Десинхронизация и ресинхронизация циркадных ритмов у спортсменов

_{Введение}

      Современной наукой накоплены достаточно обширные знания о сложной перестройке  в различных органах и системах организма человека под влиянием занятий спортом, которая протекает как на макроскопическом, так и на микроскопическом уровнях. В основе перестройки всех систем (и костной, и мышечной, и сердечно-сосудистой) лежат некоторые общие биологические принципы, познание которых является необходимым условием для её правильной оценки.

      Организм  человека относится к большим  самоуправляемым системам, отличительными особенностями которых являются наличие огромного числа составляющих элементов и относительная самостоятельность (индетерминированность) их поведения. В самом деле, организм человека построен из астрономического числа клеток (примерно 10¹⁴), и учесть функциональную способность каждой из них в работе целостного организма практически не представляется возможным. Конечно, поведение каждого элемента, каждой клетки в организме детерминировано (т.е. причинно обусловлено), но не настолько строго, чтобы можно было точно предсказать, как они будут вести себя в той или иной ситуации. Так, мышечное волокно при раздражении будет сокращаться, а нервное волокно проводить возбуждение, но насколько интенсивно будет происходить сокращение мышечного волокна, в полной мере предсказать нельзя, так как интенсивность работы любой клетки определяется целым рядом факторов (притоком питательных веществ, готовностью внутреннего аппарата клетки к реакции и т.п.), учесть которые практически невозможно. Значит, в подобных ситуациях строгий детерминизм уступает место вероятностной интерпретации наблюдаемых явлений.

      Спорт является мощным фактором, влияющим на биологическую и социальную природу  человека. Неумелое использование этого  полезного фактора, призванного  улучшить физическое развитие человека и способствовать формированию у  него таких качеств, как смелость, ловкость, сила, выносливость, может  превратить его в фактор, приносящий вред. В связи с этим представляется важным установить закономерности возникновения  в организме изменений под  влиянием занятий спортом.

      Для объяснения морфологических изменений  в организме под влиянием спортивной деятельности есть, казалось бы, простая  причинно-следственная связь: физическая нагрузка→рабочая гипертрофия→увеличение мышечной массы. Внимание тренеров и специалистов порой направлено лишь на достижение (причём любой ценой) конечного результата: наращивание мышечной массы у спортсмена, а вместе с ней и силовых качеств. При этом не учитывается тот факт, что в перестройку вовлекаются не только мышечная система, но и все другие органы и системы в организме человека. Фактически оказывается, что между причиной (физическая нагрузка) и следствием (наращивание мышечной массы) стоит сложная цепь последовательных взаимных приспособлений различных систем организма к меняющимся функциональным отношениям. Не учитывать этого обстоятельства - значит не понимать основных процессов, протекающих в организме, не уметь управлять ими.

_{1. Принцип реагирования  живой системы}

      В основе жизнедеятельности любого организма  лежит рефлекторный принцип его  реагирования на внешние воздействия. Окружающая живой организм внешняя  среда постоянно воздействует на него, посылая внешние импульсы, на которые организм отвечает определёнными  реакциями. Это происходит и в  случае простых рефлексов (например, отдёргивание руки в ответ на укол) и в случае сложных рефлекторных актов, которые лежат в основе формирования движений спортсмена.

      Рефлекторный  принцип жизнедеятельности организма  учитывает прежде всего зависимость её от внешней среды, обусловленность внешней средой. В этом смысле рефлекторная теория является фундаментальным достижением в материалистическом понимании природы и жизнедеятельности человека. Однако рефлекторный принцип недостаточен, как справедливо отмечает П.К. Анохин, когда речь идёт о сложных формах деятельности животных и человека, ибо он не учитывает внутреннего строения организма, его активности, целенаправленности поведения. По крайней мере эти факторы не входят в понятие рефлекса. Реакция организма на внешний импульс - это не только ответ на воздействие. По сути своей реакция организма представляет собой сложный циклический процесс, в котором принимают участие различные структурные компоненты. 
 

