Меню Рубрики

Утомление и функциональные резервы организму

Парадокс заключается в том, что и отсутствие физической деятельности, называемое гиподинамией, тоже порождает своеобразное утомление уже от детренированности мышц. К тому же нервная система, лишенная поддержки со стороны мышц, не может наладить правильную регуляцию функций. Вот почему при гиподинамии развиваются разнообразные, особенно сердечно-сосудистые, заболевания. Все это означает, что человек должен жить в определенном диапазоне оптимальных нагрузок.

Нередко общая усталость появляется при отсутствии утомления. На первый взгляд это может показаться странным. Однако память практически каждому из читателей может подсказать подобные ситуации. Возьмем, к примеру, школьников. Они часто жалуются, что быстро устают в классе. Специалисты установили, что это далеко не всегда связано с истинным утомлением. Гигиенисты пишут об особой форме школьной усталости. Она развивается зимой в душных классах со спертым, «мертвым» воздухом. Достаточно посидеть в таком помещении полчаса — час, и возникают сонливость, вялость, плохое настроение. Собственно утомления здесь нет, его вызывает только работа. При заболевании нервной системы усталость иногда становится хронической. Врачи тогда говорят об астеническом состоянии. Утомления здесь тоже нет.

Еще одна особенность — при легкой, но однообразной деятельности утомление возникает и развивается значительно быстрее, чем при разнообразном труде. К тому же оно имеет, как правило, локальный характер. Устают только отдельные работающие органы, обычно руки, спина, зрение или слух. Это связано с особенностями монотонной работы, вызывающей повышенное нервно-психическое напряжение. Имеют значение и особенности психики человека. Общительные люди, стремящиеся к активному контакту с внешним миром (экстраверты), особо чувствительны к монотонии. Замкнутые люди, углубленные в свои внутренние переживания, меньше подвержены ее действию. Причины локальной усталости лежат в утомлении нервных центров. Она развивается значительно раньше, чем периферическое утомление мышц. Чем тяжелее работа, тем большее значение приобретает периферический компонент.

С позиций физиологии утомление — это диспропорция между расходованием и восстановлением энергетических веществ. Чувствуем ли мы это? Конечно. Усталость появляется обычно в тот момент, когда организм израсходовал большую долю энергоресурсов, а их активное пополнение еще не началось. Как только включаются энергетические резервы, возбуждается кора головного мозга и работать становится легче — открывается «второе дыхание». Это — стадия компенсируемого утомления. Если же нагрузка продолжается, то чувство усталости нарастает, «третье дыхание» не возникает, и работа выполняется за счет силы воли. Это — стадия некомпенсированного утомления.

Воля контролируется корой больших полушарий, в которой развивается охранительное торможение. Оно защищает мозг от избыточного количества сигналов от рабочих органов и предохраняет его от повреждения. Чрезмерная работа приводит к стадии парабиотического торможения в коре больших полушарий. Тогда уже не срабатывает и воля — человек вынужден прекратить работу.

Таким образом, повышение работоспособности и ускорение роста производительности труда должны быть связаны не только с его облегчением, но и умением человека получать радость от деятельности, активно преодолевать утомление, включать свои резервы.

Проблема утомления является одной из актуальных в физиологии и неразрывно связана с представлениями об адаптации, о работоспособности, восстановлении и функциональных резервах организма. С медико-биологических позиций утомление целесообразно связать с особенностями мобилизации и использования функциональных резервов клеточного, тканевого, органного, системного и организменного уровней.

Функциональные резервы адаптации могут быть представлены в виде гетерогенной, биосоциальной системы, фундаментом которой выступает подсистема биохимических резервов, а вершиной — подсистема психологических резервов. Базовым (центральным) звеном системы является подсистема физиологических резервов, объединяющая составляющие элементы системы функциональных резервов за счет нейрогуморальной регуляции.

В процессе адаптации к деятельности мобилизация функциональных резервов организма осуществляется в соответствии с особенностями деятельности, уровнем и спецификой адаптированности и текущего функционального состояния организма. Возникновение утомления обусловлено исчерпанием определенной очереди мобилизуемых функциональных резервов адаптации. Продолжение деятельности на фоне развивающегося утомления обеспечивается включением более высокого уровня эшелона мобилизуемых резервов адаптации. Исчерпание функциональных резервов адаптации происходит сообразно характеру деятельности или действия адаптогенного фактора.

МЫШЕЧНОЕ УТОМЛЕНИЕ С ПОЗИЦИИ ТЕОРИИ

Многочисленные литературные данные, характеризующие мышечное утомление, свидетельствуют о том, что эта проблема исследуется по двум основным направлениям: первое – это изучение роли самой мышцы в процессе утомления, второе развивает представление И.М.Сеченова о том, что при мышечной работе утомление наступает в первую очередь в нервных центрах.

С позиции теории функциональных систем, разработанной П.К.Анохиным, утомление следует рассматривать не как локальный процесс, происходящий только в мышце или только в центральной нервной системе, а как новый уровень саморегуляции в системе, определяющей двигательную активность организма. Такая функциональная система включает следующие основные звенья:

исполнительное звено – сократительный аппарат мышцы, работа которого тесно связана с обменом веществ в ней и зависит от кровоснабжения, гормональных и нервных влияний; центральное звено – нейроны различных уровней центральной нервной системы, обеспечивающие через афферентные пути работу исполнительного звена; рецепторы результата – проприорецепторы мышцы, посылающие в центральную нервную систему по афферентным проводникам импульсацию, выполняющую роль трех типов афферентаций (обстановочной, пусковой и обратной), сформулированных в теории функциональных систем.

Полезным результатом этой функциональной системы является обеспечение двигательной активности без нарушения гомеостаза в организме. Если между сократительной активностью и метаболическими возможностями мышцы имеется динамическое равновесие, то все звенья системы работают по принципу саморегуляции согласованно, работоспособность мышцы при этом не снижается. Так, при некоторой оптимальной частоте сокращений мышца может работать практически без утомления. Если же сократительная деятельность превышает метаболические возможности (слишком велик груз, частота сокращений) или сократительная деятельность невелика, но метаболические возможности снижены (например, при нарушении кровообращения), то есть, если в исполнительном звене наблюдается рассогласование, проприорецепторы информируют об этом центральное звено. Изменения в крови при этом еще не обнаруживаются. Исследования показали, что в процессе длительной работы мышцы происходит постепенное уменьшение поступающей из нее афферентной импульсации. Изменение афферентного потока, поступающего в центральную нервную систему, вызывает перестройку саморегуляции двигательной системы, переход ее на низкий уровень функционирования.

С позиции теории функциональных систем утомление – это не истощение, а процесс, который, как писал А.А.Ухтомский, не допускает истощения организма.

Утомление — временное снижение работоспособности, вызванное предшествующей деятельностью. Оно проявляется в уменьшении мышечной силы и выносливости, возрастании количества ошибочных и лишних действий, изменении частоты сердечных сокращений и дыхания, увеличении артериального давления, времени переработки поступающей информации, времени зрительно-моторных реакций. При утомлении ослабляются процессы внимания, его устойчивость и переключаемость, ослабляются выдержка, настойчивость, снижаются возможности памяти, мышления. Выраженность изменений состояния организма зависит от глубины утомления. Изменения могут отсутствовать при незначительном утомлении и приобретать крайне выраженный характер при глубоких стадиях утомления организма.

Субъективно утомление проявляется в виде ощущения усталости, вызывающего желание прекратить работу или снизить величину нагрузки.

Различают 3 стадии утомления. В первой стадии производительность труда практически не снижена, чувство усталости выражено незначительно.

Первая, начальная стадия отличается тем, что постоянное возрастание за счет увеличения волевого напряжения уровня возбуждения всех центральных (корковых, подкорковых, спинальных) структур моторного аппарата обеспечивает рекрутирование дополнительных нейромоторных единиц и таким образом осуществляет компенсацию снижения величины сократительного эффекта наиболее легко утомляемых (из состава задействованного в выполняемую деятельность нейромоторного пула) волокон в работающих мышцах.

Во второй стадии производительность труда снижена существенно, чувство усталости выражено ярко.

Вторая стадия утомления характеризуется активным торможением мышечной деятельности со стороны программно- контрольного механизма (акцептор результатов действия по П.К. Анохину) при наличии высокого уровня активации всех центральных структур моторной системы и наличии определенных резервов в мышечной системе, создающих возможность еще некоторое время продолжать выполнение мышечной работы.

В третьей стадии производительность труда может быть снижена до нулевых показателей, а чувство усталости сильно выражено, сохраняется после отдыха и иногда еще до возобновления работы.

Конкретный момент прекращения деятельности определяется программно-контрольным механизмом в соответствии с характером мотивации и некоторыми другими условиями выполнения этой деятельности.

Эту стадию иногда характеризуют как стадию хронического, патологического утомления, или переутомления. Переутомление проявляется в снижении производительности труда, творческой активности и умственной работоспособности, росте заболеваемости. Происходит и изменение периодики продукции биологически активных веществ.

Различают 4 степени переутомления: начинающееся, легкое, выраженное и тяжелое. Меры борьбы с ними должны соответствовать выраженности психофизиологических проявлений. Так, начинающееся переутомление хорошо компенсируется при четкой регламентации времени труда и отдыха. Легкая степень переутомления эффективно снимается в период очередного отпуска при рациональном его использовании. Выраженное переутомление требует срочного лечения в санатории, а тяжелая степень переутомления требует лечения в условиях клиники. В зависимости от характера труда различают физическое и умственное утомление.

Функциональные системы трудовой деятельности человека отражают интеграцию центральных и периферических структур и механизмов, определяющих эффективное достижение полезных результатов труда. Утомление сопряжено с определенными изменениями, возникающими как в эфферентном, так и в центральном звеньях этих функциональных систем. В историческом плане первыми были разработаны теории утомления периферического звена. Теория Шиффа связывала развитие утомления с недостаточностью энергетических запасов — гликогена, жирных кислот (теория истощения). Теория Ферворна связывала развитие утомления с недостатком кислорода (теория удушения). Пфлюгер объяснял утомление появлением в мышцах молочной кислоты или токсинов утомления (теория засорения). Современные исследования дают основание считать, что все вышеизложенные причины утомления могут иметь место при напряженной физической работе. В результате в мышцах может наблюдаться процесс разобщения электромеханического сопряжения.

При работе малой и средней интенсивности утомление развивается в центральном звене — в синапсах спинальных центров работающих мышц, а также в клетках коры большого мозга, формирующих произвольные (рабочие) движения. Эти положения нашли отражение во множестве вариантов центрально-нервной теории утомления. Согласно одному из них, к нейронам коры большого мозга поступает огромный поток сигналов от работающих мышц, зрительного, слухового и других анализаторов. Одновременно на эти же нейроны действуют метаболиты из работающих мышц, снижая их лабильность. Сочетанное действие этих факторов приводит к угнетению активности нейронов коркового отдела двигательного анализатора. Развитие торможения в центральных механизмах управления приводит к существенным сдвигам в состоянии регуляторных систем на периферии, в эффекторах.

Механизмы утомления при физической работе во многом сходны с таковыми при работе умственной. В обоих случаях лимитирующим звеном является утомление в центральных механизмах, которые могут быть общими для физического и умственного труда. Поэтому физическое и умственное утомление существенно влияют друг на друга. При физическом утомлении умственная деятельность малопродуктивна, равно как при умственном утомлении снижается физическая работоспособность, поскольку в обоих случаях имеет место существенное эмоциональное напряжение, сопровождаемое сходными вегетативными сдвигами.

Таким образом, различия между умственным и физическим утомлением имеют относительный характер. Поэтому и в методах профилактики утомления при различных видах труда много общего.

источник

Целостность человеческой личности проявляется, прежде всего, во взаимосвязи и взаимодействии психических и физических сил организма. Гармония психофизических сил организма повышает резервы здоровья, создает условия для творческого самовыражения в различных областях нашей жизни.

Активный и здоровый человек надолго сохраняет молодость, продолжает созидательную деятель­ность, не позволяет «душе лениться». Академик Н. М. Амосов предложил ввести новый медицинский термин «количество здоровья» для обозначения меры резервов организма.

Скажем, у человека в спокойном состоянии через легкие про­ходит 5-9 литров воздуха в минуту. Некоторые высоко трениро­ванные спортсмены могут произвольно в течение 10-11 минут еже­минутно пропускать через свои легкие 150 литров воздуха, т.е. с превышением нормы в 30 раз. Это и есть резерв организма.

Возьмем сердце и подсчитаем его мощность. Есть минутные объемы сердца: количество крови в литрах, выбрасываемое в одну мину­ту. Предположим, что в покое оно дает 4 литра в минуту, а при самой энергичной физической работе — 2 0 литров. Значит, ре­зерв равен 5 (20:4) . Точно также есть скрытые резервы почек, печени. Выявляются они с помощью различных нагрузочных проб.

Тогда с этой точки зрения, здоровье — это количество ре­зервов в организме, это максимальная производительность орга­нов при сохранении качественных пределов их функции.

Систему функциональных резервов организма можно разбить на подсистемы:

· Биохимические резервы (реакции обмена).

· Физиологические резервы (на уровне клеток, органов, сис­тем органов).

Возьмем, к примеру, физиологические резервы на клеточном уровне бегуна-спринтера. Прекрасный результат в беге на 100 м -10 секунд. Его могут показать лишь единицы. А можно ли этот ре­зультат существенно улучшить? Расчеты показывают, что можно, но не более чем на несколько десятых секунды. Предел возможностей здесь упирается в определенную скорость распространения возбуж-дения по нервам и в минимальное время, необходимое для сокраще­ния и расслабления мышц.

От чего зависит здоровье.

Здоровье человека — результат сложного взаимодействия соци­альных, средовых и биологических факторов. Считается, что вклад различных влияний в состояние здоровья следующий:

уровень медицинской помощи — 10%;

В развернутом варианте эти цифры, по мнению российских уче­ных, выглядят так:

•человеческий фактор — 25% (физическое здоровье — 10%, пси­хическое здоровье — 15%);

• экологический фактор — 25% (экзоэкология — 10%, эндоэколо-гия — 15%);

•социально-педагогический фактор — 40% (образ жизни: мате­риальные условия труда и быта — 15%, поведение, режим жизни, привычки — 25%);

Содержание здорового образа жизни.

Здоровый образ жизни включает в себя следующие основные элементы: рациональный режим труда и отдыха, искоренение вред­ных привычек, оптимальный двигательный режим, личную гигиену, закаливание, рациональное питание и т.п.

Режим труда и отдыха

Рациональный режим труда и отдыха — необходимый элемент здорового образа жизни любого человека. При правильном и строго соблюдаемом режиме вырабатывается четкий и необходимый ритм функционирования организма, что создает оптимальные условия для работы и отдыха и тем самым способствует укреплению здоровья.

Залог успеха — в планировании своего времени. Студент, ко­торый регулярно в течение 10 минут планирует свой рабочий день, сможет ежедневно сэкономить 2 часа, а также вернее и луч­ше справиться с важными делами. Надо взять за правило каждый день выигрывать один час времени. В течение этого часа никто и ничто не может помешать. Таким образом, студент получает время — возможно, самое важное для человека — личное время. Его можно потратить по своему усмотрению по-разному: дополнительно на от­дых, на самообразование, хобби либо для внезапных или чрезвы­чайных дел.

Построение аудиторной работы значительно облегчено, т.к. оно регламентируется уже составленным расписанием занятий. Не­обходимо взять за правило приходить в аудиторию заблаговремен­но, т.к. студент, входящий в аудиторию после звонка, производит впечатление несобранного, необязательного и проявляет неуваже­ние к преподавателю.

Для вечерних занятий надо выбирать спокойное место — нешум­ное помещение (например, библиотеку, аудиторию, кабинет и пр.), чтобы там не было громких разговоров и других отвлекающих фак­торов.

Систематический, посильный, и хорошо организованный процесс умственного труда чрезвычайно благотворно влияет на нервную систему, сердце и сосуды, костно-мышечный аппарат — на весь ор­ганизм человека. Постоянная тренировка в процессе труда укреп­ляет наше тело. Долго живет тот, кто много и хорошо работает в течение всей жизни. Напротив, безделье приводит к вялости мус­кулатуры, нарушению обмена веществ, ожирению и преждевременно­му одряхлению.

Студент должен правильно чередовать труд и отдых. После занятий в университете и обеда, 1,5-2 часа необходимо потратить на отдых. Отдых после работы вовсе не означает состояния полно­го покоя. Лишь при очень большом утомлении может идти речь о пассивном отдыхе. Желательно, чтобы характер отдыха был проти­воположен характеру работы человека («контрастный» принцип по­строения отдыха). Вечернюю работу проводить в период с 17 до 2 3 часов. Во время работы через каждые 50 минут сосредоточенного труда отдыхать 10 минут (сделать легкую гимнастику, проветрить комнату, пройтись по коридору, не мешая работать другим).

Читайте также:  Истощение сил при утомлении

Необходимо избегать переутомления и однообразного труда. Например, нецелесообразно 4 часа подряд читать книги. Лучше всего заниматься 2-3 видами труда: чтением, расчетными или гра­фическими работами, конспектированием. Такое чередование физи­ческих и умственных нагрузок полезно для здоровья. Человек, много времени проводящий в помещении, должен хотя бы часть вре­мени отдыха проводить на свежем воздухе. Городским жителям же­лательно отдыхать вне помещений — на прогулках по городу и за городом, в парках, на стадионах, в турпоходах на экскурсиях, за работой на садовых участках и т. п.

источник

Особенности утомления при различных видах физических нагрузок

Утомление — это функциональное состояние, временно возникающее под влиянием продолжительной и интенсивной работы и приводящее к снижению ее эффективности. Проявляется утомление в том, что уменьшается сила и выносливость мышц, ухудшается координация движений, возрастают затраты энергии, замедляется скорость переработки информации, ухудшается память, затрудняется процесс сосредоточения и переключения внимания, усвоение теоретического материала.

Утомление связано с ощущением усталости, и в тоже время оно служит естественным сигналом возможного истощения организма и предохранительным биологическим механизмом, защищающим его от перенапряжения.

Виды утомления: острое — проявляется в короткий промежуток времени;

хроническое — носит длительный характер; общее — изменение функций организма в целом; локальное — затрагивает какую-либо ограниченную группу мышц орган, анализатор.

Различают две фазы утомления:

компенсированную — нет явно выраженного снижения работоспособности из-за того, что включаются резервные возможности организма);

некомпенсированную — резервные мощности организма исчерпаны и работоспособность снижается.

Возникновение утомления обусловлено многими причинами, которые могут быть неодинаковыми при различной мышечной деятельности. В одних случаях понижение работоспособности зависит от уменьшения энергетических запасов, в других этот фактор не играет почти никакой роли.

Снижение работоспособности при утомлении может быть обусловлено изменениями в проведении нервных импульсов через синапсы в центральной нервной системе и в мышце. Оно бывает связано также с изменениями соотношения между ионами калия и натрия, что отрицательно влияет на возникновение электрических потенциалов в мышце при ее возбуждении.

В центральной нервной системе при утомительной работе может нарушаться баланс между процессами возбуждения и торможения. Преобладающим становится тормозной процесс, что снижает работоспособность. Но с другой стороны, развитие торможения в нервных клетках необходимо, так как оно охраняет их от излишнего возбуждения и истощения. В работающих мышцах также могут снижаться запасы энергетических веществ. Кроме того, утомительная работа ведет к снижению активности ферментов, обеспечивающих протекание химических реакций. В результате обмен веществ в мышце становится недостаточным для обеспечения ее работоспособности. При длительной и утомительной работе может становиться недостаточной и деятельность желез внутренней секреции — гипофиза и надпочечника, гормоны которых играют большую роль в поддержании работоспособности.

Таким образом, причины утомления сложны и разнообразны, главным и объективным признаком утомления человека является снижение его работоспособности. Однако понижение работоспособности не всегда является симптомом утомления. Работоспособность может снизиться вследствие пребывания человека в неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность воздуха, пониженное парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе и др.). С другой стороны, длительная работа с умеренным напряжением может протекать на фоне выраженного утомления, но без снижения производительности. Следовательно, снижение работоспособности является признаком утомления только тогда, когда известно, что оно наступило вследствие конкретно выполненной физической или умственной работы.

При утомлении работоспособность снижается временно, она быстро восстанавливается при ежедневном обычном отдыхе.

Состояние утомления имеет свою динамику — усиливается во время работы и уменьшается в процессе отдыха (активного, пассивного и сна).

Итак, утомление является нормальной физиологической реакцией организма на работу. С одной стороны, оно служит очень важным для работающего человека фактором, так как препятствует крайнему истощению организма, переходу его в патологическое состояние, являясь сигналом необходимости прекратить работу и перейти к отдыху. Наряду с этим, утомление играет существенную роль, способствуя тренировке функций организма, их совершенствованию и развитию. С другой стороны, утомление ведет к снижению работоспособности спортсменов, к неэкономичному расходованию энергии и уменьшению функциональных резервов организма. Эта сторона утомления является невыгодной, нарушающей длительное выполнение спортивных нагрузок.

Рассмотрим особенности утомления при различных видах физических нагрузок. 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 достижение высоких спортивных результатов.

Как мы уже отмечали, одним из основных признаков утомления является снижение работоспособности, которая в процессе выполнения различных физических упражнений изменяется по разным причинам; поэтому и физиологические механизмы развития утомления неодинаковы. Они обусловлены мощностью работы, ее длительностью, характером упражнений, сложностью их выполнения и пр.

При выполнении циклической работы максимальной мощности основной причиной снижения работоспособности и развития утомления является уменьшение подвижности основных нервных процессов в ЦНС с преобладанием торможения вследствие большого потока эфферентной импульсации от нервных центров к мышцам и афферентных импульсов от работающих мышц к центрам. Разрушается рабочая система взаимосвязанной активности корковых нейронов. Кроме того, в нейронах падает уровень содержания АТФ и креатин-фосфата, и в структурах мозга повышается содержание тормозного медиатора — гамма-аминомасляной кислоты. Существенное значение в развитии утомления при этом имеет изменение функционального состояния самих мышц, снижение их возбудимости, лабильности и скорости расслабления.

При циклической работе субмаксимальной мощности ведущими причинами утомления являются угнетение деятельности нервных центров и изменения внутренней среды организма. Причина этого — большой недостаток кислорода, вследствие которого развивается гипоксемия, снижается рН крови, в 20-25 раз увеличивается содержание молочной кислоты в крови. Кислородный долг достигает максимальных величин — 20-22 л. Недоокисленные продукты обмена веществ, всасываясь в кровь, ухудшают деятельность нервных клеток. Напряженная деятельность нервных центров осуществляется на фоне кислородной недостаточности, что и приводит к быстрому развитию утомления.

Циклическая работа большой мощности приводит к развитию утомления вследствие дискоординации моторных и вегетативных функций. На протяжении нескольких десятков минут должна поддерживаться весьма напряженная работа сердечно-сосудистой и дыхательной систем для обеспечения интенсивно работающего организма необходимым количеством кислорода. При этой работе кислородный запрос несколько превышает потребление кислорода и кислородный долг достигает 12-15 л. Суммарный расход энергии при такой работе очень велик, при этом расходуется до 200 г глюкозы, что приводит к некоторому ее снижению в крови. Происходит также уменьшение в крови гормонов некоторых желез внутренней секреции (гипофиза, надпочечников).

Длительность выполнения циклической работы умеренной мощности приводит к развитию охранительного торможения в ЦНС, истощению энергоресурсов, напряжению функций кислородтранспортной системы, желез внутренней системы и изменению обмена веществ. В организме снижаются запасы гликогена, что ведет к уменьшению содержания глюкозы в крови.

Значительная потеря организмом воды и солей, изменение их количественного соотношения, нарушение терморегуляции также ведут к понижению работоспособности и возникновению утомления у спортсменов. В механизме развития утомления при длительной физической работе могут играть определенную роль изменения белкового обмена и снижение функций желез внутренней секреции. При этом в крови снижается концентрация глюко- и минералкортикоидов, катехоламинов и гормонов щитовидной железы. Вследствие этих изменений, а также в результате длительного влияния монотонных афферентных раздражений в нервных центрах возникает торможение. Угнетение деятельности этих центров приводит к снижению эффективности регуляции движений и нарушению их координации. При длительном выполнении работы в разных климатических условиях развитие утомления, кроме того, может быть ускорено нарушением терморегуляции.

При различных видах ациклических движений механизмы развития утомления также неодинаковы. В частности, при выполнении ситуационных упражнений, при разных формах работы переменной мощности большие нагрузки испытывают высшие отделы головного мозга и сенсорные системы, так как спортсменам необходимо постоянно анализировать изменяющуюся ситуацию, программировать свои действия и осуществлять переключение темпа и структуры движений, что и приводит к развитию утомления.

В некоторых видах спорта (например, футбол) существенная роль принадлежит недостаточности кислородного обеспечения и развитию кислородного долга.

При выполнении гимнастических упражнений и в единоборствах, утомление развивается вследствие ухудшения пропускной способности мозга и снижения функционального состояния мышц (уменьшается их сила и возбудимость, снижается скорость сокращения и расслабления).

При статической работе основными причинами утомления являются непрерывное напряжение нервных центров и мышц, выключение деятельности менее устойчивых мышечных волокон и большой поток афферентных и эфферентных импульсов между мышцами и моторными центрами.

физиологический резерв утомление телосложение

источник

Глава 1. Компоненты, причины и парадоксы утомления ………………………. 5

1.1. Компоненты и причины утомления . ……………………………………….. 5

Глава 2. Утомление и функциональные резервы организма ……………………15

2.2. Механизмы развития утомления ……………………………………………. 21

Список использованной литературы ……………………………………………..35

Возрастание роли человеческого фактора в эпоху ускорения научно-технического прогресса определяет необходимость усиления внимания к решению ряда теоретических и прикладных проблем физиологического обеспечения высокой работоспособности человека и сохранения его профессионального здоровья. Одно из центральных мест среди этих проблем занимает проблема утомления. Полтора века интенсивных исследований этой проблемы в области физиологии труда и спорта, решая одни вопросы, выдвигают другие. Проблема содержит и сегодня ряд спорных вопросов, а некоторые установившиеся положения заслуживают обсуждения в свете новых фактов и идей.

С точки зрения самой сущности рассматриваемого понятия, утомление функциональное состояние организма, процесс снижения работоспособности под влиянием труда или состояние сниженной работоспособности? Многие авторы под утомлением понимают временное снижение работоспособности под влиянием воздействия нагрузки. Однако работоспособность зависит не только от функционального состояния организма (в частности, утомления), но и от уровня профессиональной подготовленности, мотивации, интереса к работе и других факторов, не связанных непосредственно с содержанием рабочей нагрузки. Отсюда необходимо уяснить соотношение понятий утомления и работоспособности. Если понимать под утомлением функциональное состояние организма, то в его определение, по-видимому, следует ввести как внутренние (состояние функций), так и внешние (эффективность и качество труда) его проявления.

При определении понятия утомления ряд авторов рассматривает его в двух аспектах: как функциональное состояние определенной категории специалистов и как состояние, развивающееся под влиянием конкретного вида деятельности, если она определяет специфические причины и признаки его развития.

Дискуссионным является вопрос о формах и стадиях развития утомления (переутомления), о принципах классификации этого состояния. В области изучения механизмов утомления несомненный интерес представляют суждения о роли регуляторных и энергетических процессов и, в частности, об особенностях динамики этих процессов в центрально-корковых аппаратах и периферических отделах рабочих органов.

Объект работы – психологические признаки, особенности и последствия утомления.

Предмет работы – утомление как психическое состояние.

Цель работы – исследование психологических признаков, особенностей и последствий утомления как психического состояния.

1) выявить компоненты, причины и парадоксы утомления;

2) изучить утомление и функциональные резервы организма.

Глава 1. Компоненты, причины и парадоксы утомления

1.1. Компоненты и причины утомления

Состояний возникающих периодически в ходе трудовой
деятельности много. Например, предрасположение к работе,
пониженная готовность к ней, вырабатывание, повышенная работоспособность,
утомление; состояния вызванные содержанием и характером работы, (операции): скука, сонливость, апатия, повышенная активность и т.п.

По признаку преобладания одной из сторон психики
различают состояния, эмоциональные, волевые (например, состояние волевого
усилия), состояния в которых доминируют процессы восприятия и ощущения
состояния живого созерцания; состояния внимания (рассеянность,
сосредоточенность), состояния, для которых характерно мыслительная активность и т.д.

Наиболее важным является рассмотрение состояний по
уровню напряжения т.к. этот признак наиболее существенен с точки зрения влияния состояния на эффективность и безопасность деятельности.
Умеренное напряжение — нормальное рабочее состояние,
возникающее под мобилизирующим влиянием трудовой деятельности. Это состояние, психической активности — необходимые условия выполнения действий. Оно сопровождается умеренным изменением физиологических реакций организма, проявляется в хорошем самочувствии, стабильном и уверенном выполнении действий [6, C .215].

Утомление является одним из самых распространенных факторов,
оказывающих существенное влияние на эффективность и безопасность деятельности. Утомление представляет собой весьма сложный и разнородный комплекс явлений. Его содержание определяется не только физиологическим, но также психологическим, результативно Производственным и социальным факторами. Исходя из этого, утомление и должно расцениваться по меньшей мере с трех сторон: 1) со стороны субъективной — как психическое со стояние, 2)
со стороны физиологических механизмов, 3) со стороны понижения эффективности труда.

Рассмотрим компоненты утомления (субъективные
психические состояния):

1. Чувство слабосилия. Утомление сказывается в том,
что человек чувствует снижение своей работоспособности, даже когда
производительность труда еще не падает. Это снижение работоспособности
выражается в переживании особого напряжения и в неуверенности. Человек
чувствует, что он не в силах должным образом продолжать свою работу.

2. Расстройство внимания. Внимание — одна из наиболее
утомляемых психических функций. В случае утомления внимание легко отвлекается, становиться вялым, малоподвижным или, наоборот, хаотически подвижным, неустойчивым.

3. Нарушение в моторной сфере. Утомление сказывается в
замедлении или беспорядочной торопливости движений, расстройстве их ритма, в ослаблении точности координирования движений, их дезавтоматизации.

4. Дефекты памяти и мышления. В состоянии утомления
оператор может забыть инструкцию и одновременно помнить все, что не имеет
отношения к работе.

5. Ослабление воли. При утомлении ослабляется
решительность, выдержка и самоконтроль. Отсутствует настойчивость.

6. Сонливость. Сонливость возникает как выражение
охранительного торможения [6, C .219].

В каждом действии человека психологи выделяют три
функциональные части: мотивационную, ориентировочную и исполнительную.
Нарушение любой из этих частей влечет за собой нарушение в целом. Человек
нарушает правила, инструкции, либо он не хочет их выполнять, либо он не знает, как это сделать, либо он не в состоянии это сделать.
Таким образом, в психологической классификации причин
возникновения опасных ситуаций и несчастных случаев можно выделить три класса:

Нарушение мотивационной части действий. Проявляется в
нежелании выполнять определенные действия (операции). Нарушение может быть относительно постоянным (человек недооценивает опасность, склонен к риску, отрицательно относится к трудовым и техническим регламентациям, безопасный труд не стимулируется и т.п.) и временным (человек в состоянии депрессии, алкогольном опьянении).

Утомление (физиологическое состояние организма, возникающее в результате чрезмерной деятельности и проявляющееся в снижении работоспособности) может возникнуть при любом виде деятельности — и при умственной, и при физической работе. Умственное утомление характеризуется снижением продуктивности интеллектуального труда, нарушением внимания (главным образом трудностью сосредоточения), замедлением мышления и др. Физическое утомление проявляется нарушением функции мышц: снижением силы, скорости, точности, согласованности и ритмичности движений.

Быстрота утомления зависит от специфики труда: значительно скорее оно наступает при выполнении работы, сопровождающейся однообразной позой, напряжением мышц, менее утомительны ритмичные движения. Важную роль в появлении утомления играет также отношение человека к выполняемой работе. Хорошо известно, что у многих людей в период эмоционального напряжения длительное время не возникают признаки утомления и чувство усталости. Обычно, когда необходимо продолжать интенсивную работу при наступившем утомлении, человек расходует дополнительные силы и энергию–изменяются показатели отдельных функций организма (например, при физическом труде учащаются дыхание и сердцебиение, усиленное потоотделение и т.п.). При этом продуктивность работы снижается, а признаки утомления усиливаются [1, C .65].

Утомленный человек работает менее точно, допуская сначала небольшие, а затем и серьезные ошибки.

Недостаточный по времени отдых или же чрезмерная рабочая нагрузка в течение длительного времени нередко приводят к хроническому утомлению, или переутомлению. Различают умственное и психическое (душевное) переутомление. У молодых людей и лиц с определенным складом нервной системы интенсивный умственный труд может вести к развитию неврозов, которые возникают чаще при сочетании умственного переутомления с постоянным психическим напряжением, большим чувством ответственности, физическим изнурением и т.п. Психическое переутомление наблюдается у лиц, чрезмерно обремененных “душевными” волнениями и разного рода обязанностями.

Читайте также:  В чем разница утомления и переутомления

Длительное время ученые считали утомление отрицательным явлением, неким промежуточным состоянием между здоровьем и болезнью. Немецкий физиолог М. Рубнер в начале XX в. высказал предположение, что человеку отпущено на жизнь определенное число калорий. Поскольку утомление является «расточителем» энергии, оно ведет к сокращению жизни. Некоторым приверженцам этих взглядов даже удалось выделить из крови «токсины усталости», сокращающие жизнь. Однако время не подтвердило этой концепции.

Уже в наши дни академик АН УССР Г.В. Фольборт провел убедительные исследования, показавшие, что утомление является естественным побудителем процессов восстановления работоспособности. Здесь действует закон биологической обратной связи. Если бы организм не утомлялся, то не происходили бы и восстановительные процессы. Чем больше утомление (конечно, до определенного предела), тем сильнее стимуляция восстановления и тем выше уровень последующей работоспособности. Важно и то, что в период восстановления происходит «текущий ремонт» органов и тканей, усиливаются процессы регенерации, заживления ран. Все это говорит о том, что утомление не разрушает организм, а поддерживает его. Подтверждением этого вывода являются исследования и советского физиолога профессора И.А. Аршавского, в ходе которых было установлено, что физические нагрузки не сокращают, а, наоборот, увеличивают продолжительность жизни [1, C .69].

Одно из наиболее емких определений состояния утомления дали советские ученые возникающее вследствие работы  В.П.Загрядского и А.С.Егорова: «Утомление временное ухудшение функционального состояния организма человека, выражающееся в снижении работоспособности, в неспецифических изменениях физиологических функций и в ряде субъективных ощущений, объединяемых чувством усталости» [10, C .113].

Почему же такая полезнейшая вещь имеет отрицательную окраску: снижается интерес к работе, ухудшается настроение, нередко возникают болезненные ощущения в теле?

Сторонники эмоциональной теории объясняют: это происходит, если работа быстро наскучила. Другие основой усталости считают конфликт между нежеланием работать и принуждением к труду. Наиболее доказанной сейчас считается деятельная теория. Она основана на установочной модели поведения, разработанной советским психологом Д.Н.Узнадзе. Согласно этой модели потребность, побуждающая человека к работе, формирует у него состояние готовности к действию или установку на труд. Действительно, в порыве творчества люди обычно не испытывают усталости. А как легко воспринимаются студентами первые лекции. Положительная установка на физические упражнения дает не усталость, а мышечную радость. Установка психологически поддерживает тонус организма на должном уровне. Если она угасает, то и возникает неприятное чувство усталости. Следовательно, только от нас с вами зависит ощущение утомления как болезненного явления или как удовольствия. Умеют же спортсмены, туристы и просто опытные физкультурники воспринимать усталость как мышечную радость. Когда утомление становится привычным, потребность в труде включает дополнительные резервы тонуса организма и формирует ощущение легкости, подъема, прилива сил, творческого настроя [10, C .118].

Диапазон оптимальной деятельности — это состояние человека, вызванное работой. Итак, утомление утомлению способствуют динамические нагрузки, например длительная ходьба, бег, подъем тяжестей, их удержание, перенос. Умственное утомление вызывается нагрузкой на органы чувств (зрение, слух, осязание), сильным напряжением внимания, осознанием ответственности.

Чрезмерные нагрузки ведут к переутомлению. Чувство усталости служит сигналом к отдыху от физического труда. При умственной деятельности усталость бывает выражена не так резко, обычно в форме снижения интереса к работе. Однако здесь больше опасностей к развитию чрезмерного нервно-психического перенапряжения. Симптомы утомления быстро проходят. При переутомлении подобные симптомы принимают стойкий характер. В случае легкой степени переутомления достаточно перерыва в работе, привычного отдыха и сна, чтобы силы восстановились. Тяжелая степень переутомления требует длительного прекращения работы и специального лечения. Если эти меры не будут приняты, может развиться заболевание. Следовательно, утомление целесообразно считать нормальным состоянием организма, пограничным состоянием между здоровьем и болезнью.

Парадокс заключается в том, что и отсутствие физической деятельности, называемое гиподинамией, тоже порождает своеобразное утомление уже от детренированности мышц. К тому же нервная система, лишенная поддержки со стороны мышц, не может наладить правильную регуляцию функций. Вот почему при гиподинамии развиваются разнообразные, особенно сердечно-сосудистые, заболевания. Все это означает, что человек должен жить в определенном диапазоне оптимальных нагрузок.

Нередко общая усталость появляется при отсутствии утомления. На первый взгляд это может показаться странным. Однако память практически каждому из читателей может подсказать подобные ситуации. Возьмем, к примеру, школьников. Они часто жалуются, что быстро устают в классе. Специалисты установили, что это далеко не всегда связано с истинным утомлением. Гигиенисты пишут об особой форме школьной усталости. Она развивается зимой в душных классах со спертым и «мертвым» воздухом. Достаточно посидеть в таком помещении полчаса возникают сонливость, вялость, плохое настроение. Собственно утомления здесь нет, его вызывает только работа. При заболевании нервной системы усталость иногда становится хронической. Врачи тогда говорят об астеническом состоянии. Утомления здесь тоже нет [10, C.122].

При легкой, но однообразной деятельности возникает и развивается значительно быстрее, чем при разнообразном труде. К тому же оно имеет, как правило, локальный характер. Устают только отдельные работающие органы, обычно руки, спина, зрение или слух. Это связано с особенностями монотонной работы, вызывающей повышенное нервно-психическое напряжение. Имеют значение и особенности психики человека. Общительные люди, стремящиеся к активному контакту с внешним миром (экстраверты), особо чувствительны к монотонии. Замкнутые люди, углубленные в свои внутренние переживания, меньше подвержены ее действию. Причины локальной усталости лежат в утомлении нервных центров. Она развивается значительно раньше, чем периферическое утомление мышц. Чем тяжелее работа, тем большее значение приобретает периферический компонент.

Это диспропорция между расходованием и энергетических веществ. Чувствуем ли мы это? Конечно. Усталость появляется обычно в тот момент, когда организм израсходовал большую долю энергоресурсов, а их активное пополнение еще не началось. Как только включаются энергетические резервы, возбуждается кора головного мозга и работать становится стадия компенсируемого утомления  открывается «второе дыхание». Если же нагрузка продолжается, то чувство усталости нарастает, «третье дыхание» не возникает, и работа выполняется за счет силы воли [5, C .321].

Воля контролируется корой больших полушарий, в которой развивается охранительное торможение. Оно защищает мозг от избыточного количества сигналов от рабочих органов и предохраняет его от повреждения. Чрезмерная работа приводит к стадии парабиотического торможения в коре больших полушарий. Тогда человек вынужден прекратить работу  уже не срабатывает и воля.

Таким образом, повышение работоспособности и ускорение роста производительности труда должны быть связаны не только с его облегчением, но и умением человека получать радость от деятельности, активно преодолевать утомление, включать свои резервы.

Глава 2. Утомление и функциональные резервы организма

Проблема утомления является одной из актуальных в физиологии и неразрывно связана с представлениями об адаптации, о работоспособности, восстановлении и функциональных резервах организма. С медико-биологических позиций утомление целесообразно связать с особенностями мобилизации и использования функциональных резервов клеточного, тканевого, органного, системного и организменного уровней.

Функциональные резервы адаптации могут быть представлены в виде гетерогенной, биосоциальной системы, фундаментом которой выступает подсистема биохимических подсистема психологических резервов. Базовым  резервов, а вершиной (центральным) звеном системы является подсистема физиологических резервов, объединяющая составляющие элементы системы функциональных резервов за счет нейрогуморальной регуляции.

В процессе адаптации к деятельности мобилизация функциональных резервов организма осуществляется в соответствии с особенностями деятельности, уровнем и спецификой адаптированности и текущего функционального состояния организма. Возникновение утомления обусловлено исчерпанием определенной очереди мобилизуемых функциональных резервов адаптации. Продолжение деятельности на фоне развивающегося утомления обеспечивается включением более высокого уровня эшелона мобилизуемых резервов адаптации. Исчерпание функциональных резервов адаптации происходит сообразно характеру деятельности или действия адаптогенного фактора.

Многочисленные литературные данные, характеризующие мышечное утомление, свидетельствуют о том, что эта проблема исследуется по двум основным направлениям: первое – это изучение роли самой мышцы в процессе утомления, второе развивает представление И.М.Сеченова о том, что при мышечной работе утомление наступает в первую очередь в нервных центрах.

С позиции теории функциональных систем, разработанной П.К.Анохиным, утомление следует рассматривать не как локальный процесс, происходящий только в мышце или только в центральной нервной системе, а как новый уровень саморегуляции в системе, определяющей двигательную активность организма. Такая функциональная система включает следующие основные звенья:

исполнительное звено – сократительный аппарат мышцы, работа которого тесно связана с обменом веществ в ней и зависит от кровоснабжения, гормональных и нервных влияний;

центральное звено – нейроны различных уровней центральной нервной системы, обеспечивающие через афферентные пути работу исполнительного звена;

рецепторы результата – проприорецепторы мышцы, посылающие в центральную нервную систему по афферентным проводникам импульсацию, выполняющую роль трех типов афферентаций (обстановочной, пусковой и обратной), сформулированных в теории функциональных систем [9, C .143].

Полезным результатом этой функциональной системы является обеспечение двигательной активности без нарушения гомеостаза в организме. Если между сократительной активностью и метаболическими возможностями мышцы имеется динамическое равновесие, то все звенья системы работают по принципу саморегуляции согласованно, работоспособность мышцы при этом не снижается. Так, при некоторой оптимальной частоте сокращений мышца может работать практически без утомления. Если же сократительная деятельность превышает метаболические возможности (слишком велик груз, частота сокращений) или сократительная деятельность невелика, но метаболические возможности снижены (например, при нарушении кровообращения), то есть, если в исполнительном звене наблюдается рассогласование, проприорецепторы информируют об этом центральное звено. Изменения в крови при этом еще не обнаруживаются.

Исследования показали, что в процессе длительной работы мышцы происходит постепенное уменьшение поступающей из нее афферентной импульсации. Изменение афферентного потока, поступающего в центральную нервную систему, вызывает перестройку саморегуляции двигательной системы, переход ее на низкий уровень функционирования.

С позиции теории функциональных систем утомление – это не истощение, а процесс, который, как писал А.А.Ухтомский, не допускает истощения организма [9, C .147].

Переутомление — временное снижение работоспособности, вызванное предшествующей  деятельностью. Оно проявляется в уменьшении мышечной силы и выносливости, возрастании количества ошибочных и лишних действий, изменении частоты сердечных сокращений и дыхания, увеличении артериального давления, времени переработки поступающей информации, времени зрительно-моторных реакций. При утомлении ослабляются процессы внимания, его устойчивость и переключаемость, ослабляются выдержка, настойчивость, снижаются возможности памяти, мышления. Выраженность изменений состояния организма зависит от глубины утомления. Изменения могут отсутствовать при незначительном утомлении и приобретать крайне выраженный характер при глубоких стадиях утомления организма.

Субъективно утомление проявляется в виде ощущения усталости, вызывающего желание прекратить работу или снизить величину нагрузки.

Различают 3 стадии утомления. В первой стадии производительность труда практически не снижена, чувство усталости выражено незначительно.

Первая, начальная стадия отличается тем, что постоянное возрастание за счет увеличения волевого напряжения уровня возбуждения всех центральных (корковых, подкорковых, спинальных) структур моторного аппарата обеспечивает рекрутирование дополнительных нейромоторных единиц и таким образом осуществляет компенсацию снижения величины сократительного эффекта наиболее легко утомляемых (из состава задействованного в выполняемую деятельность нейромоторного пула) волокон в работающих мышцах [2, C .64].

Во второй стадии производительность труда снижена существенно, чувство усталости выражено ярко.

Вторая стадия утомления характеризуется активным торможением мышечной деятельности со стороны программно-контрольного механизма (акцептор результатов действия по П.К. Анохину) при наличии высокого уровня активации всех центральных структур моторной системы и наличии определенных резервов в мышечной системе, создающих возможность еще некоторое время продолжать выполнение мышечной работы.

В третьей стадии производительность труда может быть снижена до нулевых показателей, а чувство усталости сильно выражено, сохраняется после отдыха и иногда еще до возобновления работы.

Конкретный момент прекращения деятельности определяется программно-контрольным механизмом в соответствии с характером мотивации и некоторыми другими условиями выполнения этой деятельности.

Эту стадию иногда характеризуют как стадию хронического, патологического утомления, или переутомления. Переутомление проявляется в снижении производительности труда, творческой активности и умственной работоспособности, росте заболеваемости. Происходит и изменение периодики продукции биологически активных веществ.

Различают 4 степени переутомления: начинающееся, легкое, выраженное и тяжелое. Меры борьбы с ними должны соответствовать выраженности психофизиологических проявлений. Так, начинающееся переутомление хорошо компенсируется при четкой регламентации времени труда и отдыха. Легкая степень переутомления эффективно снимается в период очередного отпуска при рациональном его использовании. Выраженное переутомление требует срочного лечения в санатории, а тяжелая степень переутомления требует лечения в условиях клиники. В зависимости от характера труда различают физическое и умственное утомление.

Функциональные системы трудовой деятельности человека отражают интеграцию центральных и периферических структур и механизмов, определяющих эффективное достижение полезных результатов труда. Утомление сопряжено с определенными изменениями, возникающими как в эфферентном, так и в центральном звеньях этих функциональных систем. В историческом плане первыми были разработаны теории утомления периферического звена. Теория Шиффа связывала развитие утомления с гликогена, жирных кислот (теория  недостаточностью энергетических запасов истощения). Теория Ферворна связывала развитие утомления с недостатком кислорода (теория удушения). Пфлюгер объяснял утомление появлением в мышцах молочной кислоты или токсинов утомления (теория засорения). Современные исследования дают основание считать, что все вышеизложенные причины утомления могут иметь место при напряженной физической работе. В результате в мышцах может наблюдаться процесс разобщения электромеханического сопряжения [9, C .268].

При работе малой и средней интенсивности утомление развивается в центральном в синапсах спинальных центров работающих мышц, а также в клетках коры  звене большого мозга, формирующих произвольные (рабочие) движения. Эти положения нашли отражение во множестве вариантов центрально-нервной теории утомления. Согласно одному из них, к нейронам коры большого мозга поступает огромный поток сигналов от работающих мышц, зрительного, слухового и других анализаторов. Одновременно на эти же нейроны действуют метаболиты из работающих мышц, снижая их лабильность. Сочетанное действие этих факторов приводит к угнетению активности нейронов коркового отдела двигательного анализатора. Развитие торможения в центральных механизмах управления приводит к существенным сдвигам в состоянии регуляторных систем на периферии, в эффекторах [9, C .271].

Механизмы утомления при физической работе во многом сходны с таковыми при работе умственной. В обоих случаях лимитирующим звеном является утомление в центральных механизмах, которые могут быть общими для физического и умственного труда. Поэтому физическое и умственное утомление существенно влияют друг на друга. Таким образом, различия между умственным и физическим утомлением имеют относительный характер. Поэтому и в методах профилактики утомления при различных видах труда много общего.

2.2. Механизмы развития утомления

Известно, что 1 моль АТФ дает 48 кДж энергии и что для ресинтеза 1 М АТФ нужно 3 моля кислорода. В условиях срочной мышечной работы человека (бег на короткую дистанцию, прыжок, подъем штанги) запасов 02 в организме не хватает для немедленного ресинтеза АТФ. Такая работа обеспечивается за счет мобилизации энергии анаэробного распада креатинфосфата и гликогена. В итоге в организме накапливается много недоокисленных продуктов (молочной кислоты и др.). Создается кислородная задолженность. Такой долг погашается после работы за счет автоматической мобилизации дыхания и кровообращения (одышка и усиленное сердцебиение после работы). Если же работа, несмотря на наличие кислородного долга, продолжается, то наступает тяжелое состояние (утомление), которое иногда прекращается при достаточной мобилизации дыхания и кровообращения (второе дыхание спортсменов) [4, C .46].

В естественных условиях утомление развивается, прежде всего, как отказ от работы аппаратов ЦНС. При этом электрическое раздражение мышц выявляет их дееспособность. Но и изолированные мышцы, а также децентрализованные мышцы в организме при их прямой стимуляции или стимуляции соответствующего нерва работают не бесконечно. Они тоже утомляются. С разной скоростью утомляются так называемые быстрые и медленные мышцы, имеющие разный тип энергетического обеспечения.

Читайте также:  Сдвиги в организме при утомлении

Специальные тонические мышечные волокна, имеющие множественную иннервацию и работающие на основе низкочастотного локального возбуждения (ПСП), вообще слабы и соответственно тратят мало энергии. Поэтому при небольшом энергетическом обеспечении (в них относительно мало гликогена и митохондрий) они могут долго работать.

Утомление изолированных скелетных мышц, выражающееся в снижении их силы и далее в отказе от функции, имеет в качестве своей основной причины накопление в мышцах (внутри волокон и в межклеточных щелях) ряда продуктов метаболизма, прежде всего молочной кислоты (L-лактата), а также H3PO4. Эти вещества нарушают функции мышечных и нервных элементов и в особенности нервно-мышечную передачу. В свою очередь, накопление L-лактата (недоокисленного продукта) зависит от нехватки O2. Что касается энергетических ресурсов мышцы (гликогена, креатинфосфата), то они при обычных условиях утомления не исчерпываются.

Проблема утомления и восстановления, в разработку которой Г.В. Фольборт внес столь существенный вклад, продолжает оставаться одной из наиболее актуальных в теоретическом и практическом отношении. Четыре правила Фольборта, признанные И.П. Павловым, сыграли большую роль в формировании исходных позиций нескольких поколений физиологов и не утратили своего значения по настоящее время. Первое из них гласит: «Работоспособность органа не является его постоянным свойством, а определяется в каждый данный момент уровнем, около которого колеблется баланс процессов истощения и восстановления». После длительной или напряженной деятельности работоспособность снижается, что подтверждено как жизненной практикой, так и многочисленными экспериментами на мышцах и железах [4, C .47].

Вместе с тем известно, что, в отличие от скелетных мышц, или пищеварительных желез, кардио-респираторная система функционирует непрерывно на протяжении всей жизни организма. Физиологическую неутомляемость сердца И.М.Сеченов положил в основу научного обоснования восьмичасовой длительности рабочего дня еще в 1895 г., когда его фактическая длительность составляла от 12 до 14 ч. При этом И.М.Сеченов исходил из того, что ритмическая деятельность сердца состоит их систолы и диастолы, длительность которых при частоте пульса 75 уд./мин соотносится как 3/5. Длительность диастолы становится достаточной для полного восстановления сократительной способности миокарда.

Деятельность дыхательного центра продолговатого мозга и главной дыхательной мышцы – диафрагмы могут служить еще одним примером относительной физиологической неутомляемости. В отличие от соотношения длительности систолы и диастолы в миокарде, соотношение длительности фаз вдоха и выдоха менее экономно: при нормальном спокойном дыхании с частотой 12 циклов в минуту составляет 5/6 или даже 9/10. Тем не менее, несмотря на более короткий период отдыха и дыхательный центр и диафрагма в обычных условиях работают в режиме физиологической неутомляемости.

Одним из механизмов неутомляемости системы, состоящей из утомляющихся элементов, может быть структурная организация, предусматривающая наличие дежурных единиц. Такая система требует определенной избыточности функциональных единиц, каждая из которых получает возможность восстановления своего энергетического потенциала за время, значительно превышающее длительность фазы отдыха в системе. Патологические процессы, связанные с деструкцией части органа или с хирургическим удалением, снижают число резервных функциональных единиц, создают предпосылки для утомления физиологически неутомляемых образований. [8, C.322].

Вторым механизмом неутомляемости следует считать одновременное протекание филогенетически наиболее древних анаэробных и более молодых – аэробных процессов освобождения энергии, типичное для миокарда или нейронов продолговатого мозга. Развитие утомления в физиологически неутомляемых системах проявляется в нарушениях ритма и является признаком обратимых или необратимых патологических изменений. В системе дыхания нарушения ритма проявляются в частом возникновении вставочных вдохов, укорочении дыхательных периодов, частой смене характера дыхания. Фазовый анализ кардио- и пневморитма позволяет осуществлять раннюю диагностику утомления в системе дыхания и кровообращения.

Две стороны единого процесса жизнедеятельности организма. Труд и отдых состояние покоя или такого вида деятельности, которое снимает утомление. Отдых и способствует восстановлению работоспособности. Еще И.М. Сеченов установил, что деятельность одних мышечных групп или конечностей способствует устранению утомления, возникающего при работе, в других мышечных группах. Это явление получило название активного отдыха.

Это отдых, заполненный каким-либо видом деятельности. Активный отдых отличным от выполняемого труда. При утомлении легкой или средней степени смена работы приводит к более быстрому и полному восстановлению работоспособности по сравнению с отдыхом в покое. Активный отдых используется и при умственном труде. Смена напряженной интеллектуальной деятельности другим ее видом или легким физическим трудом приводит к быстрому снятию утомления, исчезновению ощущения усталости [3, C .150].

Механизмы активного отдыха, согласно одной из гипотез, связаны с явлениями индукции в нервных центрах: активные центры, управляющие деятельностью, используемой в качестве активного отдыха, «наводят», индуцируют и углубляют процессы торможения в утомленных центрах, чем способствуют более быстрому восстановлению их функциональных возможностей. Согласно другой гипотезе, эффекты активного отдыха развиваются в результате дополнительной афферентации от новых групп рецепторов, посредством чего повышается общий тонус ЦНС, ускоряются восстановительные процессы. Вероятно, обе эти гипотезы дополняют друг друга.

В профилактике развития утомления, снижении его глубины большую роль играет рациональная организация труда и отдыха, учитывающая специфику работы. Так, прекратив физическую работу, человек сразу выключается из трудового процесса, а потому достаточно эффективными могут оказаться приемы пассивного отдыха, особенно при тяжелом физическом труде.

При умственной работе мозг склонен к инерции, продолжению мыслительной деятельности в заданном направлении. После окончания работы «рабочая доминанта» полностью не угасает, что вызывает более длительное утомление ЦНС, чем при физическом труде [3, C .156].

Правильная организация труда включает внутрисменные перерывы на отдых, использование так называемой функциональной музыки. Сменность работы в различное время суток нежелательна, поскольку развивается десинхроноз.

Работоспособность человека в значительной мере определяется процессами восстановления, протекающими на разных этапах жизнедеятельности.

Восстановление — процесс возвращения показателей гомеостазиса и структурных  элементов организма к исходному состоянию после прекращения работы, устранение продуктов интенсивного обмена веществ.

Восстановление исходного состояния происходит по принципу саморегуляции. При этом наблюдается гетерохрония в восстановлении функций различных систем организма. Установлено, например, что после работы средней тяжести величина потребления кислорода возвращается к исходному уровню раньше, чем снижается до нормы концентрация молочной кислоты в крови, а восстановление уровня резервной основности крови затягивается на более долгий срок [2, C .143].

Процессы восстановления энергетических ресурсов в самой скелетной мышце также протекают гетерохронно. Гетерохрония восстановительных процессов выражена тем более ярко, чем тяжелее функциональные нагрузки.

Различают текущее и послерабочее восстановление.

Текущее восстановление происходит во все периоды функциональной активности, обеспечивая развертывание функций в период врабатывания, сохранение работоспособности в ходе работы и отдаление сроков развития утомления. Оно осуществляется при взаимодействии нейрогуморальных механизмов регуляции и саморегуляции клеточных обменных процессов и синтеза белка. Так, например, гипоталамус обеспечивает развитие процессов восстановления в работающих органах и тканях за счет нейроэндокринных механизмов, мобилизующих функции гипофиза, надпочечников и других эндокринных желез. Особенно важно адаптационно-трофическое влияние симпатического отдела вегетативной нервной системы, направленное на активацию работы скелетных мышц, ЦНС, сердечно-сосудистой системы. Большую роль в восстановительных процессах играет перераспределение кровотока, за счет чего увеличивается доставка к активно работающим органам и тканям кислорода, питательных веществ и ускоряется удаление конечных продуктов обмена.

Одной из характеристик изменений, вызываемых работой, является длительность время, необходимое для возвращения частоты сердечных сокращений  восстановления к исходному уровню. После легкой работы этот параметр возвращается к исходному 5 мин, после тяжелой работы восстанавливается очень  уровню в течение 3 длительно, до нескольких часов.

Оценить требования, предъявляемые к сердечно-сосудистой системе конкретным видом работы, можно путем подсчета пульсовой суммы восстановления, которая представляет собой разницу между количеством сердечных сокращений за период восстановления и за такой же отрезок времени в исходном состоянии.

Послерабочее восстановление обеспечивает возвращение физического статуса организма или его органов к исходному состоянию после рабочей нагрузки. Важное значение в развитии послерабочего восстановления имеет состояние ЦНС. Показано, что в ЦНС после прекращения работы отмечается наличие «остаточного», или «послерабочего», возбуждения, проявляющегося в ускорении и увеличении силы условных и безусловных рефлексов. У тренированных лиц это явление кратковременно или отсутствует полностью. У нетренированных послерабочее возбуждение выражено ярко и зависит от тяжести выполняемой работы [2, C .149].

Послерабочее возбуждение сменяется периодом послерабочего восстановительного торможения, характеризующегося ослаблением рефлекторных реакций.

Сверхвосстановление. При определенной подготовленности организма через некоторое время после работы отмечается возникновение повышенной работоспособности.

Аналогичное явление сверх исходного восстановления функций наблюдается и в отдельных функциональных системах и органах. Сверхвосстановление бывает наиболее ярко выраженным после интенсивного функционирования системы или органа. Биохимические исследования восстановительных процессов в скелетных мышцах животных подтверждают фазное их течение. Восстановление содержания в мышце гликогена, креатинфосфата, белков происходит с периодом избыточного восстановления. Наличие периода сверхвосстановления служит определенным фактором надежности, обеспечивающим готовность организма к последующей деятельности.

В прикладном плане важными для обсуждения являются вопросы о методических приемах диагностики утомления. Возрастает внимание к методам оценки функциональных резервов организма, их качественным и количественным характеристикам, как показателям скорости развития утомления, адекватность и информативность профессиональных и функциональных нагрузочных проб. Интересны и возможности новых методических направлений, таких, как, например, оценка изменений уровня функциональной асимметрии парных органов.

Разработаны некоторые субъективные и объективные методы: тест определения локализации различных ощущении усталости, тест субъективного шкалирования утомления в различных регионах тела, метод измерений периметров конечностей человека.

Тест определения локализации ощущений усталости состоит из схемы членения поверхности человеческого тела на 100 регионов и небольшой анкеты. При субъективном шкалировании утомления изучаются те локализации, где заранее установлено, что признаки утомления особенно сильно выражены; используется от 5 до 11 шкал. Для определения периметров конечности применяются специальные комплекты измерения, состоящие из измерительных лент шириной от 1 до 3 мм и калиброванных линеек, имеющих деления от 0.1 до 0.2 мм [2, C .151].

Лабораторные исследования показали перспективность разработанных методов. Так, коэффициент корреляции между полученными данными субъективного шкалирования  утомления и объективного измерения снижения работоспособности составлял 0.8 0.9, а между теми же субъективными показателями и увеличением периметров до 0.75.  конечности

В связи с широким внедрением в различные сферы деятельности автоматизированных систем управления и повышением требований к надежности и эффективности работы операторов этих систем возникла необходимость в углубленном исследовании процессов развития нервного утомления. Помимо прикладной значимости, результаты таких исследований могут иметь большое значение для понимания принципов организации нервных процессов в мозге вообще. Связано это с тем, что хорошо выраженное утомление представляет собой естественную модель системы, доведенной почти до «разрушения», в силу чего становится возможным изучать соотнесенность психофизиологических процессов с активностью конкретных нервных образований.

Исходным материалом для разработки критериев оценки состояния нервного утомления служили результаты анализа данных психофизиологических экспериментов, в которых, наряду с оценкой деятельности, регистрировалась электроэнцефалографическая активность (ЭЭГ-активность), отводимая от трех пар симметричных пунктов мозга испытуемых. При этом исходили из представлений о том, что взаимосвязь между ЭЭГ отдельных отведений и отдельными компонентами деятельности нельзя фиксировать, пока не известен характер электрической активности других зон. Отсюда вытекает, что координация, взаимосвязь и использование многомерных методов являются главными при разработке способов диагностики нервного утомления.

Для решения поставленной задачи разработано два критерия: первый, для решения прикладных задач, второй, аналитический – для  статистический, более подробного изучения механизмов формирования нервного утомления.

Первый критерий основан на определении границы области допустимых совместных вариаций показателей ЭЭГ. Эта область строится по ЭЭГ-активности, регистрируемой в состоянии оптимальной работоспособности и представляет собой гиперэллипсоид, индивидуальный для каждого испытуемого. Выход за его границы ЭЭГ-показателей начинается раньше, чем возрастает число ошибок в деятельности, что позволяет рекомендовать разработанный критерий для тех случаев, когда основное внимание уделяется предсказанию ухудшения качества деятельности [2, C .154].

При построении второго критерия исходили из предположения о том, что развитие утомления связано с изменением стабильности системы, характеризующейся выбранными показателями. Он представляет собой аналитическую зависимость между связностью и интенсивностью взаимодействий отдельных отведений. Значение параметров такой зависимости можно найти с помощью построенной специальным методом корреляционной матрицы.

Итак, утомление проявляется в том, что уменьшается сила и выносливость мышц, ухудшается координация движений, возрастают затраты энергии при выполнении работы одинакового характера, замедляется скорость переработки информации, ухудшается память, затрудняется процесс сосредоточения и переключения внимания, усвоения теоретического материала.

Повышенная утомляемость и постоянное чувство усталости – распространенные жалобы, предъявляемые пациентами на приемах врачей различных специальностей. Представленность этих жалоб в общей популяции, по данным различных авторов, колеблется от 10 до 20% в зависимости от методов оценки. Хроническую усталость можно охарактеризовать, как состояние потери активности и способности продолжать какую–либо деятельность. Она влияет на физические и интеллектуальные способности, снижая качество жизни. Пациенты, ощущающие хроническую усталость, часто жалуются на нарушения сна, раздражительность, снижение памяти, внимания, трудность усвоения информации, сексуальные нарушения. Определяющими феноменами состояния хронической усталости являются физиологическое и патологическое утомление.

Физиологическое утомление – это состояние, субъективно ощущаемое как чувство «слабости, вялости», вызываемое тяжелой нагрузкой и характеризующееся пониженной работоспособностью. Оно может быть физическим (мышечным) и нейропсихическим (центральным). Обе формы утомления проявляются при физической и интеллектуальной деятельности, и нельзя отделить одну от другой. Тяжелая физическая работа приводит в первую очередь к мышечному утомлению, а усиленная или монотонная умственная нагрузка вызывает преимущественно утомление центрального типа.

Физическое утомление развивается вследствие таких изменений в скелетной мышце, как опустошение энергетических запасов и накопление молочной кислоты и ионов аммония, что обусловливает снижение работоспособности. Во время фазы восстановления, следующей за физической работой, запасы энергии возобновляются, а молочная кислота и ионы аммония удаляются. Если восстановление запасов энергии и удаление молочной кислоты происходит не полностью, возникает накопление «остаточного утомления».

В процессе дальнейшей активности в условиях остаточного утомления мышца продолжает использовать свои макроэргические субстраты и накапливать конечные продукты метаболизма, что приводит к еще большему нарастанию утомления. Мышечная утомляемость – неспособность мышц поддерживать мышечное сокращение заданной интенсивности – связано с присутствием избытка аммиака, усиливающего анаэробный гликолиз, блокируя выход молочной кислоты. Повышение уровня аммиака и ацидоз лежат в основе метаболических нарушений при мышечной утомляемости. Эти процессы играют определяющую роль в формировании усталости, связанной с физиологическим утомлением.

Список использованной литературы

  1. Аминов Н.А. Психические состояния, вызываемые однообразной работой и свойства нервной системы. М.: Академия, 2014. – 242с.
  2. Бодров В.А., Розенблат В.В. Физиологические проблемы утомления. СПб.: Питер, 2013. – 142с.
  3. Дмитриева М.А. и др. Психология труда и инженерная психология. СПб.: Питер, 2015. – 240с.
  4. Зимкин Н.В., Сологуб Е.Б., Давиденко Д.Н. Проблема утомления и фенкциональные резервы организма. // Вопросы психологии. – 2014. — №4. – С.43-49.
  5. Зинченко В.П., Мунипов В.М. Эргономика. Ориентированное на человека проектирование. М.: Тривола, 2015. — 480с.
  6. Леонова А.Б., Чернышева О.Н. Психология труда и организационная психология: современное состояние и перспективы. М.: Родикс, 2014. — 448с.
  7. Моргунов Е.Б. Человеческие факторы в компьютерных системах. М.: Тривола, 2013. — 272с.
  8. Основы инженерной психологии. / Под ред. Б.Ф. Ломова. — М.: Высшая школа, 2015. — 448с.
  9. Руководство по физиологии труда. / Под ред. З.М. Золиной. М.: МПСИ, 2013. – 286с.
  10. Стрелков Ю.К. Психологическое содержание операторского труда. М.: Российское психологическое общество, 2014. — 196с.

источник