Диагностика и управление функциональным состоянием

При оценке физической работоспособности практически не учитывается, что высокий ее уровень у разных спортсменов достигается при различной степени развития разных факторов (В.С.Мищенко, 1990). Исследования показали, что собственно величину внешней механической работы нельзя считать информативным без учета определяющих ее факторов: не всякое увеличение физической работоспособности следует оценивать положительно, так же как не всякий вариант ее уменьшения - отрицательно (О.П.Аверина и др., 1988).

Даже предложенный И.В.Ауликом (1979) способ комплексной оценки физической работоспособности (по 11 компонентам) не охватывает весь спектр факторов, ее обусловливающих, и что, самое главное - не предусматривает дифференцировки в оценке этих факторов.

В тоже время известно, что роль различных систем и факторов в обеспечении работоспособности различна в зависимости от спортивной специализации, возраста и других переменных (В.С.Фомин, 1984; Ю.В.Верхошанский, 1985, 1988; Ю.И.Смирнов, 1987; С.Н.Кучкин, 1999). При этом, включение различных категорий факторов в обеспечение высокой работоспособности имеет определенную иерархию и этапность (Ю.В.Верхошанский, 1985; С.Н.Кучкин, 1990, 1999). В ходе многолетней тренировки повышение уровня специальной работоспособности спортсмена характеризуется линейной связью со спортивным результатом. Динамика же разных функциональных показателей обнаруживает различные тенденции.

Для одних функциональных показателей, оказывающих существенное влияние на повышение спортивных достижений лишь на начальном этапе тренировки, характерен замедляющийся темп прироста.

Для ряда других показателей типичен ускоренный прирост на среднем уровне мастерства и затем некоторое его замедление.

Третья группа функциональных показателей обнаруживает ускоренный прирост и имеет высокую корреляцию со спортивным результатом на этапе высшего мастерства.

Наконец, часть функциональных показателей повышается относительно равномерно и незначительно, как следствие целостной приспособительной реакции организма (Ю.В.Верхошанский, 1988; С.Н.Кучкин, 1999).

Анализ литературного материала показал, что рядом авторов произведена категоризация факторов обусловливающих физическую работоспособность спортсменов, как в целом, так и отдельных ее сторон (В.С.Мищенко, 1980; В.С.Горожанин, 1984; С.Н.Кучкин, 1986).

Так В.С.Мищенко (1980) выделяет категории «мощности», «экономичности», «реализации» и «подвижности» в отношении физической работоспособности в целом.

В.С.Горожанин (1984) основные факторы, обусловливающие двигательную подготовленность, рассматривает в рамках категорий «мощности», «устойчивости» и «экономичности».

С.Н.Кучкин (1986) различает категории «мощности», «мобилизации» и «экономичности-эффективности» в отношении аэробной производительности организма.

Большинство авторов сходятся в обозначении, содержании и объеме показателей категорий «мощности» и «экономичности».

В качестве факторов «мощности» рассматриваются показатели, отражающие физическое развитие и морфофункциональный статус организма (длина и масса тела, максимальная мышечная сила, ЖЕЛ и др.).

К категории факторов «экономичности» относят показатели отражающие метаболическую и функциональную цену определенных уровней работы (W/ЧСС, КП, КИО₂ и др.).

Наибольшие расхождения отмечаются в обозначении категорий «мобилизации», «устойчивости», «реализации» и т.д. Здесь мнения различных авторов согласуются в меньшей степени и подразумевают различные показатели, которые однако, в некоторых случаях совпадают.

Мы сочли возможным и необходимым для обозначения большинства показателей использовать термин, в какой-то мере объединяющий их, и свести эти факторы в категорию «предельной мощности функционирования» (В.С.Мищенко, 1980). К этой категории, по нашему мнению, возможно отнести в основном показатели, регистрируемые при максимальных мышечных нагрузках и отражающие максимум мощности функционирования (Wmax, МПК, МВЛ и др.).

Исходя из этого, для удобства оперирования экспериментальным материалом мы использовали следующую категоризацию факторов, обусловливающих физическую работоспособность:

Категория факторов первого порядка - «морфофункциональной мощности» (длина и масса тела, ЖЕЛ, максимальная мышечная сила и др.);

Категория факторов второго порядка - «предельной мощности функционирования» (Wmax, МПК, МВЛ и др.);

Категория факторов третьего порядка - «экономичности-эффективности» (W/ЧСС, ЧССпокоя, ЧССmax, КП и др.).

