Меню Рубрики

Изучением работоспособности и утомления мышц занимался ухтомский

Утомление — состояние, сопровождающееся чувством усталости, снижением работоспособности, вызванное интенсивной или длительной деятельностью, выражающееся в ухудшении количественных и качественных показателей работы и прекращающееся после отдыха.

Физиологи с давних пор пытались дать ответ на вопрос о сущности и механизмах утомления. Утомление рассматривалось как следствие «истощения» энергетических ресурсов мышцы (главным образом обмена углеводов) или как результат недостаточного снабжения кислородом и нарушения окислительных процессов — теория «задушения», или определялось как следствие засорения тканей продуктами обмена, т. е. «отравления» ими. По одной из теорий развитие утомления связывалось с накоплением в мышцах молочной кислоты.

Все эти теории были гуморально-локалистическими, определяющими утомление как процесс, происходящий только лишь в мышцах. Они не принимали во внимание координирующую роль ЦНС.

Изучению роли ЦНС в развитии утомления посвятили свои работы И. М. Сеченов, И. П. Павлов, Н. Е. Введенский, А. А. Ухтомский, М. И. Виноградов.

И. М. Сеченов показал, что утомление возникает не в самом работающем органе, не в мышце, а в ЦНС: «Источник ощущения усталости лежит не в мышце, а в нарушении деятельности нервных клеток мозга».

Н. Е. Введенский к трактовке феномена утомления привлекал парабиотическое торможение.

М. И. Виноградов считал необходимым различать два вида утомления — быстро наступающее, обусловленное центральным торможением, и медленно развивающееся, связанное со снижением уровней передачи нервных импульсов в самом двигательном аппарате.

И. П. Павлов считал, что торможение, возникающее при утомлении в ЦНС, носит охранительный характер — ограничивая работоспособность корковых центров мозга, оно охраняет нервные клетки от перенапряжения и гибели.

А. А. Ухтомский отмечал, что рабочая доминанта (очаг возбуждения в определенной группе нервных клеток) при утомлении угасает. В основе утомления лежит расстройство координационных функций ЦНС и снижение функциональной подвижности основных нервных процессов.

В настоящее время наиболее популярной является центрально-нервная теория утомления. Однако общепризнанной теории утомления, объясняющей это явление во всем его многообразии, не существует.

Современная концепция центрально-корковой теории утомления не исключает возможного влияния местных процессов, происходящих в мышцах и других работающих органах, на формирование процессов утомления (недостаток кислорода, истощение питательных веществ, накопление метаболитов и др.). Они могут ускорять утомление, а за счет обратных связей изменять функциональное состояние ЦНС. Во всяком случае утомление — целостный процесс, в биологической сущности которого существенное значение имеет корковая защитная реакция, проявляющаяся в физиологических механизмах ограничения работоспособности.

Физиологическая картина физического и умственного утомления сходна. Умственное и физическое утомление влияют друг на друга. Так, при тяжелом физическом утомлении умственная работа малопродуктивна, и, наоборот, при умственном утомлении падает мышечная работоспособность. Принято считать, что эти явления обусловлены иррадиацией торможения из наиболее утомленных центров на соседние. При умственной деятельности постоянно наблюдаются элементы мышечного утомления: длительное пребывание в определенной позе приводит к значительному утомлению соответствующих звеньев двигательного аппарата.

При умственной, как нередко и при физической работе, наблюдается значительное эмоциональное напряжение, сопровождающееся различными реакциями вегетативной нервной системы.

При умственном утомлении отмечены более выраженные функциональные сдвиги со стороны ЦНС, высшей нервной деятельности, анализаторов и психической деятельности. Отмечается расстройство внимания, ухудшение памяти и мышления, ослабляется точность и координированность движений.

Возобновление работы на фоне медленно развивающегося утомления приводит к тому, что сохранившиеся следы утомления накапливаются. Утомление переходит в переутомление. При переутомлении отмечаются головная боль, чувство тяжести в голове, вялость, рассеянность, снижение памяти, внимания, нарушения сна.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9770 — | 7382 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Основными показателями, характеризующими деятельность мышц, являются их сила и работоспособность.

Сила мышц. Сила — мера механического воздействия на мышцу со стороны других тел, которая выражается в ньютонах или кг-силах. При изотоническом сокращении в эксперименте сила определяется массой максимального груза, который мышца может поднять (динамическая сила), при изометрическом — максимальным напряжением, которое она может развить (статическая сила).

Одиночное мышечное волокно развивает напряжение в 100-200 кг-сил во время сокращения.

Степень укорочения мышцы при сокращении зависит от силы раздражителя, морфологических свойств и физиологического состояния. Длинные мышцы сокращаются на большую величину, чем короткие.

Незначительное растяжение мышцы, когда напрягаются упругие компоненты, является дополнительным раздражителем, увеличивает сокращение мышцы, а при сильном растяжении сила сокращения мышцы уменьшается.

Напряжение, которое могут развивать миофибриллы, определяется числом поперечных мостиков миозиновых нитей, взаимодействующих с нитями актина, так как мостики служат местом взаимодействия и развития усилия между двумя типами нитей. В состоянии покоя довольно значительная часть поперечных мостиков взаимодействует с актиновыми нитями. При сильном растяжении мышцы актиновые и миозиновые нити почти перестают перекрываться и между ними образуются незначительные поперечные связи.

Величина сокращения снижается также при утомлении мышцы.

Изометрически сокращающаяся мышца развивает максимально возможное для нее напряжение в результате активации всех мышечных волокон. Такое напряжение мышцы называют максимальной силой. Максимальная сила мышцы зависит от числа мышечных волокон, составляющих мышцу, и их толщины. Они формируют анатомический поперечник мышцы, который определяется как площадь поперечного разреза мышцы, проведенного перпендикулярно ее длине. Отношение максимальной силы мышцы к ее анатомическому поперечнику называется относительной силой мышцы, измеряемой в кг/см2.

Физиологический поперечник мышцы — длина поперечного разреза мышцы, перпендикулярного ходу ее волокон.

В мышцах с параллельным ходом волокон физиологический поперечник совпадает с анатомическим. У мышц с косыми волокнами он будет больше анатомического. Поэтому сила мышц с косыми волокнами всегда больше, чем мышц той же толщины, но с продольными волокнами. Большинство мышц домашних животных и особенно птиц с косыми волокнами перистого строения. Такие мышцы имеют больший физиологический поперечник и обладают большей силой (рис. 83 ).

Рис. 83. Анатомический (а-а) и физиологический (б-б) поперечники мышц с разным расположением волокон:

А — параллельноволокнистый тип; Б — одноперистый; В — двуперистый; Г — многоперистый.

Наиболее сильными являются многоперистые мышцы, затем идут одноперистые, двухперистые, полуперистые, веретенообразные и продольноволокнистые.

Много, -одно, -и двухперистые мышцы имеют большую силу и выносливость (мало утомляются), но ограниченную способность к укорачиванию, а остальные виды мышц хорошо укорачиваются, но быстро утомляются.

Сравнительным показателем силы разных мышц является абсолютная мышечная сила — отношение максимальной силы мышцы к ее физиологическому поперечнику, т.е. максимальный груз, который поднимает мышца, деленный на суммарную площадь всех мышечных волокон. Она определяется при тетаническом раздражении и при оптимальном исходном растяжении мышцы. У сельскохозяйственных животных абсолютная сила скелетных мышц колеблется от 5 до 15 кг-сил, в среднем 6-8 кг-сил на 1см2 площади физиологического поперечника. В процессе мышечной работы поперечник мышцы увеличивается и, следовательно, возрастает сила данной мышцы.

Работа мышц. При изометрическом и изотоническом сокращении мышца совершает работу.

Оценивая деятельность мышц, обычно учитывают только производимую ими внешнюю работу.

Работа мышцы, при которой происходит перемещение груза и костей в суставах называется динамической.

Работа (W) может быть определена как произведение массы груза (Р) на высоту подъема (h)

Установлено, что величина работы зависит от величины нагрузки. Зависимость работы от величины нагрузки выражается законом средних нагрузок: наибольшая работа производится мышцей при умеренных (средних) нагрузках.

Максимальная работа мышцами выполняется и при среднем ритме сокращения (закон средних скоростей).

Мощность мышцы определяется как величина работы в единицу времени. Она достигает максимума у всех типов мышц так же при средних нагрузках и при среднем ритме сокращения. Наибольшая мощность у быстрых мышц.

Утомление мышц. Утомление — временное снижение или потеря работоспособности отдельной клетки, ткани, органа или организма в целом, наступающее после нагрузок (деятельности). Утомление мышц происходит при их длительном сокращении (работе) и имеет определенное биологическое значение, сигнализируя о истощении (частичном) энергетических ресурсов.

При утомлении понижаются функциональные свойства мышцы: возбудимость, лабильность и сократимость. Высота сокращения мышцы при развитии утомления постепенно снижается. Это снижение может дойти до полного исчезновения сокращений. Понижаясь, сокращения делаются все более растянутыми, особенно за счет удлинения периода расслабления: по окончании сокращения мышца долго не возвращается к первоначальной длине, находясь в состоянии контрактуры (крайне замедленное расслабление мышцы). Скелетные мышцы утомляются раньше гладких. В скелетных мышцах сначала утомляются белые волокна, а потом красные.

Из различных представлений о механизме утомления одной из наиболее ранних теорий, объясняющих утомление, была теория истощения, предложенная К. Шиффом. Согласно этой теории причиной утомления служит исчезновение в мышце энергетических веществ, в частности гликогена. Однако, детальное изучение показало, что в утомленных до предела мышцах содержание гликогена еще значительно. В дальнейшем Е. Пфлюгером была выдвинута теория засорения органа продуктами рабочего распада (теория отравления). Согласно этой теории, утомление объясняется накоплением большого количества молочной, фосфорной кислот и недостатком кислорода, а так же других продуктов обмена, которые нарушают обмен веществ в работающем органе и его деятельность прекращается.

Обе эти теории сформулированы на основании данных, полученных в экспериментах на изолированной скелетной мышце и объясняют утомление односторонне и упрощенно.

Дальнейшим изучением утомления в условиях целого организма установлено, что в утомленной мышце появляются продукты обмена веществ, уменьшается содержание гликогена, АТФ, креатинофосфата. Изменения наступают в сократительных белках мышцы. Происходит связывание или уменьшение сульфгидрильных групп актомиозина, в результате чего нарушается процесс синтеза и распада АТФ. Нарушения в химическом составе мышцы, находящейся в целостном организме, выражены в меньшей степени, чем в изолированной благодаря транспортной функции крови.

Исследованиями Н.Е. Введенского установлено, что утомление прежде всего развивается в нервно-мышечном синапсе в связи с низкой его лабильностью.

Быстрая утомляемость синапсов обусловлена несколькими факторами.

Во-первых, при длительном раздражении в нервных окончаниях уменьшается запас медиатора, а его синтез не поспевает за расходованием.

Во-вторых, накапливающиеся продукты обмена в мышце понижают чувствительность постсинаптической мембраны к ацетилхолину, в результате чего уменьшается величина постсинаптического потенциала. Когда он понижается до критического уровня, в мышечном волокне не возникает возбуждения.

И.М.Сеченов (1903)­, исследуя на сконструированном им эргографе для двух рук работоспособность мышц при поднятии груза, установил, что работоспособность утомленной правой руки восстанавливается полнее и быстрее после активного отдыха , т.е. отдыха сопровождаемого работой левой руки. Подобного же рода влияние на работоспособность утомленной руки оказывает сочетающееся с отдыхом раздражение индукционным током чувствительных (афферентных) нервных волокон кисти другой руки, а также работа ногами, связанная с подъемом тяжести, и вообще двигательная активность.

Таким образом, активный отдых, сопровождающийся умеренной работой других мышечных групп, оказывается более эффективным средством борьбы с утомлением двигательного аппарата, чем простой покой.

Причину наиболее эффективного восстановления работоспособности двигательного аппарата в условиях активного отдыха Сеченов с полным основанием связывал с действием на центральную нервную систему афферентных импульсов от мышечных, сухожильных рецепторов работающих мышц.

В организме в различных звеньях рефлекторной дуги утомление в первую очередь наступает в нервных центрах, особенно в клетках коры больших полушарий.

В настоящее время установлено, что функциональное состояние мышц находится под влиянием центральной нервной системы и прежде всего коры больших полушарий. Это влияние осуществляется через соматические нервы, вегетативную нервную систему и железы внутренней секреции.

По двигательным нервам к мышце поступают импульсы из спинного и головного мозга, вызывая ее возбуждение и сокращение, сопровождающиеся изменением физико-химических свойств и функционального состояния мышцы.

Импульсы, поступающие по симпатическим волокнам в мышцу, усиливают процессы обмена веществ, кровоснабжения и работоспособность мышцы. Такое же действие оказывают и медиаторы симпатической системы — адреналин и норадреналин.

Однако единой теории, объясняющей причины утомления, сущность утомления до настоящего времени нет, т.к. в естественных условиях утомление двигательного аппарата организма является многофакторным процессом.

Наступление утомления мышц можно задержать с помощью тренировки. Она развивает и совершенствует функциональные возможности всех систем организма: нервной, дыхательной, кровообращения, выделения и т.д.

При тренировке увеличивается объем мышц в результате роста и утолщения мышечных волокон возрастает мышечная выносливость. В мышце повышается содержание гликогена, АТФ и креатинфосфата, ускоряется течение процессов распада и восстановления веществ, участвующих в обмене. В результате тренировки коэффициент использования кислорода при работе мышц повышается, усиливаются восстановительные процессы вследствие активизации всех ферментативных систем, уменьшается расход энергии. При тренировке совершенствуется регуляторная функция центральной нервной системы, и в первую очередь, коры больших полушарий.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9770 — | 7382 — или читать все.

источник

Работоспособность, работа, утомление и отдых

Работа – это осуществление клеткой, органом, системой органов или организмом свойственных им функций. Человек разумный выполняет, как правило, общественно-полезную работу. Научно-технический прогресс изменил характер работы человека. На смену физическому труду пришел труд умственный. И это накладывает серьезный отпечаток на здоровье человека.

Читайте также:  Как снизить утомление мышц

Работоспособность – это способность человека выполнять максимально возможное количество работы на протяжении определенного (заданного) времени и с определенной эффективностью. Работоспособность, подобно работе, подразделяется на умственную и физическую. Умственная работоспособность – это способность выполнять определенное количество работы, требующей значительной активации нервно-психической сферы; физическая работоспособность – это способность выполнять максимально возможное количество физической работы за счет активации функции опорно-двигательного аппарата. Естественно физическая работоспособность зависит и от состояния нервной системы, иннервирующей опорно-двигательный аппарат.

Выполнение работы требует затрат энергии. Общая потребность в энергии – это сумма основного и рабочего обмена. Основной обмен – количество энергии, затрачиваемое организмом в условиях полного покоя для поддержания жизни. У мужчин эта величина в среднем составляет 1 ккал на 1 кг массы тела в 1 ч. (4,2 кДж). У женщин 0,9 ккал (3,8 кДж). Основной обмен у детей обратно пропорционален возрасту: чем ребенок младше, тем выше основной обмен. Это связано с затратой энергии на пластические процессы. Так, например, основной обмен семилетнего ребенка в 2–2,5 раза больше 12-летнего, в 1,3 раза больше, чем взрослого человека (соответственно 1,8, 1,3 и 1 ккал/кг/ч).

Рабочий обмен – это затрата энергии для выполнения внешней работы.

Общая потребность в энергии при умственном труде в сутки равна 2500–3200 ккал (10475–13410 кДж), при механизированном труде или легкой немеханизированной работе – 3200–3500 ккал (13410–14665 кДж), при частично механизированном труде или немеханизированном труде умеренной тяжести – 3500–4500 ккал (14665–18855 кДж), при тяжелом немеханизированном физическом труде – 4500–5000 ккал (18855–20950 кДж).

Физическая работа связана с деятельностью опорно-двигательного аппарата, основную роль в этом выполняют скелетные мышцы. Если благодаря сокращению мышцы меняется положение части тела, то преодолевается сила сопротивления, т. е. выполняется преодолевающая работа. Когда мышцы, сокращаясь, перемещают тело или его части в пространстве, они выполняют преодолевающую или уступающую работу, которая является динамической. В основе динамической работы лежат два типа сокращения: изотоническое, при котором мышца укорачивается при постоянной внешней нагрузке, и анизотоническое, или ауксотоническое, при котором мышца укорачивается, развивая напряжение.

Одним из показателей эффективности физической работы является коэффициент полезного действия, КПД, который показывает, какая часть затраченной энергии превращается в энергию, осуществляющую полезную внешнюю работу. КПД организма в целом при различных видах мышечной деятельности варьирует в пределах от 3 до 25 %.

При частом повторении одной и той же работы развивается рабочий динамический стереотип – система рефлекторных действий, которые формируются при постоянном повторении одних и тех же раздражителей. Рефлекторные реакции становятся автоматическими, поэтому работа энергетически более экономичная и менее утомительная, не требует постоянного внимания и сосредоточения.

Физическая нагрузка вызывает реакцию всех органов и систем. В активно сокращающейся мышце кровоток увеличивается более чем в 20 раз, усиливается обмен веществ. При умеренной физической нагрузке обмен веществ в мышце осуществляется аэробно, во время тяжелой работы часть энергии освобождается анаэробно. В результате в мышцах образуется и накапливается молочная кислота, которая вызывает мышечное утомление.

При физической работе возрастают частота сердечных сокращений, ударный объем сердца, артериальное давление, потребление организмом кислорода. Работа, которую человек может выполнять в течение восьми часов без развития признаков мышечного утомления, считается легкой, она ниже предела. Выше него находится область максимальной работоспособности, выполнение такой работы существенно ограничено по времени. Максимальная работоспособность снижается по мере увеличения длительности работы. Тренировка повышает работоспособность человека. Как же определить предел утомительной динамической работы? Одним из важных показателей является частота пульса, которая сохраняется постоянно во время работы, не увеличиваясь в связи с утомлением. У нетренированных людей в возрасте от 20 до 30 лет она не превышает 130 ударов в 1 минуту, менее чем через пять минут после прекращения работы частота пульса становится менее 100.

Восстановление – это процесс постепенного возвращения функций организма к исходному состоянию после прекращения работы. По мере восстановления степень утомления уменьшается, а работоспособность увеличивается. Если человек выполняет работу, лежащую выше пределов его утомления, необходимо периодически отдыхать. Следует подчеркнуть, что лучше много кратковременных перерывов для отдыха, чем один-два длинных.

Утомление – это физиологическое состояние человека, наступающее из-за напряженной или длительной работы, которое выражается во временном снижении работоспособности. Различают мышечное (физическое) и центральное (нервно-психическое) утомление. При тяжелой работе они сочетаются. Мышечное утомление характеризуется уменьшением силы и выносливости мышц, нарушением координации движений, увеличением энергозатрат для выполнения одной и той же работы, нарушением памяти, скорости переработки информации, сосредоточения и т. д. Утомление субъективно ощущается человеком в виде усталости, которая вызывает желание прекратить работу или уменьшить нагрузки. Утомление при тяжелой физической работе связано с накоплением в мышечных волокнах некоторых продуктов обмена (например, молочной кислоты). Отдых, особенно активный, приводит к восстановлению работоспособности мышцы. Это связано с удалением молочной кислоты и возобновлением запасов энергии в мышце.

Нервно-психическое (центральное) утомление вызвано длительной напряженной умственной работой, однообразной монотонной работой, шумом, плохими условиями труда, эмоциональными факторами, заболеваниями. Если же, несмотря на утомление, работа продолжается, возникает истощение. Тяжелые физические и нервно-психические нагрузки вызывают стресс (вернее, дистресс). Различают острое и хроническое истощение. Первое представляет собой резкое снижение работоспособности во время тяжелой работы, второе возникает вследствие длительной напряженной или слишком часто повторяемой тяжелой работы. Острое и хроническое истощение часто возникает у профессиональных спортсменов, при спортивных соревнованиях и тренировках.

Отдых – это состояние покоя или особый, специально организованный вид деятельности, который снимает утомление и способствует восстановлению работоспособности. И.М. Сеченов установил, что работа одних групп мышц конечностей способствует устранению утомления других мышечных групп, вызванной их работой. Это положение легло в основу определения двух типов отдыха: активного и пассивного.

Активный отдых – это отдых, во время которого человек выполняет другой вид работы, отличный от обычного выполняемого труда. Восстановление при активном отдыхе происходит быстрее и эффективнее, чем при пассивном, когда организм находится в условиях относительного покоя. Так, например, интенсивную умственную деятельность следует сменить физической активностью. И, наоборот, интенсивную физическую умственной.

Режим дня. Древнегреческое слово «диета» (diaita) означает «образ жизни, режим». Это уже позже под диетой стали понимать характер питания. Режим важен для человека любого возраста. Перефразируя Пушкина, можно сказать: «Режиму все возрасты покорны». Особенно это касается фундамента жизни детского, подросткового и юношеского возрастов. Правильный режим дня школьника включает продолжительность учебного времени в школе и дома, сон, отдых, прогулки, занятия физической культурой, режим питания (регулярное питание способствует хорошему аппетиту). Очень важен сон, причем человек должен ложиться спать в одно и то же время, тогда он быстро засыпает и спокойно спит. Продолжительность сна меняется с возрастом: в 7–8 лет – 11–11,5 ч, в 9–10 лет – 10–10,5, в 11–12 лет – 10 ч, в 13–15 лет – 9–9,5 ч, в 16–18 лет – 8–8,5 ч. Взрослому человеку необходимо спать 7,5–8 ч.

Работа и отдых должны чередоваться. Еще в XIX в. великий отечественный физиолог И.М. Сеченовдоказал, что отдых должен быть активным. Для полноценного восстановления необходим активный отдых. Особенно эффективно чередование физического и умственного труда.

Пять основных условий успешного высокопроизводительного труда:

1) усилия следует увеличивать постепенно;

2) следует соблюдать правильный ритм работы;

3) работа должна быть системной;

4) труд необходимо чередовать с активным отдыхом;

5) труд должен быть постоянным, ежедневным. Только в этом случае вырабатываются и закрепляются навыки. (Н.Е. Введенский.)

Режим учебных заведений должен строиться с учетом анатомо-физиологических особенностей детей соответствующих возрастных групп. Однако есть и несколько общих требований:

• не следует начинать занятия ранее 8 ч (в первом классе – не ранее 8:30);

• длительность урока не должна превышать 45 мин (в первом классе – 35 мин.);

• после каждого урока следует делать десятиминутные перерывы, а во второй половине учебного дня целесообразно делать два перерыва по 20 мин. каждый. В группах «продленного дня» после окончания последнего урока необходим перерыв не менее 45 мин.

источник

Зарубежные ученые, видя, что одними гуморальными теориями утомления не объяснить, стали заниматься изучением утомляемости нервных проводников. Они утверждали, что под влиянием длительного прохождения импульсов возбуждения (например при раздражении электрическим током) нервные проводники утомляются.

Русский же физиолог Н. Е. Введенский, подвергнув критике ряд ошибок в опытах западных ученых, доказал на фактах, что нервные проводники практически неутомляемы и что в нервах физиологическое проведение возбуждения происходит с минимальной тратой энергии. Следовательно, причина утомления крылась не в мышце и не в нервном проводнике. Естественно, что мысль ученых обратилась к изучению работоспособности нервных клеток.

Одним из первых, кто на ярком и интересном опыте сумел показать, куда тянутся нити утомления, был И. М. Сеченов. Усиленное изучение вопросов физиологии труда в нашем отечестве началось именно его блистательными работами. Прекрасные исследования И. М. Сеченова «Участие нервной системы в рабочих движениях человека» и «Очерк рабочих движений человека» и по сей день служат настольными руководствами для исследователей, изучающих физиологию труда. Занимаясь вопросами утомления, И. М. Сеченов искал не только причины утомления, но и стремился найти рациональные меры борьбы с этим состоянием.

Вообразим Ивана Михайловича Сеченова, сидящего за простым прибором, несколько напоминающим описанный выше эргограф. Только на сеченовском эргографе работал уже не один палец, а вся рука, движения которой были подобны тем, какие совершаются при пилке дров. Груз в определенном ритме поднимается и опускается с каждым взмахом руки. Проходит 4 часа, рука уже сделала 4800 движений, высота поднятия груза все более и более уменьшается, надвигается утомление. С этим неотвратимым явлением решает вступить в борьбу пытливый ум ученого, он ищет то «целебное лекарство», которое бы могло устранить утомление.

Ученый находит, что кратковременная работа левой руки снимает утомление правой руки гораздо быстрее, чем длительный отдых.

И. М. Сеченов объяснил это следующим образом: кратковременная работа левой (не работающей) рукой рождает в чувствующих нервах мышц импульсы возбуждения, несущиеся в центральную нервную систему, где они как бы перестраивают работу нервной системы, возбуждая и освежая ее, настраивая на новый плодотворный рабочий ритм. Если это так, рассуждал И. М. Сеченов, значит и легкое электрическое раздражение левой руки также должно снимать утомление. На самом деле так и оказалось: как внешние благотворные раздражения, сообщающие нам хорошее и приятное настроение (песня и музыка, соревнование и интерес к работе), вызывая возбуждение анализаторов, * повышают работоспособность нервной системы и нашего мозга, так и незначительная работа незанятой трудом левой рукой или слабые электрические раздражения ее уменьшают утомление. Таким образом И. М. Сеченов показал, что сущность утомления коренится в процессах, происходящих в центральной нервной системе.

Изучением явления, открытого И. М. Сеченовым, занимались и занимаются многие советские физиологи (Н. К. Верещагин, С. И. Крапивенцева, М. Е. Маршак, Г. В. Попов, А. Д. Слоним и др.). В последнее время, например, советский ученый Ш. А. Чахнашвили показал, что восстановление работоспособности утомленной руки происходит не только при активном отдыхе, связанном с деятельностью другой руки, но и при кратковременной работе, производимой во время отдыха нижними конечностями, мышцами туловища и шеи, жевательными мышцами. Оказалось, что сокращение мышц шеи (при движении головы) в течение 10-секундного отдыха увеличивает восстановление работоспособности утомленной руки на 61—75% по сравнению с «пассивным» отдыхом той же продолжительности.

* Анализатор представляет собой комплексное образование, включающее в себя рецептор, чувствительный нерв и нервный центр в коре больших полушарий. Рецепторы (от латинского слова recipio — воспринимаю) это чувствительные нервные окончания в мышце или другом органе (глаз, ухо). Восприятие внешних и внутренних раздражений осуществляется не рецепторами, как таковыми, а всей системой анализатора в целом. Учение об анализаторах впервые введено в физиологическую науку И. П. Павловым.

источник

Способность человека совершать длительное время физическую (мышечную) работу называют физической работоспособностью.Величи­на физической работоспособности человека зависит от возраста, пола, трени­рованности, факторов окружающей среды (температуры, времени суток, со­держания в воздухе кислорода и т.д.) и функционального состояния организ­ма. Для сравнительной характеристики физической работоспособности раз­личных людей рассчитывают общее количество произведенной работы за 1 минуту, делят его на массу тела (кг) и получают относительную физиче­скую работоспособность ( кг*м/мин на 1кг массы тела ). В среднем уровень физической работоспособности юноши 20 лет составляет 15,5 кг*м/мин на 1кг массы тела, а у юноши-спортсмена того же возраста он достигает 25. В последние годы определение уровня физической работоспособности широко используют для оценки общего физического развития и состояния здоровья детей и подростков.

Длительные и интенсивные физические нагрузки приводят к вре­менному снижению физической работоспособности организма. Этофи­зиологическое состояние называют утомлением.В настоящее время пока­зано, что процесс утомления затрагивает, прежде всего, ЦНС,затем нерв­но-мышечный синапс и, в последнюю очередь — мышцу.Впервые значение нервной системы в развитии процессов утомления в организме было отмече­но И.М.Сеченовым. Доказательством справедливости этого заключения мож­но рассматривать обстоятельство, что интересная работа долго не вызывает утомления, а неинтересная — весьма быстро, хотя мышечные нагрузки в пер­вом случае могут даже превосходить работу, совершаемую тем же самым че­ловеком во втором случае.

Читайте также:  Характеристика внешних признаков утомления

Утомлениепредставляет собой нормальный физиологический про­цесс, выработанный эволюционно для защиты систем организма от сис­тематического переутомления,которое является патологическим процессом и характеризуется расстройством деятельности нервной системы и других физиологических систем организма.

7.2.5. Возрастные особенности мышечнойсистемы

Мышечная система в процессе онтогенеза претерпевает значительные структурные и функциональные изменения. Формирование мышечных клеток и образование мышцкак структурных единиц мышечной системы происходит гетерохронно, т.е. сначала образуютсяте скелетные мышцы, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма ребенка в данном возрастном этапе.Процесс «чернового» формирования мышц заканчивается к 7-8 неделе пренатального развития. После рождения процесс формирования мышечной системы продолжается. В частности, интенсивный рост мышечных волокон наблюдается до 7 лет и в пубертатный период. К 14 -16 годам микроструктура скелетной мышечной ткани практически полностью созревает,но утолщение мышечных волоков (со­вершенствование их сократительного аппарата) может продолжаться до 30 -35 лет.

Развитие мышц верхних конечностей опережает развитие мышц нижних конечностей.У годовалого ребенка мышцы плечевого пояса и рук развиты значительно лучше, чем мышцы таза и ног. Более крупные мышцы формируются всегда раньше мелких.Например, мышцы предплечья фор­мируются раньше мелких мышц кисти. Особенно интенсивно мышцы рук развиваются в 6 — 7 лет. Очень быстро общая масса мышц нарастает в пе­риод полового созревания:у мальчиков — в 13-14 лет, а у девочек — в 11- 12 лет. Ниже приведены данные, характеризующие массу скелетных мышц в процессе постнатального онтогенеза.

Возраст Масса мышц, % к общей массе тела
0-10 дней 8 лет 12 лет 15 лет 18 лет 23,3 27,2 29,4 32,6 44,2

Значительно меняются в процессе онтогенеза и функциональные свойства мышц.Увеличивается возбудимость и лабильностьмышечной ткани. Изменяется мышечный тонус.У новорожденного отмечается повы­шенный мышечный тонус, а мышцы-сгибатели конечностей преобладают над мышцами-разгибателями. В результате руки и ноги грудных детей находятся чаще в согнутом состоянии. У них плохо выражена способность мышц к расслаблению (с этим связана некоторая скованность движений детей), кото­рая с возрастом улучшается. Только после 13 — 15 лет движения становятся более пластичными. Именно в этом возрасте заканчивается формирование всех отделов двигательного анализатора.

В процессе развития опорно-двигательного аппарата изменяются двигательные качества мышц: быстрота, сила, ловкость и выносли­вость.Их развитие происходит неравномерно. Прежде всего, развиваются быстрота и ловкость.

Быстрота (скорость) движенийхарактеризуется числом движений, которое ребенок в состоянии произвести за единицу времени. Она определя­ется тремя показателями:

1) скоростью одиночного движения,

2) временем двигательной реакции и

Скорость одиночного движениязначительно возрастает у детей с 4 -5 лет и к 13-15 годам достигает уровня взрослого. К этому же возрасту уровня взрослого достигает и время простой двигательной реакции,которое обу­словлено скоростью физиологических процессов в нервно-мышечном ап­парате. Максимальная произвольная частота движенийувеличивается с 7 до 13 лет, причем у мальчиков в 7 -10 лет она выше, чем у девочек, а с 13 — 14 лет частота движений девочек превышает этот показатель у мальчиков. Наконец, максимальная частота движений в заданном ритме также резко уве­личивается в 7 — 9 лет. В целом, скорость движений максимально развивается к 16-17 годам.

До 13- 14 лет завершается в основном развитие ловкости,которая свя­зана со способностью детей и подростков осуществлять точные, координиро­ванные движения. Следовательно, ловкость связана:

1) с пространственной точностью движений,

2) с временной точностью движений,

3) с быстротой решения сложных двигательных задач.

Наиболее важен для развития ловкости дошкольный и младший школь­ный период. Наибольший прирост точности движенийнаблюдается с 4 — 5 до 7 — 8 лет. Интересно, что спортивная тренировка оказывает благотворное влияние на развитие ловкости и у 15 — 16 летних спортсменов точность дви­жений в два раза выше, чем у нетренированных подростков того же возраста. Таким образом, до 6 — 7 лет дети не в состоянии совершать тонкие точные движения в предельно короткое время. Затем постепенно развивается про­странственная точность движений, аза ней и временная. Наконец, в послед­нюю очередь совершенствуется способность быстро решать двигатель­ные задачив различных ситуациях. Ловкость продолжает улучшаться до 17-18 лет.

Наибольший прирост силынаблюдается в среднем и старшем школь­ном возрасте, особенно интенсивно сила увеличивается с 10 — 12 лет до 16 -17 лет. У девочек прирост силы активируется несколько раньше, с 10 — 12 лет, а у мальчиков — с 13 — 14 лет. Тем не менее, мальчики по этому показателю во всех возрастных группах превосходят девочек.

Позже других двигательных качеств развивается выносливость,характеризующаяся тем временем, в течение которого сохраняется достаточ­ный уровень работоспособности организма. Существуют возрастные, поло­выеи индивидуальные отличия в выносливости.Выносливость детей до­школьного возраста находится на низком уровне, особенно к статической работе. Интенсивный прирост выносливости к динамической работе наблюдается с 11 — 12 лет Так, если принять объем динамической работы детей 7 лет за 100%, то у10-летних он составит 150%, а у 14-15-летних — более 400%. Так же интенсивно с 11-12 лет у детей нарастает выносливость к статическим нагрузкам. В целом, к 17-19 годам выносливость составляет около 85% от уровня взрослого. Своего максимального уровня она достигает к 25 — 30 го­дам.

Развитие движений и механизмов их координациинаиболее интен­сивно идет в первые годы жизни и в подростковый период. У новорожденно­го координация движений очень несовершенна, а сами, движения имеют толь­ко бузусловно-рефлекторную основу. Особый интерес вызывает плаватель­ный рефлекс, максимальное проявление которого наблюдается примерно к 40 дню после рождения. В этом возрасте ребенок способен совершать в воде плавательные движения и держаться на ней до 15 минут. Естественно, что го­лова ребенка должна поддерживаться, так как его собственные мышцы шеи еще очень слабы. В дальнейшем рефлекс плавания и другие безусловные рефлексы постепенно угасают, а им на смену формируются двигательные на­выки. Все основные естественные движения, свойственные человеку (ходь­ба, лазанье, бег, прыжки и т.д.) и их координация формируются у ребенка в основном до 3 — 5 лет. При этом большое значение для нормального развития движений имеют первые недели жизни. Естественно, что и в дошкольном возрасте координационные механизмы еще очень несовершенны. Несмотря на это, дети способны овладевать относительно сложными движениями. В ча­стности, именно вэтом возрасте они учатся орудийным движениям, т.е. дви­гательным умениям и навыкам пользоваться инструментом (молотком, ключом, ножницами). С 6 — 7 лет дети овладевают письмом и другими дви­жениями, требующими тонкой координации. К началу подросткового перио­да формирование координационных механизмов в целом завершается, и все виды движений становятся доступными для подростков. Конечно, совер­шенствование движений и их координации при систематических упражнени­ях возможно и в зрелом возрасте (например, у спортсменов, музыкантов и др.).

Совершенствование движений всегда тесно связано с развитием нервной системы ребенка.В подростковом периоде очень часто координа­ция движений вследствие гормональных перестроек несколько нарушается. Обычно к 15 — ] 6 годам это временное ухудшение бесследно исчезает. Общее формирование координационных механизмов заканчивается в конце подро­сткового возраста, а к 18 — 25 годам они полностью достигают уровня взрос­лого человека. Возраст в 18-30 лет считают «золотым» в развитии моторики человека. Это возраст расцвета его двигательных способностей.

источник

кл слова: Мирзоев О М, восстановление, научные, утомление, книга10, методика, тренировка, нагрузки, спорт, фармакология, бег, роль центральной нервной системы (ЦНС) в наступлении утомления, центрально-нервной теории утомления, центрально-корковой теории, Утомление корковых нервных клеток, о правильной трактовке процесса утомления, В физиологии утомление представляется как, Под характером работы подразумевается, локализацией утомления, три основные группы систем, запредельном торможении, скрытое (преодолеваемое) утомление, компенсируемая форма утомления, некомпенсированное (полное) утомление, В работающих мышцах при утомлении, запасы АТФ и КФ, скорости расщепления АТФ, активность ферментов, катаболизм белковых соединений, Максимальная физическая нагрузка большой длительности, показатели активности симпато-адреналовой системы (САС), при кратковременной интенсивной нагрузке, адреналина, норадреналина, При длительной напряженной тренировочной нагрузке, при нагрузке скоростной направленности

1.1. Физиологические и биохимические основы утомления при выполнении различных физических нагрузок

Проблема утомления считается актуальной общебиологической проблемой, представляет большой теоретический интерес и имеет важное практическое значение для деятельности человека в труде и спорте (Сеченов И.М.; Павлов И.П.; Ухтомский А.А.; Фольборт Г.В., Хилл А.В., 1951; Розенблат В.В., 1975; Моногаров В.Д., 1986, и др.)

Первую попытку решения проблемы утомления предпринял Г. Галилей (1564-1642 гг.), который столкнулся с этим явлением, анализируя механику работы мышц при подъёме тела по лестнице и при ходьбе.

По его мнению, в разбираемом случае мышцы утомляются в связи с тем, что им приходиться перемещать не только их собственный вес, но и вес остального тела. В противоположность этому сердце имеет дело только с собственным весом, и оно неутомимо.

По мере развития физиологической науки отдельные исследователи, особенно в XVIII и в первой половине XIX века, пытались затрагивать проблему утомления, но такие работы были единичными.

Физиологические исследования процессов утомления развернулись в основном с середины XIX века, в ходе которых сразу же обрисовались две основные теории: гуморально-локалистическая (периферическая) и центрально-нервная (Розенблат В.В., 1975).

Исходной позицией гуморально-локалистической теории, сторонниками которой были преимущественно зарубежные ученые, является представление об утомлении как мышечной слабости и усталости, т. е.

О процессах, происходящих под влиянием работы прежде всего в самой мышце. К тому же в исследованиях А. А. Ухтомского не только была дана глубокая критика гуморально-локалистических теорий утомления, но и показана огромная роль центральной нервной системы (ЦНС) в наступлении утомления.

Появление центрально-нервной теории утомления связано с работами великих отечественных физиологов И. М.Сеченова и И.П. Павлова, их учеников и последователей. Суть её состоит в проявлении запредельного
торможения в нервных клетках на различных уровнях ЦНС при выполнении напряженной мышечной работы.

Разработка этой теории явилась важным шагом в раскрытии механизмов, предохраняющих нервную систему, а через неё весь организм от истощения, результатом которого может стать переутомление и перетренированность.
Однако центрально-нервная теория не позволяет объяснить многочисленные факты, характерные для развития утомления при напряженной мышечной деятельности.

В частности, в ряде исследований показано, что даже в состоянии глубокого утомления работа может быть продолжена, если изменить её интенсивность и особенно характер её обеспечения при сохранении состава работающих мышц (Зимкин Н.В., 1972; Волков Н.И., 1974; Данько Ю.И., 1974; Моногаров В.Д., 1986; Платонов В.Н., 1986; Hollmann W., Hettinger T., 1980).

Это, по мнению Ю. И.Данько (1972), свидетельствует о том, что в нервных центрах не наступало ни торможения, ни истощения, т.е. неотъемлемых механизмов утомления согласно центрально-нервной теории. Н.И. Волков (1974) отмечает, что центрально-нервная теория мышечного утомления является модернизированным вариантом прежних локалистических концепций с той лишь разницей, что в ней центр наиболее значительных изменений, приводящих к развитию утомления, был перенесён из периферических исполнительных органов в ЦНС.

Значительный вклад в изучение проблемы утомления внёс В. В. Розенблат (1975). Согласно разработанной им центрально-корковой теории начальным звеном утомления при мышечной работе человека являются изменения «кортикальных центров».

По его мнению, уровень работоспособности мышц, связанный с настройкой их возбудимости, тонуса и упруго-вязких свойств, с состоянием кровоснабжения и трофических процессов в них, определяется уровнем работоспособности нервных центров, управляющих мышцами.

Утомление корковых нервных клеток приводит, с одной стороны, к нарушению контролируемой ими сложнейшей координации процессов, а с другой — меняет характер установочных влияний коры мозга и связанных с ней нижележащих образований на исполнительные органы.

Вопрос о правильной трактовке процесса утомления долгое время оставался дискуссионным. Ныне оно рассматривается как состояние организма, возникающее вследствие выполнения физической работы и проявляющееся во временном снижении работоспособности, в ухудшении двигательных и вегетативных функций, их дискоординации и появлении чувства усталости (Лектман Л.Б., 1952; Кулак И.А., 1968; Розенблат В.В., 1975; ФарфельВ.С., 1979; Моногаров В.Д., 1986; Коц Я.М., 1986, и др.).

В физиологии утомление представляется как биологически целесообразная реакция, направленная против истощения функционального потенциала организма (Фарфель B.C., Коц Я.М., 1968; Фарфель B.C., 1978; Моногаров В.Д., 1986; Коц Я.М., 1986).

В настоящее время специалисты при изучении проблемы утомления учитывают такие понятия этого процесса, как локализация и механизм (Розенблат В.В., 1975; Коц Я.М., 1986). Такой подход берет своё начало с 60-х годов XX столетия, когда ученые сошлись во мнении о том, что локализация и механизмы утомления определены функциональным состоянием различных органов и систем организма, их координационными взаимоотношениями и обусловлены характером выполняемой работы и другими факторами.

Читайте также:  В результате чего появляется утомление мышц

Под характером работы подразумевается:

  • режим деятельности мышц- изометрический, изотонический, ауксотонический;
  • объём задействованной мышечной массы — локальная, региональная, глобальная мышечная работа;
  • интенсивность и продолжительность мышечной работы — аэробный, анаэробный и смешанный режимы;
  • уровень мотивации, факторы внешней среды и т.д.

Под локализацией утомления понимается выявление той ведущей системы, функциональные изменения в которой определяют наступление этого состояния.

При этом можно рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения (Коц Я.М., 1986):

  • регулирующие системы — центрально-нервная, вегетативная, нервная и гормонально-гуморальная;
  • система вегетативного обеспечения мышечной деятельности — дыхания, крови и кровообращения;
  • исполнительная система — двигательный аппарат.

Под локализацией утомления понимаются те функциональные изменения в деятельности ведущих систем, которые обуславливают развитие утомления.

К их числу можно отнести:

  • вегетативные системы -дыхательную и сердечно-сосудистую, которые в конечном счете обуславливают снижение кислородно-транспортных возможностей организма;
  • железы внутренней секреции — их роль особенно важна при выполнении упражнений, которые приводят к нарушению регуляции энергетического обеспечения мышечной работы.

Кроме того, в ЦНС происходят изменения, выражающиеся в запредельном торможении в корковых нервных центрах и торможении на уровне двигательных центров спинного мозга, а также в работающих мышцах, которое проявляется в ухудшении сократительных свойств мышечных волокон и нервно-мышечной передачи.

Как показали исследования последних десятилетий, структуру той или иной мышцы составляют различные по функциональным особенностям и организации деятельности двигательные единицы (ДЕ), которые, как и мышечные волокна, имеют свои функциональные отличия. P. E. Burke (1975) предложил разделить ДЕ исходя из сочетания двух свойств — скорости сокращения и устойчивости к утомлению. Им было выдвинуто четыре типа ДЕ (табл. 1).

Есть мнение (Гидиков А.А., 1975; Козаров Д., Шапков Ю.Т., 1983), что у человека наиболее надёжно различаются лишь ДЕ, относящиеся к двум крайним типам — медленные, устойчивые к утомлению (S) и быстрые, быстро утомляемые (FF).

В развитии утомления различают скрытое (преодолеваемое) утомление, при котором сохраняется высокая работоспособность, поддерживаемая волевым усилием.

Экономичность двигательной деятельности в этом случае падает, работа выполняется с большими энергетическими затратами. Это компенсируемая форма утомления.

При дальнейшем выполнении работы развивается некомпенсированное (полное) утомление. Главным признаком этого состояния является снижение работоспособности. При некомпенсированном утомлении угнетаются функции надпочечников, снижается активность дыхательных ферментов, происходит вторичное усиление процессов анаэробного гликолиза (Розенблат В.В., 1975; Моногаров В.Д., 1986).

В спортивной практике приобретают особое значение диагностика и изучение показателей, которые сопровождают и сигнализируют об утомлении.

Отличают несколько наиболее общих направлений:

  • увеличение числа ошибок «как результат расстройства координации движений»;
  • неспособность к созданию и усвоению новых полезных навыков, расстройство старых ранее приобретённых навыков;
  • увеличение энергетических, прежде всего углеводных, трат на единицу произведённой работы и т.д. (Лектман Л.Б., 1952;Фарфель B.C., Коц Я.М., 1968; Талышев Ф.М., 1972).

Существуют многочисленные попытки классифицировать утомление. Так, различают четыре основных вида утомления (табл. 2).

В. Н. Волков (1973) составил классификацию клинических проявлений утомления (табл. 3).

Физиологическая и биохимическая характеристики стадий утомления даны в ряде работ (Гиппенрейтер B.C., 1962; Горкин М.Я., 1972; Граевская Н.Д., Иоффе Л.А., 1973; Яковлев Н.Н., 1974; Розенблат В.В., 1975; Зимкин Н.В., 1975; Волков В.М., 1977; Сорокин А.П., 1977; Фарфель B.C., 1979; Дудин Н.П., 1982; Дубровский В.И., 1985; Моногаров В.Д., 1986; Платонов В.Н., 1986, 1988; Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Коц Я.М., 1986; Павлова Э.С., 1987; Зотов В.П., 1990; Дубровский В.И., 1991, и др.).

В частности, при выполнении физической нагрузки в первой стадии утомления по сравнению с выполнением таковой в «устойчивом» состоянии происходят более глубокие сдвиги в показателях сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Во второй стадии утомления наблюдается дальнейшее снижение биоэлектрической активности коры большого мозга и более напряженная деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Третья стадия утомления характеризуется снижением биоэлектрической активности коры большого мозга (до 22% по сравнению с предыдущими двумя стадиями утомления) и ухудшением функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

В работающих мышцах при утомлении происходит исчерпание запасов энергетических субстратов (АТФ, КФ, гликоген), накапливаются продукты распада (молочная кислота, кетоновые тела) и отмечаются резкие сдвиги внутренней среды организма. При этом нарушается регуляция процессов, связанных с энергетическим обеспечением мышечного сокращения, появляются выраженные изменения в деятельности систем легочного дыхания и кровообращения (Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986).

Как известно запасы АТФ в мышцах незначительны, их едва хватает на 1 с напряженной мышечной работы. Запасов КФ, используемого для ресинтеза АТФ при работе максимальной интенсивности, хватает всего на 6-8 с (Мищенко B.C., 1990).

Снижение скорости ресинтеза АТФ может явиться причиной наступающего утомления.
В скелетной мышце человека после максимальной кратковременной работы до отказа концентрация КФ падает почти до нуля, а концентрация АТФ — примерно до 60-70% значения в состоянии покоя.

В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нервных клетках и

  • нарушается синтез ацетилхолина в синаптических образованиях, в результате чего нарушается деятельность ЦНС по формированию двигательных импульсов и передаче их к работающим мышцам;
  • замедляется скорость переработки сигналов, поступающих от проприо- и хеморецепторов;
  • в моторных центрах развивается охранительное торможение, связанное с образованием гамма-аминомасляной кислоты (Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Мищенко B.C., 1990).

При утомлении в процессе выполнения физических нагрузок угнетается деятельность желез внутренней секреции, что ведёт к уменьшению выработки гормонов и снижению активности ряда ферментов. Прежде всего, это сказывается на миофибриллярной АТФ-азе, контролирующей преобразование химической энергии в механическую работу.

При снижении скорости расщепления АТФ в миофибриллах автоматически уменьшается и мощность выполняемой работы. В состоянии утомления уменьшается активность ферментов аэробного окисления и нарушается сопряжение реакций окисления с ресинтезом АТФ. Для поддержания необходимого уровня АТФ происходит вторичное усиление гликолиза, сопровождающееся за-кислением внутренних сред и нарушением гомеостаза. Усиливающийся катаболизм белковых соединений сопровождается повышением содержания мочевины в крови.

Максимальная физическая нагрузка большой длительности приводит организм спортсмена к увеличению продуцирования в мышечных клетках молочной кислоты, диффундирующей затем в крови и вызывающей изменения кислотно-щелочного равновесия. Снижение рН внутренней среды влияет на активность ряда ферментов, которая бывает наивысшей в слабощелочной среде (рН = 7,35 — 7,40).

Снижение рН в процессе физической нагрузки максимальной и субмаксимальной интенсивности приводит к уменьшению активности многих ферментов, в частности фосфофруктокиназы, АТФ-азы. У спортсменов величина рН может составлять 6,9 и ниже (после нагрузки высокой интенсивности в течение 40-60 с) (Osnes J.-B., Hermansen L, 1997).

Если в прошлые десятилетия в научно-методической литературе рассматривались преимущественно локалистические, центрально-нервные или другие гипотезы возникновения утомления, то в последние годы у специалистов сложилось мнение о многообразии факторов и причин, ставших первопричиной наступления снижения работоспособности.

Тренировочная и соревновательная деятельность спортсмена включает в себя выполнение упражнений различной мощности и продолжительности, циклических и ациклических, и т.д. При этом, естественно, возможно проявление различных механизмов и локализации утомления, показанные в табл. 4 (Коц Я.М., 1986; Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Мищенко B.C., 1990).

Научные исследования показали, что важное значение в определении функционального состояния спортсменов играют показатели активности симпато-адреналовой системы (САС). Являясь интегральным нейро-гормональным индикатором, характеризующим стрессовую и эмоциональную реакцию спортсменов в ответ на тренировочные и соревновательные нагрузки, эта система играет важнейшую гомеостатическую и адаптационно-трофическую роль в организме.

Её можно использовать для оценки текущего состояния, эмоционального напряжения, в предстартовом периоде и на соревнованиях, развития утомления и адаптационных процессов в организме (Кассиль К.Н., 1976; Кассиль Г.Н., 1978; МищуковМ.С., ГалимовСД., 1980).

В исследовании В. В. Мехрикадзе (1985) было показано, что при кратковременной интенсивной нагрузке(тренировке, направленной на увеличение скорости бега) по сравнению с предтренировочным фоном наблюдалась достоверная активация гормонального и медиаторного звеньев САС. Было отмечено повышенное выделение адреналина (в 3 раза), норадреналина (в 1,5 раза), однако резервные возможности системы, оцениваемые по экскреции ДОФА, существенно не изменялись.

При длительной напряженной тренировочной нагрузке (30-60 с), направленной на совершенствование скоростной выносливости, наблюдалось достоверное увеличение активности звеньев САС. Так, экскреция адреналина и норадреналина по сравнению с фоном возрастала почти в 3 раза и дофамина более чем в 2 раза. Такая реакция САС на длительную нагрузку является положительной.

Таким образом, у спринтеров при нагрузке скоростной направленности САС преимущественно реагирует адреналовой реакцией. Это хорошо согласуется с известными представлениями о том, что адреналин -«гормон тревоги» ответствен за быструю мобилизацию энергетических ресурсов, быстрый переход организма из состояния покоя в состояние повышенной активности (Кассиль Г.Н., 1978).

Несмотря на большое внимание к проблеме утомления, имеющей важное прикладное значение, в том числе и для достижения высоких спортивных результатов, эта проблема, по мнению многих специалистов, далека от своего окончательного решения.

В заключение следует подчеркнуть, что напряженная и длительная физическая нагрузка обязательно сопровождается той или иной степенью утомления, которое, в свою очередь, вызывает процессы восстановления, стимулирует адаптационные перестройки в организме. Соотношение утомления и восстановления и есть, по существу, физиологическая основа процесса спортивной тренировки.

источник

Проблемой природы утомления длительное время занимались как отечественные, так и зарубежные ученые. Еще в 1952 г. А. Ухтомский указывал, что изучение утомления имеет большое теоретическое и практическое значение. Это объясняется тем, что фаза нарастания утомления связана с падением работоспособности. Поэтому предупреждение утомления на основе его глубокого изучения важно в решении задачи физиологического обеспечения эргономической системы.

Утомление — это временное снижение работоспособности, вызванное предшествующей работой.

Из указанного определения следует, что утомление имеет следующие признаки:

  • — падение работоспособности;
  • — вызвано предшествующей работой;
  • — обратимый процесс, т.е. после отдыха работоспособность восстанавливается.

Кроме индивидуальных особенностей организма на развитие утомления влияет сам процесс труда, условия труда на каждом рабочем месте. Внешне наступление утомления проявляется вдис- координации рабочего динамического стереотипа, снижении возможностей памяти, мышления, удержания устойчивого, концентрированного внимания и т.п.

Нельзя считать утомление только лишь отрицательным и нежелательным явлением. Оно является нормальным физиологическим процессом, который обязательно рано или поздно должен наступить.

В повседневной жизни принято употреблять термин «усталость» вместо «утомление». Но это разные процессы. Усталость — эго субъективный показатель, отражающий переживания человека в процессе работы но поводу утомления. В ряде случаев (по Н. Д. Левитову) может возникать «преждевременная» усталость, которая переживается людьми, не интересующимися данной работой или ощущающими затруднения в работе. Если же у работника есть определенный стимул к данной конкретной работе, то усталость может ощущаться с опозданием, ибо в этом случае имеет место как бы сопротивление усталости, что выражается в замедлении снижения производительности труда. Но подобное стремление преодолеть утомление и усталость возможно лишь до определенных границ, ибо следствием может служить переутомление. Уже существуют предложения использовать показатель наступления момента усталости для оценки работоспособности (отсутствует, слабая, средняя, большая и т.д.). Так, в практике американских исследователей разработаны семи- и девятибалльные шкалы усталости.

Самый сложный вопрос — природа утомления. С конца XIX в. сложились два подхода к этой проблеме.

Первый связан с изучением утомления в одной изолированной мышце, что получило название «локально-гуморальной концепции» (локальный означает «местный процесс», гуморальный — «жидкая среда»). Она включает три теории:

  • — «засорения» — объясняет возникновение утомления засорением мышцы продуктами распада;
  • — «задушения» — объясняет возникновение утомления недостатком кислорода в мышечной ткани;
  • — «истощения» — объясняет возникновение утомления истощением веществ, которые являются источником энергии мышечного сокращения.

Второй подход получил название центрально-нервной (нейрогенной) концепции утомления. Ее придерживаются отечественные ученые. Авторами концепции являются И. П. Павлов, И. М. Сеченов, А. А. Ухтомский и другие. Суть концепции состоит в том, что утомление начинается в высших отделах нервной системы. По И. П. Павлову, корковая клетка под влиянием условных раздражителей непременно рано или поздно приходит в тормозное состояние. Причиной возникновения тормозного состояния является функциональное разрушение, истощение корковых клеток. Физиологическая роль тормозного состояния, а значит, и утомления, которое им вызывается, — в предупреждении чрезмерной, опасной траты функционального потенциала и обеспечении восстановления затраченной энергии. Эту роль Павлов называл охранительной.

Таким образом, утомление происходит в связи с развитием охранительного торможения, снижением функциональной подвижности. Внешне, по И. П. Павлову, оно проявляется в нарушении рабочего динамического стереотипа (РДС).

Центрально-нервная концепция не отрицает процессов утомления в отдельной мышце, ибо действительно такие биохимические процессы существуют. Но эти процессы — вторичные. Начальное звено — нервные центры.

Существуют два вида утомления:

1) первичное — быстро нарастающее. Оно иногда возникает в процессе работы, например, когда работа только осваивается.

Но оно во время работы и преодолевается. Для его преодоления не нужно длительного отдыха;

2) вторичное — медленно развивающееся. Обычно возникает к концу рабочего дня. Для его преодоления нужен длительный отдых, иначе могут возникнуть патологические сдвиги в организме человека.

источник