Меню Рубрики

Физиологические и психологические механизмы утомления и усталости

Физиологические механизмы утомления при умственной и физической работе. В результате возбуждения, деполяризации и реверсии в нейронах увеличивается содержание ионов натрия и уменьшается — ионов калия. Предполагается, что дендриты предохраняют нейроны от переутомления, так как во время развития утомления на поверхности дендритов происходит выталкивание из нейрона ионов натрия и накачивание внутрь нейрона ионов калия. При этом ионы натрия диффундируют из тела нейрона в дендриты, а ионы калия — из дендритов в тело нейрона. Торможение восстанавливает работоспособность нейронов, так как гиперполяризация повышает их возбудимость.

Нарушения обмена ионов при утомлении связаны с истощением энергетических запасов, обеспечивающих прохождение ионов через мембраны, и изменениями обмена медиатора.

Переход от состояния покоя к возбуждению при поступлении пресинаптических импульсов увеличивает выделение синтезированного ацетилхолина в нейроне примерно в 70 раз и его синтез — в 7 раз. Особенно велик синтез ацетилхолина из холина и глюкозы в коре больших полушарий, в подкорковых центрах и в промежуточном мозге. Чем выше пресинаптический потенциал, тем больше выделение ацетилхолина. При гиперполяризации величина преси-наптического потенциала (ВПСП) увеличивается и возрастает выделение и разрушение ацетилхолина. Величина ВПСП приблизительно пропорциональна количеству медиатора, действующего на нейрон. Поэтому, умножая величину ВПСП на частоту импульсов в единицу времени, можно определить количество медиатора, выделяемого и разрушаемого при ритмическом раздражении. Установлено, что запас ацетилхолина в нейроне достаточен примерно для 10 тыс. импульсов. Однако ацетилхолин поступает только из тех пузырьков, которые непосредственно прилегают к пресинаптической мембране. Следовательно, несмотря на постоянную замену этих опустошаемых пузырьков, истощение запасов ацетилхолина может превосходить его мобилизацию, особенно при частых импульсах, быстро следующих друг за другом. В результате наступление утомления зависит от нарушения передачи нервных импульсов в синапсах. Нейроны больших полушарий обладают следующими свойствами, отличающими их от нейронов спинного мозга.

1. Лабильность двигательных нейронов коры больших полушарий примерно в 6 раз больше лабильности нейронов спинного мозга, что объясняется быстрой мобилизацией медиатора в пресинаптических окончаниях. Это обеспечивает быструю смену возбуждения торможением и наоборот, а следовательно, высокую частоту нервных импульсов, возникающих при кратковременном раздражении.

2. Постсинаптическое торможение в нейронах больших полушарий значительно сильнее и продолжительнее, чем в спинном мозге. Это обеспечивает вследствие подавления торможением посторонних реакций избирательность реакций при обучении. Иррадиация импульсов в двигательных нейронах коры больших полушарий тормозится также гиперполяризациониым ТПСП подкорковых центров и промежуточного мозга.

3. В двигательных нейронах коры больших полушарий и подкорковых центров импульсы возбуждения возникают на шипиках (мельчайших ответвлениях) дендритов, что позволяет предполагать особую роль шипиков в обучении.

При тренировке усиленное функционирование нейронов коры больших полушарий приводит к увеличению на синапсах шипиков участков, на которые действует медиатор, к повышению их эффективности и к более быстрой мобилизации медиатора.

Указанные особенности строения и свойств нейронов больших полушарий головного мозга обусловливают сравнительно медленное наступление умственного и физического утомления при переключении с одного вида умственной деятельности на другой и особенно при периодической ее смене физическими упражнениями или физической работой, или при замене работы одних мышц работой других (активный отдых). Наоборот, утомление развивается быстро при однообразной, монотонной умственной работе, вызывающей возбуждение одних и тех же нейронов, или при работе одних и тех же мышц. Активный отдых замедляет наступление умственного и физического утомления, благодаря действию на утомленные нейроны торможения, возникающего в них при одновременной отрицательной индукции со стороны соседних очагов возбуждения, которые появляются при замене одного вида деятельности другим. Торможение возникает также благодаря последовательной отрицательной индукции в группе нейронов, в которых развилось утомление.

Наступлению утомления при умственной работе способствуют гиподинамия — малая подвижность и адинамия — неподвижность при сидении на рабочем месте. Адинамия вследствие резкого уменьшения притока в нервную систему центростремительных импульсов из внешних рецепторов и проприорецепторов резко снижает тонус нервной системы. Поэтому переключение с умственной работы на физическую снимает утомление. Физическое утомление связано также с понижением функций проприорецепторов, возбуждающихся при сокращениях скелетных мышц и являющихся начальным звеном рефлекторной регуляции их напряжения и интенсивности сокращения. Понижение функции проприорецепторов приводит к потере работоспособности двигательного анализатора в больших полушариях, что проявляется в расстройствах движений при утомлении.

