Биологические ритмы и спортивная работоспособность

Биологические ритмы - это периодическое повторение некоторого события в биологической системе через более или менее регулярные промежутки времени. Это не просто повторяющийся, но и самоподдерживающийся и самовоспроизводящийся в любых условиях процесс, в котором для происхождения одного и того же цикла всегда необходимо одно и то же время.

Организм - сложная открытая система взаимодействующих изменяющихся во времени колебательных процессов. Все колебательные процессы разграничены не беспорядочно, а сконцентрированы по диапазонам. В разных диапазонах они качественно подобны друг другу, т. е. образуют фрактальную структуру. Если процесс, отклонившись от начального уровня, возвращается к нему же - это цикл. Если циклы повторяются несколько раз - это ритмы.

Биологические ритмы подразделяют в зависимости от отдельных признаков. Ритмы классифицируются по собственным характеристикам, по системе организма, в которой наблюдается ритм, по роду процесса, по функциям ритма, по уровню организации биосистем, по ритмичности геофизических и социальных факторов. В работе Ф. Халберга представлена самая употребляемая классификация ритмов (табл. 5).

Таблица 5

Спектр биологических ритмов

Высокие частоты

Средние частоты

Низкие частоты

Т « 0,5 ч

  • 0,5 ч « Т «
  • 20ч
  • 20 ч « Т «
  • 28ч

28 ч « Т « 2,5дн.

Т>2,5 дн.

ээг, частота пульса, частота дыхания

Ультрадиан-ные

Циркадианные

Инфрадиан-ные

Циркасепти-дианные, цир-кавигинтидиан-ные, циркатри-гинтидианныс, цирканнуальные

В живой природе наиболее отчетливо выражены циклические изменения работоспособности органов и систем человека и всего организма в целом на протяжении суток, эти циклические изменения названы циркадианными или околосуточными ритмами (период 24 часа), они имеют эндогенную природу, т. е. относительно независимы от внешних периодических факторов. Всеобщность околосуточных циклов, их универсальность, стабильность, высокая устойчивость и строгая закономерность дают основание считать 24-часовые ритмы столь же фундаментальным свойством живого, как генетический код, а циркадианную систему ритмов - сопоставимой по значимости с нервной и эндокринной системами. Циркадианная периодичность обнаружена в интегральных показателях жизнедеятельности. Двигательные реакции имеют хорошо выраженную циркадианную периодичность.

Необходимость использования закономерностей биологических ритмов в спортивной тренировке и физическом воспитании был выдвинут Л. П. Матвеевым в 1959 году. Циркадианные ритмы являются наиболее точным маркером состояния жизнедеятельности организма и характеристикой адаптационных возможностей человека.

Ритмичность дыхательной системы, центральной и периферической гемодинамики у спортсменов, развивающих выносливость (лыжников), представлена следующим соотношением биологических ритмов: циркадианные с периодом 24 часа - 62 %, ультради-анные с периодом 14-16 часов - 10 %, инфрадианные с периодом 30 часов - 8 %.

Хронобиологами установлено, что проявление физической работоспособности человека неравнозначно в разное время суток (рис. 15).

Наиболее высокий уровень функциональных возможностей организма отмечается в период с 10 до 13 часов, а затем, после незначительного снижения, с 16 до 19 часов. Минимальная активность жизненных функций отмечается ночью с 2 до 4 часов.

Время суток влияет на эффективность развития двигательных качеств. Изучение новых технико-тактических элементов проходит успешнее в первой половине дня (с 10 до 12 часов). Именно в это время наблюдается максимальный уровень познавательных способностей спортсмена, отмечается пик умственной работоспособности.

Пик психологических показателей(самочувствия, активности, настроения) связывают с максимумом уровня кортизола и катехоламинов, наблюдаемым в первой половине дня. Работа над развитием скоростно-силовых возможностей, координационных способностей, подвижности в суставах будет наиболее успешной, если проводится в диапазоне 16-18 часов. Работу над развитием выносливости целесообразно планировать ближе к вечеру - с 16 до 19 часов. В это время отмечаются максимальные величины МПК, легочной вентиляции, систолического объема крови, сердечного выброса. В это же время спортсмены легче преодолевают ощущения утомления, у них интенсивнее протекают восстановительные процессы. У спортсменов ритм может приобрести специфический характер в связи со временем проведения занятий.