Для выяснения факторов, существенно влияющих на физическую работоспособность, и, следовательно, способных выступать в качестве маркеров уровня физической работоспособности, был проведен корреляционный анализ взаимосвязей величины PWC₁₇₀ и показателей основных категорий факторов, обусловливающих физическую работоспособность спортсменов на разных этапах подготовки.

Проведенные исследования показали, что физическая работоспособность обусловливается на разных этапах многолетней тренировки спортсменов включением различных категорий факторов.

На этапе начальной подготовки физическая работоспособность в основном определяется высоким уровнем факторов, образующих категорию «морфофункциональной мощности».

На промежуточном этапе (спортивного совершенствования или углубленной специализации) наряду с факторами категории «мощности», в обеспечение физической работоспособности достоверное значение приобретают факторы «предельной мощности функционирования». В это же время увеличивается значение и факторов «экономичности».

На заключительном этапе многолетней подготовки (высшего спортивного мастерства), ведущее значение уже имеют факторы «экономичности» при сохранении высокого уровня значимости факторов «предельной мощности функционирования».

2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ Основы системы комплексного контроля подготовленности спортсменов

Оптимальное развитие функциональной подготовленности может быть обеспечено только при эффективной системе контроля, являющегося неотъемлемой частью процесса управления. При оценке подготовленности необходимо исходить из необходимости регистрировать возможности спортсмена по всем важнейшим качествам и способностям, определяющим спортивный результат, т.е. необходимо ориентироваться на данные о структуре тренированности (В.Н.Платонов, 1975).

Определяют три основные группы функций, состояние которых в обязательном порядке рекомендуется диагностировать при кмплексном контроле:

- совокупность морфологических и двигательных показателей, характеризующих двигательные способности,

- энергетические критерии, включающие энергетические процессы и системы обслуживания энергетических функций,

- функции, обусловливающие нервно-гумуральную регуляцию (Волков, цит. по: Кубаткин, 1982).

Комплексный контроль предусматривает четыре уровня показателей подготовленности спортсменов:

1) интегральный, отражающий суммарный эффект функционального состояния организма;

2) комплексный, характеризующий одну из функциональных систем организма спортсмена;

3) дифференциальный, характеризующий только одно свойство системы организма;

4) единичный, раскрывающий одну величину, одно отдельное свойство системы организма (Смирнов, 1976).

Методологическую основу комплексного контроля составляют:

1) правильный выбор тестов и их соответствие статистическим критериям надежности, объективности и информативности;

2) определение оптимального объема показателей для оценки функционального состояния и уровня подготовленности спортсменов, его достаточность, стандартизация условий и истоков получения информации и

3) соответствие методов контроля задачам тестирования (Набатникова и др., 1982).

В процессе тренировки физическое состояние спортсмена постоянно изменяется. Вследствие этого было предложено классифицировать физические состояния спортсмена в зависимости от длительности промежутка времени, необходимого для перехода из одного состояния в другое на три вида:

1) этапные (перманентные) состояния, - сохраняющиеся относительно длительное время, недели или месяцы;

2) текущие, - изменяющиеся под влиянием одного или нескольких занятий;

3) оперативные, - изменяющиеся под влиянием однократного выполнения физических упражнений и являющимися преходящими (Зациорский, 1971, 1979).

В связи с обозначенными состояниями выделяют соответствующие им виды контроля, объем и содержание исследований в которых находится в зависимости от диагностики конкретного физического состояния спортсмена:

- этапный контроль отражает суммарный тренировочный эффект в мезоцикле (месяц, этап подготовки и т.п.);

- текущий контроль оценивает срочный тренировочный эффект после нескольких тренировочных занятий;

- оперативный контроль оценивает эффект одного занятия или его части (Зациорский, 1971, 1979).

Организационно-методические положения комплексного контроля должны основываться на следующих принципиальных установках:

- комплексность контрольных измерений, характеризующие уровень физической, технической, тактической, функциональной и психологическоц подготовленности спортсменов и оценку состояния здоровья;

- ориентация на ведущие факторы соревновательной деятельности в связи с особенностями становления технико-тактического мастерства спортсменов на этапах их возрастного развития;

- специфичность методов исследования в зависимости от характерных черт вида спорта и конкретной специализации;

- включение в систему контроля как показателей, являющихся базовыми для спортивного совершенствования, так и отражающих уровень специальной подготовленности;

- опора на объективные показатели адаптивных реакций организма спортсменов;

- использование наиболее информативных и необременительных для спортсменов методик исследования;

- строгий учет параметров учебно-тренировочных нагшрузок, а также результатов этапных и основных соревнований;

- рациональный подбор методов исследования для различных видов контроля (этапного, текущего, оперативного), а также для углубленного медицинкого обследования (Зельдович, 1975).