В развитии физического утомления большое значение имеют также изменения функционального состояния вегетативной нервной системы, которые проявляются в функциональных нарушениях регуляции обмена веществ, кровообращения, дыхания и других вегетативных функций. Скорость развития утомления зависит главным образом от работоспособности системы кровообращения, в особенности сердца, и дыхательной системы.

Таковы врожденные — безусловиорефлекторные механизмы утомления. Кроме того, утомление вызывается и путем образования приобретенных — условных рефлексов.

источник

Утомление: сущность, виды и механизмы.

Факторы, признаки и показатели утомления. Усталость как субъективный признак утомления.

Методы борьбы с утомлением.

Цель: изучить психофизиологические основы утомляемости и проанализировать пути и методы борьбы с утомлением на производстве.

Ключевые слова: утомление, усталость, теории утомления, коэффициенты утомления и восстановления работоспособности

Одной из ключевых проблем физиологии и психологии труда является снижение производственного утомления работников. Многочисленные определения понятия «утомление» можно свести к следующему.

Утомление– это совокупность изменений в физическом и психическом состоянии человека, развивающихся в результате деятельности и ведущих к временному снижению ее эффективности.

В зависимости от вида выполняемой работы различают умственное (бухгалтерская работа, проверка тетрадей и т. п.),физическое (пилка дров, земляные работы и др.) иэмоциональное (например, работа актера) утомление, хотя чаще оно бываеткомбинированным[9, с. 214].

В последнее время приобретает все большее распространение классификация видов утомления, основанная на преимущественной локализации утомления в звеньях нервной системы, обеспечивающей деятельность человека [2, с. 140]. Согласно указанной классификации, выделяют сенсорноеутомление и его разновидности (перцептивное и информационно), а такжеэффекторное и умственное утомление.

Сенсорное утомлениеразвивается в результате длительного или интенсивного воздействия раздражителя (например, сильный шум, свет), при котором первичные изменения возникают в сенсорных системах, начиная от рецептора и кончая корковым концом анализатора.

Перцептивное утомление, локализованное преимущественно в корковом конце анализатора, связано с трудностью обнаружения сигнала (например, при больших помехах, при его малой интенсивности, трудности дифференцирования).

Информационное утомлениеразвивается вследствие недостаточности информации или при информационной перегрузке, когда наибольшая нагрузка падает на динамику межцентральных отношений, заключающуюся в замыкании временных связей между различными структурами в центральной нервной системе и оживлении ассоциативных связей, позволяющих правильно отразить в сознании объективную картину внешней среды.

Эффекторное утомлениевозникает при локализации изменений преимущественно в отделах центральной нервной системы, формирующих двигательный акт.

При изменениях, появляющихся вследствие обработки информации по жестким правилам (например, счет, разнесение по рубрикам), а также при продуктивной деятельности, основанной на преобразовании информации и формировании суждений, понятий, умозаключений, при творческой деятельности, осуществляемой по индивидуальным неявным алгоритмам, формируется умственное утомление.

В связи с тем, что при трудовой деятельности чаще сочетаются все перечисленные изменения, выделяют общее утомление.

Первые попытки изучения механизма утомления предпринимались еще в середине Х1Х века. Первоначально все внимание ученых концентрировалось на выяснении местных процессов утомления, и первые опыты проводились на изолированной мышце лягушки. Сущность этих экспериментов заключалась в следующем. К подвешенной на штативе мышце прикрепляли грузик, после чего ее раздражали действием электрического тока. В результате такого воздействия мышца поднимала груз на определенную высоту. Многократные раздражения приводили к постепенному снижению высоты подъема груза, что фиксировалось на специальном приборе (рис.10.1.) [10, с.123].

Рис. 10.1. Регистрации сокращений изолированной мышцы

Мышца (М) закреплена зажимом (b). При раздражении электри­ческим током мышца сокращается и поднимает пишущий рычаг (d) вместе с грузом (Р), который прикреплен в пункте (е) к рычагу около его оси (с). Свободный конец рычага пишет на движущейся ленте (а) кривую мышечного сокращения

Аналогия, проводимая специалистам между работой изолированной мышцы и той физической работой, которую осуществляет человек, позволила разработать ряд теорий, объединяемых названием локально-гуморальные теории утомления. Объяснение этого названия сводится к тому, что рассматриваемые процессы изучались в отдельных участках (мышцах), т. е. локально, и сводились к выяснению изменений, происходящих в жидкой (гуморальной) среде организма.

Первой локально-гуморальной теорией утомления является теория швейцарского ученого М. Шиффа, названная теорией истощения (1868 г.). Ее сущность заключается в том, что при работе в мышцах человека происходит значительное снижение динамогенных веществ, которые служат источником энергии мышечных сокращений (прежде всего гсикогена – углеводистого вещества, вырабатываемого печенью и содержащегося в мышцах).

Автором второй локально-гуморальной теории утомления является немецкий физиолог М. Ферворн (1863-1821). Согласно его представлениям, во время работы в мышце обнаруживается недостаток кислорода, в результате чего происходит своеобразное удушение мышечных клеток именно поэтому предложенная им теория утомления была названа теорией задушения.

Теория засорения немецкого ученого Э. Пфлюгера (1872), также принадлежащая к группе локально-гуморальных теорий утомления, объясняет сущность этого процесса с точки зрения своеобразного засорения мышечной ткани продуктами распада, которые вызывают интоксикацию организма и провоцируют утомление. В частности, после напряженной мышечной работы в утомленной мышце скапливаются такие продукты распада, как углекислота и молочная кислота и фиксируется кислая реакция вместо щелочной или нейтральной, отмечаемой в состоянии покоя.

Указанные выше теории, объясняя процесс утомления с точки зрения локально-гуморальных сдвигов в организме, не учитывали влияния нервной системы в развитии изменений, связанных с выполнением работы. В связи с этим такие подходы в настоящий период хотя и представляют научный и исторический интерес, но не являются общепризнанными.

В научной литературе выделяют две группы современных теорий утомления, согласно которым первичными считаются изменения в нервных центрах [2, с. 141]. Теории первой группы основаны на том, что причиной утомления являются гипоксические, т.е. связанные с недостаточностью кислородного снабжения, нарушения в нервных структурах, регулирующих процессы гомеостаза, особенно изменения в сфере химических процессов возникновения и передачи возбуждений. Сторонники второй группы теорий отрицают единый механизм возникновения утомления и считают, что оно обусловлено радом факторов или их комбинацией, начиная с недостаточности кровообращения при локальном мышечном утомлении и кончая изменением структуры гомеостатической регуляции со стороны высших отделов центральной нервной системы (охранительное торможение) при общем утомлении.

Большой вклад в изучение утомления внесли И.М. Сеченов, И.П. Павлов и Л.А. Орбели, разработавшие центрально-нервную (центрально-корковую)концепцию утомления. Проблему утомления изучали такие отечественные физиологи Г.В. Фольборт, С.А. Косилов, П.К. Анохин, В.В. Розенблат и др.

Подтверждение центрально-корковая концепция нашла в экспериментальных исследованиях, основные выводы которых сводятся к следующему [7, с. 199]:

накопление в мышцах молочной кислоты и других метаболитов не является основной причиной утомления, так как при выполнении легкой и умственной работы человек также утомляется, хотя в мышцах не фиксируется накопление молочной кислоты;

основное значение в механизме утомления имеют не периферические, а центральные процессы, о чем свидетельствуют:

чрезвычайно низкое утомление периферических аппаратов;

влияние на развитие утомления состояния центральной нервной системы (эмоции, автоматизм действий);

Читайте также:  Базарный в ф нервно психическое утомление учащихся

меньшая утомляемость человека от непроизвольной работы по сравнению с сознательно-волевой работой;

возможность выполнения непроизвольной работы после наступления полного утомления от произвольной;

нарушения состояний периферических аппаратов являются вторичными и зависят от изменения в нервных центрах (работа мышц изменяется под влиянием разумного утомления);

первичное звено центрального механизма имеет корковую природу. Чем меньший уровень сознательного контроля за выполнением работы, тем менее утомительной она является, даже если характер мышечных нагрузок и усилий не изменяется;

большую роль в развитии утомления играет процесс торможения в корковом центре двигательного аппарата.

Отождествлять процессы утомления и торможения не следует, ибо утомление предшествует торможению, которое выполняет защитную функцию. Если защитное торможение не возникает, может произойти чрезмерное истощение центральной нервной системы. Следовательно, биологическая сущность утомлениязаключается в осуществлении физиологической защитной реакции организма.

Соотношение между затратами энергии и торможением значительно отличается по характеру изменений в корковых центрах при кратковременной интенсивной работе и при выполнении продолжительных трудовых действий. В первом случае говорят о первичном, или быстро развивающемся утомлении, а во втором — овторичном,нарастающем постепенно.

Считается, что возобновление работы на фоне медленно развивающегося утомления приводит к тому, что сохранившееся следы утомления накапливаются (кумулируются), и утомление переходит в переутомление. В состоянии переутомления длительность фазы оптимальной работоспособности резко сокращается или может полностью отсутствовать.

Специалисты выделяют четыре степени переутомления, характеристика которых представлена в табл. 10.1. [13, с. 326].

Таблица 10.1. Степени переутомления (по К. Платонову)

источник

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 достижение высоких спортивных результатов.

К настоящему времени имеется около 100 определений понятия утомления и ряд теорий его происхождения. Обилие формулировок само по себе указывает на еще недостаточное знание этого сложного явления и его механизмов. С физиологической точки зрения 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., 1978). Исходя из этого, принято выделять два основных вида утомления — физическое и умственное, хотя такое деление достаточно условно.

Таким образом, 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). Утомление можно рассматривать как естественное нормальное функциональное состояние организма в процессе труда.

Другим важным критерием оценки утомления является изменение функций организма в период работы. При этом в зависимости от степени утомления функциональные сдвиги могут носить различный характер. В начальной стадии утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели отличаются неустойчивостью и разнонаправленным характером изменений, однако их колебания, как правило, не выходят за пределы физиологических нормативов. При хроническом утомлении, и особенно переутомлении, имеет место однонаправленное значительное ухудшение всех функциональных показателей организма с одновременным снижением уровня профессиональной деятельности человека (Солодков А.С., 1978,1990).

Процесс утомления характеризуется и еще одним признаком — субъективным симптомом, усталостью (тяжесть в голове, конечностях, общая слабость, разбитость, вялость, недомогание, трудность выполнения работы и т. д.). А. А. Ухтомский усмотрел в усталости не только субъективный признак наличия развивающегося утомления, но и нечто другое и большее, что имеет весьма важное практическое значение. Он считал, что усталость является одновременно и «натуральным предупредителем утомления». Ощущая усталость, человек снижает темп работы или вовсе ее прекращает. Этим самым предотвращается «функциональное истощение» корковых клеток и обеспечивается возможность быстрого восстановления работоспособности человека. Автор считал ощущение усталости одним из наиболее чувствительных показателей утомления.

Однако выраженность усталости не всегда соответствует степени утомления, т. е. объективным прямым и косвенным показателям работоспособности. В основе этого несоответствия в первую очередь лежит разная эмоциональная настройка работающего на выполняемую работу. При выполнении приятной или социально-значимой работы, при высокой мотивации работающего, усталость не возникает у него в течение длительного времени. Наоборот, при бесцельной, неинтересной работе усталость может возникнуть, когда объективно утомление или вовсе еще не наступило, или выраженность его далеко не соответствует степени усталости.

Следовательно, один и тот же признак утомления является информативным только в конкретных условиях деятельности и при определенном состоянии организма. Поэтому для констатации утомления в каждом виде работы целесообразно использовать особый набор прямых и косвенных показателей, адекватный для данного вида труда.

Настойчивые попытки многих исследователей проникнуть в тайны физиологических механизмов состояния утомления привели к накоплению обширного экспериментального материала. На основе этих данных было создано много гипотез и теорий, но в настоящее время в качестве самостоятельных они могут выступать только в историческом аспекте. К их числу следует отнести теорию истощения энергетических ресурсов в мышцах Шиффа (1868), теорию засорения мышц продуктами обмена Пфлюгера (1872), теорию отравления метаболитами Вейхарда (1902) и теорию задушения (вследствие недостатка кислорода) Ферворна (1903). Все эти так называемые локально-гуморальные теории не полностью вскрывают механизмы утомления, так как в качестве его основной причины рассматривают лишь местные изменения в мышечной ткани и частные сдвиги принимаются за общие процессы. Однако каждая из этих теорий правильно отражала одну из многих сторон сложного процесса утомления.

Наиболее распространенная в нашей стране центрально-нервная теория утомления, сформулированная И. М. Сеченовым в 1903 году, всесторонне развитая и дополненная А. А. Ухтомским, связывает возникновение утомления только с деятельностью нервной системы, в частности, коры больших полушарий. При этом предполагалось, что основой механизма утомления является ослабление основных нервных процессов в коре головного мозга, нарушение их уравновешенности с относительным преобладанием процесса возбуждения над более ослабленным процессом внутреннего торможения и развитием охранительного торможения.

Однако современные электрофизиологические и биохимические методы исследования и полученные на их основе экспериментальные данные не позволяют свести причины утомления к изменениям в каком-то одном органе или системе органов, в том числе нервной системе. Следовательно, приписывать возникновение первичного утомления какой-либо одной системе неправомерно. В зависимости от состояния функций организма и характера деятельности человека первичное возникновение утомления вариативно и может наблюдаться в различных органах и системах организма.

Мышечная работа связана с вовлечением в деятельность многих органов и формированием в организме специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека. Поэтому на снижение работоспособности влияет возникновение функциональных изменений не только в нервной системе, но и в других рабочих звеньях — скелетных мышцах, органах дыхания, кровообращения, системе крови, железах внутренней секреции и др. Таким образом, согласно современным представлениям о физическом утомлении, оно связано, во-первых, с развитием функциональных изменений во многих органах и системах, во-вторых, с различным сочетанием деятельности органов и систем, ухудшение функций которых наблюдается при том или ином виде физических упражнений. Поэтому создание общей теории о физиологических механизмах утомления не может основываться на отдельных системах организма и должно учитывать все многообразие и вариативность характера сдвигов функций, обуславливающих ту или иную деятельность человека. В зависимости от характера работы, ее напряженности и продолжительности ведущая роль в развитии утомления может принадлежать различным функциональным системам.

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.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Утомление – это состояние, зарождающееся вследствие чрезмерной нагрузки и проявляющееся понижением продуктивности деятельности. Возникнуть может при выполнении физических операций и решении интеллектуальных задач. Физическая усталость выражается упадком сил, снижением быстроты, точности, рассогласованностью действий. Умственная усталость характеризуется спадом плодотворности интеллектуальной деятельности, снижением концентрации, замедлением мыслительных процессов. Быстрота наступления утомления обусловлена спецификой работы – оно скорее «нападёт» при выполнении однообразной операции, длительном нахождении в однообразной позиции. Ритмичные движения и разносторонняя деятельность являются менее утомительными.

