BIORYTMICKÉ ZMENY REAKČNÝCH SCHOPNOSTÍ U POSLUCHÁČOK FTVŠ UK Vladimíra BAJANOVÁ
Úvod
Už pri bežnom pozorovaní okolitého prostredia môžeme zistiť, že sa celý rad pochodov v neživej a živej prírode opakuje vo viac či menej pravidelných cykloch s dĺžkou od zlomku sekundy až po úseky dlhé roky. Človeka samozrejme zaujímalo, ako sa periodicita dejov uplatňuje v jeho živote, aký je vplyv na zdravie, kondíciu a výkonnosť. Vieme, že nie sme každý deň , mesiac ba ani rok rovnako fyzicky ani psychicky zdatní. Naša duševná a telesná kondícia sa nedá dopredu naplánovať, existuje určitý biorytmus(cyklické zmeny) našej výkonnosti. Tento biorytmus nie je podmienený vplyvmi zvonku, ale je ovplyvnený prírodou a jej endogénnymi procesmi. Zaujímalo nás, či v rôznych fázach dňa sa menia aj reakčné schopnosti. Z literatúry sú známe biorytmické zmeny reakčného času počas dňa a roka, kedy súbor tvorili muži, prípadne boli skúmané intersexuálne rozdiely v rytmicite disjunktívneho reakčného času. Preto sme sa rozhodli preskúmať ako podliehajú biorytmickým zmenám reakčné schopnosti u žien a zaujímala nás dĺžka jednoduchého reakčného času na centrálne a periférne podnety rôznych farieb.
Teoretický rozbor
Biologický rytmus možno definovať ako štatisticky platné fyziologické zmeny vyskytujúce sa v reprodukovateľných vlnách[1]. Chronobiológia definuje biologické rytmy ako pravidelne sa opakujúce a približne v rovnakej dobe sa vracajúce kvantitatívne a kvalitatívne zmeny na úrovni subcelulárnych štruktúr, buniek, orgánov, indivíduí i celých populácií. Pokiaľ ide o názory na genézu biologických rytmov, možno vyčleniť 3 skupiny autorov podľa [1]: 1.skupina pokladá biorytmy za výlučne endogénne procesy nezávisiace od vonkajších vplyvov; 2. skupina pokladá biorytmy za exogénne procesy. Tvrdí, že na základe fyzikálnych vlastností Zeme a vplyvom slnečného žiarenia vzniká rytmickosť najprv vnútri atmosféry a potom vo všetkom, čo je atmosférou ovplyvňované, teda aj v človeku; 3. skupina biorytmy pokladá za endogénne procesy modifikovateľné vonkajším prostredím. Endogénny rytmus je celkom nezávislý na okolitom prostredí
a je teda určovaný iba internými,
vnútornými synchronizátormi[2]. Okrem pojmu vnútorný synchronizátor sa používajú aj termíny
udávateľ kroku, biologické hodiny atď. Biologické hodiny môžme definovať ako endogénny riadiaci oscilátor, ktorý ovplyvňuje v organizme merateľné javy, pozorovateľné ako výsledný rytmus -over rhytm[3]. Biologické rytmy sú ultradiánne s periódou 30 min až 20 hod. (napr. dýchanie, srdcová frekvencia), cirkadiánne s periódou 24 hodín a infradiánne s periódou 28 hod. až 1 rok (napr. menštruačný cyklus žien). Z hľadiska potrieb človeka je dôležité poznať , že väčšina fyziologických procesov v ľudskom tele má rytmický charakter. Človek má biologické hodiny, ktoré sledujú cyklus striedania dňa a noci. Takýto cirkadiánny rytmus platí napr. pre metabolizmus, teplotu tela, bdelosť, tlak krvi, vyplavovanie hormónov a pod. Za nadriadené centrum (pacemaker) biorytmov sa pokladá suprachiazmatické jadro v hypotalame[4]. Za riadiace centrum sa pokladá aj epifýza a jej hormón melatonín. Pod pojmom pacemaker rozumieme
akýkoľvek mechanizmus vzbudzujúci rytmy príslušných
systémov[3]. Zatiaľ čo informácií o biologických rytmoch je uverejňovaných veľké množstvo, skutočných vedeckých poznatkov získaných na základe objektívnych sledovaní je k dispozícii pomerne málo. Najviac získaných poznatkov je zo skúmania denných rytmov. Zistilo sa, že 24- hodinový rytmus je síce určený pôsobením faktorov okolitého prostredia , predovšetkým zmenou svetla a tmy, ale že tento rytmus má značnú vnútornú zložku. Za hlavný určujúci činiteľ pri dennom, týždennom a sezónnom rytme rôznych funkcií ľudského organizmu a pri jeho zmenách sa pokladá svetlo[1] .Význam vonkajších faktorov ako časovačov vyplýva z toho, že pri vylúčení všetkých periodických vplyvov vonkajšieho prostredia je možné, napr. v dlhotrvajúcej tme, dosiahnuť predĺženie pôvodného 24-hodinového rytmu. Pre športových teoretikov je z údajov o denných rytmoch najzaujímavejšie zistenie o kolísaní telesnej výkonnosti počas 24 hodín. Maximum výkonnosti zistili autori okolo 3 hod., minimum okolo 15 hod. Reakčný čas, ktorý taktiež v niektorých prípadoch podmieňuje športovú výkonnosť, je najkratší odpoludnia, ďalej dopoludnia a ráno, okolo obedňajších hodín sa predlžuje [5]. Podľa iných zistení sú najnižšie hodnoty reakčného času ráno a večer [6]. Reakčný čas hrá dôležitú úlohu v športe, najmä v športových hrách. Charakterizuje najmä rýchlosť reakcie, rýchlosť rozhodovania, ale má vzťah aj k lokomočnej rýchlosti a športovej výkonnosti. Reakčný čas je doba, ktorá uplynie od aplikácie podnetu až po odpoveď. Odpoveď organizmu nenastáva hneď ako naň podnet dopadne, ale až vtedy, keď vzruch dosiahne svaly, potom vyvolá pozorovateľný účinok. Zmyslový orgán sa musí aktivizovať, nervy musia viesť vzruch k mozgu, z neho k svalom, svaly sa musia zmrštiť. Reakčný čas, zvaný aj latenciou odpovede, zahŕňa teda čas potrebný pre zmyslové orgány, mozog, nervy a svaly. Pri reakčnom čase môžeme rozlišovať centrálnu a periférnu zložku. Centrálna zložka závisí najmä od spôsobu prenosu vzruchu v CNS - najmä prevodom na synapsiách. Periférna zložka sa začína zahájením pohybu a končí jeho doznením.
Okrem jednoduchého reakčného času ( na podnet vždy rovnaká odpoveď) môžeme merať aj disjunktívny(výberový) reakčný čas, kde na dva alebo viac podnetov musíme zvoliť vždy inú odpoveď(napr. na podnety rôznych farieb reagujeme vopred určenou reakciou pravej a ľavej ruky). Pre dĺžku jednoduchého reakčného času je vypracovaný nasledovný rozpočet [7]: - vstupné vedenie (dráha z receptora do mozgu) 5 ms - kôrový senzorický čas 102 ms - kôrová hybná doba 28 ms - vzostupné vedenie 13 ms - svalový pohyb 29 ms Celkom je to teda 177 ms, keď však odrátame čas potrebný na svalový pohyb, zostáva na procesy v nervovej sústave okolo 150 ms. To je doba, ktorá uplynie od aplikácie podnetu po začiatok svalovej odpovede. Disjunktívny reakčný čas sa líši od jednoduchého v predĺžení kôrového času o rozlišovanierozhodnutie, a v tom, že môže dôjsť k chybnej reakcii. Disjunktívna reakcia býva o 20 až 200 ms dlhšia než jednoduchá. Z reakčného času okrem aktuálnej rýchlosti reakcie môžeme usudzovať aj o stave nervovej sústavy a mozgovej kôry, o stave nervového systému, o stupni únavy. Pomocou reakčného času môžeme sledovať dynamiku podráždenia a útlmu na svetelné a zvukové podnety. Z počtu nesprávnych odpovedí na podnet možno posúdiť zníženie pohyblivosti podráždenia a útlmu. Pri dodržaní štandardných podmienok pri meraní je tento spôsob vhodný predovšetkým k posúdeniu individuálnych zmien rýchlosti reakcií, a tým k stanoveniu aktuálneho funkčného stavu športovca a tiež stupňa adaptácie jeho organizmu k športovej činnosti. Znalosť individuálnych miním a maxím niektorých rytmov umožňuje hodnotiť aj rozloženie miním maxím výkonnosti športovca. Môže to mať veľký praktický význam pri posudzovaní niektorých prekvapujúcich zlyhaní, či naopak úspechov a pod. Znalosť profilov biorytmov je dôležitá z hľadiska načasovania tréningov a zaťaženia, umožňuje vopred usudzovať na dôsledky rýchlych zmien časového pásma a na to, ako dlho a ťažko sa bude daný jedinec adaptovať na nové prostredie.
Cieľ Cieľom práce bolo preskúmať biorytmické zmeny jednoduchého reakčného času u skupiny žien poslucháčok FTVŠ UK. V jednoduchom reakčnom čase nás zaujímala centrálna zložka pre podnety v centrálnej a temporálnej polohe (T 70). Metodika Sledovaný súbor pozostával zo 6 probandiek, poslucháčok 5. ročníka FTVŠ UK v Bratislave. Priemerný vek sledovanej skupiny bol 23 rokov. V čase experimentu sa venovali športu len rekreačne. Meranie jednoduchého reakčného času sme robili podľa metodiky s guľovým perimetrom výrobca Karl Zeis Jena. Na tomto perimetri sme merali dĺžku reakčného času oboch horných končatín na podnety
štyroch rôznych farieb (žltá, červená, zelená, sivá).Táto metodika nám umožnila merať centrálnu zložku reakčného času pre centrálne a periférne podnety –temporálna poloha. Guľový perimeter je spojený s elektrickými stopkami. Elektrické stopky boli s perimetrom spojené spúšťačom signálu. Stopky sa zastavovali tlačidlom, spúšťač signálu držal vyšetrujúci v ruke. Na perimeter bolo pripojené tlačidlo, ktoré testovaná osoba držala striedavo v pravej a ľavej ruke. Testovaná osoba mala opretú hlavu na opierke guľového perimetra, aby mohla zrakovo fixovať stred zorného poľa. Keď sa na stene perimetra objavil podnet, testovaná osoba stlačila čo najrýchlejšie tlačidlo perimetra. Vyšetrujúci nastavoval farbu a polohu podnetu na zadnej strane. Pri meraniach sme zatemňovali miestnosť, aby sme vylúčili pôsobenie rušivých svetelných vplyvov. Na každý podnet probandka reagovala 10-krát pravou rukou a 10-krát ľavou rukou, a to v centrálnej i temporálnej polohe (T 70 stupňov). Merania sa vykonávali opakovane 4- krát za deň v 3,5 hodinových intervaloch: prvé meranie od 8.00-9.00 (označené ako R), druhé od 11.30-12.30 (označ. O), tretie od 15.00-16.00 (označ. P) a štvrté od 18.3019.30 hod.(označ. ako V). Meraniu v nočných hodinách sme sa vyhli z dôvodu možnosti ovplyvnenia dát spánkovou depriváciou. Výsledky sme štatisticky spracovali, pričom sledovaným znakom boli zmeny reakčných časov medzi jednotlivými časovými úsekmi: - ránom a obedom (R-O) - obedom a popoludním (O-P) - popoludním a večerom (P-V). Sledovali sme zmeny reakčných časov v centrálnej a temporálnej polohe pre obidve horné končatiny. Sledovaným znakom boli zmeny reakčných časov pre jednotlivé farebné podnety. Výsledky sme štatisticky spracovali pomocou neparametrického Wilcoxonovho T-testu. Priemerné hodnoty jednoduchého reakčného času sme vyjadrili ako „rýchlosť odpovede“. Výsledky Na základe merania na guľovom perimetri sme zistili, že dĺžka jednoduchého reakčného času počas dňa kolíše, ale tieto zmeny sa ukázali štatisticky významné na p<0,05 len v nasledujúcich časových úsekoch: R-O pre podnet červenej farby v centrálnej i temporálnej polohe pre ľavú ruku; P-V pre podnet červenej farby v centrálnej polohe pre pravú ruku, pre podnet zelenej farby v centrálnej polohe pre pravú aj ľavú ruku. V časovom úseku O-P sme zaznamenali kolísanie dĺžky reakčných časov, ale štatisticky nevýznamné. Napriek tomu sme zaznamenali špecifický priebeh rýchlosti reakcie pre jednotlivé farebné podnety (obr.2-5). Pre podnety žltej farby v centrálnej polohe sme zistili pre pravú ruku najkratší reakčný čas ráno a večer, poobede sme zaznamenali nárast. Ľavá ruka vykazovala najlepšiu rýchlosť reakcie večer a na obed.
Poobede sme taktiež zaznamenali zvýšenie hodnoty reakčného času. Čo sa týka temporálnej polohy pri obidvoch končatinách sme najnižšie hodnoty zistili na obed a večer, ráno a poobede sa hodnoty zvyšovali. Pre podnet červenej farby sme zistili najkratší reakčný čas večer medzi 18.30-19.30 hodinou, v centrálnej i temporálnej polohe. Najdlhší čas reakcie sme namerali poobede v čase medzi 15.00-16.00 hodinou. Špecifický priebeh rýchlosti reakcie sme zaznamenali aj pre podnet zelenej farby. V centrálnej polohe pravá ruka dosiahla najlepší čas večer, k zhoršeniu reakcie došlo ráno a poobede. Ľavá ruka najlepšie reagovala na centrálny podnet večer, najhoršie ráno. Pri temporálnej polohe sme u položky pravá ruka zistili najlepšiu rýchlosť reakcie ráno, maximálne hodnoty sme namerali na obed. U položky ľavá ruka sme namerali najlepší čas večer, najhorší poobede. Na podnet sivej farby v centrálnej polohe sme zistili u položky pravá ruka najrýchlejšiu reakciu ráno, na obed sa hodnoty zvyšovali, najvyššie sme namerali poobede. Ľavá ruka reagovala na podnet sivej farby v centrálnej polohe najlepšie na obed, najhoršie poobede. Pri temporálnej polohe sa hodnoty rýchlosti reakcie u pravej ruky zvyšovali v poradí: obed, večer, ráno a poobede. U ľavej ruky: večer, ráno, obed, poobede. Ak vyjadríme biorytmické zmeny jednoduchého reakčného času sumárne pre centrálne podnety (priemer reakčných časov pre centrálne podnety všetkých farieb) zistíme najkratší čas večer, najdlhší poobede. Taký istý priebeh sme zaznamenali aj pre podnety v temporálnej polohe. Pri komplexnom hodnotení sa hodnoty rýchlosti reakcie zvyšovali od centrálnej polohy k temporálnej. Pri porovnávaní rýchlosti reakcie pre jednotlivé farebné podnety sme zistili, že najkratšie reakčné časy sú pre žlté a červené podnety, dlhšie pre zelené a najdlhšie pre sivé podnety. Získané výsledky prezentujeme formou grafov priemerných hodnôt reakčného času.
Závery Merania jednoduchého reakčného času u žien na podnety rôznych farieb v centrálnej a temporálnej polohe ukázali, že reakčný čas počas dňa ( medzi 8.00 až 18.30 hod.) kolíše. Tieto zmeny sa však ukázali v nami sledovanom súbore ako štatisticky nevýznamné. No napriek tomu môžeme vyvodiť niekoľko záverov, ktoré sú v súlade so zisteniami iných autorov zaoberajúcich sa touto problematikou. Jednoduchý reakčný čas pre centrálne podnety podlieha biorytmickým zmenám, pričom najkratší reakčný čas sme zistili večer medzi 18.30-19.30 hod., najdlhší poobede medzi 15.00-16.00 hod. K rovnakému záveru sme dospeli aj pri skúmaní jednoduchého reakčného času pre periférne podnety. Takýto priebeh rýchlosti reakcie je v súlade s krivkou fyziologickej výkonovej pohotovosti podľa Grafa (obr.1), ktorá okolo 19.00 hod. dosahuje maximum, okolo 15.00 hod. minimum. Keby sme však otestovali štatistickú významnosť pri sumárnom hodnotení rýchlosti reakcie, tento jav by sa zrejme ukázal ako vysoko štatisticky preukazný.
Obrázok 1
Meraniami reakčného času sme dospeli k špecifickým záverom. Domnievame sa, že na lepšie pochopenie zmien reakčného času u žien, by bolo vhodné preskúmať ako na rýchlosť reakcie vplývajú jednotlivé fázy menštruačného cyklu a všetky hormonálne procesy s ním súvisiace.
podnet červenej farby reakčný čas v ms
250 200 150 100 50 0 R
O
P
V
pravá HK,centrálna poloha
156
150,5
164,5
149
ľavá HK, centrálna poloha
174
157,5
164,5
152
pravá HK,temporálna poloha
183
181
193
170,5
ľavá HK, temporálna poloha
193
182
195
181,5
Obrázok 2
podnet žltej farby reakčný čas v ms
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 R
O
P
V
pravá HK,centrálna poloha
142
143
153,5
142
ľavá HK, centrálna poloha
151
144
151
145,5
174,5
160
174,5
163
180
169
181
171
pravá HK,temporálna poloha ľavá HK, temporálnapoloha
Obrázok 3
podnet zelenej farby reakčný čas v ms
250 200 150 100 50 0 R
O
P
V
pravá HK,centrálna poloha
170
159
170,5
152,5
ľavá HK, centrálna poloha
172,5
166,5
169
153
pravá HK, temporálna poloha
179,5
192
183,5
184
ľavá HK, temporálna poloha
199,5
189,5
205,5
178,5
Obrázok 4
podnet sivej farby reakčný čas v ms
250 200 150 100 50 0 R
O
P
V
pravá HK,centrálna poloha
157
166,5
167
166,5
ľavá HK, centrálna poloha
169,5
164,5
172,5
167,5
pravá HK,temporálna poloha
195,5
190,5
197
191,5
ľavá HK, temporálna poloha
199,5
201
208,5
186,5
Obrázok 5
Zoznam použitej literatúry: [1]KOLESÁR,J.: Humánna bioklimatológia a klimatoterapia. Osveta, Martin, 1989, 344 s. [2]BRODAN,V.: Biorytmy a jejich vztah k vrcholovému sportu. Studijní materiály doškolování trénerú, metodikú, psychologú a lékařú ve vrcholovém sportu. ÚV ČSTV, Praha, 1984, 85 s. [3]FIGALA,J.: Základy chronobiologie se zřetelem na ekologické podmínky –část obecná. Vysokoškolské skripta. VŠZ, Praha, 1991. [4]PAULOV,Š.: Fyziológia živočíchov a človeka I. Univerzita Komenského, Bratislava, 1995. [5]URBÁNEK, J.: Tělesná výchova v denním režimu ve světle reaktometrických vyšetřování. In: Lékař a těl. vých.,1974, č.1, s. 57-60. [6]ŠTULRAJTER, V.- HORVÁTH, I.- SOKOL, J.: Biorytmické zmeny reakčných schopností a koncentrácie pozornosti. In: Teor. Praxe těl. vých. 38, 1990, č.1, s. 4-17. [7]SELIGER, V.: Fyziologie tělesných cvičení. Avicenum, Praha, 1980, 345 s.
