы. Ведущие - это ритмы центральной нервной системы. Так, кора головного мозга держит связь с окружающей средой и передает сигналы времени внутренним органам. Ведаемыми являются ритмы суточного колебания
температуры тела, работа эндокринных желез. Все различные виды ритмов живого организма работают согласованно друг с другом. Так, существуют органы, работающие максимально днем, а есть органы, которые работают больше ночью.
Различают биоритмы по длине волн: суточные, недельные, месячные, сезонные, годовые и т.д. Наиболее важными являются для человека суточные и сезонные биоритмы. Конечно, эти ритмы синхронизируются временными ориентирами, такими как свет и темнота, приливы и отливы, смены сезонов. Свет, попадая на сетчатку глаз через зрительные нервы попадает в отдел головного мозга, где находится гипоталамус, который передает информацию гипофизу, который на свету - днем вырабатывает больше гормонов, чем в темноте, то есть ночью. Происходит смена процессов возбуждения и торможения. Независимо от внешних факторов эти ритмы поддерживаются внутренними ритмами, запрограммированными генетически и находящимися под контролем «биологических часов».
Выделение гормонов железами внутренней секреции также идет ритмично. Гормонов адреналина и нонадреналина вырабатывается максимум к 9 часам утра, как бы подготавливая человека к наибольшей двигательной активности в течение дня, а минимум гормонов - к 20 часам и ночью, когда функция органов снижена. Особенно неблагоприятным считается время с 2 до 4 часов ночи. Это в особенности относится к циклу сна и бодрствования, который может сохранять свою примерно суточную периодичность, даже если индивидуум не получает извне никакой информации о том, какое сейчас время суток.
Число родов также колеблется в течение суток. Максимум рождаемости приходится на время от 0 до 11 часов, минимум от 12 до 23 часов. Акушеры говорят, что родовая деятельность наиболее активна с 23 до 6 часов, а с 11 до 18 часов значительно ослабевает. Начало схваток чаще отмечается в первые три часа суток по местному времени. Однако на фоне обычного суточного ритма появляются пики рождаемости, не связан-
ные со временем суток. Вероятнее всего, их возникновение обусловлено межпланетными влияниями - в частности, фазами Луны. Предполагают, что суточный ритм рождаемости определяется организмом роженицы, а влияние планет сказывается на рождаемости, изменяя ритмы активности плода.
Биологические часы, ответственные за циркадианные (околосуточные) ритмы, регулируются при участии передней области гипоталамуса. Существуют также ритмы, период которых близок одному году, - это цирканнуальные ритмы, они позволяют различным животным программировать свою деятельность, связанную с размножением, миграциями или зимней спячкой. Таким образом, нельзя говорить о каких-то единственных биоритмах; скорее всего имеется несколько подобных механизмов, связанных друг с другом, причем каждый из них обладает своей собственной периодичностью. Цирканнуальные биоритмы позволяют человеку адаптироваться к смене времен года. Однако современная цивилизация и связанное с ней единообразие условий жизни все больше и больше притупляют чувствительность нашего организма к текучему времени и важнейшим ритмам природы.
Изучением биоритмов занимается наука хрономедицина, в соответствии с ней, сколько функций у человеческого организма, столько и ритмов. Один из них - работоспособность. Учеными доказано, что эта функция организма, как и любая другая, меняется на протяжении суток, недели или года, а за фазой активности обязательно следует фаза расслабления. Нарушение этого ритма может повлечь за собой пониженное внимание, повышенную утомляемость.
Годовые колебания работоспособности пока мало изучены, но есть версия, что в сентябре и феврале она достигает своего максимума. А самыми активными днями недели считаются вторник, среда и иногда четверг.
В суточном ритме изменяется и деятельность центральной нервной системы. Чувствительность центров головного мозга максимальна в середине дня, минимальна ночью. Считается, что возбудимость коры,
как и работоспособность человека, оптимальна в утренние и дообеденные часы; потом она снижается, начинает преобладать тормозной процесс, но к 16 - 17 часам отмечается некоторый подъем возбудимости, а затем она прогрессивно снижается, достигая минимума к моменту сна.
Впрочем, не у всех людей работоспособность выше всего утром. Вероятно, вы слышали о «совах» и «жаворонках». В основе суточных биоритмов лежит цикл «сон -бодрствование». В зависимости от того, как строится этот цикл все люди делятся на «жаворонков» (25 - 30 %), «сов» (25 - 30 %). Но специалисты определяют еще и тип «голубей» (40 - 50 %), которые в различных обстоятельствах могут вести себя по-разному. Существует версия, что в детстве почти все люди - «голуби», склонность к первым двум типам вырабатывается позднее, в зависимости от уклада жизни в семье, предрасположенности организма и т.д.
«Жаворонки» активны по утрам: в это время у них все спорится. Во вторую половину дня они становятся вялыми, быстро утомляются, им трудно заставить себя сосредоточится.
Правда, социальные условия (урбанизация, режим работ, домашние дела и не в последнюю очередь всемогущее телевидение) превратили многих из нас в «голубей», у которых из-за недосыпания утром работоспособность, как у «сов», а вечером - как у «жаворонков». Если вы можете спокойно работать только после того, как улягутся ваши домашние и в квартире установится относительная тишина, не спешите относить себя к совам, советует Н. Агаджанян. Известно, что субъективная оценка типа работоспособности очень часто противоречит данным, полученным в эксперименте. Исследования показали, что большинство «голубей» - это «разболтанные жаворонки». Попробуйте нормализовать свой режим дня, не досиживайтесь допоздна перед телевизором или за увлекательным чтивом - и результат скоро ощутите и вы сами, и ваши коллеги.
«Не пытайтесь работать против своего естественного дневного ритма (который вы
если и сможете изменить, то незначительно), а используйте эти закономерности в вашем распорядке дня!» - настаивает в книге «Ваше время - в ваших руках» немецкий исследователь Лотар Зайверт, не один десяток лет посвятивший проблеме эффективного использования времени.
Обычно пик работоспособности человека приходится на первую половину дня. В это время активно функционирует желудок, поджелудочная железа, селезенка и сердце. Во второй половине дня активно работает тонкая кишка. Наступает спад продуктивности, с которым многие пытаются бороться с помощью кофе.
По мнению медиков, если игнорировать значение биоритмов, это может привести к проблемам со здоровьем. Например, когда человек отправляется в командировку через несколько часовых поясов, с ним происходит десинхроноз - расхождение ритмов организмов и ритмов окружающей среды. Врачи утверждают, что если организм в течение длительного времени не может вновь войти в свой естественный ритм, в нем возникают изменения и повреждения, наступает кризисное состояние и даже полная остановка.
При очень напряженной работе даже дневной ритм, как правило, постоянно нарушается. В результате чего, 8 % взрослого населения страдает бессонницей, 15 % - недостаточно отдыхают во сне. Все это вызывает повышенную утомляемость и отражается на деятельности. Существует версия, что многие катастрофы, в том числе на Чернобыльской АЭС, вызваны именно утомленностью персонала. Но это происходит не столько из-за тяжелого труда, сколько из-за несоответствия индивидуальных биоритмов человека режиму работы.
К нормализации режима дня, приближению его к природным ритмам призывает и владивостокский ученый Л. Глыбин. Он обнаружил в суточном ритме работоспособности 5 подъемов (в 5, 11, 16, 20 и 24 часа) и 5 спадов (около 2, 9, 14, 18 и 22 часов по зимнему времени). Вы наверное ощущали, что если одолеть сонливость овладевающую нами в 22 - 23 часа, то после полуночи от-
крывается «второе дыхание», спать совершенно не хочется, и кажется, что можно свернуть горы - пока не наступает 2-3 часа. А вот какова работоспособность на рассвете, знают не многие. Известно, что Лев Толстой приступал к работе ранним утром и ценил эти часы творчества превыше всех прочих. Мы же, похоже, свое лучшее время просто просыпаем. Л. Глыбин предлагает сместить начало рабочего дня на ранние утренние часы и заканчивать его вскоре после полудня. Подъем в 4 часа, приемы пищи в 4, 10, 15 и 19 часов, отход ко сну не позже 21 часа - и следователь полагает, что такой режим способен существенно повысить производительность труда. Именно в таком ритме в течение многих тысячелетий жили наши предки. Рано ложиться и рано вставать -значит следовать естественному ритму, обусловленному физиологической природой человека.
Суточная и сезонная периодичность присущи всем уровням биологической организации. Есть все основания утверждать, что они не только служат целям приспособления организма к циклическим изменениям окружающей среды, но и составляют универсальную временную основу, необходимую для сочетания деятельности многих и многих физиологических систем. В зрелом возрасте здоровый человек характеризуется специфическим биоритмологическим статусом, который можно считать эталоном оптимального «количества здоровья». В процессе старения уменьшается амплитуда колебаний физиологических параметров, ритм постепенно утрачивается (причем для разных функций - с разной скоростью). Отечественный исследователь В. М. Дилман считает, что основной причиной естественной смерти человека является поломка Больших Биологических Часов, рассогласование деятельности «центра» и «периферии» - гипоталамуса и нервной и эндокринной систем. Потому и относится к биоритмологии следует не как к экзотическому модному увлечению, а с максимальной серьезностью.
Однажды с нашими космонавтами, находившимися на орбите, провели такой эксперимент. Одному из них велели спать
ровно 3 часа, потом еще 3 часа бодрствовать, потом снова засыпать и просыпаться. Через сутки у космонавта случился гипертонический криз. Американским астронавтам после подобной «экзекуции» показалось, что в иллюминатор заглянул ангел. Такое нарушение привычного режима очень вредно для здоровья человека считают медики, и прежде всего потому, что приводит к сбоям в работе вегетативной и нервной систем. Тем не менее многие идут на подобные жертвы сознательно, считая профессиональный долг важнее ночного сна.
Суточные (а вероятнее всего и сезонные, и иные) ритмы являются таким же всеобщим свойством живого, как генетический код (который тоже долгое время считали химерой). И то, что в разных регионах страны направленность суточных колебаний большинства физиологических показателей одинакова, служит дополнительным доводом в пользу эндогенной природы циркади-анных ритмов.
Совсем немного знаем мы пока о ме-гаритмах. Одним из интересных примеров многолетних колебаний может служить изменение творческой активности личности.
В 1925 году русский физиолог Н.Я. Пэрна опубликовал данные 18 летних самонаблюдений. Им были выявлены ритмы творческих «вспышек» у человека, происходящие через каждые 7 дней и с периодом около 6-7 лет. По мнению Н.Я. Пэрна, границы этих этапов или «узловые точки жизни», приходятся примерно на следующие годы: 6-7, 12-13, 18-19, 25-26 лет, 31-32 года, 37-38, 43-44, около 50 и 56-57 лет. Эти периоды характеризуются активацией духовной деятельности и особой чувствительностью организма.
Гипотеза ритмической активации духовной деятельности человека нуждается не в беглой «прикидке», а в тщательном многостороннем изучении. Эта гипотеза заслуживает внимания и исследователей, и широкой общественности, хотя до недавнего времени была почти забыта.
В этом смысле значительно больше повезло с известностью так называемой «гипотезе трех ритмов» - физического, эмоцио-
нального и интеллектуального. Она приобрела невиданную популярность. Между тем исходные данные были лишены всякого налета сенсационности. Еще в 1897 году берлинский врач В. Флисс отметил, что приступы бронхиальной астмы и некоторых других заболеваний чаще отмечаются через 28 или 23 дня. Он предположил, что настроение и физическое самочувствие человека зависят от двух различных циклов: 23-дневного цикла «силы, стойкости и смелости», т.е. «мужского» физического компонента, и от 28-дневного цикла «чувствительности любви, интуиции», т.е. «женского» эмоционального компонента.