Современные реалии вынуждают людей всесторонне развиваться, тратить много времени на самообучение, делать стремительную карьеру, заниматься спортом. Активный стиль бытия, безусловно, лучше, нежели пассивное движение по жизненному руслу. Но в бесконечной погоне за благами цивилизации, постоянном стремлении добиться успеха большинство людей функционирует на пределе. Они забывают, что ресурс организма отнюдь неисчерпаемый.

Именно поэтому утомление сегодня стало неизменным спутником многих успешных личностей. Субъективно оно ощущается как усталость и проявляет себя временным снижением плодотворности труда. Продолжительное утомление нередко порождает переутомление, которое наносит урон здоровью. При этом прекрасная половина в большей мере склонна к переутомлению вследствие хрупкости нервной системы.

Утомлением называется преходящее функциональное состояние, являющееся результатом выполнения длительной либо интенсивной работы. Проявляется оно спадом работоспособности. Утомление является предохранительной реакцией организма от изнурения при продолжительном или напряженном труде. Физиологические сбои при утомлении имеют черты стрессовой симптоматики, которой сопутствует нарушение гомеостаза. При этом частое утомление, не переходящее в переутомление, является методом повышения функционального резерва организма. Поскольку при таком состоянии человеческий организм попадает под воздействие стрессора и сигнализирует о необходимости восстановления, после чего возвращается к обычному полноценному функционированию.

Люди часто ощущают усталость физического характера вследствие беспрерывной нагрузки, имеющей связь с телом, пребывающем либо длительный период в одной позе, либо в напряжении.

Возникать может утомление при физической и умственной работе. Бывает либо остро резвившимся, либо хронически протекает. Острая усталость наблюдается при относительно непродолжительном труде, когда уровень физической подготовки субъекта не соответствует интенсивности деятельности. Оно выражается резким спадом сердечной производительности, нарушением регуляторной функции эндокринной системы и ЦНС влияний со стороны ЦНС, избыточным потоотделением, водно-солевым дисбалансом.

Хроническая усталость являет собой следствие отсутствия восстановления после нагрузки. При данной разновидности описываемого состояния теряется способность усваивать новые моторные навыки, снижается работоспособность, уменьшается природная резистентность организма к различного рода недугам.

Читайте также:  Абсолютных возможностей приводящей к утомлению необходимо включение

Утомление, вызванное физическим трудом, в котором участвуют группы мышц, именуется общим. Ему характерно расстройство регуляторной функции ЦНС, согласованности вегетативной и двигательной функций, спад результативности волевого контроля над качеством выполнения операций. Сопровождается данное состояние увеличением ЧСС, неадекватным нагрузке, снижением пульсового давления и легочной вентиляции. Субъективно рассматриваемая симптоматика ощущается в виде резкого упадка сил, сердцебиения, одышки, неспособности продолжать деятельность.

Когда интенсивная нагрузка приходится на отдельные мускулы, возникает локальное утомление. Оно обусловлено снижением лабильности и активности нервных центров, дисбалансом возбудительно-тормозных функций.

В компенсируемой фазе формирования усталости высокая работоспособность сохраняется, но поддерживается волевым ресурсом. При этом экономичность деятельности падает. Продолжение деятельности вызывает некомпенсируемое утомление, основным признаком которого является спад работоспособности на фоне ослабления функций двигательного аппарата и внутренних систем: наблюдается дисфункция надпочечников, падает активность цитохром с-оксидазы (дыхательный фермент), выраженные процессы анаэробного энергетического обмена порождают накопление недоокислённых веществ и снижение щелочного резерва крови.

Наиболее встречаемым фактором, вызываемым утомление, является несоответствие периодов отдыха и времени, затраченного на деятельность. Довольно часто люди отдают работе намного больше времени, нежели уделяют полноценному отдыху, не давая, таким образом, возможности организму восстановить ресурсы.

Следовательно, основной причиной усталости является продолжительная интенсивная рабочая нагрузка.

Среди дополнительных факторов, ускоряющих развитие рассматриваемого состояния, можно выделить такие:

– плохие условия деятельности;

– неблагоприятные условия быта;

– воздействие негативных факторов среды (например, шума);

– физическая нагрузка перед совершением основных задач либо чрезмерная по силе умственная деятельность.

Также можно выделить факторы, являющиеся предрасполагающим компонентом к зарождению усталости, а именно:

– нарушение адекватного режима питания, распорядка дня;

– продолжительные промежутки между деятельностью;

– остаточные функциональные расстройства после затяжных недугов;

– недостаточная физическая подготовка;

– недостаточный уровень физического развития.

Помимо того, рассматриваемое состояние может наступать при таких условиях:

– продолжительной деятельности независимо умственной направленности либо требующая физических усилий;

– монотонном или однообразном труде;

– длительном воздействии раздражителей (слабая освещённость, сильный шум);

– неблагоприятном микроклимате в профессиональной среде;

– отсутствии заинтересованности, как в деятельности, так и в её результатах;

– изнуряющем длительно текущем заболевании;

– отсутствии полноценного питания.

Также утомление может настать по причине недостаточности сна, воздействия стрессоров, недостатка физической активности, психического перенапряжения.

Группой риска считаются спортсмены, люди, характеризующиеся неустойчивой психикой, подвергающиеся непомерным физическим нагрузкам.

Помимо перечисленных факторов, возникновение утомления нередко бывает обусловлено употреблением лекарственных средств, например, противокашлевых, антигистаминных препаратов, противопростудных микстур. Признаки усталости могут обнаруживаться у лиц, принимающих наркотические вещества или злоупотребляющих спиртосодержащими жидкостями.

Умственное утомление является частым спутником, сопровождающим студентов в самое «страшное» для них время – время сессии.

Эмоциональное утомление появляется вследствие коммуникативного взаимодействия с большим числом незнакомых лиц.

Сенсорное утомление зарождается вследствие неоптимальных условий труда (например, при избыточном освещении или наоборот недостаточном, при сильном шуме, в холодном помещении).

Помимо известных факторов существует ряд теорий, объясняющих появление утомления. В ходе произведения физических упражнений происходит продукция молочной кислоты, поступающей в мускулы и кровь, тем самым провоцируя утомление.

Концепция истощения энергии гласит что, выполняя физические упражнения либо интеллектуальную деятельность, индивид утрачивает энергию, вследствие чего уменьшается мышечный объем, что и порождает усталость.

Ещё одно толкование объясняет утомление нарушением регулирования функционирования нервной системы, расстраивается координация процессов возбуждения и торможения. Усталость как результат длительного процесса торможения является защитной функцией, предохраняющей ЦНС от изнурения.

Некоторые личности ненавидят свою работу, характеризуются хроническим недовольством собственным бытием, семейными взаимоотношениями, склонны завидовать, что незаметно, но уверенно катализирует наступление утомления.

Рассматриваемое состояние является физиологическим. Зарождается оно как результат различного рода деятельности. Однако первичная симптоматика утомления довольно разнообразна, что обусловлено генезисом состояния. Так, например, усталость породила интенсивная интеллектуальная работа, то признаки умственного утомления включают: ухудшение памяти, невозможность сосредоточиться, снижение быстроты трансформации информации, возникновение ощущение пустоты в голове. Появление описываемой клиники обусловлено продолжительной и напряженной интеллектуальной работой (студенческая сессия, бухгалтерские квартальные отчёты).

Если профессиональная сфера деятельности индивида предполагает физическую нагрузку, ранние признаки физического утомления следующие: сонливость, понижение работоспособности и продуктивности труда, апатия, появление автоматизма в операциях (то есть индивид выполняет задачи бездумно, механически), сбой координации, увеличение расхода энергии, нарушение внимания, рост количества брака. Среди вегетативных проявлений можно акцентироваться на таких: увеличение потоотделения, учащение пульса, гиперемия дермы, потребность сделать вдохи более глубокими и участить их.

При перегрузках любой этиологии меняется состав крови, а у организма возникает потребность ускорить её передвижение в капиллярах. За выполнение этой задачи ответственна сердечно-сосудистая система. Поэтому интенсивная физическая деятельность, прежде всего, затрагивает функционирование миокарда, поскольку увеличиваются объёмы крови, растёт уровень заполнения и опорожнения его желудочков. Организм тем временем вынужден затрачивать больше усилий, сжигая больше ресурсов, дабы получить необходимую энергию для функционирования мышц.

Основным элементом восполнения энергии и питания является кислород, поступающий через дыхательные органы. В состоянии бездействия человеческому организму надобно в минуту до 300 см3 воздуха (количество обусловлено половой принадлежностью и возрастом). При интенсивных физических операциях потребность в О2 приумножается в разы, что приводит к увеличению объёмов вентиляции лёгких.

Ранними признаками физико-химических изменений можно считать оседание в волокнах мускул токсинов, молочной кислоты и иных продуктов метаболических процессов.

Признаки утомления условно подразделяют на объективные проявления и ощущения субъективного характера.

– понижения продуктивности деятельности;

– ослабление чувства осторожности;

– учащение сердечного ритма;

Среди субъективных ощущений выделяют такие :

– понижение мышечного тонуса;

– локальная усталость (индивид ограничено чувствует усталость, например, в нижних конечностях);

– появляется огромное желание прекратить всякую деятельность;

– при физическом труде в конечностях возникает лёгкое подёргивание и слабость.

Помимо перечисленных категорий проявлений, существуют ещё и внешние признаки утомления, а именно:

– изменение оттенка кожных покровов (тон дермы может варьироваться от тускло розового цвета до пунцового с ярко выраженным цианозом, что обусловлено интенсивностью нагрузки);

– усиление функционирования потовых желез (при незначительной интенсивности нагрузки наблюдаются крошечные капли пота, преимущественно в лобной зоне лица, при тяжёлом труде – потоотделение довольно обильное, также могут появляться солевые пятна на месте потения);

– нарушения в координации двигательных операций (вначале деятельности движения индивида скоординированы и требуют меньших энергетических ресурсов, при утомлении двигательные акты становятся рассогласованными, возникает тремор, покачивание).