на организм из внешней среды действует какой-то импульс , вызывающий некоторую ответную реакцию . Ответная реакция организма изменяет окружающую его внешнюю среду точно так же, как импульс вызывает изменения внутренней среды. При повторном воздействии импульса предшествующая реакция организма  автоматически учитывается, поскольку внешняя среда уже изменена реакцией организма и повторный импульс а₁ воздействует на организм из изменённой внешней среды. Значит, реакция организма  на повторный импульс  связана с его предшествующей реакцией посредством тех изменений, которые возникают в окружающей среде в результате жизнедеятельности организма. Иными словами, организм постоянно получает информацию о том, как выполнено то или иное действие. Так формируется канал обратной связи, позволяющий организму корректировать свою собственную деятельность относительно предшествующих реакций.

Рефлекторный  принцип утверждает, что между  внешним импульсом и реакцией организма имеется прямая связь, т.е. внешний стимул является основным побуждающим моментом в осуществлении  реакции организма. Однако для управления сложными реакциями живого организма  наличия только прямых связей недостаточно. Канал обратной связи поставляет организму необходимую информацию о результатах его деятельности, что крайне необходимо для корректировки  поведения и реакций организма.

Каналы  прямой и обратной связи действуют  на всех уровнях внутренней структурной  иерархии организма (органном, клеточном  и субклеточном), обеспечивая тонкую согласованность в работе всех органов. На примере механизма управления мышечной деятельностью человека можно  проследить все структурные элементы прямых и обратных связей мышечных волокон с нервной системой. Управляющие команды, поступающие с мотонейронов спинного мозга к мышцам, достигают последних по нервным волокнам, которые идут вначале в составе передних корешков спинного мозга, а затем в составе периферических нервов - это прямая связь двигательного аппарата с центральной с центральной нервной системой. Однако для формирования определённой двигательной реакции организма центральной нервной системе необходима информация о состоянии готовности двигательного аппарата к её выполнению. Эта информация поступает в нервную систему по каналу обратной связи, в качестве которого используются чувствительные проприоцептивные нервные проводники.

Центральная нервная система связана со всеми  органами с помощью прямых (эфферентных) и обратных (афферентных - проприоцептивных и интероцептивных) связей, благодаря чему становится возможной согласовання работа внутренних органов. В системе межорганных взаимоотношений в качестве прямых и обратных связей в организме используются не только нервные элементы, но и гуморальная и эндокринная системы.

_{2. Организм человека  как функциональная  система}

Организм  человека устроен чрезвычайно сложно и включает в себя множество структурных  подразделений. Сложна и динамична  архитектура актов жизнедеятельности, поскольку в них вовлекается  огромное множество различных структур. Современное системно-структурное  понимание сущности жизни базируется на том, что структура организма  на всех уровнях, начиная от клетки и кончая организмом, - это интегральное единство пространственного строения и временной динамической организации.

Идея  о том, что живой организм представляет собой функциональную систему, была сформулирована в 30-х годах П.К. Анохиным и сейчас является одним из фундаментальных  понятий в биологии. Сам феномен  функциональной системы состоит  в динамическом объединении различных  элементов организма, которое направлено на получение полезного результата действия. Концепция функциональной системы позволяет несколько  по-иному посмотреть на организм человека и выполнение им тех или иных действий.

С этой точки зрения каждое движение человека, в том числе и движение спортсмена, можно рассматривать как результат  функционального объединения большого количества различных морфологических  элементов (костей, связочно-суставного аппарата, мышц, элементов кровеносной  и нервной систем), направленного  на достижение определённого двигательного  эффекта. Каждая из перечисленных морфологических  структур выполняет в двигательном акте свои определённые функции, однако это не мешает "функциональному  ансамблю" структурных элементов  работать согласованно. Функциональную систему можно выделить на любом  уровне: и на клеточном, и на органном, и на организменном. Отсюда становится понятным многостороннее влияние физических упражнений и спорта на организм человека. Выполнение любого движения неизбежно отражается на состоянии костей, их соединений, мышц, внутренних органов, сердца, сосудов, органов внутренней секреции, нервной системы, т.е. и на системах исполнения, и на системах обеспечения.

Особое  значение в логической структуре  функциональной системы имеет результат  действия. Понятие результата действия, как и цели действия, является центральным  пунктом в системной концепции  П.К. Анохина. Самоуправляемая система  в ней определяется через понятие  полезного для организма результата его собственной деятельности, так  как полезность результата действия обеспечивает стабилизацию и устойчивое состояние системы. "Все звенья функциональной системы связаны  взаимовлиянием, которое не происходит хаотически или не ориентировано, а  развивается таким образом, что  все компоненты системы содействуют  друг другу, т.е. их усилия фиксируются  на путях получения полезного  результата для данной системы и  для организма в целом. Следовательно, в функциональной системе результата является универсальным организующим фактором. Именно это и определяет, в каком месте и в какое  время включится тот или иной компонент системы" (П.К. Анохин, 1968). Таким образом, главным управляющим  фактором в саморегулирующих системах, в том числе и в биологических, является результат их деятельности и полезность достигнутого результата для последующего поведения системы.

В процессе приспособления в животном мире создавались  доминирующие линии нервных и  гуморальных реакций, не только отвечающих настоящему моменту, но и опережающих  события внешнего мира. Принцип опережающего отражения обеспечивает приспособление к будущим, ещё не наступившим  событиям. Этот принцип играет важную роль в подготовке спортсменов к  соревнованиям, в предстартовом  периоде, особенно в плане обеспечения  максимальной подготовленности систем организма к физическим нагрузкам.

      _{3. Понятие адаптации} 

Как уже  говорилось, под влиянием занятий  спортом и в мышечной, и в костной, и в сердечно-сосудистой системах происходят прогрессивные морфологические изменения, которые обеспечивают приспособляемость организма спортсмена к высоким тренировочным и соревновательным нагрузкам. Любые изменения в одном органе или группе органов, возникшие под влиянием занятий спортом, влекут за собой согласованную морфологическую перестройку во всех других органах и системах организма. Эта взаимообусловленность морфологических изменений в организме спортсмена отражает сущность биологического приспособления его к физическим нагрузкам.

Важнейшим свойством любого организма является поддержание постоянства его  внутренней среды, которое получило название гомеостаза. Гомеостаз внутренней среды находит своё отражение в устойчивости строения внутренних органов и мышечной системы на протяжении жизни каждого индивидуума. Несмотря на то что все ткани и клетки постоянно обновляются в процессе жизни, тканевый состав внутренних органов остаётся постоянным (стабильным).

Для обеспечения  этой стабильности эволюция избрала  принцип избыточной организации. Это, в частности, выражается в характерном  для организма дублировании органов  и процессов. Парность органов заслуживает  особого внимания, так как в  нормальных условиях для обслуживания организма достаточно одного из них. Человек может обходиться одной  почкой, одним лёгким, может жить, потеряв треть крови. Избыточность организации страхует организм от случайностей. Однако из этого следует и другой вывод: прочность организма намного  больше, чем ему действительно  требуется. Значит, предел физических возможностей организм не исчерпывается  в обычных ситуациях, он рассчитан  ещё и на предельные нагрузки. В  основе развития морфологических структур и функциональных отправлений лежит  единство организма и внешней  среды. Оно привело в процессе эволюции к формированию большого количества приспособительных реакций и  механизмов, имеющих то или иное морфологическое выражение. Способность  реагировать на экзогенные факторы  и поддерживать постоянство внутренней среды является эволюционно выработанным механизмом адаптации живых систем. Приспособляемость организма к  внешней среде осуществляется тонкой и содружественной деятельностью многих систем организма, координируемых нейрогуморальными механизмами. 

Под термином "адаптация" понимают довольно широкий круг явлений, среди которых можно выделить две основные группы: