Биоритмы как основа рациональной организации человека.

муниципальное бюджетное общеобразовательное  учреждение

«Школа № 46»  городского округа Самара

Индивидуальный  итоговый проект.

Предмет: биология.

Биоритмы как основа рациональной организации человека.

Выполнил: ученик 8 класса «А»

 Шабаев Михаил.

Руководитель:

учитель биологии  и химии

 Щеглова О. Ф.

Самара, 2018

                                             Содержание.

1.Введение ____________________________________________________3-5

 2. Глава 1.     Биологические ритмы  _____________________________         6-11

         2.1. Понятие биологический ритм_____________________________6

        2.2 Суточный ритм._________________________________________        7        

         2.2  «Совы, жаворонки» и другие. ______________        ______________9

 3. Глава 2.   Практическая работа. _______________________________11-12

 4.Заключение. ________________________________________________13

 5. Список литературы. __________________________________________15

  6. Приложения. _______________________________________________16-20

Введение

          О существовании биологических ритмов людям известно с древних времен.

          Уже в «Ветхом Завете» даны указания о правильном образе жизни, питании, чередовании фаз активности и отдыха. О том же писали ученые древности: Гиппократ, Авиценна и другие.

         Основателем хронобиологии — науки о биоритмах, принято считать немецкого врача К. В. Гуфеланда, который в 1797 году обратил внимание коллег на универсальность ритмических процессов в биологии: каждый день жизнь повторяется в определенных ритмах, а суточный цикл, связанный с вращением Земли вокруг своей оси регулирует жизнедеятельность всего живого, включая организм человека.

           Первые систематические научные исследования в этой области начали проводиться в начале XX века, в том числе российскими учеными И. П. Павловым, В. И. Вернадским, А. Л. Чижевским и другими.

             Советские ученые Ф. И. Комаров и С. И. Рапопорт в своей книге «Хронобиология и хрономедицина» дают следующее определение биоритмов: «Ритм представляет собой характеристику периодической временной структуры. Ритмичность характеризует как определенный порядок временной последовательности, так и длительность отрезков времени, поскольку содержит чередование фаз различной продолжительности».4

             Одной из основных работ в этой области можно считать разработанную хронобиологом Ф. Хальбергом в 1964 году классификацию биологических ритмов.

             По поводу природы биоритмов было высказано множество гипотез, производились многочисленные попытки определить ещё целый ряд новых закономерностей. Вот некоторые из них.

            Шведский исследователь Э. Форсгрен (E. Forsgren) в опытах на кроликах обнаружил суточный ритм гликогена и желчеобразования (1930).

            Советские ученые Н. Е. Введенский, А. А. Ухтомский, И. П. Павлов и В. В. Парин осуществили попытку теоретически обосновать механизмы возникновения ритмических процессов в нервной системе и показали, что колебания характеристик состояния нервной системы определяются, прежде всего, ритмами возбуждения и торможения.

           В 1959 году Юрген Ашофф впоследствии директор Планковского Института физиологии поведения в Андексе (Германия), обнаружил закономерность, которая была названа «правилом Ашоффа» (под этим названием оно вошло в хронобиологию и историю науки): «У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте».

             Им было установлено, что при длительной изоляции человека и дневных животных в темноте, цикл «бодрствование-сон» удлиняется за счет увеличения продолжительности фазы бодрствования. Ю. Ашофф предположил, что именно свет стабилизирует циркадные ритмы организма.

            Я выбрал тему «Биоритмы», потому  что  меня заинтересовало происхождение термина. А также я замечал, что какие – то люди встают очень рано и хорошо работают в первой половине дня, но ближе к вечеру быстро устают и рано ложатся спать. А другие наоборот очень хорошо работают во второй половине дня, но очень поздно ложатся спать и встают. Также я видел людей, которые могут работать целый день. И мне хотелось выяснить, почему это происходит.

           Цель моего исследования:

изучить состояние эффективности работы восьмиклассников   в зависимости от их индивидуального хронотипа.

Задачи исследования:

1. Систематизировать теоретический материал по данной теме.

2.Определить индивидуальные признаки суточного хронотипа учащихся 8 класса.

3. Выявить эффективность работы учащихся в 8 классе в начале и в конце учебного дня в зависимости от их индивидуального хронотипа.

Глава 1. Биологические ритмы.

2.1.  Понятие биологический ритм

           К концу XX века факт ритмичности биологических процессов живых организмов по праву стал считаться одним из фундаментальных свойств живой материи и сущностью организации жизни. Но до последнего времени природа и все физиологические свойства биологических ритмов не выяснены, хотя понятно, что они имеют в процессах жизнедеятельности живых организмов очень большое значение. Поэтому исследования биоритмов пока представляют собой процесс накопления информации, выявления свойств и закономерностей методами статистики. В результате в науке о биоритмах возникло два научных направления: хронобиология и хрономедицина.

       Биологический ритм - это периодически повторяющиеся изменения биологических процессов в организмах.

Биологические ритмы - это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству и обнаружена практически у всех живых организмов.

Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. Физиологические ритмы имеют периоды от долей секунды до нескольких минут. Экологические ритмы по деятельности совпадают с каким -либо естественным ритмом окружающей среды.5 К ним относят суточные, сезонные, приливные и лунные ритмы. Благодаря экологическим ритмам организм ориентируется во времени и заранее готовится к ожидаемым изменениям условий существований. Экологические ритмы служат организму как биологические часы. Они устойчивы к различным физическим и химическим воздействиям и сохраняются при отсутствии соответствующих изменений во внешней среде. Французский спелеолог М. Сиффре 205 дней провел под землей в пещере в полном одиночестве и темноте. Все это время у него отмечался суточный ритм сна и бодрствования.

        Наука о биологических ритмах - биоритмология - еще очень молода. Но уже сейчас она имеет большое практическое значение. Искусственно изменяя сезонные циклы освещения и температуры, можно добиться массового цветения и плодоношения растений в теплицах.

Проблема биологических ритмов еще далека от окончательного решения. До сих пор не разгаданы тонкие механизмы биологических часов.

2.2. Суточный ритм

Природа добилась удивительного совершенства в ритмичности процессов жизни. Собственные биоритмы имеют все органы человека.  Любое лекарство или яд по-разному влияет на  организм в течение суток. На

эту особенность обратили внимание основоположники медицины в Древнем Китае, которые составили «часы жизненной силы» и «часы заболеваний» того или иного органа. Особенно широкое применение эти «часы» нашли при иглоукалывании. В настоящее время фактор времени учитывают при лечении многих заболеваний, а в первую очередь при лечении рака.

Ритмичность функций живых организмов определяется природными ритмами. Период вращения Земли вокруг своей оси (24 ч.) определяет суточный биологический ритм жизнедеятельности человека, который может колебаться на 1 - 1.5 ч в ту или другую сторону. Периодическое изменение условий внешней среды (температуры и влажности воздуха, освещенности, атмосферного давления и т. д.) отражается на уровне обмена веществ, определяя ритмику функционирования органов и систем в течение суток. Представление о суточной периодичности в функционировании организма человека зародились еще в глубокой древности. Так, восточные медики считали, что для каждого органа существует время его максимальной активности. Например:  почки - в 17 - 19 часов,  желчный пузырь - в 23-1 час, селезенка - в 9 -11 часов,  сердце - в 11-13 часов,  тонкий кишечник - в 13-15 часов,  мочевой пузырь - в 15-17 часов.

На основе этих представлений строилась система лечебных воздействий. В настоящее время доказано, что показатели многих физиологических реакций организма изменяются в течение суток. Так, наибольшая частота пульса отмечается в 17-18 часов (однако есть еще пики в 9-10 часов), а уменьшение его частоты наблюдается в 13-14 часов и в 22-23 часа. Артериальное давление имеет минимальные показатели в ранние утренние часы и около полуночи, а максимальные - в 16-20 часов.

Работоспособность сердца снижается примерно в час дня и 9 часов вечера. Мышечная сила также колеблется в течение суток: она имеет максимальное значение в 5, 12, 16, 20, 24 часа, а минимальные - в 9, 2, 14, 18 и 22 часа.   В первую    половину    дня     у    большинства людей отмечается

наибольшая возбудимость коры головного мозга. Однако в определенное время суток у человека наступает сонливость - это 9, 13 и 17 часов.

(см. Приложение 1).

В зависимости от времени суток изменяется и чувствительность организма к различным внешним воздействиям, поэтому человек по-разному реагирует на те или иные нагрузки. Основными факторами, влияющими на организм человека, является свет и температура окружающей среды, которые изменяются в зависимости от времени суток. Интенсивность большинства физиологических процессов повышается в утренние часы и падает в ночное время.

Одним из главных ритмов считается ритм температуры тела. Температура тела определяет скорость биохимических реакций и активность обмена веществ. Когда температура окружающей среды значительно понижается, наблюдается спад и температуры тела. К моменту пробуждения человека температура тела повышается. Ритм колебаний температуры тела повторяются показатели многих систем организма, прежде всего пульс, артериальное давление, дыхание и т. д. Своего максимума температура тела достигает к 18 часам. К вечеру она вновь снижается, наблюдается спад активности многих физиологических систем - в результате человеку легче заснуть.

2.3. «Совы, жаворонки» и другие.

Любому человеку присущ свой, индивидуальный тип биологических ритмов, который определяет особенности биохимических процессов в организме и в целом характер поведения. Люди по-разному реагируют на множество внешних воздействий, по-разному переносят нагрузки в утренние часы.

У каждого человека в течение суток наблюдается два главных пика работоспособности: от 10 до 12 часов и от 16 до 18 часов; в промежутке между ними и вечером уровень физиологических функций, определяющий работоспособность,   падает.    Однако  не все люди испытывают одинаковые колебания работоспособности в течение суток. Кому-то легче работать в первой половине дня, другим-вечером. Люди, обладающие разным ритмом работоспособности, различаются особенностями характера и поведения. Ритм работоспособности - не результат привычки к определенному режиму труда, а внутренние присуще человеку качество. По времени максимальной работоспособности все люди делятся условно на три типа – «жаворонки», «совы», «голуби».

А) «Жаворонки» просыпаются рано, и после пробуждения чувствуют себя бодрыми и работоспособными. Максимальные показатели температуры их тела, самочувствия, активности, внимания, настроения, мышечной силы отмечается в первой половине дня. Вечером эти люди испытывают сонливость и поэтому предпочитают рано ложится спать.

Б) «Голуби», как правило, не любят очень рано вставать, но и ложится поздно тоже не хотят; они предпочитают придерживаться «нормального» распорядка дня. Наиболее оптимальное время для проявления функциональных возможностей организма у людей подобного типа – поздние утренние и вечерние часы.

В) «Совам» всегда тяжело подниматься с постели в ранние утренние часы: в это время показатели всех жизненных функций у них минимальны, внимание снижено, они делают гораздо больше ошибок в работе. Более внимательными «совы» становятся к 16 часам. Вечером же им трудно лечь спать, так как в это время суток они более активны; обычно они засыпают далеко за полночь.

Выводы:        

1)  В науке о биоритмах возникло два научных направления: хронобиология и хрономедицина.

2) Биологические ритмы - это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству и обнаружена практически у всех живых организмов.

3) Ритмичность функций живых организмов определяется природными ритмами и зависит от времени суток.

4) Каждому человеку присутствует индивидуальный хронотип: сова, жаворонок или голубь.

Глава 2. Практическая работа.

Цель практической работы – определить индивидуальные признаки хронотипа учащихся в 8 классе, выявить эффективность работы учащихся в начале и в конце учебного дня. Для решения этой задачи я проводил исследования по определению хронотипа, работы по определению работоспособности на первых и последних уроках, используя разные практические работы.

    1.Для выявления признаков суточного хронотипа человека использовал тест Г.Хольдебранта, а также тест «Жаворонок или сова?» Сущность теста Г.Хольдебранта: у здоровых испытуемых в условиях основного обмена (то есть в утренние часы до завтрака при температурном и психическом комфорте в положении сидя) определяли за одну минуту частоту сердечных сокращений (ЧСС) и частоту дыхания (ЧД). Эту работу проделывали сами учащиеся, мне приносили только результаты, которые я обрабатывал.

Показатель ЧСС делил на показатель ЧД с точность до 0.1 секунды. Оценку результата проводил следующим образом: если полученный параметр соответствует 4.5-5.0, то испытуемый относится к голубям; если он превышает 5.0 – к жаворонкам, если он меньше 4.0 – к совам.

Сущность теста «Жаворонок или сова?»: тест состоит из нескольких вопросов (см. Приложение 2). Оценивал следующим образом: если пик активности испытуемого приходится на ранние часы, то он относится к жаворонкам; если испытуемый любит поспать утром, зато вечером бодр и весел, то он относится к совам; если у испытуемого поровну качеств «жаворонка»  и «совы», то он относится к голубям.

      Принимали участие 17 человек. Результаты исследования приведены в таблице №1 и диаграмме №1 (см. Приложение 3).

       2. Для определения работоспособности провел теппинг – тест Ильина

   (см. Приложение 4), в течение дня на первом и последнем уроке. На основании этого исследования выводы таковы:

• В моем классе присутствуют следующие хронотипы человека:

«жаворонки» - 6, «совы» - 8, «голубь» - 1.

• Работоспособность на последнем уроке выше, чем на первом.
• 76% (13 чел) уч- ся  обладают слабым типом работоспособности на первом уроке.
• 24% (4 чел) уч - ся  обладают средне-слабым типом работоспособности на первом уроке.
• 76% (13 чел) уч-ся обладают слабым типом работоспособности на последнем уроке.
• 12% (2 чел) уч-ся обладают средне-слабым типом работоспособности на последнем уроке.
• 12% (2 чел) уч-ся обладают сильным типом работоспособности на последнем уроке.
• 35% (6 чел) уч-ся обладают средним темпом работоспособности на первом уроке.
• 18% (3 чел) уч-ся обладают медленным темпом на первом уроке.
• 47% (8 чел) уч-ся могут работать в быстром темпе на первом уроке.
• 29% (5 чел) уч-ся обладают средним темпом на последнем уроке.
• 6% (1 чел)  уч-ся обладают медленным темпом на последнем уроке.
• 65% (11 чел) уч-ся могут работать в быстром темпе на последнем уроке.
• У 58,8% уч-ся совпал тип работоспособности  и их хронотип.
• У 83% уч-ся совпадения темпа работоспособности с хронотипом.

     Результаты исследования представлены в таблице №2 (см. Приложение 5) и в таблице №3 (см. Приложение 6). В целом можно сказать, что школьники обладают хорошим темпом и типом  работоспособности.

        Заключение.

Хорошо изучены суточные колебания умственной и физической работоспособности человека. К Маркс  в своем труде «Капитал» писал, что «под рабочей силой, или способностью к труду, мы понимаем совокупность физических и духовных способностей, которыми обладает организм, живая личность человека, и которые пускаются им в ход всякий раз, когда он производит какие-либо потребительские стоимости».

Количественно оценить работоспособность человека, пользуясь показателями его рабочей продуктивности, т.е. заставив его выполнять работу до крайних пределов, принципиально невозможно. Можно лишь измерить производительность работы и по этой производительности судить о работоспособности, т.е. о той части работоспособности, которую человек захотел и смог использовать для работы, не расходуя полностью своих сил.

При изучении я  выяснил, что такое биоритм, почему какие-то люди встают рано и хорошо работают в первой половине дня, но ближе к вечеру устают. А другие наоборот встают поздно и очень хорошо работают во второй половине дня. Также я узнал, что есть такие люди, которые могут работать и в первой, и во второй половине дня.

                                5. Список литературы. 

1. Губин Г. Д., Герловин Е. Ш. Суточные ритмы биологических процессов и их адаптивное значение в онто- и филогенезе позвоночных.— Новосибирск: Наука, 1980.

2. Иванов С. Ритмы нашей жизни. - Издательство « Детская литература », 1987.

3. Пэрна Н. Ритм, жизнь и творчество /Под ред. П. Ю. Шмидта — Л.-М.: Петроград, 1925.

4. Хронобиология и хрономедицина /Под ред. Ф. И. Комарова.— М.: Медицина, 1989.

5. Энциклопедический словарь юного биолога /Сост. М.Е. Аспиз .- М.: Педагодика, 1986.

                                                                                                             Приложение 1

                             Суточная кривая работоспособности.

                                                                                                             Приложение 2

                                   Тест «Жаворонок или сова?»

                                                                                                                                                                                                    1. В котором часу вы встаете без будильника?

1. До 6 утра.        2. В 6-8 час.

2. В котором часу Вы бы встали сами, если бы у Вас была такая возможность?        

1. В 5-7 час.         2. В 7-8 час.        3. В 8-9 час.

3. Хотелось бы Вам поспать днем?

1. Да.                    2. Нет.

4. Страдаете ли Вы, когда Вас будят?

1. Да.                   2. Нет.

5. Злитесь ли Вы, если Вам приходится вставать одному?

1. Да.                   2. Нет.

6. Вы с аппетитом завтракаете?

1. Да.                   2. Нет.

7. Когда Вы начинаете чувствовать послеобеденную усталость?

1. В 14-15 час.   2. В 15-16 час.      3. В 16-17 час.

8. Нравится Вам проводить вечер вне дома?

1. Да.                  2. Нет.

9. Нравится Вам проводить вечер за телевизором?

1. Да.                  2. Нет.

10. В котором часу вечером Вы чувствуете усталость?

1. До 21 час.    2. В 21-23 час.        3. После 23 час.

11. Вы поздно идете спать?

1. Да.                2. Нет.

                                                                                                         Приложение 3  

                                                 Таблица №1.

                          Результаты теста  «Жаворонок или сова?»

Смешанный тип: Г.Т; Н. Д.

Всего 17 человек.

Из них  «совы»- 47%

             «жаворонки»- 35%

             «голуби»- 6%

             смешанный тип- 12%

Приложение 4

Работа №1.Темп и работоспособность.

Теппинг - тест Ильина (12 - 16 лет)

Определение работоспособности

Составьте график работоспособности, используя точки, расставленные в квадратах. Напротив номера каждого квадрата отметьте то количество точек,

которое в нем поставлено.

Полученные результаты могут быть условно разделены на 4 типа, характеризующих различные варианты работоспособности.

1. Сильный тип. Темп нарастает от 1 квадрата ко 2 и (или 3), затем постепенно снижается.
2. Средний тип. Максимальный темп сохраняется некоторое время без изменений, не увеличиваясь и не уменьшаясь, а затем постепенно снижается.
3. Средне - слабый темп. Темп снижается уже после 10 секунд и остается сниженным в течение всей работы. Однако разница между самым лучшим и худшим результатами не превышает 8 точек.
4. Слабый темп. Максимальный темп снижается практически сразу с момента деятельности и остается сниженным до конца работы. Разница между лучшим и худшим результатом составляет больше 8 точек.

Обработка результатов

Для детей 12-16 лет

24 точки и меньше - медленный темп

25-30 точек - нормальный средний темп работы

30 точек и больше - ребенок умеет и может работать в очень быстром темпе.

                                                                                                             Приложение 5

                                                 Таблица №2.

                     Работоспособность на первом и последнем  уроке.

                                                                                                             Приложение 6

                                                  Таблица №3.

                    Работоспособность на первом и  последнем уроке.