12:00

Суточный минимум температуры тела

Максимум секреции тестостерона

06:00

Прекращение

секреции мелатонина

Резкий пик кровяного давления

координации

скорости реакции

Начало секреции мелатонина

00:00

Самый

производительности

сердечно-сосудистой

и мускульной систем

Суточный максимум 18:30 кровяного давления

Суточный максимум температуры тела

Рис. 15. Ритмические изменения в организме на протяжении суток

Спортсмены, которые на протяжении длительного времени тренировались рано утром, самые высокие показатели специальной работоспособности демонстрировали в утренние часы. При этом утренние показатели работоспособности по всем регистрируемым параметрам достоверно превышали дневные и вечерние, хотя с точки зрения суточного ритма колебаний физиологических функций утреннее время не является оптимальным. Спортсмены, обычно тренировавшиеся в дневное время, показывают наибольшую работоспособность в дневные часы и несколько меньшую вечером; наиболее низкие величины работоспособности у них отмечались в утренние часы. Спортсмены, тренирующиеся в вечернее время, высокую специальную работоспособность проявляют в это же время, а в дневное и утреннее - работоспособность у них ниже. Спортсмены, тренирующиеся дважды в день - утром и в конце дня, наибольшую работоспособность проявляют во втором занятии. Утренние показатели, хотя заметно и уступают вечерним, однако значительно превышают дневные.

Высокоинтенсивные, повторные и интервальные тренировки у лыжников целесообразно планировать в первой половине дня, этому способствует наиболее благоприятное состояние сосудов нижних конечностей в данное время суток. Тренировки, направленные на развитие выносливости лыжникам лучше планировать после 16 часов, этому способствуют максимальные показатели легочной вентиляции.

В начале 20 века было произведено деление людей на тех, кто имеет пик работоспособности в утренние часы и тех, кто эффективно выполняет работу в ночное время. Впервые деление по биоритмологическому типу или хронотипу (максимальной работоспособности человека по отношению ко времени суток) было использовано немецкими физиотерапевтами. Тогда было определено только два хронотипа - «жаворонки» и «совы». В настоящий момент используется более детально-структурированная градация хронотипов. Выделяют три группы людей по отношению максимума работоспособности. Это люди с утренним максимумом работоспособности, или «жаворонки». «Совы» - с максимумом работоспособности в вечерние часы и группа людей с максимумом работоспособностью в середине дня - «голуби», или «аритмики».

Среди спортсменов чаще встречается аритмичный хронотип, а среди лиц, не занимающихся спортом, больше всего наблюдается «сов» - 34 %. Аритмики в большем количестве встречаются среди тяжелоатлетов и гиревиков - 93,3 %, среди легкоатлетов аритмичный хронотип составляет 75 %, среди лыжников - 76,6 %. Меньше аритмиков среди лиц, не занимающихся спортом, - 53 %. Умеренные «совы» встречаются среди борцов (5,9 %), среди гиревиков и тяжелоатлетов умеренных «сов» встречается 6,7 %, среди легкоатлетов - 8,3 %. Частота встречаемости «сов» среди борцов составляет 11,7 %, среди легкоатлетов 8,4 %. В группах гиревиков и тяжелоатлетов «сов» не выявлено. Умеренные «жаворонки»»наблюдаются среди лиц, не занимающихся спортом, и легкоатлетов в 8,3 % случаев. Среди спортсменов других видов спорта умеренные «жаворонки» отсутствуют. Современные условия жизнедеятельности, а также регулярный тренировочный процесс оказывают влияние на изменение генетически детерминированного вида временной организации и его физиологических функций - хронотипа.

В тренировочном процессе спортсменов необходимо учитывать индивидуальные особенности изменения работоспособности в течение суток так, чтобы основные тренировки с высокими физическими нагрузками проводились в оптимальные часы суток с учетом хронотипа. В этом случае спортсмен сможет раскрыть свои максимальные возможности и запомнит их для дальнейшей реализации и в худших для организма условиях. Когда время занятий совпадает с физиологическим пиком жизнедеятельности организма, уровень работоспособности оказывается несколько более высоким по сравнению с тем, который наблюдается при проведении занятий в неэффективное время с точки зрения физиологической активности. При тренировках в другое время нагрузки должны быть стандартизированы.

Время занятий должно оставаться по возможности стабильным, так как перестройка режима тренировки сопровождается падением работоспособности спортсменов, ослаблением процесса восстановления после нагрузок, что не может не сказаться на качестве тренировочного процесса. Время занятий может и должно изменяться лишь перед ответственными соревнованиями, которые будут проводиться в часы, отличные от привычного времени занятий, или же в ином часовом поясе. Смена времени проведения занятий приводит к закономерному изменению ритма работоспособности. Наиболее лабильными оказываются скоростносиловые возможности: уже через 10-15 дней спортсмены проявляют наивысшую работоспособность в измененное время занятий. Перестройка дневного ритма работоспособности по показателям выносливости происходит несколько позднее - к концу третьей недели. Личные достижения спортсмены, как правило, показывают, участвуя в соревнованиях во время суток, близкое к времени проведения регулярных тренировочных занятий.

Состояние организма в период рассогласования по фазе циркадианных ритмов, то есть нарушения их взаимной синхронизации, проявляющееся изменением временной координации ритмов функций организма называется десинхронозом.

Основными причинами десинхроноза являются: рассогласование датчиков времени и ритмов организма при смене временных поясов, работа в вечерние и ночные смены; частичное или полное исключение геофизических датчиков времени (условия Арктики и Антарктики, космические полеты, эксперименты в пещерах, камерах и т. п.), воздействие различных стрессоров (патогенные микробы, кровопотери, физические раздражители, психические напряжения, повышенная мышечная нагрузка и др.). Степень снижения функциональных возможностей организма при развитии десинхроноза зависит от характера деятельности в периоды бодрствования и мотивации индивида. Даже однократное изменение периодичности или соотношений продолжительности цикла «сон - бодрствование» снижает физическую и умственную работоспособность, что приобретает особенное значение для спортсменов, совершающих трансмеридиональные перелеты к месту соревнований, чрезмерная продолжительность ресинхронизации циркадианных ритмов физиологических функций может привести к развитию патологических изменений (болезни системы кровообращения, органов пищеварения, нарушение обмена веществ), а также неблагоприятным последствиям для состояния эмоциональной сферы человека.

Различают внешний и внутренний десинхроноз. Внешний де-синхроноз развивается при нарушении синхронизации биоритмов организма с датчиками времени. При этом максимумы активности физиологических функций во времени значительно смещаются относительно здоровых людей. Рассогласование циркадианных ритмов функций, обеспечивающих гомеостаз в организме, между собой приводит к внутреннему десинхронозу, то есть нарушается последовательность физиологических процессов. Внешний и внутренний десинхронозы являются первым признаком любого физиологического дискомфорта. Как правило, внешний десин-хроноз приводит к развитию внутреннего.

Б. С. Алякринский выделил и описал следующие формы де-синхроноза: острый и хронический, явный и скрытый, тотальный и частичный. Острый десинхроноз возникает при экстренном рассогласовании датчика времени и циркадианных ритмов организма. Типичным примером является реакция организма на быстрое однократное трансмеридиональное перемещение. Хронический десинхроноз возникает при повторных рассогласованиях биологических ритмов с датчиками времени, например, при повторных трансмеридиональных перемещениях, сменной работе, нарушении времени отхода ко сну. Явный десинхроноз проявляется выраженными субъективными (плохой сон, раздражительность, снижение аппетита) и объективными реакциями (падение работоспособности, изменение артериального давления и характера пульса). С течением времени явный десинхроноз купируется и организм переходит в состояние скрытого десинхро-ноза. Тотальным десинхронозом называется состояние организма, при котором нарушена вся циркадианная система во всех или в большинстве звеньев. Частичный десинхроноз характеризуется рассогласованием ряда циркадианных ритмов, которые в обычном состоянии увязаны друг с другом по фазе и амплитуде.