Чуть позже исходные данные о периодичности обострений болезней получил австрийский психолог Г. Свобода, а его соотечественник А. Тельтшер обратил внимание, что способность студентов усваивать учебный материал изменяется с периодом в 33 дня. Сегодня периодичность в течении ряда заболеваний объясняют совсем иными причинами. Прошло почти 11 лет, и на волне искреннего интереса к биоритмологии разрозненные раннее сведения объединили в единую гипотезу «трех ритмов», период колебаний в 23 дня, эмоциональному - в 28, интеллектуальному - в 33. Отчитывать все три ритма рекомендуют с момента рождения. По мнению приверженцев данной теории, на протяжении всей жизни они сохраняют синосуидальную форму колебаний. Все циклы имеют две фазы - положительную и отрицательную; день начала каждой обозначается как нулевая точка. Именно в эти дни организм наиболее уязвим для внешних воздействий, что дало основание называть нулевые точки критическими. Если они совпадают для двух или тем более трех ритмов, опасность возникновения несчастного случая, крупной ошибки, болезни многократно возрастает. И это как будто подтверждается исследованиями, проведенными энтузиастами во многих странах, в том числе и в нашей. Так, большинство несчастных случаев у рабочих угольной промышленности приходилось именно на критические дни. Когда с учетом фазы ритма выделяли «опасные» для шоферов дни, преду-
преждали о них испытуемых, старались по возможности изменить их график работы, число несчастных случаев на дорогах действительно уменьшалось. В Японии даже удалось таким образом вдвое сократить число аварий в год (правда скептики полагают, что эффективность этих мероприятий связана с мобилизацией внимания и волей обследуемых).
Несомненно, есть в нашей жизни подъемы и спады, «темные» и «светлые» полосы; и ритмические колебания физической и интеллектуальной активности тоже, вероятно, есть, но описать их с точностью до дня на много лет вперед невозможно. Сторонники «гипотезы трех ритмов» исходят из того, что с рождения человека «заводятся» собственные «биологические часы» - и отмеряют периоды вдохновения и разочарования, силы и слабости, творческого подъема и хандры. Но физическая работоспособность определяется функционированием сердечнососудистой, дыхательной, мышечной, нервной систем и органов, интеллектуальная -работой многих образований головного мозга. Уже известно, что ритмическая активность всех этих и многих других систем и органов «созревает» постепенно, с разной скоростью, и процесс этот растягивается на годы. К примеру, колебания частоты сердечных сокращений с периодом около суток отмечается уже полгода; после рождения этот ритм постепенно изменяется и становится таким же, как у взрослых, примерно к 2 годам. А свойственное взрослым соотношение ритмов показателей сердечнососудистой и дыхательной систем устанавливается лишь к концу физиологического созревания человека. Если сеточные и сезонные ритмы функциональных систем «созревают» не сразу, то почему сложные «физический», «эмоциональный» и «интеллектуальный» должны существовать изначально и неизменно? И можно ли говорить об
интеллекте от рождения, ведь похвалиться его наличием может не только не каждый ребенок, но, увы, и не каждый взрослый?
Очень трудно рассказывать о предмете молодой, развивающейся науки. В биоритмологии нет еще классических канонов, незыблемых положений. День ото дня накапливаются факты, вырабатываются новые концепции. Бесспорно одно: биологические ритмы являются столь же фундаментальным, всеобщим свойством живого, как генетический код. Ритмические колебания деятельности физиологических систем запрограммированы изначально (во всяком случае, такова природа циркадианных ритмов). Ничто живое не остается неизменным, все подчиняется закону ритма. Внешние факторы позволяют лишь более тонко регулировать, подстраивать колебательные системы к условиям окружающей среды. Биологические ритмы изменяются, сдвигаются в определенным пределах. За счет этого человек адаптируется к изменяющимся внешним условиям.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агаджанян Н.А. Ритмы жизни и здоровья. -М.: «Знание», 1975.
2. Дильман В. Хранить постоянство ритмов // Наука и жизнь. - № 2. - 1983.
3. Куприянович Л.И. Биологические ритмы и сон. -М.: Наука, 1976.
4. Годфруа Ж. Что такое психология? - М.: Мир, 1992.
5. Агаджанян Н., Руженков В., Руженкова И. Цивилизация и здоровье. - Ставрополь, 1990.
Об авторе
Ахвердова Инга Альбертовна, кандидат педагогических наук, помощник ректора университета по координации работы с Министерством образования РФ и другими федеральными органами исполнительной и законодательной власти.