Классификация видов усталости обусловлена содержанием деятельности работы. При интенсивном интеллектуальном труде возникает нервно-психическое утомление, а при чрезмерной, однообразной либо продолжительной телесной деятельности появляется мышечное или физическое утомление.

Нервно-психическое утомление порождает спад продуктивности деятельности вследствие сбоя в центральной нервной регуляции. Типичными симптомами считаются: замедленная трансляция информации, ослабление мыслительных функций, когнитивных процессов, ухудшение сенсорной перцепции. Рассматриваемый вид усталости сопровождает отвращение к профессиональной деятельности и низкая результативность труда. Иногда вслед за описанной симптоматикой может прийти депрессивный настрой, тревожность, эмоциональная лабильность, раздражительность.

Ниже перечислены ситуации, способствующие наступлению нервно-психической усталости :

– продолжительный интеллектуальный труд, требующий концентрации, высокой компетентности;

– монотонный и однообразный ритм деятельности;

– некомфортные условия деятельности;

– нарушение питания, различные хвори, семейные проблемы.

Рассматриваемая разновидность утомления может ликвидироваться в отличие от физической усталости если :

– одна деятельность, порождающая усталость, сменяется другой;

– организм оказывается в состоянии страха или тревоги, при опасности;

– происходит смена обстановки;

– возобновляется интерес к выполнению задачи, например, по причине появления новой информации;

Физическая усталость наступает как следствие изменений в мускулах, вызванных продолжительным телесным трудом. Обусловлено оно исчерпанием энергетического ресурса и скоплением молочной кислоты. Данные процессы и вызывают спад продуктивности деятельности.

Данному виду утомления сопутствуют следующие нарушения: ослабление силы, снижение точности и ритмичности движений, рассогласованность двигательных актов, что свидетельствует о причастности к формированию физической усталости нервных структур, отвечающих за движение.

Поскольку существует принципиальная общность рассматриваемых вариаций утомления, то сегодня приобрела широкое распространение классификация, базирующаяся на локализации усталости в структурах нервной системы. Поэтому также выделяют и сенсорное утомление (нарушение деятельности органов чувств), которое бывает информационным (информационная перегрузка или дефицит информации) и перцептивным (сложность в обнаружении сигнала), и эффекторное утомление (спровоцированное интенсивной физической активностью, локализуется, как правило, в участках ЦНС, отвечающих за движения).

Поскольку базисом для развития утомления является устойчивое несоответствие промежутков отдыха длительности и интенсивности труда, то самым важным профилактическим методом коррекции, цель которого состоит в недопущении доведения до усталости организма, будет правильная организация дня.

Также как уже отмечалось выше, возникновению состояния изнурённости организма способствуют неблагоприятные условия деятельности, неорганизованный быт, плохое питание, недостаток сна, громкие или интенсивные звуки. В этом случае профилактика утомления должна заключаться именно в корректировке дискомфортной обстановки.

Помимо того быстрота наступления утомления обусловлена спецификой работы: значительно стремительнее оно приходит при деятельности, сопровождающейся напряжением мышц, вследствие однообразной позы. Менее утомительны для человеческого организма ритмичные движения.

Итак, можно обозначить следующие профилактические коррекционные мероприятия, предупреждающие зарождение утомление, а именно:

– своевременный отдых, который может быть активным (прогулки) либо пассивным (сон);

– увеличение промежутков отдыха между выполнением отдельных задач;

– физиологическая рационализация деятельности (подразумевается антропометрическая совместимость, охватывающая учёт параметров человеческого тела, возможности обозрения пространства вокруг, положения индивида при работе, то есть организация места труда, расположение его составляющих должны быть сопоставимы антропометрическим данным работника, а также его психофизиологическим характеристикам);

– регламентация физической нагрузки и интеллектуальной деятельности;

– оптимизация рабочей позы (следует учитывать физическую тяжесть деятельности, размеры рабочей области, необходимость перемещения в ней работника в ходе выполнения задач, технологические специфики процесса деятельности, статическая нагрузка рабочего положения, время пребывания);

– механизация деятельности, санитарное благоустройство помещений (микроклиматические условия, освещённость, кубатура, вентиляция, эстетическое оформление);

– использование методов, направленные на повышение потока афферентных стимулов в ЦНС, к примеру, выполнение гимнастики, самомассаж;

– применение фармакопейных препаратов, понижающих утомление, к примеру, препаратов глюкозы, элеутерококк, витамины;

Важным профилактическим этапом является внедрение в организации, предприятии, учреждении наиболее рационального режима деятельности и отдыха, то есть разработка оптимальной системы смены периодов работы перерывами между ними. Также надобно учитывать, что продолжительность промежутков отдыха при выполнении одинакового задания должна отвечать возрастным спецификам организма.

Автор: Психоневролог Гартман Н.Н.

Врач Медико-психологического центра «ПсихоМед»

Информация, представленная в данной статье, предназначена исключительно для ознакомления и не может заменить профессиональную консультацию и квалифицированную медицинскую помощь. При малейшем подозрении о наличии утомления обязательно проконсультируйтесь с врачом!