Длительно существующий десинхроноз может быть предшественником патологических состояний (болезней), а в ряде случаев даже и обусловливается ими. Поэтому проблема десинхроноза заслуживает особого внимания, так как рассогласование циркадианных биоритмов приводит к снижению работоспособности человека, что приобретает особую важность, когда речь идет о физической тренировке, так как переутомление у спортсменов сопровождаются десинхронозом.

Спортсмены вынуждены перемещаться в разные части света, пересекать часовые пояса для участия в международных соревнованиях. При пересечении нескольких часовых поясов происходит рассогласование суточных ритмов психофизиологических функций и работоспособности с новым поясным временем. Сразу после перелета привычные ритмы не согласуются со сменой дня и ночи на новом месте жительства, т. е. отмечается внешний де-синхроноз. В дальнейшем в силу разного времени перестройки функций организма происходит их рассогласование - внутренний десинхроноз. Возникающий вследствие этого синдром характеризуется общим дискомфортом, нарушением сна, снижением работоспособности при выполнении нагрузок различной направленности, снижением спортивных результатов.

При переездах с разницей во времени в 7 часов только на шестые сутки отмечаются реакции, свидетельствующие об относительном приспособлении организма к изменившимся условиям. Скорость развития приспособительных реакций отличается в отношении различных показателей, а также в значительной мере определяется индивидуальными особенностями спортсменов и колеблется в диапазоне 2-18 дней. Например, при смене 7-8-часовых поясов показатели МПК резко снижены на протяжении 2-3 суток после перелета, затем постепенно восстанавливаются, достигая исходных или более высоких величин на 7-13 сутки с полной нормализацией лишь на 18-20 сутки. Скоростно-силовые возможности спортсменов восстанавливаются быстрее, чем способность к выполнению длительной работы, требующей проявления выносливости.

При перелетах на запад адаптация происходит на 40-60 % легче и быстрее, чем при перелетах на восток. Такая асимметрия вызвана естественным периодом циркадианного ритма, который по отношению к большинству жизненных функций превышает 24

ч. Поэтому человеку легче удлинить свой день после перелета в западном направлении, чем укоротить его при перелете в восточном.

При перелетах на восток уровень изменений работоспособности и важнейших физиологических процессов выше. В течение первых 1-5 дней после перелета в восточном направлении наблюдаются более выраженные нарушения сна, психомоторной и умственной работоспособности по сравнению с изменениями, вызванными перелетом на запад.

Рассогласование циркадианных ритмов различных жизненных функций существенно изменяет психологическое состояние спортсмена. Смена 5-8-часовых поясов приводит к резкому возрастанию количества отрицательных симптомов при оценке реакции на различные источники стрессов повседневной жизни, тренировочной и соревновательной деятельности, что является точным свидетельством ухудшения общего состояния спортсмена, его готовности к перенесению тренировочных и соревновательных нагрузок. Таким образом, продолжительность ресинхронизации ритмов организма после дальних перелетов может колебаться в широком диапазоне - от 1-2 до 7-10 и более дней.

Адаптации к новым временным условиям способствуют специально организованная двигательная деятельность, диета, мотивация, коррекция режима работы и отдыха, изменение характера деятельности и другие средства. В то же время нерациональное поведение спортсмена в последние дни перед перелетом и в первые дни пребывания на новом месте может очень затруднить процесс синхронизации сна и активности, повлиять на работоспособность, замедлить восстановительные реакции, ухудшить психологическое состояние и т. п. Закономерности временной адаптации в связи со сменой часовых поясов существенно влияют на выбор места и характер тренировки в период, предшествующий главным соревнованиям сезона.

Планируя процесс подготовки при резкой смене часовых поясов, следует помнить, что работоспособность спортсмена (особенно в сложнокоорди-национных видах спорта, единоборствах и спортивных играх, т. е. в видах спорта, отличающихся сложностью движений), сложные психические реакции, выносливость, динамическая сила больше подвержены нарушениям ритмичности, чем статическая сила, время простой двигательной реакции, простые психомоторные функции, работоспособность в циклических и скоростно-силовых видах спорта.

Существенно ускорить процесс адаптации спортсмена позволяет заблаговременная подготовка к полету, выражающаяся в постепенном изменении режима жизни и тренировочной деятельности. Время подъема, сон в самолете, время проведения занятий после перелета в значительной мере способствуют преодолению временного стресса.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >