Меню Рубрики

Локализация и физиологические механизмы развития утомления

Утомление — временное снижение работоспособности, вызванное глубокими биохимическими, функциональными, структурными сдвигами, возникающими в ходе выполнения физическойработы.

При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями. Первое понятие -локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления. Второе понятие — механизмы утомления, т. е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.

По локализации утомления можно, по существу, рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:

• регулирующие системы — центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система;

• система вегетативного обеспечения мышечной Деятельности — системы дыхания, крови и кровообращения;

• исполнительная система — двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

При выполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение. При этом наиболее «чувствительными» к утомлению являются корковые нервные центры. Проявлениями центрально-нервного утомления являются нарушения в координации функций (в частности, движений), возникновение чувства усталости. Как писал И. М. Сеченов (1903), «источник ощущения усталости помещается обыкновенно в работающие мышцы; я же помещаю его. исключительно в центральную нервную систему».

Механизмы центрально-нервного утомления остаются еще во многом невыясненными. Согласно теории И. П. Павлова, утомление нервных клеток есть проявление запредельного, охранительного торможения, возникающего вследствие их интенсивной (продолжительной) активности. Предполагается, в частности, что такое торможение возникает во время работы в результате интенсивной проприоцептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней центральной нервной системы, вплоть до коры головного, мозга.

Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Роль последних особенно велика при длительных упражнениях (А. А. Виру). Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.

Причиной развития утомления могут служить многие изменения, в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Главное следствие таких изменений — снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.

Механизмы мышечного утомления:

1 истощение энергетических ресурсов

2 засорение или отравление продуктами распада энергетических веществ

3 задушение в результате недостаточного поступления кислорода

При выполнении анаэробныхупражнений мах. И субмаксимальной мощности:

Большую роль играет истощение внутримышечных запасов фосфогенов. При выполнении упр. Околомаксимальной и субмаксимальнойанаэробной и мах аэробной мощности образуется большое кол-во молочной кислоты( снижение PH-баланса) для упражнений мах аэробной и анаэробных упр. Расход мышечного гликогена не высок( 30%).

Для аэробных упражнений более низкой мощности значительную роль, наряду с углеводами играют жиры.

По мере выполнения упражнений средней аэробной мощности снижается содержание глюкозы в крови, это может привести к нарушению деятельности ЦНС и утомлению.

При выполнении упр. Мах аэробной мощности:

1.истощение фосфагенов

2. процессы происходящие в ЦНС и исполнительном мышечном аппарате

околомаксимальная аэробная мощность- тоже что и в мах , а также расходование мышечного гликогена, накапливание значительного кол-ва мышечной кислоты

субмаксимальная аэробная мощность— накопление лактата в мышцах и крови, снижение PH баланса

максимальная аэробная мощность— утомление связано с кислородно-транспортной системой , накопление молочной кислоты

околомаксимальная аэробная мощность— снижение производительности ССС, концентрация молочной кислоты

субмаксимальная аэробная мощность— большая нагрузка на ССС, истощение гликогена

средняя аэробная мощность- нагрузка на кислородно-транспортную систему, нарушение процессов терморегуляции

упражнения малой аэробной мощности— значительную роль в энергообеспечении наряду с углеводами играют жиры.их значение тем больше в энергообеспечении, чем ниже мощность выполняемой работы.43

При построении занятий в кикбоксинге, как и в других видах спорта, различают (вводно-подготовительную часть занятия), (основную и заключительную).

Вводно-подготовительная часть занятия включает в себя посторение, объявление цели и задач занятия,его программы настройку спортсменов на предстоящую работу, для чего могут приводится сообщения соответствующей информации и другие психологические воздействия.

Разминка состоит из двух частей: общей и специальной. Общая часть разминки должна активизировать деятельность важнейших функциональных систем: центрально нервной системы, двигательного аппарата и вегетативной нервной системы. Далее идут специально-подготовительные упражнения, ведущие к оптимальной готовности тех систем и функций, которые обеспечивают выполнение нагрузки основной части занятия. Продолжительность определяется в связи с особенностями предстоящей работы, индивидуальностью спортсмена.

В основной части решается главная задача. Это может быть совершенствование техник, повышение уровня физ.под-ти.адаптация психики к высоким нагрузкам.

В заключительной части занятия нагрузку снижают чтобы привести организм спортсмена в состояние близкому до рабочему, создать условия для хорошего восстановления.

Различают также занятия учебные, тренировочные,учебно-тренировочные. Помимо этого особенно в работе со спортсменами высокой квалификации выделяют восстановительные, модельные и контрольные занятия.

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-22

источник

Процесс утомления — это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в конце концов к невозможности ее продолжения. Состояние утомления характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

Степень участия тех или иных физиологических систем в выполнении упражнений разного характера и мощности неодинакова. В выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы, функциональные возможности которых определяют способность человека выполнить данное упражнение на требуемом уровне интенсивности и (или) качества. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям определяет предельную продолжительность выполнения данного упражнения, т. е. период наступления состояния утомления. Таким образом, функциональные возможности ведущих систем не только определяют, но и лимитируют интенсивность и предельную продолжительность и (или) качество выполнения данного упражнения.

Привыполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями. Первое понятие — локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления. Второе понятие — механизмы утомления, т. е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.

Полокализации утомления можно, по существу, рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:

1. регулирующие системы — центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система;

2. система вегетативного обеспечения мышечной Деятельности — системы дыхания, крови и кровообращения;

3. исполнительная система — двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

Привыполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение. При этом наиболее «чувствительными» к утомлению являются корковые нервные центры. Проявлениями центрально-нервного утомления являются нарушения в координации функций (в частности, движений), возникновение чувства усталости. Как писал И. М. Сеченов (1903), «источник ощущения усталости помещается обыкновенно в работающие мышцы; я же помещаю его. исключительно в центральную нервную систему».

Механизмы центрально-нервного утомления остаются еще во многом невыясненными. Согласно теории И. П. Павлова, утомление нервных клеток есть проявление запредельного, охранительного торможения, возникающего вследствие их интенсивной (продолжительной) активности. Предполагается, в частности, что такое торможение возникает во время работы в результате интенсивной проприоцептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней центральной нервной системы, вплоть до коры головного, мозга.

Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Роль, последних особенно велика при длительных упражнениях (А. А. Виру). Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.

Причиной развития утомления могут служить многие изменения, в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Главное следствие таких- изменений — снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.

Рис. 18. Мышечное утомление, проявляющееся в снижении электрической активности (ЭА) и сократительной способности (СС) рабочих мышц в ответ на стандартное электрическое раздражение их нерва до и после статической работы до отказа (Я. М. Код и С. П. Кузнецов, 1975)

Утомление может быть связано с изменениями в самом исполнительном аппарате – в работающих мышцах. При этом мышечное (периферическое) утомление является результатом изменений, возникающих либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон, либо в нервно-мышечных синапсах, либо в системе электромеханической связи мышечных волокон. При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц (рис. 18).

Ещев прошлом веке были сформулированы три основных механизма мышечного утомления: 1) истощение энергетических ресурсов, 2) засорение или отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ, 3) задушение в результате недостаточного поступления кислорода. В настоящее время выяснено, что роль этих механизмов в развитии утомления неодинакова при выполнении разных упражнений.

Рис. 19. Концентрация фосфагенов (Л) и лактата (Б) в рабочих мышцах на протяжении анаэробных и аэробных упражнений разной предельной продолжительности (стрелки соответствуют моменту отказа от работы); концентрация фосфагенов (В) у лактата (Г) в рабочих мышцах после упражнений разной относительной аэробной мощности (по. Д. Карлссону и др., 1971).

Привыполнении анаэробных упражнений очень важную роль в развитии мышечного утомления играет истощение внутримышечных запасов фосфагенов (рис. 19, Л), особенно в упражнениях максимальной и околомаксимальной мощности. К концу их выполнения содержание АТФ снижается на 30-50%, а КФ-на 80-90% от исходного уровня. Поскольку для этих упражнений фосфагены служат ведущим энергетическим субстратом, их истощение ведет к невозможности поддерживать требуемую мощность мышечных сокращений. Чем ниже мощность нагрузки, тем меньше снижается содержание фосфагенов в рабочих мышцах к концу работы (рис. 19, В) и тем меньшую роль играет это снижение в развитии мышечного утомления. При выполнении аэробных упражнений снижения запасов внутримышечных фосфагенов не происходит или оно незначительно, поэтому данный механизм не играет какой-либо роли в развитии утомления.

Привыполнении упражнений околомаксимальной и особенно субмаксимальной анаэробной мощности, а также максимальной аэробной мощности ведущую или существенную роль в энергообеспечении рабочих мышц играет анаэробный гликолиз (гликогенолиз). В результате этой реакции образуется большое количество молочной кислоты (рис. 19, Б), что ведет к повышению концентрации водородных ионов (снижению рН) в мышечных клетках. В результате тормозится скорость гликолиза и соответственно скорость энергопродукции, необходимая для поддержания требуемой мощности мышечных сокращений. Таким образом, накопление молочной кислоты (снижение рН) в рабочих мышцах является ведущим механизмом мышечного утомления при выполнении упражнений субмаксимальной анаэробной мощности и очень существенным — при выполнении упражнений околомаксимальной анаэробной и максимальной аэробной мощности.

Завремя выполнения упражнений максимальной анаэробной мощности мышечный гликогенолиз не успевает развернуться (см. рис. 5), поэтому накопление лактата в мышечных клетках невелико. Чем ниже мощность нагрузки в упражнениях аэробной мощности, тем меньше роль анаэробного гликолиза в мышечной знергопродукции и соответственно тем ниже содержание лактата в мышцах в конце работы (рис. 19, Г). Следовательно, как й при выполнении упражнений максимальной анаэробной мощности, так и при выполнении упражнений немаксимальной аэробной мощности не происходит значительного накопления лактата в мышцах, и потому этот механизм не играет сколько-нибудь значительной роли в развитии мышечного утомления.

Рис. 20. Содержание мышечного гликогена после упражнений разной относительной мощности и (соответственно) разной предельной продолжительности. Числа около кривых указывают, относительную мощность работы в процентах от МПК — 120% МПК соответствует, околомаксимальной анаэробной мощности

Важную, а для некоторых упражнений решающую роль в развитии утомления играет истощение углеводных ресурсов, в первую очередь гликогена в рабочих мышцах и печени. Мышечный гликоген служит основным субстратом (не считая фосфагенов) для энергетического обеспечения анаэробных и максимальных аэробных упражнений. При выполнении их он расщепляется почти исключительно анаэробным путем с образованием лактата, из-за тормозящего действия которого (снижения рН) высокая скорость расходования мышечного гликогена быстро уменьшается, что в конце концов предопределяет кратковременность таких упражнений. Поэтому расход мышечного гликогена при их выполнении невелик — до 30% от исходного содержания (рис. 20) — и не может рассматриваться как. важный фактор мышечного утомления.

Воколомаксимальных и в субмаксимальных аэробных упражнениях углеводы (мышечный, гликоген и глюкоза крови) служат основными энергетическими субстратами рабочих мышц, используемыми в окислительных реакциях. В процессе выполнения субмаксимальных аэробных упражнений мышечный гликоген расходуется особенно значительно, так что момент отказа от продолжения их часто совпадает с почти полным или даже полным расходованием гликогена в основных рабочих мышцах (см. рис. 20). Это дает основание считать» что истощение мышечного гликогена служит ведущим механизмом утомления при выполнении данных упражнений.

Рис. 21. Содержание мышечного гликогена на протяжении трех дней углеводного рациона без нагрузки (1); после истощающей нагрузки с углеводным рационом (2); с безуглеводным рационом без тренировок (3) и с интенсивными тренировками (4) (по Д. Бергстрёму и Д. Хултману)

Значение углеводных ресурсов организма для субмаксимальной аэробной работоспособности доказано в специальных исследованиях. Испытуемые выполняли в них упражнение субмаксимальной аэробной мощности (на уровне около 75% от МПК) один раз до отказа при нормальном исходном содержании гликогена в мышцах и печени на фоне обычного, смешанного пищевого рациона, (контрольное упражнение). В среднем предельная продолжительность .упражнения составляла около 90 мин. В конце работы содержание гликогена в мышцах падало почти до нуля — «истощающая» гликоген нагрузка (рис. 21). Это же упражнение испытуемые, выполняли повторно через 3 дня. В одних случаях на протяжении этих 3 дней пищевой рацион не содержал углеводов (белково-жировой- рацион). За эти дни восстановления израсходованного гликогена в мышцах (и печени) почти не происходило (см. рис. 21, кривые 3 и 4). Поэтому упражнение повторно выполнялось при низком содержании гликогена. Предельная продолжительность его снизилась в среднем до 60 мин (рис. 22, светлые кружки),

Рис. 22. Связь предельной продолжительности субмаксимального аэробного упражнения (педалирование на велоэргометре, около 75% МПК) с предрабочим содержанием гликогена в мышцах

Вдругих случаях на протяжении 3 дней после «истощающей» гликоген нагрузки пищевой рацион был с повышенным содержанием углеводов — 80-90% суточного калоража -обеспечивалось углеводами (против 40% в смешанном рационе). В результате содержание гликогена в. мышцах (и печени) в 1,5-3 раза превышало обычное для данного человека (см. рис. 21, кривая 2). Такая комбинация предварительной «истощающей» гликоген нагрузки и последующего трехдневного усиленного углеводного рациона, вызывающая значительное повышение содержания гликогена в рабочих мышцах и печени, получила название метода углеводного, насыщения — МУН (Я. М. Коц). Интересно, что само по себе усиленное углеводное питание без предварительного истощения гликогена приводит лишь к. небольшому повышению его содержания в мышцах (см. рис. 21, кривая 1). Применение МУН дает значительное увеличение предельной продолжительности работы — в среднем до 120 мин (см. рис. 22, крестики). Таким образом, субмаксимальная аэробная работоспособность находится в прямой зависимости, от исходных запасов гликогена в мышцах и печени.

Вэнергообеспечении аэробных упражнений более низкой мощности (средней и ниже) значительную роль наряду с углеводами играют жиры (их относительная роль тем больше, чем ниже мощность упражнения). В конце выполнения таких упражнений содержание гликогена в рабочих мышцах снижено существенно, но не до такой степени, как при субмаксимальных аэробных упражнениях (см. рис. 20). Поэтому истощение его не может рассматриваться как ведущий фактор утомления. И все же это весьма важный фактор, так как по мере уменьшения содержания гликогена в рабочих мышцах они все в большей степени используют глюкозу крови, которая, как известно, служит единственным энергетическим источником для нервной системы. Из-за увеличения использования глюкозы работающими мышцами уменьшаются запасы гликогена в печени, расщепление которого обеспечивает поступление глюкозы в кровь. Поэтому по мере выполнения упражнений средней аэробной мощности снижается содержание глюкозы в крови (развивается гипогликемия), что может привести к нарушению деятельности ЦНС и утомлению. Чем выше исходное содержание гликогена в мышцах и печени, тем позднее развивается гипогликемия и наступает утомление при выполнении таких упражнений. Прием углеводов (глюкозы) на дистанции предотвращает или отдаляет эти явления. Вместе с тем если углеводы принимаются до старта, то повышается выброс инсулина в кровь и снижается концентрация глюкозы во время работы, т. е. более быстро развивается гипогликемия и наступает утомление.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Утомление— это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в итоге к невозможности ее продолжения.

Состояние утомления характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности или качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

В выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы, функциональные возможности которых определяют способность человека выполнить данное упражнение на требуемом уровне интенсивности или качества. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям определяет период наступления состояния утомления.

Таким образом, функциональные возможности ведущих систем не только определяют, но и лимитируют (ограничивают) интенсивность и предельную продолжительность или качество выполнения данного упражнения.

При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Причины утомлениясвязаны, во-первых, слокализацией утомления(выделение той ведущей системы, функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления). Во-вторых смеханизмами утомления(конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления).

По локализации утомленияможно, по существу, рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:

1. Регулирующие системы — центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система;

2. Система вегетативного обеспечения мышечной деятельности — системы дыхания, крови и кровообращения;

3. Исполнительная система — двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

При выполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение. При этом наиболее «чувствительными» к утомлению являются корковые нервные центры. Проявлениями центрально-нервного утомления являются нарушения в координации движений, возникновение чувства усталости. Как писал И. М. Сеченов (1903), «источник ощущения усталости помещается обыкновенно в работающие мышцы; я же помещаю его. исключительно в центральную нервную систему».

Механизмы центрально — нервного утомления остаются еще во многом невыясненными. Согласно теории И. П. Павлова, утомление нервных клеток есть проявление определьного, охранительного торможения, возникающего вследствие их интенсивной (продолжительной) активности. Предполагается, в частности, что такое торможение возникает во время работы в результате интенсивной проприоцептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней центральной нервной системы, вплоть до коры головного, мозга.

Утомление при длительных упражнениях может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.

Причиной развития утомления могут служить многие изменения, в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Главное следствие таких изменений — снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.

Утомление может быть связано о изменениями в самом исполнительном аппарате — в.работающих мышцах. При этом мышечное утомление является результатом изменений, возникающих либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон, либо в нервно-мышечных синапсах, либо в системе электромеханической связи мышечных волокон. При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц.

Еще в прошлом веке были сформулированы три основных механизма мышечного утомления:

1) Истощение энергетических ресурсов;

2) Отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ;

3) Недостаточность поступления кислорода. В настоящее время выяснено, что роль этих механизмов в развитии утомления неодинакова при выполнении разных упражнений.

При выполнении анаэробных упражненийочень важную роль в развитии мышечного утомления играет истощение внутримышечных запасов фосфагенов особенно в упражнениях максимальной и околомаксимальной мощности. К концу их выполнения содержание АТФ снижается на 30-50%, а КФ-на 80-90% от исходного уровня.

Поскольку для этих упражнений фосфагены служат ведущим энергетическим продуктом, их истощение ведет к невозможности поддерживать требуемую мощность мышечных сокращений. Чем ниже мощность нагрузки, тем меньше снижается содержание фосфагенов в рабочих мышцах к концу работы и тем меньшую роль играет это снижение в развитии мышечного утомления.

При выполнении аэробных упражненийснижение запасов внутримышечных фосфагенов не происходит или оно незначительно, поэтому данный механизм не играет какой-либо роли в развитии утомления.

При выполнении упражнений околомаксимальной и особенно субмаксимальной анаэробной мощности,а такжемаксимальной аэробной мощностиведущую или существенную роль в энергообеспечении рабочих мышц играет анаэробный гликолиз. В результате этой реакции образуется большое количество молочной кислоты, что ведет к повышению концентрации водородных ионов (снижению рН) в мышечных клетках. В результате тормозится скорость гликолиза и соответственно скорость энергопродукции, необходимая для поддержания требуемой мощности мышечных сокращений. Накопление молочной кислоты (снижение рН) в рабочих мышцах является ведущим механизмом мышечного утомления при выполнении упражнений субмаксимальной анаэробной мощности и очень существенным — при выполнении упражнений околомаксимальной анаэробной и максимальной аэробной мощности.

За время выполнения упражнений максимальной анаэробной мощности мышечный гликолиз не успевает развернуться, поэтому накопление лактата в мышечных клетках невелико. Чем ниже мощность нагрузки в упражнениях аэробной мощности, тем меньше роль анаэробного гликолиза в мышечной энергопродукции и соответственно тем ниже содержание лактата в мышцах в конце работы.

Следовательно, как при выполнении упражнений максимальной анаэробной мощности, так и при выполнении упражнений немаксимальной аэробной мощности не происходит значительного накопления лактата в мышцах, и потому этот механизм не играет значительной роли в развитии мышечного утомления. Решающую роль в развитии утомления играет истощение углеводных ресурсов, в первую очередь гликогена в рабочих мышцах и печени. Мышечный гликоген служит основным субстратом (не считая фосфагенов) для энергетического обеспечения анаэробных и максимальных аэробных упражнений. При выполнении их он расщепляется почти исключительно анаэробным путем с образованием лактата, из-за тормозящего действия которого (снижения рН) высокая скорость расходования мышечного гликогена быстро уменьшается, что предопределяет кратковременность таких упражнений. Поэтому расход мышечного гликогена при их выполнении невелик — до 30% от исходного содержания – и не может рассматриваться как важный фактор мышечного утомления.

Читайте также:  Упражнения для профилактики и коррекции зрительного утомления и нарушений

В околомаксимальныхи в субмаксимальных аэробных упражненияхуглеводы (мышечный, гликоген и глюкоза крови) служат основными энергетическими субстратами рабочих мышц, используемыми в окислительных реакциях. В процессе выполнения субмаксимальных аэробных упражнений мышечный гликоген расходуется особенно значительно, так что момент отказа от продолжения их часто совпадает с почти полным или даже полным расходованием гликогена в основных рабочих мышцах. Это дает основание считать что истощение мышечного гликогена служит ведущим механизмом утомления при выполнении данных упражнений.

Значение углеводных ресурсов организма для субмаксимальной аэробной работоспособности доказано в специальных исследованиях. Субмаксимальная аэробная работоспособность находится в прямой зависимости, от исходных запасов гликогена в мышцах и печени.

В энергообеспечении аэробных упражнений более низкой мощности(средней и ниже) значительную роль наряду с углеводами играют жиры (их относительная роль тем больше, чем ниже мощность упражнения). В конце выполнения таких упражнений содержание гликогена в рабочих мышцах снижено существенно, но не до такой степени, как при субмаксимальных аэробных упражнениях. Поэтому истощение его не может рассматриваться как ведущий фактор утомления. И все же это весьма важный фактор, так как по мере уменьшения содержания гликогена в рабочих мышцах они все в большей степени используют глюкозу крови, которая, как известно, служит единственным энергетическим источником для нервной системы. Из-за увеличения использования глюкозы работающими мышцами уменьшаются запасы гликогена в печени, расщепление которого обеспечивает поступление глюкозы в кровь. Поэтому по мере выполнения упражнений средней аэробной мощности снижается содержание глюкозы в крови (развивается гипогликемия), что может привести к нарушению деятельности ЦНС и утомлению. Чем выше исходное содержание гликогена в мышцах и печени, тем позднее развивается гипогликемия и наступает утомление при выполнении таких упражнений.

Прием углеводов (глюкозы) на дистанции предотвращает или отдаляет эти явления. Вместе с тем если углеводы принимаются до старта, то повышается выброс инсулина в кровь и снижается концентрация глюкозы во время работы, т. е. быстрее развивается гипогликемия и наступает утомление.

Особенности утомления при различной мощности нагрузок.

Для различных упражнений характерна специфическая комбинация ведущих систем (локализации) и механизмов утомления.

При выполнении упражнений максимальной анаэробной мощностинаиболее важную роль в развитии утомления играют процессы, происходящие в ЦНС и исполнительном нервно-мышечном аппарате.

Во время этих упражнений высшие моторные центры должны активировать максимально возможное число спинальных мотонейронов работающих мышц и обеспечить высокочастотную импульсацию. Такая интенсивная «моторная команда» может поддерживаться лишь в течение нескольких секунд. Также быстро расходуются фосфагены в работающих мышцах, особенно креатинофосфат – это ведущий механизм утомления при такой работе.

Анаэробный гликолиз развивается медленнее, поэтому за несколько секунд работы концентрация лактата в сокращающихся мышцах увеличивается незначительно. Системы вегетативного обеспечения ввиду их инертности не играют решающей роли в выполнении этих упражнений и соответственно в развитии утомления.

При выполнении упражнений околомаксимальной анаэробной мощности определяющими развитие утомления служат изменения, происходящие в ЦНС и в исполнительном мышечном аппарате. Как и при максимальной анаэробной работе, ЦНС должна обеспечивать рекрутирование и высокочастотную импульсацию большинства спинальных мотонейронов, иннервирующих основные рабочие мышцы. В самих мышечных клетках происходит интенсивное расходование субстратов анаэробного метаболизма — фосфагенов и мышечного гликогена, накапливается и диффундирует в кровь значительное количество молочной кислоты.Решающей причиной утомления при околомаксимальной анаэробной работе является накопление в мышцах и крови молочной кислоты, что, с одной стороны, снижает скорость гликолиза в мышцах, а с другой — оказывает неблагоприятное-влияние на деятельность ЦНС.

Во время выполненияупражнений субмаксимальной анаэробной мощности ресинтез фосфагенов происходит с достаточной скоростью, поэтому в конце работы не обнаруживается заметного их расходования. Главным механизмом утомления в этих упражнениях служат связанное с интенсивным гликолизом (как основным, путем энергопродукции) накоплениелактата в мышцах и крови и обусловленное им снижение рН в мышечных клетках и крови. Оба эти фактора приводят к уменьшению скорости гликолиза в мышцах и оказывают отрицательное влияние на деятельность ЦНС. При работе субмаксимальной анаэробной мощности дополнительным (хотя не очень существенным) фактором, лимитирующим работоспособность, служат функциональные возможности, кислородтранспортной системы. Поэтому одним из механизмов утомления при выполнении такой работы является недостаточное снабжение мышц кислородом.

При выполнении упражнений максимальной аэробной мощности утомление связано прежде всего скислородтранспортной системой, предельные возможности которой являются фактором, лимитирующим работоспособность. Один из главных механизмов утомления в данном случае — недостаточное обеспечение работающих: мышц кислородом.

В процессе такой работы значительную долю энергии-мышцы получают в результате анаэробного гликолиза с образованием молочной кислоты, накопление которой (снижение рН) в мышцах и крови также играет важную роль в развитии утомления.

Выполнение упражнений околомаксимальной аэробной мощности также лимитируется в основном возможностями кислородтранспортной системы. В процессе их выполнения концентрация фосфагенов снижается незначительно, концентрация лактата в мышцах и крови относительно невелика. Утомление связано со снижением производительности сердечно-сосудистой системы, особенно сердца. Сердечная производительность выступает как главный фактор, лимитирующий снабжение мышц кислородом. Работа обеспечивается преимущественно гликолизом. Однако отказ от продолжения ее прямо не связан с истощением углеводных ресурсов организма.Высокая концентрация молочной кислоты вмышцах и крови позволяет рассматривать ее как один из важных механизмов утомления при выполнении упражнений околомаксимальной аэробной мощности.

Упражнения субмаксимальной аэробной мощности связаны с большой нагрузкой на сердечно-сосудистую систему. Их выполнение-обеспечивается окислительными процессами в работающих мшццах, использующих в качестве основного субстрата мышечный гликоген и глюкозу крови.Главным механизмом утомления при таких упражнениях служит истощение запасов гликогена в работающих мышцах и печени. Большинство изменений, наблюдаемых в деятельности сердечно-сосудистой системы, на протяжении периода квазиустойчивого состояния, отражает течение процессов, которые приводят к утомлению. Большая и длительная нагрузка на сердце ведет к снижению производительности миокарда. Определенную роль в развитии утомления играют повышающиеся по мере продолжения работы требования к поддержанию необходимой температуры тела (рабочей гипертермии).

Упражнения средней аэробной мощности также оказывают наибольшую нагрузку на кислородтранспортную систему. При работе такой мощности происходитзначительный расход гликогена мышц и усиленный расход (истощение) гликогена печени, что ведет к развитию гипогликемии. Таким образом, вторично страдает ЦНС, для которой глюкоза крови играет роль единственного энергетического источника. Кроме того, большое значение имеет нарушение процессов терморегуляции, что может вызвать критическое повышение температуры тела. В результате дополнительного перераспределения кровотока (усиления кожного кровотока и снижения кровотока работающих мышц) происходит повышение теплоотдачи. Доставка кислорода к рабочим мышцам снижается, что ведет к мышечному утомлению.

Упражнение малой аэробной мощности в значительной Мере характеризуются теми же локализацией и механизмами утомления, что и упражнения средней аэробной мощности. Отличие состоит в более медленном наступлении описанных процессов и в большем расходовании жиров, недоокисленные продукты, расщепления которых могут поступать в кровь и быть важным фактором утомления.

источник

Утомление как физиологическое состояние спортсмена. Теории и механизмы развития утомления во время спортивной и оздоровительной тренировки

Процесс утомления — это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в конце концов к невозможности ее продолжения. Состояние утомления характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

Локализация и механизмы утомленияСтепень участия тех или иных физиологических систем в выполнении упражнений разного характера и мощности неодинакова. В выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы, функциональные возможности которых определяют способность человека выполнить данное упражнение на требуемом уровне интенсивности и (или) качества. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям определяет предельную продолжительность выполнения данного упражнения, т. е. период наступления состояния утомления. Таким образом, функциональные возможности ведущих систем не только определяют, но и лимитируют интенсивность и предельную продолжительность и (или) качество выполнения данного упражнения. При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Основных причин утомления связано с двумя основными понятиями: 1 — локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы, функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления; 2 — механизмы утомления, т. е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.

По локализации утомления можно рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения: регулирующие системы — центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система; система вегетативного обеспечения мышечной Деятельности — системы дыхания, крови и кровообращения; исполнительная система — двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

При выполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение. При этом наиболее «чувствительными» к утомлению являются корковые нервные центры. Проявлениями центрально-нервного утомления являются нарушения в координации функций (в частности, движений), возникновение чувства усталости. Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Роль, последних особенно велика при длительных упражнениях. Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.

Причиной развития утомления могут служить многие изменения, в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Главное следствие таких- изменений — снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.

Утомление может быть связано о изменениями в самом исполнительном аппарате — в.работающих мышцах. При этом мышечное ! (периферическое) утомление является результатом изменений, возникающих либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон, либо в нервно-мышечных синапсах, либо в системе электромеханической связи мышечных волокон. При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц Три основных механизма мышечного утомления: 1) истощение энергетических ресурсов, 2) засорение или отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ, 3) задушение в результате недостаточного поступления кислорода. В настоящее время выяснено, что роль этих механизмов в развитии утомления неодинакова при выполнении разных упражнений.

Дата добавления: 2015-03-11 ; просмотров: 1008 . Нарушение авторских прав

источник

Утомление — временное снижение работоспособности под влиянием длительного воздействия нагрузки. Возникает от истощения внутренних ресурсов и рассогласования в работе обеспечивающих деятельность структур.

Процесс утомления — это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в конце концов к невозможности ее продолжения. Состояние утомления характеризуется вызванным работой временным снижении работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

Утомление проявляется также в ухудшении координации движений, в возрастании затрачиваемой энергии при выполнении одной и той же работы, в замедлении скорости переработки информации, ухудшении памяти, затруднении процесса сосредоточения и переключения внимания [20].

По мнению Ерактиной Т.А. (2000г) утомление имеет разнообразные проявления на уровнях:

1) поведенческом — снижение производительности труда, уменьшение скорости и точности работы;

2) физиологическом — затруднение выработки условных связей, повышение инерционности в динамике нервных процессов;

3) психологическом — снижение чувствительности, нарушение внимания, памяти, интеллектуальных процессов. Сдвиги в эмоционально — мотивационной сфере.

Эффективным средством профилактики утомления при любых видах деятельности является повышении мотивации труда и физической подготовленности.

Утомление сопровождается формированием комплекса субъективных переживаний усталости. Усталость — субъективное ощущение утомления, отражает совокупность изменений физических, биохимических и психофизиологических функций, возникающих во время длительной или интенсивной работы. Вызывает желание либо прекратить ее, либо снизить нагрузку [11, 20].

Специфика проявлений утомления зависит от вида нагрузки, локализации ее воздействия, времени, необходимого для восстановления оптимального уровня работоспособности. На этом основании выделяются разные виды утомления: физическое, умственное, острое, хроническое и пр.

Глубина развивающегося утомления при одной и той же нагрузке зависит от степени адаптации человека к определенному виду деятельности и его тренированности, физического и психического состояния работающего, уровней мотивации и нервно-эмоционального напряжения. При физическом труде, тренировках любой интенсивности, а также умственном труде утомляемость тем больше, чем ниже уровень общей физической работоспособности [20].

По мнению Я. М. Коца (1986) выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы, функциональные возможности которых определяют способность человека выполнить данное упражнение на требуемом уровне интенсивности и (или) качества. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям определяет предельную продолжительность выполнения данного упражнения, т. е. период наступления состояния утомления. Таким образом, функциональнее возможности ведущих систем не только определяют, но и лимитируют интенсивность и предельную продолжительности и (или) качество выполнения данного упражнения.

При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями. Первое понятие — локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления. Второе понятие — механизмы утомления, т. е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обуславливают развитие утомления.

По локализации утомления можно рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:

1) регулирующие системы — центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально — гуморальная система;

2)система вегетативного обеспечения мышечной деятельности — системы дыхания, крови и кровообращения;

3)исполнительная система — двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

При выполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение. При этом наиболее «чувствительными» к утомлению являются корковые нервные центры. Проявлениями центрально-нервного утомления являются нарушения в координации функций (в частности, движений), возникновение чувства усталости.

Согласно теории И. П. Павлова, утомление нервных клеток есть проявление запредельного, охранительного торможения, возникающего вследствие их интенсивной (продолжительной) активности. Предполагается, что такое торможение возникает во время работы в результате интенсивной проприоцептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней центральной нервной системы, вплоть до коры головного мозга [22].

Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции, что может привести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности.

Причиной развития утомления могут служить многие изменения в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Главное следствие таких изменений — снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.

Утомление может быть связано с изменениями в самом исполнительном аппарате — в работающих мышцах. При этом мышечное (периферическое) утомление является результатом изменений, возникающих либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон, либо в нервно-мышечных синапсах, либо в системе электромеханической связи мышечных волокон. При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц.

Три основных механизма мышечного утомления: 1) истощение энергетических ресурсов, 2) засорение или отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ, 3) задушение в результате недостаточного поступления кислорода. Роль этих механизмов в развитии утомления неодинакова при выполнении разных упражнений.

Решающую роль в развитии утомления играет истощение углеводных ресурсов, в первую очередь гликогена в рабочих мышцах и печени. Мышечный гликоген служит основным субстратом (не считая фосфагенов) для энергетического обеспечения анаэробных и максимальных аэробных упражнений. При выполнении их он расщепляется почти исключительно анаэробным путем с образованием лактата, из-за тормозящего действия которого (снижения pH) высокая скорость расходования мышечного гликогена быстро уменьшается, что в конце концов предопределяет кратковременность таких упражнений. Поэтому расход мышечного гликогена при их выполнении невелик — до 30% от исходного содержания — и не может рассматриваться как важный фактор мышечного утомления.

В околомаксимальных и в субмаксимальных аэробных упражнениях углеводы (мышечный гликоген и глюкоза крови) служат основными энергетическими субстратами рабочих мышц, используемыми в окислительных реакциях. В процессе выполнения субмаксимальных аэробных упражнений мышечный гликоген расходуется особенно значительно, так что момент отказа от продолжения их часто совпадает почти с полным или даже полным расходованием гликогена в основных рабочих мышцах. Это дает основание считать, что истощение мышечного гликогена служит ведущим механизмом утомления при выполнении данных упражнений.

В энергообеспечении аэробных упражнений более низкой мощности (средней и ниже) значительную роль наряду с углеводами играют жиры (их относительная роль тем больше, чем ниже мощность упражнения). В конце выполнения таких упражнений содержание гликогена в рабочих мышцах снижено существенно, но не до такой степени, как при субмаксимальных аэробных упражнениях. Поэтому истощение его не может рассматриваться как ведущий фактор утомления. И все же это весьма важный фактор, так как по мере уменьшения содержания гликогена в рабочих мышцах они все в большей степени используют глюкозу крови, которая служит единственным энергетическим источником для нервной системы. Из-за увеличения использования глюкозы работающими мышцами уменьшаются запасы гликогена в печени, расщепление которого обеспечивает поступление глюкозы в кровь. Поэтому по мере выполнения упражнений средней аэробной мощности снижается содержание глюкозы в крови (развивается гипогликемия), что может привести к нарушению деятельности ЦНС и утомлению. Чем выше исходное содержание гликогена в мышцах и печени, тем позднее развивается гипогликемия и наступает утомление при выполнении таких упражнений. Прием углеводов (глюкозы) на дистанции предотвращает или отдаляет эти явления. Вместе с тем если углеводы принимаются до старта, то повышается выброс инсулина в кровь и снижается концентрация глюкозы во время работы, т. е. более быстро развивается гипогликемия и наступает утомление [22, 24].

источник

Даже оптимальная работа на уровне устойчивого состояния не может продолжаться очень долго, так как энергетические ресурсы организма ограничены: с их исчерпанием должна прекратиться и работа. В условиях целостного организма полного исчерпания энергетических ресурсов не бывает. Это объясняется тем, что под влиянием работы в организме постепенно развивается особое физиологическое состояние – утомление, которое сигнализирует о приближении к существенным биохимическим и функциональным изменениям, автоматически снижает работоспособность и предохраняет от чрезмерных сдвигов.

Утомлением называют состояние, возникшее как следствие работы и проявляющееся в изменении характера координации функций, в понижении работоспособности и в ощущении усталости. Утомление – не результат истощения, а лишь сигнал о его возможности. Даже у очень утомленного человека имеются еще значительные энергетические запасы. Этот «аварийный запас» при необходимости может быть использован благодаря волевому, эмоциональному или фармакологическому снятию утомления. В этом случае происходит «работа из последних сил». Большую роль в таком снятии утомления играет симпатическая нервная система.

Многочисленные факты показывают, что основным процессом, приводящим к снижению работоспособности, является постепенное угнетение деятельности центральной нервной системы. Под влиянием длительной работы большой и умеренной интенсивности возбудимость и лабильность нервных клеток постепенно снижается. Это при резко выраженном утомлении приводит к развитию запредельного торможения. Нарушение должного соотношения между процессами возбуждения и торможения ведет к угашению двигательной доминанты, ухудшению координации движений, разладу в деятельности двигательного аппарата, дыхательной, кровеносной и других систем.

Снижение работоспособности при утомлении связано также с изменениями в самом двигательном аппарате. В этом случае уменьшается возбудимость и лабильность скелетных мышц, сокращения становятся более слабыми и медленными, особенно затрудняется расслабление. Развивается «контрактура утомления». Проведение импульсов через нервно-мышечные окончания ухудшается. Величина коэффициента полезного действия мышцы уменьшается. Эти функциональные изменения и происходят в связи с нарушением нервной регуляции мышечной деятельности, а также под влиянием физико-химических и биохимических изменений, совершающихся в самих мышечных волокнах при длительной работе. Значительную роль при этом играет накопление молочной кислоты и других продуктов обмена веществ, а также постепенное расходование веществ, богатых энергией (АТФ, креатинфосфат, углеводы,). В ряде случае существенным фактором утомления является недостаток кислорода. При длительной работе недостаточное снабжение тканей кислородом может возникнуть из-за утомления дыхательных мышц.

При циклической работе максимальной интенсивности основное значение имеет способность центральной нервной системы и двигательного аппарата производить работу в высоком темпе. Главной причиной снижения работоспособности при кратковременной работе максимальной интенсивности является уменьшение подвижности нервных процессов и развитие торможения в нервных центрах. Это торможение есть результат сильного возбуждения под влиянием высокого ритма и темпа афферентных импульсов, посылаемых работающими мышцами. Большое значение имеет изменение функциональных свойств самих мышц.

Физиологические причины, обусловливающие возникновение утомления при циклической работе субмаксимальной интенсивности, происходит постепенное угнетение деятельности нервных центров из-за высокого темпа работы. Этому угнетению способствует резкий недостаток кислорода: кислородный долг достигает предельно возможных величин. В связи с недостатком кислорода и анаэробным характером внутриклеточного метаболизма значительно увеличивается расходование веществ, богатых энергией, и накапливаются продукты обмена, в частности молочная кислота. Эти изменения происходят не только в мышечных клетках, но и в нервных, способствуя угнетению их деятельности.

При циклической работе большой интенсивности, т.е. при работе на уровне кажущегося устойчивого состояния, существенную роль в развитии утомления играет длительно действующая гипоксия. Кислородный долг при этой работе хотя и не так велик, как при работе субмаксимальной интенсивности, но все же значителен и действует на ткани тела длительно, в течение многих минут. Это приводит к снижению работоспособности центральной нервной системы и двигательного аппарата. Определенную роль в угнетении нервных центров на длинных дистанциях может играть монотонное действие на нервные клетки афферентных импульсов, периодически посылаемых работающими мышцами.

Читайте также:  Наступает утомление что снижает

При циклической работе умеренной интенсивности основной причиной развития утомления является возникновение запредельного торможения под влиянием многократного однообразного раздражения нервных центров афферентными импульсами. Угнетение деятельности нервных центров при работе умеренной интенсивности приводит к расстройству координации движений.

Угнетение центральной нервной системы, анализаторов и двигательного аппарата способствует часто наблюдаемое уменьшение содержания сахара в крови, происходящее из-за расходования запасов углеводов. Известную роль, особенно в конце работы, может играть иногда возникающий в связи с утомлением дыхательных мышц недостаток кислорода.

Обильное потоотделение во время длительных спортивных упражнений сопровождается значительной потерей хлоридов и изменением количественного соотношения ионов натрия, калия и кальция, хлора и фосфора в крови и тканях тела, что так же ведет к понижению работоспособности.

Утомление при длительной работе в условиях высокой температуры и высокой влажности окружающей среды может усиливаться в результате перегревания. Это нарушает деятельность центральной нервной системы и может привести к тепловому удару (головная боль, помутнение сознания, а также в тяжелых случаях потеря его). Фактором, способствующим развитию утомления, является и охлаждение организма.

Ациклическая работа также приводит к утомлению. Основную роль в развитии утомления при физических упражнениях этого типа играет изменение функционального состояния нервных центров.

При силовых и скоростно-силовых упражнениях в тяжелой и легкой атлетике необходима высокая мобилизационная способность нервных центров – способность развить максимальную деятельность за короткое время. Многократное повторение этих упражнений также ведет к утомлению центральной нервной системы.

Основная причина утомления при статических усилиях состоит в относительно быстром развитии запредельного торможения в нервных центрах под влиянием мощного потока афферентных импульсов от напряжения мышц.

Степень функциональных сдвигов в организме при утомлении и быстрота восстановления в период отдыха зависят от тренированности человека. Та работа, которая у нетренированных вызывает значительное утомление, сопровождающееся нарушением физиологических функций, у тренированного может сопровождаться умеренными функциональными сдвигами и приятным чувством небольшой усталости. Борьба с утомлением должна вестись не путем искусственного внимания этого состояния возбуждающими средствами, а путем правильно организованной тренировки.

Следовательно, утомление является нормальным физиологическим состоянием. Оно служит сигналом не только приближения к предельной зоне физиологических изменений, но и того, что работа произвела необходимое воздействие на организм.

источник

Физиологические механизмы развития утомления. Особенности и специфические причины развития утомления. Диагностика утомления. Факторы, ускоряющие и ограничивающие развитие утомления в условиях мышечной деятельности.

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ УТОМЛЕНИЯ

кандидат биологических наук,

ГЛАВА 1. Физиологические механизмы развития утомления в условиях

срочной адаптации организма к физической нагрузке…………….…5

1.1. Утомление в изолированном нервно-мышечном аппарате.

Теории развития утомления. ………………………………………..…5

ГЛАВА 2. Особенности и специфические причины развития утомления

в различных видах спортивной деятельности…………………….…13

2.1. Развитие утомления при циклической работе……………………..13

2.2. Развитие утомления при статических усилиях и силовой работе..17

2.3. Переутомление и перетренировка, их признаки…………………..21

ГЛАВА 3. Диагностика утомления………………………………………………..25

3.1. Общий и спортивный анамнез……..……………………………….25

3.2. Изменение физиологических функций организма

ГЛАВА 4. Факторы, ускоряющие и ограничивающие развитие утомления

в условиях мышечной деятельности………………………………. 45

Актуальность темы. Утомление является важнейшей проблемой физиологии спорта и одним из наиболее актуальных вопросов медико-биологической оценки тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов. Знание механизмов утомления и стадий его развития позволяет правильно оценить функциональное состояние и работоспособность спортсменов и должно учитываться при разработке мероприятий, направленных на сохранение здоровья и высоких спортивных результатов (Баевский Р.М., Берсенева А.П., 1997; Иорданская Ф.А., Юдинцева М.С., 1999; Вовк С.И., 2001).

К настоящему времени имеется более 100 определений понятия утомления и ряд теорий его происхождения. Обилие формулировок указывает на еще недостаточное знание этого сложного явления и механизмов его развития. С точки зрения физиологии утомление является функциональным состоянием организма, вызванным умственной или физической работой, при котором могут наблюдаться временное снижение работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения усталости (Солодков А.С., Сологуб Е.Б., 2001).

В настоящее время актуальными являются проблемы диагностики, так как от определения уровня утомления зависит, с одной стороны, предупреждение развития переутомления, а с другой развитие функциональных возможностей организма, создание устойчивой мотивации к занятиям физическими упражнениями и подбор используемых средств, методов, организационных форм занятий, поиск новых форм двигательной активности.

Цель работы обобщить данные литературы по вопросам развития утомления в условиях адаптации организма к физическим нагрузкам; рассмотреть факторы, ускоряющие и ограничивающие развитие утомления в условиях мышечной деятельности.

установить специфические причины развития утомления в различных видах спортивной деятельности;

установить морфофизиологические изменения органов и систем органов при развитии утомления;

установить факторы, ускоряющие и ограничивающие развитие утомления в условиях мышечной деятельности.

Теоретическая и практическая значимость работы. Проведен анализ источников литературы по выявлению особенностей и специфических причин развития утомления в различных спортивных упражнениях. Установлены изменения физиологических функций организма при развитии утомления, переутомления; определены факторы, влияющие на развитие утомления. Показано, что темпы нарастания явлений утомления и их особенности характеризуют адаптивную способность организма спортсмена, они зависят от резервных возможностей организма и от уровня тренированности. Положительный эффект механизмов утомления заключается в стимуляции резервных возможностей, усилении активности стресс-лимитирующих систем, генетических механизмов протеиносинтеза, компенсирующих энергетические и пластические затраты в период последующего восстановления. Знание физиологических особенностей и механизмов развития утомления позволит правильно оценивать функциональное состояние организма спортсменов и должно учитываться при разработке тренировочных нагрузок и восстановительнооздоровительных мероприятий.

ГЛАВА 1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ УТОМЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СРОЧНОЙ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА К ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ

Основной объективный признак утомления снижение работоспособности. Однако не каждый случай снижения работоспособности может рассматриваться как утомление. Работоспособность организма может понизиться в результате голода, болезненного состояния, но эти случаи не могут считаться утомлением, так как не являются следствием активной деятельности работы (Анохин П.К., 1979). Под утомлением понимают такое состояние организма, которое возникает как следствие работы и проявляется в понижении работоспособности.

1.1. Утомление в изолированном нервно-мышечном аппарате. Теории развития утомления.

Утомление — сложное явление, развивающееся во всем орга-низме. Развивающееся в опыте утомление изолированной мышцы в связи с ее длительной работой выражается в постепенном уменьшении амплитуды сокращений, удлинении фазы расслабления, а также в том, что расслабление постепенно становится все менее полным — развивается контрактура. Спе-циальные исследования обнаружили, что в утомленной мышце уменьшается возбудимость (порог раздражения повышается), удлиняется скрытый период (отрезок времени от момента начала раздражения мышцы до момента начала сокращения), увеличи-вается вязкость. Необходимо отметить, что эти признаки имеют место и при двигательной деятельности в мышцах всего орга-низма.

Нервно-мышечный препарат содержит в себе три элемента: мышечное волокно, нервно-мышечный синапс и нервное волокно. Опыт показывает, что при утомлении нервно-мышечного препа-рата изменение функциональных свойств наступает, в первую очередь, в нервно-мышечных синапсах, во вторую очередь, — непосредственно в мышечных волокнах. Что касается нервных проводников, то они, как впервые показал Н. Е. Введенский, практически «неутомимы». Изменение функциональных свойств нервно-мышечных синапсов выражается в нарушении процесса передачи возбуждения с нервных волокон на мышечные.

Существует несколько теорий развития утомления. Все они разрабатывались в условиях изолированной мышцы, на нервно-мышечном препарате.

Одной из наиболее ранних теорий, пытавшихся объяснить про-исхождение утомления, была теория «истощения». Поскольку осуществление любой деятельности связано с превращениями энергии, предполагали, что утомление мышцы при ее работе есть следствие расхода энергетических веществ, т. е. результат исто-щения имеющихся в ней известных запасов этих веществ. Однако эксперименты показали, что значительное утомление изолирован-ной мышцы наступает раньше, чем в действительности исчерпы-ваются в ней запасы углеводов. Если же опыт проводится в усло-виях, когда мышца не отделена от организма и в ней поддержи-вается нормальное кровообращение, то содержание углеводов в утомленной мышце вообще мало отличается от исходных дан-ных. Далее оказалось возможным восстановить работоспособ-ность утомленной изолированной мышцы, промывая ее физиоло-гическим раствором, который сам по себе не восполняет расхода энергетических веществ. Таким образом, теория «истощения» не дает должного объяснения утомления изолированной мышцы, тем более она неприемлема для объяснения утомления при мышечной деятель-ности целого организма.

Сущность теории «задушения» сводится к предположению, что утомление мышцы при работе вызывается нарастающей недоста-точностью притока кислорода. Однако исследования показали, что мышца может совершать свою работу вообще без всякого до-ступа кислорода извне, например при нахождении изолированной мышцы в камере, наполненной азотом. Сокращение мышцы без доступа кислорода извне происходит за счет анаэробных процес-сов расщепления аденозинтрифосфата и креатинфосфата и рас-пада гликогена до молочной кислоты. Утомление мышцы в бес-кислородной среде наступает все же значительно быстрее, чем в обычных условиях.

Теория «засорения» основывается на том, что мышечная ра-бота связана с усиленным распадом энергетических веществ, что приводит к известному накоплению промежуточных продуктов этого распада. Этому обстоятельству авторы теории «засорения» придавали исключительное значение, причем роль главного «за-соряющего» вещества приписывали молочной кислоте. Но в два-дцатых годах тешущего столетия было впервые установлено, что мышца может сокращаться и в том случае, если углеводный об-мен в ней совершенно выключен и, следовательно, молочная кислота вовсе не образуется. При этом, утомление мышцы происходит быстрее, чем при ненарушенном углеводном обмене. Несомненно, что при некоторых видах работы накопление в организме недоокисленных продуктов мышечного обмена имеет место и играет свою роль в развитии утомления, но этим не исчерпываются при-чины утомления.

Исторический интерес представляет теория «отравления». В 1912 г. немецким ученым было заявлено об открытии им «ядов утомления», якобы образующихся в мышцах во время работы. Указывалось, что будто бы возможно вызывать утомле-ние у животных посредством впрыскивания им некоторых доз крови, взятой у утомленного животного. Обнаружение «ядов уто-мления» открывало принципиальную возможность выработки противоядий против утомления с помощью хорошо известных в микробиологии методов. Однако все опыты, послужившие осно-вой для провозглашения теории «отравления», оказались глубоко ошибочными и несостоятель-ными.

Перечисленные теории затрагивают только отдельные звенья сложного и многогранного процесса утомления.

Утомление организма как результат сдвигов в функциональном состоянии центральной нервной системы. Мышечная работа это целостная деятельность всего организма. Функциони-рование организма как целого и его взаимодействие с внешним миром осуществляется посредством нервной системы при веду-щей роли ее высшего отдела — коры больших полушарий. Утомление организма вследствие мышечной работы является прежде всего результатом сдвигов в функциональном состоянии центральной нервной системы. И. М. Сеченов писал: «Источник ощущения усталости помещают обыкновенно в работающие мышцы: я же помещаю его . исключительно в центральную нервную систему» (Сеченов И. М., 1935). Исследования отечественных физиологов — И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского, А. А. Ухтом-ского, Л. А. Орбели, Г. В. Фольборта и др. — убедительно обосно-вывают то важное положение, что в возникновении и развитии утомления нервная система играет ведущую роль.

Утомление организма при мышечной работе, прежде всего, связано с утомлением центральной нервной системы, так как интенсивная мышечная деятельность является в то же время и интенсивной деятельностью нервных центров. Последняя в результате длительной напряженной работы нарушается. Выражением этого нарушения является изменение нормального взаимоотноше-ния процессов возбуждения и торможения, причем тормозной процесс начинает преобладать. В результате расстраивается нор-мальное течение рефлекторных процессов, нарушаются регуляция вегетативных функций и координация движений, двигательный аппарат постепенно приходит в недеятельное состояние (Павлов С.Е., 1999; Павлов С.Е. и др., 2001; Селье Г., 1960; Суркина И.Д. и др., 1991; Хмелева С.Н. и др., 1997).

Нервная система наиболее чувствительна к изменениям вну-тренней среды. Такие факторы утомления, как накопление в крови продуктов работы клеток, уменьшение содержания в крови сахара, недостаток при некоторых условиях кислорода в крови, понижают работоспособность организма не прямо, а глав-ным образом опосредствованно — через центральную нервную систему (рис. 1).

Эти возможности коры больших полушарий и других отделов мозга, осуществляемые через посредство интрацентральных пу-тей и вегетативных нервов, реализуются с помощью регулирую-щих влияний на все органы и ткани, в том числе также и на центральную нервную систему. В активизации этих влияний ведущая роль принадлежит условнорефлекторным реакциям, возникающим при действии самых разнообразных сигнальных раздражителей.

Среди условных раз-дражителей для человека огромное значение имеет словесный раздражитель, оказывающий свое влияние через вторую сигнальную систему коры больших полу-шарий, взаимодействующую с первой сигнальной системой. Механизм влияния различных эмоциональных факторов на рабо-тоспособность организма при утомлении должен рассматриваться в свете взаимодействия двух сигнальных систем. Различные ре-чевые воздействия (словесные поощрения, призывы и т. д.) могут существенно влиять на течение явлений утомления.

Следует указать на интересные опыты с гипнотическим сло-весным внушением различных двигательных представлений при выполнении работы. Испытуемый в состоянии гипноза поднимал легкий или тяжелый груз, причем при поднимании легкого груза ему внушалось, что он поднимает тяжелый, а при поднимании тяжелого — внушалось, что он поднимает легкий.

В первом случае — при совершении легкой работы на фоне внушенного представления о тяжелой работе — физиологические сдвиги были выше и утомление наступало значительно быстрей, чем в контрольных опытах с выполнением той же работы вне гипноза. Во втором случае —при совершении тяжелой работы на фоне внушенного представления о легкой работе — наблюда-лось противоположное явление.

Опыты с выполнением работы на фоне тех или иных внушен-ных двигательных представлений убедительно показывают, что утомление и усталость зависят от состояния центральной нервной системы и, прежде всего, от процессов в коре больших полушарий, которые могут изменяться условнорефлекторным пу-тем, в частности через посредство второй сигнальной системы.

В физиологии принято различать по-нятия утомление и усталость. Утомление — состояние организма, возникающее вследствие работы и объективно характеризую-щееся снижением работоспособности, усталость— это субъективная сторона проявления утомления, психическое пережива-ние, связанное с утомлением, чувство утомления.

Степень усталости большей частью соответствует степени дей-ствительного снижения работоспособности, что в свою очередь связано с количеством и качеством проделанной работы. Однако нередки случаи, когда усталость и другие признаки утомления по своей выраженности друг другу не соответствуют, например, когда усталость чувствуется большая, а объективных данных для резкого снижения работоспособности нет, так как работа про-делана незначительная. Это наблюдается, если работа совер-шается без интереса и желания, без ясного представления цели данной работы или ближайших ее результатов. Могут быть дру-гие случаи, когда налицо все данные для выраженного утомле-ния, так как работа произведена большая, а усталость тем не менее не чувствуется. Это бывает тогда, когда выполнение работы сопровождается эмоциональным подъемом, обусловли-ваемым заинтересованностью в работе, сознанием высокой цели и т. п.

Условия, в которых выполнялась утомительная работа (фак-торы внешней среды, обстановка, коллектив, время суток и т. д.), могут по механизмам временных связей приобрести сигнальное значение, способствуя в дальнейшем развитию утомления и уста-лости. Эти же условия могут стать и сигналами, противодей-ствующими развитию утомления и усталости, если сама работа на первых порах не была утомительной. Значение условнорефлекторных механизмов в развитии утомления исключительно велико (Васильева В.В. и др.,1977; Волков В.М.,1976; Жбанков О.В. и др.,1999; Сашенков С.Л. и др., 1995).

Существенное значение для развития явлений утомления имеют трофические воздействия центральной нервной системы через вегетативные нервы. Симпатические и парасимпатические нервы, как показал впервые Павлов на примере сердечной мышцы, осуществляют часть трофических влияний центральной нервной системы на органы. При раздражении симпатических нер-вов изменяются функциональные свойства и повышается работо-способность утомленных скелетных мышц. Последующие исследования вскрыли периферические меха-низмы, с помощью которых реализуются адаптационно-трофиче-ские влияния нервной системы на мышцу при ее утомлении. Было показано, что при раздражении симпатических нервов уси-ливаются окислительные процессы, увеличивается образование аденозинтрифосфорной кислоты, повышается забуференность (щелочной резерв) ткани, повышается электропроводность мышцы и ее упруговязкие свойства. Импульсы по симпатиче-скому нерву влияют также на функцию нервно-мышечного си-напса, улучшая процесс передачи возбуждения с нерва на мышцу, нарушающийся при утомлении. Трофические влияния центральной нервной системы (т. е. влияния на процессы обмена веществ) имеют всеобщее распро-странение в организме. Сущность этих влияний может выра-жаться в изменении функционального состояния различных органов. Возникающие безусловно- и условнорефлекторным путем стимулирующие трофические воздействия центральной нервной системы на все органы и ткани, играют важную роль в мышеч-ной деятельности человека при производственной работе и спор-тивной деятельности. Эти воздействия в зависимости от своей интенсивности могут в большей или меньшей мере противодей-ствовать наступающему утомлению или, в известной степени, «снимать» уже наступившее утомление (Карпман В.Л. и др., 1988; Куликов В.П. и др., 1998; Озолин Н.Н. и др., 1993; Суздальницкий Р.С. и др., 2000).

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ И СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗВИТИЯ УТОМЛЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Нельзя дать универсальное объяснение механизмам утомле-ния, действительное на все случаи. Главенствующую роль в раз-витии утомления при всех видах работы играет нервная система. Вместе с тем при каждом конкретном виде работы могут допол-нительно приобретать существенное значение какие-нибудь осо-бые факторы. Это делает необходимым проанализировать особен-ности утомления применительно к отдельным формам мышечной деятельности.

2.1. Развитие утомления при циклической работе

Утомление при циклической работе умеренной мощности. Работа, связан-ная с преодолением сверхдлинных дистанций в различных видах спорта, совершается длительное время, в течение которого нерв-ные центры постепенно утомляются. Интенсивная деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем в течение длительного срока приводит к снижению функциональных свойств их нервных регуляторных аппаратов. Таким образом, понижение работоспособности организма при длительной работе, обусловлен-ное расстройством деятельности соответствующих нервных центров, связано и с постепенным, изменением функций кровообращения и дыхания (Викулов А.В., 1997; Абзалов Р.А. и др., 1999) .

Работа умеренной мощности протекает в условиях истинного устойчивого состояния: образующиеся про-дукты распада успевают устраняться во время самой работы, зна-чительного накопления их в организме не наблюдается. Поэтому говорить о каком-либо «засорении» организма продуктами обмена при этой работе нет оснований.

Важным фактором утомления при напряженной работе умеренной мощности (бег и плавание на сверхдлинные дистанции, лыжные переходы и т. п.) следует считать снижение концентрации сахара в крови — гипогликемию. В этом случае исследование крови обнаруживает резкое снижение содержания сахара (до 50 мг%). Количество израсходованных углеводов при длительной работе может дойти до нескольких сот граммов, но полного истощения углевод-ных резервов в организме не происходит, потому что острое утомление и прекращение работы наступает раньше. Уменьшение количества сахара в крови является сигналом начинающегося существенного изменения внутренней среды организма и, в то же время, причиной развития ком-пенсаторных реакций по мобилизации углеводов из депо и по превращению в углеводы жиров и белков, а в дальнейшем и причиной такого изменения деятельности центральной нервной системы, которое может привести к полному прекращению работы.

Особенно чувствительной к недостатку сахара в крови явля-ется центральная нервная система. В случае резкой гипогликемии функциональное состоя-ние центральной нервной системы изменяется и нарушается ее координационная деятельность, что сказывается на работе двига-тельного аппарата и вегетативных органов. Углеводное голодание корковых клеток может обусловить даже нарушение психических функций, что изредка наблюдается на финише бега и проявляется в форме неадекватного поведения (например, бег на месте или поворачивание кругом и продолжение бега в обрат-ном направлении и т. п.). Прием углеводов (50—100 г сахара) при длительной работе оказывает положительное влияние на функциональное состояние центральной нервной системы, повы-шая тем самым работоспособность организма, снижая утомление или отдаляя время его острого развития. Положительный эффект от приема углеводов подтверждает то положение, что снижение уровня сахара в крови является существенным фактором в разви-тии утомления при длительной напряженной работе.

Специальными экспериментальными исследованиями обосно-ваны сроки приема углеводов. Целесообразным оказывается при-нимать углеводы непосредственно во время самой работы — на дистанции. Можно принимать углеводы и перед самым началом работы, непосредственно перед стартом, однако это менее эффек-тивно, чем прием во время работы. До-пустимым считается прием углеводов больше чем за 2 часа до начала ра-боты. Прием углеводов за полчаса, час или полтора часа до на-чала работы не целесообразен, так как при этом в первые же минуты работы происходит резкое снижение уровня сахара в крови, что отрицательно влияет на работоспособность.

Помимо уменьшения концентрации сахара в крови, в развитии утомления при длительной напряженной работе может играть роль нарушение теплорегуляции. Потоотделение, если оно не сопро-вождается испарением пота с поверхности тела или одежды, не ведет к увеличению теплоотдачи. Отставание же теплоотдачи от уровня теплопродукции при мышечной работе приводит к повышению температуры тела, что может отрицательно повлиять на ра-ботоспособность (если повышение температуры значительно). Особенно это может иметь место при высокой влажности среды и малой проницаемости одежды.

Утомление при циклической работе большой мощности. Напряженная деятельность нервных центров при мышечной ра-боте большой мощности быстрее приводит к их истощению, чем при работе умеренной мощности. Также быстрее, чем при работе умеренной мощности, снижается работоспособ-ность органов дыхания и кровообращения.

Работа большой мощности совершается в условиях лож-ного устойчивого состояния. Потребление кислорода достигает максимальной величины, на которую способен организм (до 4,5—5 л у хорошо тренированного человека), и в то же время зна-чительно отстает от кислородного запроса. Следовательно, работа выполняется в условиях недостатка кислорода и кислородный долг во время работы неуклонно увеличивается. Следствием этого является накопление в организме недоокисленных продуктов. Таким образом, существенными факторами утомления при выполнении работы большой мощности являются растущая кислород-ная задолженность и, связанное с ней, накопление в организме недоокисленных продуктов, что приводит к угнетению деятель-ности нервных центров.

При выполне-нии работы большой мощности работоспособность сердечно-сосудистой и дыхательной систем (с их нервно-регуляторными механизмами), обеспечивающих кислородное снабжение всех органов, в том числе и нервной системы, в значительной степени определяет общую работоспособность организма. Недостаток кислорода и химические изменения в связи с на-коплением в крови недоокисленных продуктов влияют на все органы и ткани организма не только непосредственно, гуморально, но и через посредство центральной нервной системы, которая является наиболее чувствительной к воздействиям со стороны внутренней среды. Химические агенты внутренней среды воздействуют на клетки нервных центров как путем непосредственного соприкосновения с ними (например, действие углекислоты на ды-хательный центр), так и путем воздействия на хеморецепторы. В настоящее время доказано наличие хеморецепции во всех орга-нах и тканях тела.

Читайте также:  Приемы для снятия утомления на уроке

Утомление при циклической работе максимальной и субмаксимальной мощности. К циклической работе максимальной мощности относят спринтерские дистанции в различных ви-дах спорта, на которых работа длится короткое время — в преде-лах десятков секунд. За такое короткое время не может произойти очень больших сдвигов в деятельности вегета-тивных органов. Более значительные сдвиги успевают произойти при работе субмаксимальной мощности, которая длится от 35 сек до 2—5 мин.

Утомление при работе максимальной и субмакси-мальной мощности в первую очередь связано с изменением функционального состояния центральной нервной системы. Мы-шечные сокращения большой частоты и силы вызываются интен-сивной деятельностью нервных центров. В то же время централь-ная нервная система подвергается воздействию мощного потока идущих от периферии двигательного аппарата центростремитель-ных проприоцептивных импульсов. В результате этого в нервных центрах развивается состояние парабиотического торможения, функциональная подвижность их понижается, что исключает возможность воспроизведения центробежных импуль-сов в первоначальном ритме, и движения бегуна, пловца и т. д. замедляются, «сковываются».

Мышечная работа максимальной мощности фактически протекает в анаэробных условиях. В результате в работающих мышцах происходит накопление недоокисленных продуктов, кон-центрация молочной кислоты достигает больших размеров. Поэтому полагают, что накопление молочной кислоты сказы-вается главным образом на процессе расслабления мышц, а это, естественно, отражается на частоте сокращений. Изменение упруго-вязких свойств мышц также ведет к уменьшению скорости сокращений, что является одной из причин того, что движения, например у бегуна, делаются менее размашистыми и менее бы-стрыми, а шаг укорачивается, замедляется и скорость бега неиз-бежно уменьшается.

Таким образом, ведущим фактором утомления организма при мышечной работе максимальной и субмаксимальной мощности является изменение функциональных свойств нервных центров и мышц, т. е. утомление всей нервно-мышечной системы. При этом при работе субмаксимальной мощности существен-ную роль в развитии утомления играет также снижение функциональ-ных возможностей аппаратов кровообращения и дыхания.

2.2. Развитие утомления при статических усилиях и силовой работе

Утомле-ние при статических усилиях наступает быстро, несмотря на кажущуюся иногда легкость упражнения. Так, напри-мер, весьма трудно простоять в положении полуприседа в течение 1—2 мин. Вис на перекладине, упор на брусьях, держание угла в висе или упоре также принадлежат к числу трудных упражне-ний статического характера, которые ограничены во времени. Ди-намическая работа, при выполнении которой отдельные мышцы несут преимущественно статическую нагрузку, вызывает сниже-ние работоспособности в первую очередь именно этих мышц.

Особое значение в развитии утомления при статических уси-лиях принадлежит центральной нервной системе. При любой ра-боте динамического характера в центральной нервной системе про-исходит непрерывное чередование процессов возбуждения и тор-можения. Такой характер функционирования нервных центров обеспечивает более длительную их работоспособность. При статическом усилии в соответствую-щих нервных центрах состояние возбуждения поддерживается непрерывно, без ритмического чередования с торможением. Такой характер функционирования нервных центров ведет к быстрому понижению их работоспособности, что, очевидно, обусловливает возникновение в них парабиотического торможения. В результате характер пусковых и регулирующих влияний, идущих из нервных центров к мышцам, быстро изме-няется, степень напряжения мышц все более уменьшается и, на-конец, статическое усилие прекращается совсем.

Энергетические затраты даже при тяжелых статических уси-лиях сравнительно невелики; сдвиги со стороны деятельности веге-тативных органов невысоки, причем заметное увеличение дыхания и деятельности сердца наблюдается не во время самого усилия, а по прекращении его в восстановительном периоде («феномен статического усилия»). Таким образом, в развитии утомления при статических усилиях ни энергетические затраты сами по себе, ни сдвиги в деятельности вегетативных органов не играют основной роли.

Считалось, что в развитии утомления при статических усилиях основное значение имеет недостаточное кровообращение в дли-тельно напряженных мышцах вследствие механического сдавли-вания сосудов и бездействия «мышечного насоса». В связи с за-трудненным кровообращением в мышцах могут накапливаться недоокисленные продукты в количестве, затрудняющем дальней-ший распад энергетических веществ. При исследовании статически напряженных мышц в них не было обнаружено большого количества недоокисленных продуктов распада. Это опровергает предположение, что утом-ление при статических условиях зависит от недостаточного кро-воснабжения статически напряженных мышц. Главнейшее значе-ние в развитии утомления при статических усилиях имеет, как уже было указано выше, изменение функциональных свойств нервных центров.

Иногда статическое напряжение определенных мышц является компонентом динамической работы (например, напряжение мышц спины при беге); при недостаточной тренированности эти мышцы утомляются в первую очередь.

При необходимости в течение длительного времени неподвижно сохранять одну и ту же позу тела происходит утомление стати-чески напряженных мышц, сопровождаемое иногда болевыми ощущениями. Длительное удерживание однообразной позы приво-дит также к нарушению крово- и лимфообращения и застойным явлениям (скопление венозной крови и лимфы) в наиболее низко расположенных при данном положении частях тела, от-мечается общее чувство усталости и понижение работоспособ-ности.

Эффективным средством борьбы с указанными явлениями будут различные динамические физические упражнения, усили-вающие крово- и лимфообращение, а также упражнения, обуслов-ливающие активное расслабление мышц, бывших в состоянии статического напряжения, и напряжение их антагонистов. Эти же упражнения (в сочетании с длительными статическими напряже-ниями) являются и средством тренировки выносливости органи-зма к длительному удерживанию тела в однообразном положении.

Максимальные силовые напряжения связаны с максимальной активностью нервных центров, которые при этом подвергаются чрезвычайно интенсивному влиянию импульсов, идущих из проприорецепторов двигательного аппарата. Снижение функциональ-ных свойств центральной нервной системы играет ведущую роль в утомлении организма при силовой работе. Наряду с этим имеют значение и местные изменения в самих мышцах, например по-нижение в них функциональной подвижности. В утомлении при длительной силовой работе (переноска тяжестей, тренировка в поднимании штанги и т. д.) определенную роль играет и сни-жение функций вегетативных органов. Обобщенные данные, характеризующие причины развития утомления в различных спортивных упражнениях, представлены в таблице 1.

Физиологические характеристики и причины развития утомления

в различных спортивных упражнениях (Москатова А.К.,1999)

Характер и мощность работы

Причины и механизмы утомления

Статические напряжения максимальной и субмаксимальной интенсивности ( 70% от максимальной произвольной силы)

Напряжение центральной геодинамики, повышение АД; ограничение капиллярного кровотока, снижение дыхательной активности в результате ишемии мышц; существенное истощение КФ и усиление катаболизма мышечного гликогена; истощение медиаторных депо центральных двигательных нейронов и снижение интенсивности разрядов, нарушение внутримышечной координации активности ДЕ, развитие тремора, падение активности проприорецепторов, нарушение афферентации движения

Анаэробная циклическая максимальной мощности t раб. = 10-20 c.

Перенапряжение сенсомоторных центров коры больших полушарий в связи с усиленной обратной афферентацией от проприо- и хеморецепторов; депрессия медиаторов и синоптических структурах, нарушение механизмов нервной регуляции двигательных единиц и мышечных напряжений; снижение запасов КФ, ограничение скорости ресинтеза АТФ в быстрых волокнах; накопление HL крови; ишемия работающих в режиме тетануса мышц и гипоксия, падение сократительной активности волокон быстрого типа

Анаэробная циклическая субмаксимальной мощности, t от 20-40 c до 2-3 мин.

Истощение резерва КФ и гликогена в мышечных волокнах быстрого типа до 90%; максимальное накопление лактата в мышцах и крови, нарушение кислотно-щелочного баланса, торможение активности ферментов гликолиза и гликогенолиза, снижение общей скорости гликолиза; торможение активности нервных центров, замедление нервно-мышечной передачи; снижение активности фермента АТФ-фазы и скорости расщепления АТФ, падение сократительной способности мышц; недостаточное снабжение мышц кислородом, увеличение кислородного долга до максимума; существенное напряжение миокарда

Анаэробно-аэробная циклическая большой мощности продолжительностью от 3_6 мин до 20-30 мин.

Истощение либо фосфагенов, либо гликогена мышц и печени; накопление молочной кислоты в мышечных клетках, крови, ликторе; рост кислородного долга на фоне усиления активности О2 — транспортной системы до предельного уровня и истощения функционального резерва сердца; нарушение гомеостаза, напряжение систем гомеостатической регуляции t 0 , рН; снижение мощности мышечных сокращений, нарушение устойчивого состояния

Аэробная циклическая умеренной мощности (t раб. от 40-60 мин до 4 часов и более)

Истощение углеводных ресурсов мышц и печени, гипогликемия; снижение возбудимости центров гипоталамуса, моторной коры, подкорковых ядер; истощение гормонального звена регуляции; нарушение t 0 — гомеостаза и водно-солевого баланса; накопление недоокисленных продуктов жирового обмена в крови

Спортивно-игровые упражнения переменной мощности

Локальные перенапряжения нервных центров и отдельных мышечных групп; нарушения метаболизма; снижение возбудимости высших корковых сенсомоторных центров; ограничение объема восприятия сенсорных систем; нарушение обратной афферентации в системе координации движений; нарушение кинематической структуры движений; увеличение энергозатрат и истощение функциональных резервов; нарушение гомеостаза, повышение t 0 ; дискоординация активности мышечного аппарата и вегетативных систем обеспечения. В каждом виде спортивных игр комплекс причин, вызывающих развитие утомления, специфичен и определяется преобладающей мощностью нагрузки и характером работы, выполняемой отдельным игроком согласно его амплуа.

2.3. Переутомление и перетренировка, их признаки

При анализе механизмов и особенностей утомления речь шла об остром утомлении, т. е. о том состоянии организма, которое возникает в результате однократ-ного совершения какой-либо работы. В практике физической культуры и спорта обычно наблюдается многократное повторение работы на протяжении длительного времени (недель, месяцев и т. д.). Повторность напряжений, повторность занятий физиче-скими упражнениями является основой тренировки.

При многократном совершении работы может случиться, что повторная работа выполняется тогда, когда утомление от преды-дущей работы еще полностью не прошло. При этом утомление от повторной работы может суммироваться с остаточным утомлением от предшествующей. Такое суммирование явлений утомления при повторяющейся изо дня в день работе приводит к развитию хронического утомления и называется переутомлением.

Переутомление как хроническую форму утомления не следует смешивать с состоянием чрезмерного острого утомления (изнемо-жения или перенапряжения) после однократно выполненной изну-рительной работы, которое иногда неправильно называют пере-утомлением. Например, бегун может после финиша находиться в состоянии полного изнурения; в этом случае, хотя иногда и гово-рят, что наступило переутомление, но его следует понимать в смы-сле очень сильного острого утомления. Перенапряжение большей частью связано с несоответствием проделанной работы данному уровню тренированности.

Переутомление, возникающее в связи с физи-ческой тренировкой как результат суммирования явлений утомле-ния от повторных тренировочных занятий или соревнований, называется перетренировкой.

Перетренировка не является неизбежным след-ствием тренировки. Перетренировка наступает только при нарушениях режима тренировки. Соответствующая дозировка нагрузки при тренировочных занятиях и соблюдение необходимых временных интервалов между тренировочными занятиями или со-ревнованиями, обеспечивающих положенный отдых и ликвидацию явлений острого утомления, исключают возможность перетрени-ровки. Наступлению перетренировки могут способствовать одно-образие и монотонность тренировочных занятий, их слабая (или, наоборот, чрезмерная) насыщенность эмоциональными момен-тами, а также ослабление организма в связи с перенесенным за-болеванием (грипп, ангина и т. п.).

В развитии переутомления (перетренировки), как и в развитии утомления, ведущую роль играет центральная нервная система. Состояние перетренирован-ности обусловливается перенапряжением возбудительного и тор-мозного процессов в коре больших полушарий, а также перена-пряжением подвижности этих процессов. Таким образом, пере-тренировку можно рассматривать как особого рода невротическое состояние, т. е. расстройство нормальной высшей нервной дея-тельности, нарушение правильных взаимоотношений между воз-будительным и тормозным процессами в коре больших полу-шарий.

Перетренировка может наблюдаться как у начинающих, так и у высокотренированных спортсменов, если условия тренировки приводят к перенапряжению нервных процессов в коре больших полушарий. Особенно легко возникает перетренировка у лиц с не-достаточно сильной и уравновешенной нервной системой.

Признаками перетренировки в боль-шинстве случаев являются: нежелание заниматься данным видом спорта, потеря своеобразного чувства «мышечной радости», которым обычно сопровождаются занятия физическими упражне-ниями. Часто отмечаются также общая вялость, уменьшение аппе-тита, сонливость днем, бессонница ночью, повышенная раздражи-тельность, быстрое наступление усталости при работе и т. д. Эти явления связаны с известным истощением центральной нервной системы и характерны для невротического состояния.

Признаками перетренировки являются также уменьшение веса тела, уменьшение жизненной емкости легких и данных динамо-метрии. В выраженной стадии перетренировки может быть повы-шена частота пульса и понижено кровяное давление. В некоторых случаях отмечается резкое урежение пульса. Иногда наблюдается экстрасистолическое нарушение ритма сердечной деятельности. Для перетренировки характерно также повышение возбудимости нервной системы, что проявляется в том, что сравнительно неболь-шая нагрузка вызывает резкое учащение пульса и повышение кровяного давления, одышку, потоотделение. Свойственное трени-рованному организму нормальное соотношение между интенсив-ностью работы двигательного аппарата и высотой вегетативных сдвигов при перетренировке нарушается. В результате значительно увеличиваются энергетические затраты при работе. Восстанови-тельный период после работы удлиняется. При перетренировке наблюдается также большая или меньшая степень нарушения координации движений. Все это свидетельствует о расстройстве нормальной координации функций со стороны центральной нерв-ной системы.

Перетренировка может проявляться различно, в зависимости от индивидуальных особенностей спортсмена, вида спорта, харак-тера тренировочных занятий. На первый план могут выступать различные признаки переутомления в зависимости от того, какие функциональные изменения преимущественно выделяются в дан-ном конкретном случае (Бажора Ю.И. и др.,1991).

Существенным признаком перетренировки является снижение спортивных результатов. Часто именно этот признак перетренировки в первую очередь обращает на себя внимание спортсмена и тренера, в то время как другие признаки могут на первых порах пройти незамеченными. «Неожи-данно» обнаруживается, что спортсмен никак не может повторить своего прежнего максимального результата в беге или прыжке, метании, подъеме штанги и т. д. Это снижение спортивного ре-зультата есть следствие уменьшения работоспособности при пере-тренировке.

Переутомление во время занятий спортом предупреждается рациональным распределением нагрузки в процессе тренировки и соблюдением необходимого режима. Если перетренировка все же наступила, необходимо дать органику отдых, сделав перерыв в тренировке. Иногда достаточно уменьшить нагрузку при трени-ровочных занятиях или переключиться временно на занятия дру-гим видом спорта. При серьезных расстройствах следует обра-титься за советом к врачу.

Известно, что переутомление скорее проходит, если спортсмен переносит свои занятия в другую обстановку — на другой ста-дион, в другой спортивный зал и т.д. Это показывает, что пере-утомление связано с условнорефлекторными влияниями. Пере-мена обстановки, т. е. в данном случае устранение условных раздражителей, сигнализирующих состояние пониженной работо-способности (состояние перетренированности), благоприятствует восстановлению прежнего уровня тренированности.

ГЛАВА 3. ДИАГНОСТИКА УТОМЛЕНИЯ

3.1. Общий и спортивный анамнез

Для выявления утомления и устранения причин его развития необходимо проводить общий и спортивный анамнез спортсмена. При состояниях чрезмерного утомления, прежде всего, обращают внимание на наличие и ха-рактер болевых ощущений в области сердца, печени, мышц. Особенно важно установить локализацию бо-лей, их иррадиацию, время появления, длительность и характер, а также наличие диспептических явлений (тошнота, рвота).

При расспросе спортсмена нужно уточнить, наблю-дались ли прежде боли, диспепсия, отсутствие чувства бодрости, снижения работоспособности, на-рушения сна, аппетита, неустойчивое настроение, когда эти признаки появлялись, сколько времени держались.

Из анамнеза следует выяснить: 1) начало утомления (когда, где и как оно началось, внезапно или постепен-но, каковы были его первые проявления; 2) его даль-нейшее течение (острое утомление, перенапряжение, прогрессирующее или с перерывами, перетренирован-ность, переутомление); 3) применявшееся лечение (ка-кие средства и как применялись), 4) причина утомления, по мнению спортсмена. Этот последний вопрос важен, так как дает возможность узнать действительную причину утомления, потому что спортсмен при этом сообщает нередко очень существенные сведения, облегчающие понимание развития этого состояния.

При анамнезе необходимо установить характер спортивной тренировки в последнее время: в каком на-правлении она проводилась (скоростная, силовая, на выносливость или комбинированная), какие применялись средства подготовки и как долго они использова-лись. Немаловажное значение имеют сведения о коли-честве тренировочных занятий в недельном цикле, их объеме, интенсивности, частоте выступления в соревно-ваниях, показанных спортивных результатах. Важно составить представление и о тренировке в прошлом (круглогодичная, сезонная, разносторонняя, узкоспе-циальная) и выступлениях в болезненном состоянии. Кроме этого необходимо об-ратить внимание на:

1) перенесенные заболевания; 2) условия труда и быта; 3) вредные привычки. Необхо-димо выяснить, какова реакция спортсмена на опреде-ленную инфекцию или вредность и общая его реактив-ность. Здесь же должны быть отмечены операции и разного рода соматические и нервно-психические трав-мы, если спортсмен им подвергался, так как они могут иметь близкое отношение к возникновению данного состояния утомления.

Из профессионально-производственных сведений нужно уделить внимание условиям труда (наличие или отсутствие профессиональных вредностей): 1) вреднос-ти, связанные с самим трудовым процессом (чрезмер-ное физическое или умственное напряжение, напряже-ние зрения и т. п.);

2) вредности, связанные с окружа-ющей обстановкой (низкая или высокая температура, шум, пыль и пр.) и 3) вредности, связанные с матери-алами, применяемыми в данном производстве (свиней, мышьяк, фосфор и другие химические вещества).

Из бытовых условий надо учитывать жилищные ус-ловия (площадь помещения, отопление), питание (ха-рактер пищи — мясная, растительная, молочная и пр.), порядок приема пищи (регулярно, сколько раз в день, в определенные часы или беспорядочно и т. д.), отдых (в течение суток — сон, в течение недели — выходной день, в течение года — отпуск).

Установив жалобы и собрав анамнез, следует произве-сти еще раз систематический опрос спорт-смена относительно важнейших общих явлений глав-нейших функций организма в его состоянии здоровья и в периоде нарастания утомления.

Дополнительный опрос на выявление признаков и причин утомления рекомендуется проводить по следующей примерной схеме:

Общее состояние спортсмена: слабость, недомога-ние, отсутствие чувства бодрости, вялость, исхудание, отеки.

Состояние сердечно-сосудистой системы: сердцеби-ение, боли и неприятные ощущения в области сердца, одышка.

Состояние дыхательной системы: дыхание носом, кашель, одышка.

Состояние пищеварительной системы: аппетит, отрыжка, изжога, тошнота и рвота, вздутие живота (метеоризм), характер стула.

Состояние выделительной системы: потоотделение, мочеотделение и характер мочи.

Состояние нервной системы: головная боль, головокружение, бессонница, зрение, слух, обоняние, вкус, общая нервозность, устойчивость настроения. Необходимо выявить основные нервные процессы, характеризующие функциональное состояние нервной системы, а косвенно — общее состояние организма, т.е. силу, уравновешенность и подвижность возбудительного и тормозного процессов.

3.2. Изменение физиологических функций организма при развитии утомления

Нервная система. Нервная система играет важную роль в регуляции всех происходящих в организме процессов. Управле-ние движениями, высококоординированная связь меж-ду двигательным аппаратом и функциями вегетатив-ных органов и систем осуществляется благодаря цент-ральной нервной системе.

В процессе тренировки и соревнований происходят отчетливые функциональные сдвиги в состоянии нерв-ной системы, особенно при длительных нагрузках на выносливость.

Значительные изменения в состоянии нервной системы, как правило, служат наиболее ран-ними и постоянными объективными симптомами пе-ренапряжения и перетренированности.

Для исследования нервной и нервно-мышечной систем используют комп-лекс методов клинического обследования (расспрос, состояние черепно-мозговых нервов, чувствительной и двигательной сфер, вегетативной нервной системы) и специальные инструментальные методы (электроэнце-фалография, электромиография, хронаксиметрия и др.).

Расспрос выявляет жалобы на нарушение вни-мания, памяти, на изменения настроения, чрезмерную утомляемость, вялость, головные боли, повышенную возбудимость, раздражительность, плохое засыпание, беспокойный сон. При обследовании черепно-мозговых нервов основное внимание обращают на конверген-цию (содружественное движение глаз), аккомодацию (сужение зрачков), ширину зрачков и их равномер-ность, правильность формы и реакции на свет. При ис-следовании чувствительной сферы устанавливается состояние болевой, тактильной и температурной чув-ствительности, а также мышечного чувства. Исследо-вание двигательной сферы включает определение су-хожильных рефлексов, пробу на устойчивость в позе Ромберга, пробы на координацию. Сухожильные реф-лексы вызываются ударом по области рефлексогенной зоны: при определении коленных рефлексов — у под-коленной чашечки в области ее связки, а при определе-нии рефлексов ахиллова сухожилия — пяточной кос-ти. Отмечается симметричность и степень живости рефлексов. Они оцениваются по трехбалльной систе-ме: высокие — 3 балла, средние — 2, низкие—1 балл; отсутствие рефлексов (арефлексия) отмечается особо.

Для определения устойчивости в позе Ромберга об-следуемому предлагают встать, сдвинуть стопы (носки и пятки вместе). При слабой степени атаксии заметно качание, усиливающееся, когда закрыты глаза (симп-том Ромберга).

Для исследования состояния вегетативной нервной системы применяется проба Ашнера, отражающая воз-будимость парасимпатической иннервации сердца, и ортостатическая проба, определяющая возбудимость симпатического отдела сердечно-сосудистой системы, а также исследование дермографизма. Проба Ашне-ра— глазо-сердечный рефлекс. После подсчета пуль-са у обследуемого в положении лежа надавливают через закрытые веки на глаза достаточно сильно, но не до боли; спустя 10 сек, от начала надавливания под-считывают пульс в течение 20 сек; полученную цифру утраивают, чтобы определить количество ударов в минуту. При нормальной возбудимости парасимпатиче-ской иннервации сердца замедление пульса не превы-шает 4—12 ударов в минуту; замедление, превышаю-щее 12—15 ударов, указывает на повышение возбуди-мости блуждающего нерва. Если эта возбудимость снижена или повышена возбудимость симпатического нерва, то частота пульса не изменяется или даже увеличивается. Глазо-сердечный рефлекс у детей и подростков обычно выражен более резко, чем у взрослых. Тренированные спортсмены, как правило, имеют резко выраженный рефлекс. Ортостатическая проба дает возможность судить о нормальной возбудимости симпатической иннервации сердечно-сосудистой сис-темы и основана на изменении реактивности организма при переходе из горизонтального положения в вертикальное. В положении лежа у обследуемого подсчитывают пульс до устойчивых величин, измеряют артериальное давление и предлагают спокойно встать. После этого вновь подсчитывается пульс и определяет-ся артериальное давление. Нормально при переходе из положения «лежа» в положение «стоя» пульс в сред-нем учащается на 12—18 ударов в минуту, а макси-мальное давление повышается в среднем на 10—15 мм рт. ст. Учащение пульса более чем на 18 ударов че-рез минуту после вставания указывает на повышен-ную возбудимость сердечного отдела симпатической нервной системы, на расстройство нервной регуляции сосудистой системы. Учащение пульса на 40 и более, ударов в минуту при уменьшении данных максималь-ного давления расценивается как наихудший показа-тель для функциональной способности сердечно-сосу-дистой системы.

источник