Специфика мышечной деятельности и вся направленность тренировочного процесса определяют особенности диагностики функционального состояния, направленные на контроль за адаптацией тех систем и функций организма, которые являются ведущими в данном виде или группе видов спорта, объединенных характером двигательной деятельности (Иорданская, 1984).

В циклических видах спорта комплексный контроль основан на выделении показателей, имеющих высокую корреляционную связь со спортивным результатом. Осуществляется он методами контроля, характеризующими уровень общей и специальной подготовленности спортсмена, а также степень напряженности основных функциональных систем.

Это позволит дифференцировать основные параметры, существенно влияющие на физическую работоспособность и имеющие наибольшее диагностическое значение на том или ином этапе спортивного совершенствования.

Исходя из вышеизложенного, мы предположили, что для контроля, оценки и диагностики уровня физической работоспособности спортсменов, наряду с абсолютными показателями внешней механической работы, важное значение будет иметь именно степень влияния тех или иных факторов на интегральный показатель физической работоспособности спортсменов.

При этом необходимо выяснить и учитывать «весомость» каждого из этих факторов и важность их в оценке подготовленности.

Обнаруженное определенное соответствие значимости показателей различных категорий факторов в обеспечении высокого уровня физической работоспособности определенному этапу многолетней подготовки спортсменов, позволяет соответственно этому строить стратегию комплексного дифференцированного контроля.

На основе дифференцированного подбора показателей представляется целесообразным разработать программы этапного и текущего контроля с возможно минимальным количеством показателей и с максимальной информативностью в оценке физической работоспособности спортсменов.

При этом тестирование должно быть унифицированным для каждого вида спорта, с тем, чтобы возможно было отслеживать многолетнюю динамику функциональной подготовленности и уточнять роль тех или иных факторов в обеспечении ее развития.

Нами была разработана экспериментальная методика оценки физической работоспособности спортсменов в основу, которой положен дифференцированный подход к комплексному контролю и оценке параметров различных категорий факторов, обусловливающих уровень физической работоспособности спортсменов в зависимости от этапа подготовки и вида спорта.

Предусматривается тестирование и оценка стандартных показателей при трех уровнях физической активности: 1) в состоянии мышечного покоя, 2) при стандартной нагрузке и 3) при максимальной физической нагрузке, чтобы обеспечить набор показателей, отражающих основные категории факторов, обусловливающих физическую работоспособность: 1) «морфофункциональной мощности», 2) «предельной мощности функционирования» и 3) «функциональной экономизации».

При этом каждая категория факторов представлена не менее чем двумя показателями, регистрируемыми напрямую или рассчитываемыми: «морфофункциональной мощности» -длина тела и ЖЕЛ; «предельной мощности функционирования» - МПК/вес и Wmax и «эффективности-экономичности» - W/ЧСС и ЧССпокоя.

Определение объема параметров, используемых для комплексной оценки, было обусловлено необходимостью, с одной стороны минимизации погрешности, с другой - обеспечения комплексности оценки. Как показали исследования В.В.Иванова и др. (1986), при измерении 5-6 параметров обеспечивается погрешность получения интегральной оценки равная 10-15%. Дальнейшее увеличение количества измеряемых параметров незначительно повышает точность определения интегральной оценки.

Вследствие этого целесообразно ограничиваться совокупностью из 5-6 единичных наиболее информативных параметров контроля.

Оценка показателей осуществляется дифференцированно. Одним из способов оценки результатов комплекса (батареи) тестов является сложение оценок каждого теста, предварительно умноженные на коэффициенты («веса»), различные для каждого теста. Такая итоговая оценка по комплексу параметров называется «взвешенной оценкой». Ее используют, когда надо усилить значение отдельных тестов или параметров. Для более важных параметров «веса» делаются более высокими (В.М.Зациорский, 1982). В нашем случае как раз наиболее подходящей будет именно такая оценка.

В соответствии с этапом подготовки и спортивной специализацией спортсменов наиболее значимые факторы должны иметь больший «весовой коэффициент». Менее значимые факторы, соответственно, должны оцениваться с меньшими весовыми коэффициентами.

