Начало >> Статьи >> Архивы >> Состояние функций организма и работоспособность моряков

Суточные биологические ритмы - Состояние функций организма и работоспособность моряков

Оглавление
Состояние функций организма и работоспособность моряков
Физиолого-гигиенические аспекты длительных плаваний
Сенсорная депривация
Суточные биологические ритмы
Режимы труда и отдыха
Гипокинезия
Укачивание
Нервно-психическое напряжение
Психофизиологическая характеристика труда моряков
Принципы и методики оценки функционального состояния организма и работоспособности
Функциональное состояние организма моряков и методики его оценки
Прямые показатели работоспособности моряков и методики ее оценки
Косвенные показатели работоспособности моряков и методики ее оценки
Общие принципы оценки функционального состояния организма и работоспособности моряков
Состояние функций организма и адаптация
Проблема адаптации в морской медицине
Физиологические резервы организма и адаптация моряков
Изменения функций организма в условиях плавания и адаптация моряков
Утомление и работоспособность моряков
Состояние функции организма моряков при утомлении
Утомление и динамика работоспособности моряков
Заключение

Характерной особенностью отечественной физиологии и медицины является признание тесной взаимосвязи организма с внешней средой. «Организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него. Так как без последней существование организма невозможно, то споры о том, что в жизни важнее — среда ли, или самое тело, — не имеют ни малейшего смысла»1, — указывал И. М. Сеченов. В соответствии с ритмическими изменениями явлений природы в организме человека и животных сформировался определенный ритм физиологических функций. Изменения внешней среды неизбежно отражаются на физиологических реакциях организма, обусловливая состояние уравновешенности его с внешней средой, что вытекает из учения И. П. Павлова о тесном взаимодействии, единстве организма и внешней среды.
Стереотипные, тысячелетиями повторяющиеся суточные изменения среды в виде смены дня и ночи создали в организме прочную систему последовательных изменений функционального состояния физиологических систем. Суточные колебания обнаруживаются в деятельности высших отделов центральной нервной системы, в гемодинамике, в терморегуляции, в мышечной силе и выносливости, физической и умственной работоспособности, в деятельности пищеварительного аппарата и других проявлениях жизнедеятельности.
В настоящее время известно около 60 различных физиологических функций организма, имеющих четкую суточную периодику, причем фаза максимальной деятельности в большинстве случаев приходится на период бодрствования. Это строгое чередование физиологических процессов во времени является одним из выражений биологической целесообразности и физиологической целостности организма.
Основным регулятором суточных колебаний ряда функций организма является время действия раздражителей. Способность организмов измерять время впервые была обнаружена около 250 лет назад французским астрономом де Мэроном. Проведенные им еще в 1729 г. опыты показали, что у растений существует суточная периодичность движения листьев. Вскоре наблюдения де Мэрона были подтверждены многими биологами и физиологами, однако причины суточной периодичности физиологических процессов у человека и животных были обнаружены значительно позднее благодаря фундаментальным исследованиям, проведенным учеными различных стран. При этом разработка основ учения о восприятии времени органами чувств человека и роли последних в формировании биологических ритмов с полным основанием принадлежит И. М. Сеченову (1901).
Первоначально И. М. Сеченов считал, что решающую роль в восприятии времени играет слух, так как звук и его восприятие имеют протяженность во времени. Однако в дальнейшем автор внес ряд дополнений. В частности, он указывал, что представление о времени может возникать на основе слуховых, зрительных, осязательных, двигательных и прочих ощущений. Существенной стороной учения И. М. Сеченова об органах чувств является его идея взаимодействия ощущений и движений. В этой идее и заключается смысл рефлекторного принципа в применении к теории ощущений.
Вопрос о роли мышечных движений в восприятии времени, как и в сохранении нормального функционирования различных органов и систем, особенно остро стоит в морской и космической медицине. Ограничение движений, возникающее в период длительных плаваний и в процессе пребывания в кабинах летательных аппаратов, может привести к нарушению восприятия времени и существенным изменениям функций организма.
Любая функция организма связана с расходованием энергии. Поэтому биологические ритмы — это не что иное, как отражение уровня обмена веществ, обусловленное временем суток. Возможность извращения ритма, например, при длительном несении ночных вахт свидетельствует о том, что в основе формирования суточной периодики лежит описанный И. П. Павловым условно- рефлекторный динамический стереотип, а именно возможность образования у человека условного рефлекса на время. Время само по себе не существует, оно лишь форма существования материи, поэтому условные рефлексы на время как таковое образовать невозможно, они формируются лишь на время действия раздражителей [Сапов И. А., 1960, 1963]. В действительности организмы измеряют время действия раздражителей и способны образовывать условные рефлексы только на время их действия. В деятельности центральной нервной системы это проявляется ритмически возникающими процессами возбуждения и торможения, обусловленными действием факторов внешней среды через анализаторы.
Если на длительное время устраняются причины, вызвавшие образование суточного стереотипа, то начинает нарушаться и последовательное изменение физиологических реакций организма.


Рис. 1. Кривая производительности труда на протяжении суток [по Lehman, 1967].
В процессе исследования суточных биоритмов у человека были получены многочисленные факты, свидетельствующие о том, что все физиологические функции имеют колебательный характер, а суточные изменения их параметров являются проявлением общего биологического закона ритма, и что использование этого закона в трудовой деятельности человека обеспечивает повышение ее эффективности при сохранении высокой и длительной работоспособности. Общим результатом исследований такого рода было установление значительного снижения работоспособности человека в ночное время [Lehman G., 1967]. Автор приводит характеристику работоспособности человека на протяжении суток. Снижение работоспособности начинается после 18 ч и продолжается вплоть до 3 ч утра, когда она достигает своего минимума (рис. 1). В это время, по мнению G. Lehman, организм в одинаковой степени кажется неприспособленным как для выполнения умственной, так и тяжелой физической работы.
Ф. И. Комаров и соавт. (1966) приводят многочисленные литературные и собственные данные, характеризующие суточную периодику профессиональной работоспособности и физиологических функций организма человека. Оказалось, что наиболее низкие показатели физической и умственной деятельности, гемодинамики и функций желудочно-кишечного тракта отмечаются в период от 1 до 3 ч ночи. По данным К, М. Смирнова (1960), тренировка спортсменов в ранние утренние часы дает несколько меньший эффект, чем в середине дня, причем колебания работоспособности на протяжении суток выражены более резко при выполнении сложных двигательных актов.
Исследование показателей психических и физиологических функций диспетчеров на водном транспорте выявило более быструю утомляемость в ночные часы по сравнению с дневными [Калитина Р. М., 1971]. У моряков, находящихся в условиях берегового базирования - как на Севере, так и в умеренных широтах, В. А. Лисовский и В. М. Короваев (1976) обнаружили суточную периодику в деятельности ряда физиологических функций организма. Особенно выраженными в течение суток были функциональные изменения в системе кровообращения, органов дыхания и двигательного анализатора. При этом наиболее высокие показатели отмечались в дневные часы.
Приведенные данные свидетельствуют о преимуществе дневных смен по сравнению с ночными. Однако производительность труда и в дневной смене снижается не равномерно от первых к последним часам работы, а имеет более сложную кривую. На основании анализа литературы Б. С. Алякринский (1975) выделяет четыре типа динамики дневной производительности труда: постепенный ее подъем, постепенное снижение, дневное повышение с вечерним снижением и утреннее снижение с вечерним повышением. Совершенно очевидно, что на характере динамики дневной продуктивности сказывается целый ряд различных условий. По мнению автора, на работоспособность человека в убывающем порядке влияют следующие факторы: продолжительность рабочего цикла, опыт выполнения данной работы, уровень мотивации, преобладание в работе элементов точности или скорости, действие неблагоприятных факторов внешней среды на организм.
Перестройка суточных ритмов физиологических функций у моряков в ответ на изменение структуры внешних датчиков времени (вахты в ночное время, перемещения в широтном направлении при плавании) приводит, как правило, к постепенному формированию нового суточного стереотипа. Если непрерывное воздействие условий внешней среды (в том числе и труда), смещенных во времени, непродолжительно, то в организме не возникает каких-либо стойких изменений. Если же измененные условия среды будут воздействовать в течение длительного времени, то в организме создается более прочная система последовательных процессов возбуждения и торможения, которые изменяют ранее привычную для организма биологическую ритмику. В этом случае изменение суточной периодики, как считают некоторые исследователи, должно рассматриваться не как извращение физиологических реакций, а как проявление и дальнейшее развитие приспособительных возможностей человека к тому или иному воздействию внешней среды [Маце- вич Л. М., 1975]. Таким образом, в процессе хронофизиологической адаптации изменяются обычные амплитудно-фазовые соотношения биоритмов, система претерпевает сложную функциональную перестройку, проявляющуюся в десинхронизации и последующей ресинхронизации функций (Aschoff J., 1969].
Влияние суточной периодики физиологических функций у моряков проявляется в ряде показателей. Нами определялись колебания температуры тела и кожной температуры, частоты пульса, дыхания и уровня артериального давления у судовых специалистов в период плавания. Исследования проводились перед рейсом и через каждые 10 сут в период плавания в 8, 12, 16 и 20 ч.
До плавания показатели кожной температуры на всех измеряемых участках были самыми высокими в 8 ч, а температура тела — в 20 ч. Такая обратная закономерность соотношения показателей температуры тела и кожной температуры соответствует обычно наблюдаемой в нормальных условиях [Витте Н. К., 1956]. К 20—30 суткам рейса показатели терморегуляции имели уже иную направленность, указывающую на изменение суточной периодики. Так, наиболее низкая кожная температура отмечалась в 12 ч, а более высокая — в 20 ч.
Самая низкая частота пульса перед плаванием была в 8 ч, постепенно повышаясь к 20 ч. Через 30—40 сут плавания в 8 и 12 ч частота пульса в среднем была на 4—6 ударов в минуту больше, чем в 20 ч (рис. 2). Аналогичная закономерность отмечена в динамике частоты дыхания ц уровня артериального давления.
Через 2 сут после окончания плавания исследуемые показатели функций организма моряков в ряде случаев не вернулись к исходным значениям, что свидетельствует о довольно стойком нарушении их суточной периодики.

При изменении режимов труда и отдыха моряков, несении ими ночных вахт, а также вследствие широтных перемещений в период длительных плаваний вначале, по- видимому, имеет место некоторое сглаживание суточных биоритмов, а затем перестройка и установление нового суточного динамического стереотипа.

Рис. 2. Изменение частоты пульса у моряков в зависимости от времени суток и длительности плавания:
1 — в 8 ч, 2 — в 12 ч, 3 — в 16 ч, 4 — в 20 ч

Представленные материалы показывают также, что при проведении исследований и медицинских осмотров моряков следует учитывать время обследования, а анализ результатов осуществлять с учетом суточной периодики функций.
Исследования ряда функций организма, выполненные на судах в разное время суток [Стеймацкий А. Р., 1968; Мацевич Л. М., 1975; Бердышев В. В., Новожилов Г. Н., 1978], показывают, что в ночное время удлиняется латентный период сенсомоторных реакций, уменьшается точность выполнения корректурных проб, снижается выносливость к статическому усилию, значительно чаще встречаются ваготонические реакции. Это свидетельствует о существенном усилении ночью тормозных процессов в центральной и вегетативной нервной системе, угнетении функций организма и ухудшении работоспособности моряков. Снижение физиологических, психофизиологических возможностей моряков и их профессиональной работоспособности в ночные часы является одной из причин более высокой аварийности судов в это время. Так, по данным американской береговой охраны, из 199 случаев столкновений судов, происшедших в 1957—1959 гг., 111 наблюдались ночью. Установлена четкая корреляция между временем вахт и числом аварий: наибольшее количество столкновений зарегистрировано на 4-м часу ночных вахт [Мацевич Л. М., 1975].
На суточную периодику физиологических функций судовых специалистов влияет не только несение ночных вахт, но и постоянная смена часовых поясов при длительном плавании. Нередко суда в течение 10—15 сут плавания пересекают 5—7 часовых поясов. Такие перемещения вызывают у людей нарушения ритмов физиологических функций и проявляются специфическими субъективными ощущениями. Перестройка биологических ритмов воспринимается моряками как состояние утомления, возникают слабость, вялость, бессонница в ночные и сонливость в дневные часы, понижается работоспособность. Подобное состояние человека в отечественной литературе получило наименование «десинхроноза» (Алякринский Б. С., 1975] и наиболее подробно изучено у летчиков и космонавтов.
Проблема изучения динамики суточных биологических ритмов у моряков достаточно сложна. Получение объективных данных в области биоритмологии плавсостава требует выполнения комплексных программ, включающих как исследования функций организма и работоспособности в период дневных и ночных вахт, так и определения этих показателей при Широтных перемещениях. Современное состояние проблемы биоритмов уже сейчас дает основание учитывать физиологические возможности человека, влияние окружающей среды и особенности профессиональной деятельности моряков при разработке рациональных режимов труда и отдыха, способствующих быстрейшей перестройке физиологических и психических функций организма и длительному сохранению их работоспособности.



 
« Современные тенденции проявлений сосудистой патологии в детском возрасте   СПИД »