Для удобства оперирования с оценками разных параметров, мы предлагаем их нормализовать (приводить к единой шкале) в соответствие с методикой построения оценочной шкалы «выбранных точек» (В.М.Зациорский, 1982; В.С.Фомин, 1984).

Нормализованная величина показателя умножается на коэффициент «веса» этого показателя, соответственно этапу подготовки в том или ином виде спорта.

Получаемая оценка выражается в условных единицах (баллах). Комплексная (интегральная) «взвешенная» оценка физической работоспособности получается после сложения всех частных оценок.

Для оперативной дифференцированной оценки физической работоспособности большого числа спортсменов, например при фронтальных обследованиях, нами была разработана компьютерная программа всего процесса интегральной оценки, работающая в среде FoxPro-2,5.

Лекция 3 ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ И УПРАВЛЕНИЕ ИМ НА ОСНОВЕ УЧЕТА БИОЛОГИЧЕСКИХ РИТМОВ

функциональный подготовленность спортсмен состояние

В курсе физиологии, как правило, речь идет об отдельных функциях организма человека, или об их объединенной работе для достижения результата спортивной деятельности. Однако задачи практики профессиональной деятельности человека (особенно спортивной) требуют уточнения ряда особенностей работы органов, систем и целостного организма в связи с ритмичностью их деятельности. (СЛАЙД 3).

Для спортивной науки изучение закономерностей временной организации живых систем открывают новые возможности для регуляции и управления процессами, протекающими в организме. Особенно это требуется при изучении процессов адаптации, связанной со спортивной тренировкой. (СЛАЙД 4).

Одна из центральных проблем современной биоритмологии -- проблема синхронизации и десинхронизации биоритмов. Она непосредственно определяет возможности успешной профессиональной деятельности в современном спорте. Десинхронизация биологических ритмов, наблюдаемая при адаптивных процессах, позволила установить, что исследование биоритмов является важным методическим приемом в решении вопросов физиологии спорта, адаптации человека к измененным геофизическим и социальным синхронизаторам, отбора в спорте.

Биологические ритмы - эволюционная форма адаптации к условиям ритмических изменений параметров внешней среды. Это временное взаимодействие различных функциональных систем организма друг с другом и с окружающей средой, способствующее их гармоничному согласованию и жизнедеятельности в целом (слайд 5). Биологические ритмы -- колебания смены и интенсивности процессов и физиологических реакций. (слайды 6,7). В их основе лежат изменения метаболизма биологических систем, обусловленные влиянием внешних и внутренних факторов. Факторы, влияющие на ритмичность процессов, происходящих в живом организме, получили определение "синхронизаторы", или "датчики времени" (слайд 8).

К внешним факторам относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния; социальные влияния. К внутренним факторам относятся нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.

Ритмы, независимые от внешних синхронизаторов, называются эндогенными. Ритмы, формирующиеся под влиянием факторов внешней среды - экзогенные. Для большинства биоритмов характерна эндогенность генерирования, малая изменчивость установившейся длительности циклов на протяжении онтогенеза(слайд9).

Выраженность и проявления ритмов формируют внешние синхронизаторы. Ярким примером формирования эндогенных ритмов под влиянием синхронизаторов внешней среды является влияние на новорожденного ребенка с его эндогенными ритмами таких синхронизаторов, как свет, звук, пища и др., а по мере развития ребенка усиливается роль социальных факторов. Сравнительно быстро у ребенка формируется суточный 24-часовой ритм физиологических процессов.

Периодичность изменений, могущих быть охарактеризованными как биоритмы, сохраняется при изоляции от внешних источников отсчета времени в течение двух циклов (периодов) или более. Биоритмы можно определить как статистически достоверные изменения различных показателей физиологических процессов волнообразной формы (слайд 10). Периодическим колебаниям в организме человека подвергается большинство физиологических процессов. В регуляции суточной периодики функций принимает участие гипоталамус. Влияние фотопериодизма на ритмичность в работе эндокринной системы в целом и каждой железы в отдельности опосредуется не только через гипоталамус, но и через эпифиз. Гипоталамус посредством рилизинг -гормонов регулирует тропные функции аденогипофиза, продукция которых подвержена суточным ритмам.

В соответствии с циркадными ритмами центрального гипоталамо- гипофизарного звена изменяется и секреторная активность периферических эндокринных желез. Именно этот фактор определяет ритмические колебания физиологических функций.

Кривая ритма любой живой системы представляет собой условное изображение непрерывного движения, и каждая точка на этой кривой есть условное изображение тех состояний, через которые она проходит, никогда не задерживаясь. Каждая точка на кривой ритма, т.е. фактически мгновенное состояние, через которое проходит некоторая функция, называется "фазой". Основными параметрами биоритмов являются такие показатели:

1. Период -- время между двумя одноименными точками в волнообразно изменяющемся процессе. Периоды между аналогичными состояниями равны лишь приблизительно, они колеблются около величины, в среднем довольно постоянной. Длительность периода - важнейшая характеристика ритма. Кривая ритма любой живой системы представляет собой условное изображение непрерывного движения, и каждая точка на этой кривой есть условное изображение тех состояний, через которые она проходит, никогда не задерживаясь. Каждая точка на кривой ритма, т.е. фактически мгновенное состояние, через которое проходит некоторая функция, называется "фазой". Понятие "Фаза" часто используется как обозначение точки отсчета при анализе временной последовательности событий. В качестве таких точек отсчета принимают начало сна или момент пробуждения, начало работы и др. При смещении этих точек во времени говорят о сдвиге фазы. Сдвиги фазы характерны при переходе в другой временной (новый часовой) пояс или для сменного режима работы.

2. Акрофаза -- точка времени в периоде, когда отмечается максимальное значение исследуемого параметра.

3. Мезор -- уровень среднего значения показателей изучаемого процесса;

4. Амплитуда -- величина отклонения исследуемого показателя в обе стороны от средней.

Фаза колебания характеризует состояние колебательного процесса в момент времени; измеряется в долях периода, а в случае синусоидальных колебаний -- в угловых и дуговых единицах.

Классификация ритмов.

Ю.Ашофф (1984 г.) подразделяет ритмы:

1. По собственным характеристикам, таким как период;

2. По биологической системе, например популяция;

3. По роду процесса, порождающего ритм;

4. По функции, которую выполняет ритм.

Классификация биологических ритмов по Халбергу наиболее распространена -- классификация по частотам колебаний, т.е. по величине, обратной длине периодов ритмов(слайд 11):

Классификация биоритмов Н.И. Моисеевой и В.Н.Сысуева (1961) выделяет пять основных классов:

1. Ритмы высокой частоты: от доли секунды до 30 мин (ритмы протекают на молекулярном уровне, проявляются на ЭЭГ, ЭКГ, регистрируются при дыхании, перистальтике кишечника и др.).

2. Ритмы средней частоты (от 30 мин до 28 ч, включая ультрадианные и циркадные продолжительностью до 20 ч и 20 - 23 ч соответственно).

3. Мезоритмы (инфрадианные и циркасептанные около 7 сут продолжительностью 28 ч и 6 дней соответственно).

4. Макроритмы с периодом от 20 дней до 1 года.

5. Метаритмы с периодом 10 лет и более.

Многие авторы выделяют также ритмы по уровню организации биосистем:

клеточные, органные, организменные, популяционные.

По форме условно выделяют следующие виды физиологических колебаний: импульсные, синусоидальные, релаксационные, смешанные.

Ритмы с периодом в несколько лет и десятилетий связывают с изменениями на Луне, Солнце, в Галактике и др. Известно более 100 биоритмов с периодом от долей секунд до сотен лет.

Диапазон периодов биоритмов широкий: от миллисекунд до нескольких лет. Их можно наблюдать в отдельных клетках, в целых организмах или популяциях. Для большинства ритмов, которые можно наблюдать в ЦНС или системах кровообращения и дыхания, характерна большая индивидуальная изменчивость. Другие эндогенные ритмы, например овариальный цикл, проявляют малую индивидуальную, но значительную внутри или межвидовую изменчивость. Биологические ритмы, совпадающие по кратности с геофизические ритмами, называются адаптивными (экологическими) - приливные, суточные, лунные и сезонные ритмы. Их периоды в естественных условиях не меняются, т.е. они синхронизированы с такими циклами внешней среды, как приливы, день и ночь, фазы Луны и время года(слайд 12).

В биологии адаптивные ритмы рассматриваются с позиций общей адаптации организмов к среде обитания, а в физиологии -- с точки зрения выявления внутренних механизмов такой адаптации и изучения динамики функционального состояния организмов на протяжении длительного периода времени.

О происхождении биоритмов выдвинуты разнообразные теории и гипотезы, каждая из которых имеет своих приверженцев и противников. Эти проблемы наиболее тщательно изучались на примере суточных и годичных ритмов, связанных с фотопериодичностью условий жизни на планете. Фактически у всех видов животных и растений формы поведения - размножение, миграции, спячка и другие жизненно важные проявления - жестко связаны с вращением Земли относительно Солнца и имеют в основе ритмичность мета-болических, нейроэндокринных процессов. Помимо солнечной активности, синхронизирующее (ритмоформирующее) влияние способны оказывать и другие циклические изменения факторов окружающей среды, такие, как колебания внешней температуры, геомагнитного поля Земли.

Учитывая эти факты, возникает вопрос, являются ли биоритмы реакцией живого организма на периодические стимулы или же они закреплены генетически, т.е. не исчезают при исключении в искусственной среде ритмических сигналов, или же имеет место взаимодействие внешнего синхронизатора с внутренним ритмогенным механизмом? Исследования показали, что биоритмы продолжают функционировать при изоляции животных от воздействия гелиотропного фактора: например, суточные ритмы сохраняются, но удлиняется их период. Один из авторитетных биоритмологов Ф.Халберг считает, что циркадианная организация отражает генетическое приспособление обмена веществ организма к условиям жизни на Земле. Есть мнение, что биологический ритм формируется еще задолго до рождения ребенка, и организм матери является основным источником сигналов времени для будущего ребенка. В качестве аргумента этой теории приводят эволюционные суждения: внутренние часы человека, определяющие ритм его жизни, могли достигнуть высокой точности лишь в процессе жесткого естественного отбора; животные, биологические часы которых спешили или отставали, имели меньше шансов выжить, чем животные с нормальными биологическими циклами.

Другие авторы убеждены, что ритмы с периодом порядка недели и месяца могут быть результатом привычки, например, потребление пищи детьми (т.е. условно-рефлекторный механизм). Чувство времени и ритмики у животных может быть приобретено в результате обучения, обусловлено самыми ранними впечатлениями от суточного цикла и сохраняться в течение всей жизни.

Существует несколько концепций эндогенного регулирования биологических ритмов: генетическая регуляция, регуляция с участием клеточных мембран. Ряд ученых считают, что "хозяйками" биоритмов являются молекулы РНК и ДНК. Соотношение скоростей взаимосвязанных химических реакций, протекающих одновременно, можно рассматривать как регулирующий механизм биологических часов организма. Возможно, параметры ритмов физиологических функций и задаются определенной генетической программой, но в любом случае они реализуются через изменение метаболических процессов под влиянием внешних и внутренних факторов. У животных часть ЦНС обычно играет роль циркадного ритмоводителя для всего организма. Мишель Менакер с сотр. показал, что у некоторых птиц эту функцию выполняет эпифиз, ритмично выделяющий в мозге гормон мелатонин. Деятельность эпифиза регулируется светом, проникающим сквозь теменную часть черепа. У воробья даже удается сдвинуть фазу циркадного ритма, пересадив ему эпифиз птицы, живущей в иной временной зоне. У грызунов эпифиз выделяет мелатонин тоже ритмично, но под контролем двух скоплений нейросекреторных клеток -- супрахиазменных ядер, расположенных слева и справа в гипоталамусе, над перекрестием зрительного нерва. Информация о свете и темноте идет от глаз. Ежедневные порции мелатонина синхронизируют циркадные колебания. У обезьян подобную роль играют супрахиазменнные ядра. У людей с травмами в этой области гипоталамуса наблюдается расстройство ритма, что позволяет предполагать сходную роль супрахиазменных ядер и у человека. Фазу ритмов этих ядер можно сдвинуть светом через зрение, электрическим раздражителем, инъекцией в мозг аналога нейромедиаторов, вызывающих нормальные разряды нейронов, а также мелатонином. Секреция эпифизом мелатонина стимулируется психомиметиками (ЛСД, мескалин, кокаин) и подавляется препаратами, используемыми для лечения психозов. Недавно выяснилось, что аитидепрессант бензодиазепин подстраивает фазу циркадных часов у грызунов, действуя на нейромедиаторы в супрахиазменных ядрах гипоталамуса. Это указывает на некую связь между психическими заболеваниями и расстройствами циркадных ритмов, особенно между депрессией и нарушением сна. Человеку для подавления секреции мелатонина требуется гораздо больше света, чем другим млекопитающим. Если бы циркадные ритмы человека реагировали на тусклое освещение, они должны были бы быть в постоянном разладе, и люди, помимо других проблем, постоянно испытывали бы дополнительный стресс. Циркадный механизм не универсален. Он различается в зависимости от биологического вида или даже от типа клеток у одного организма. Полагают, что циркадный механизм замыкается именно на уровне клетки в отличие, например, от менструального цикла, включающего нервные и эндокринные взаимодействия многих тканей.

Очевидно, полностью игнорировать влияние социальных факторов (ритмичность социальных и производственных условий) невозможно.

Большинство ученых склоняются к мнению о полигенном контроле над ритмами. По-видимому, более правильной следует признать эту, эволюционную точку зрения: ритмичность первоначально возникает в результате периодических воздействий среды, затем закрепляется генетически, и в настоящее время ритмы генерируются внутренним механизмом, но период их синхронизируется с частотой внешних стимулов.

Все большее число исследователей склоняются к мнению об обусловленности ритмов организма не только биохимическими, но биофизическими эффектами: влиянием гравитационного поля, космических лучей, электромагнитных полей, в том числе магнитного поля Земли, ионизации атмосферы и т.д.

Космические ритмообразующие факторы связаны с всплесками солнечной активности. В работах А.Л.Чижевского впервые обобщен и проанализирован обширный материал, свидетельствующий о корреляции солнечной активности и хода эпидемий холеры, чумы, гриппа. Организм человека реагирует на изменение среды обитания, связанное с повышением солнечной активности и геомагнитных возмущений.

Учет физиологических ритмов необходим при составлении рационального режима труда и отдыха человека. Эффективность тренировочного процесса может возрастать, если его строить на основе циркадного цикла. Значимость учета биоритмов в спортивной практике обусловлена несколькими основными причинами.

Первая из них - ритмичность физической активности организма человека. Вся наша повседневная жизнь строго укладывается в 24-часовые рамки, в том числе и интенсивность физиологических функций колеблется в соответствии с наиболее заметным циклом чередования сна-бодрствования. Напр., ежедневное повышение и снижение порога болевой чувствительности наших зубов. Во второй половине дня порог болевой чувствительности зуба в полтора раза выше, а онемение в результате анестезии продолжается в несколько раз дольше, чем ночью. Удержание алкоголя в крови быстро возрастает примерно после 10 часов утра. Эффективность обезболивания максимальна тоже вскоре после полудня: доза наркоза, необходимая утром, днем может оказаться избыточной. Аллергические реакции возникают быстрее и проявляются тяжелее в начале ночи, чем в полдень. Печень удерживает низкий уровень алкоголя в крови вечером гораздо лучше, чем утром. Для организма человека характерно повышение в дневные и снижение в ночные часы физиологических функций, обеспечивающих его физическую активность (ЧСС, МОК, АД, температуры тела, потребления кислорода, содержания сахара в крови, физической и умственной работоспособности и др.). Динамика околосуточных физиологических ритмов у человека обусловлена не только врожденными механизмами, но и выработанным в течение жизни суточным стереотипом деятельности. Регуляция физиологических ритмов у человека осуществляется в основном гипоталамо-гипофизарной системой. Как правило, работоспособность оказывается выше в дневные часы и ниже в утренние и ночные. При этом наибольшими колебаниями (до 7-10%) подвержены показатели в упражнениях скоростно-силового характера: легкоатлетических прыжках, метаниях и т. д. Менее значительные изменения наблюдаются в результатах упражнений на выносливость. В официальных соревнованиях лучшие результаты в большинстве случаев спортсмены показывают в ранние вечерние часы

В другую очень важную группу биологических ритмов, имеющих огромное значение для высших и низших организмов, входят сезонные, годичные ритмы, обусловленные вращением Земли вокруг Солнца. В регионах с сезонными контрастами климата интенсивность обмена веществ выше зимой, чем летом. Холод является адекватным стимулятором функции щитовидной железы. Артериальное давление, количество эритроцитов, гемоглобина обычно ниже в жаркое время года. Весной и летом у большинства людей работоспособность выше, чем зимой. Пик выдающихся спортивных достижений приходится на весенне-летний и ранний осенний периоды.

Вторым важным аспектом биоритмологии, имеющим практическую значимость, является необходимость синхронизации ритмов. В обычных условиях наблюдаются определенные соотношения между фазами отдельных околосуточных ритмов. Под действием меняющихся с суточной периодичностью факторов среды (синхронизаторов) происходит внешнее согласование циркадных ритмов. У животных первичным синхронизатором служит, как правило, солнечный свет, у человека им становятся социальные факторы.

В постоянных условиях, т.е. при максимально возможном исключении действия синхронизаторов на человека, обычно происходит изменения периода околосуточных колебаний, а в некоторых случаях наступает рассогласование (десинхронизация) околосуточных ритмов по частоте. Десинхронизация наблюдается при быстрых перелетах в другие поясные зоны, при работе в ночную смену, в полярных широтах. Повторные нарушения привычного суточного распорядка могут оказать неблагоприятное действие на здоровье человека. Десинхронизация -- один из патогенетических механизмов неблагоприятного действия некоторых факторов среды и измененного режима жизнедеятельности на организм. Десинхроноз - это рассогласование биологических ритмов организма с физическими и социальными датчиками времени.

Важно для тренировочного, а особенно для соревновательного процесса изменение часового пояса. При быстром перемещении (перелете) с востока на запад или наоборот, после пересечения нескольких часовых поясов, происходит рассогласование суточных ритмов психофизиологических функций с новым поясным временем. При этом в первые дни после перелета они не согласуются со сменой дня и ночи нового места жительства (внешний десинхроноз), а позднее в результате неодинаковой скорости перестройки происходит их взаимное рассогласование - внутренний десинхроноз.

Выраженность десинхроноза, характер и скорость адаптационной перестройки функций в новых поясно-климатических условиях зависят от величины поясно-временного сдвига, направления перелета, контрастности погодно-климатического режима в пунктах постоянного и временного проживания, специфических особенностей двигательной деятельности спортсменов.

Заметное изменение функционального состояния организма человека наблюдается уже при пересечении 2-3 часовых поясов. Существенное нарушение суточного ритма функций происходит при быстром перемещении в местность с 4-5- и особенно с 7-8-часовой поясной разницей.

Так, при перелете из Хабаровска в Москву утренние (в 7 ч) показатели функций, отражая привычный дневной ритм (14-15 часов хабаровского времени), значительно отличаются от аналогичных параметров, зарегистрированных перед перелетом: ЧСС превышает исходные (утренние) величины на 10-15 уд/мин, артериальное систолическое давление - на 8-12 мм рт. ст., минутный объем дыхания- на 1,5-3 л/мин, температура тела - на 0,4-0,9°. Вече-ром эти показатели либо снижаются (отражая ночной ритм функций, свойственный хабаровскому времени), либо не изменяются, поддерживаемые двигательной деятельностью.

Поясно-климатическая адаптация заключается не только в выработке нового суточного ритма основных жизненных функций, но и в более глубоких процессах на клеточном и тканевом уровне, биологическое значение которых состоит в достижении адекватной меж- и внутрисистемной интеграции деятельности физиологических систем в новых условиях жизни.

Особенность перестройки в значительной мере определяется соотношением эндогенного и экзогенного ритмов. При перелете на 7-8 часовых поясов в западном направлении экзогенный ритм, совмещаясь с эндогенным в течение определенного периода суток (включая фазы минимума и максимума активности функции), способствует "размыванию" суточной ритмики, что обусловливает относительно быстрое формирование нового суточного стереотипа функционального состояния. При перелете на 7-8 часовых поясов в восточном направлении экзогенный ритм в основном находится в противофазе по отношению к эндогенному. Данное обстоятельство является фактором, усложняющим, тормозящим адаптационную перестройку организма на новые условия жизни. При возвращении в место постоянного жительства реадаптация протекает в более короткий период, чем адаптация.

Существенное влияние на адаптационные процессы оказывает специфика двигательной деятельности. У представителей скоростно-силовых видов спорта и спортивных игр адаптационные реакции выражены больше, но протекают быстрее, чем у представителей видов спорта, требующих проявления выносливости. Так, у первых сразу после перелета в западном направлении значительное повышение температуры тела (с 36 до 36,8-37,2°), скорости оседания эритроцитов (до 200%), ЧСС (на 12-20 уд/мин), максимального АД (на 10-15 мм рт. ст.) сменяется быстрым (в течение 6-9 суток) восстановлением исходной реактивности и суточного биоритма. У вторых меньшее повышение скорости оседания эритроцитов (до 150-160%). ЧСС (на 10-15 уд/мин), максимального АД (на 6- 10 мм рт. ст.) и температуры тела (с 35,7 до 36,3-36,5°) сопровождается более продолжительной (до 13-15 суток) их перестройкой.