источник

Утомление — особый вид функционального состояния человека, временно возникающий под влиянием продолжительной или интенсивной работы и приводящий к снижению ее эффективности. Утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации движений, в возрастании затрат энергии при выполнении одной и той же внешней работы, в замедлении реакций и скорости переработки информации, ухудшении памяти, затруднении процесса сосредоточения и переключения внимания и других явлениях.

До настоящего времени нет полной ясности о локализации утомления, т. е. о тех конкретных морфологических структурах и физиологических системах, функциональные изменения в которых определяют развитие состояния утомления, а также о механизмах утомления, т. е. о тех конкретных изменениях в деятельности ведущих функциональных систем, которые в конечном итоге обуславливают развитие утомления и снижение работоспособности. Необходимо всегда помнить, что утомление — это очень сложное явление, вызываемое изменениями в различных системах.

Читайте также:  Базарный в ф нервно психическое утомление в школьной среде

Первым признаком возникновения утомления при физической работе является нарушение автоматизма рабочих движений, вторым — нарушение координации движений, третьим — увеличение напряжения вегетативных функций при одновременном снижении эффективности работы.

Значение регулирующих систем в развитии утомления

При выполнении любой работы происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих деятельностью мышц и регулирующих их вегетативное обеспечение. Чем интенсивнее работа, тем эти изменения более выражены. Наиболее подвержены утомлению нейроны двигательной зоны коры. Считают, что снижение активности нейронов высших моторных центров происходит вследствие возникновения охранительного торможения (И. П. Павлов), развивающегося в связи с необходимостью активировать высокочастотными импульсами максимально возможное число спинальных мотонейронов сокращающихся мышц, а также в результате интенсивной обратной проприорецептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов и связок, достигающей нейронов коры головного мозга.

При выполнении физических упражнений большой длительности причиной утомления являются изменения в деятельности вегетативной нервной и эндокринной систем. Эти изменения приводят к нарушению регуляции вегетативных функций и энергетического обеспечения работающих мышц. Наиболее важное следствие нарушений регуляции физиологических функций при работе — снижение доставки кислорода к работающим мышцам и ухудшение эффективности энергообмена.

Значение исполнительного звена нервно-мышечного аппарата в развитии утомления.

Причинами развития утомления помимо изменений в центральной нервной системе могут служить процессы, происходящие в области нервно-мышечного синапса, в зоне активации потенциалом действия сократительных элементов мышечного волокна (возможно, вследствие нарушения процессов освобождения ионов кальция из саркоплазматического ретикулума), или в самих сократительных процессах.

Изменения в нервно-мышечном синапсе. При длительной и высокочастотной импульсации мотонейронов содержание ацетилхолина в концевых веточках двигательного аксона постепенно уменьшается. Чем выше частота импульсации мотонейрона, тем больше вероятность отставания скорости ресинтеза ацетилхолина от скорости его расходования. В этой ситуации не каждый импульс может передаваться с нерва на мышечное волокно. Следовательно, снижение сократительной активности мышцы (развивающееся утомление) может быть следствием пресинаптического нервно- мышечного блока проведения возбуждающих импульсов с аксона на мембрану мышечного волокна.

При длительной высокочастотной импульсации мотонейрона в синаптической щели может накапливаться избыточное количество ацетилхолина, так как из-за большого его количества он не успевает разрушаться ацетилхолинэстеразой. В этом случае способность постсинаптической мембраны генерировать потенциал действия значительно снижается. Возникает частичный или полный постсинаптический нервно-мышечный блок. Следствием этого типа блокады передачи возбуждения на мышечные волокна также является снижение их сократительной активности, т. с. развитие утомления.

Изменения в процессах электромеханического сопряжения мышечных волокон. Под влиянием потенциалов действия из саркоплазматического ретикулума освобождаются ионы кальция. Кальций связывается с тропонином. Начинается процесс сокращения. Всс эти изменения объединяются понятием «электромеханическое сопряжение». В настоящее время показано, что в процессе утомления происходит накопление и задержка ионов кальция в поперечных трубочках. Это приводит к тому, что меньшее количество кальция будет освобождаться из саркоплазматического ретикулума для запуска процесса сокращения. В этих случаях утомление будет вызываться недостаточностью кальциевых механизмов, необходимых для развития сокращения. Снижение pH, уменьшение содержания крсатинфосфата и гликогена, увеличение температуры и другие факторы увеличивают задержку ионов кальция в поперечных трубочках, усиливая тем самым скорость развития утомления.

Изменения в мышцах, вызывающие развитие утомления. Существенную роль в развитии утомления и снижении сократительной способности мышц играют процессы, происходящие в них самих. Существует по крайней мере три фактора, связанных с энергетикой сокращения и способных приводить к утомлению: 1) истощение энергетических ресурсов; 2) накопление в мышце продуктов метаболизма; 3) дефицит кислорода в работающей мышце. Значение и доля каждого из этих трех механизмов в развитии утомления неодинаковы при выполнении различных упражнений.

Истощение энергетических ресурсов. Реальное значение в развитии утомления может иметь истощение внутримышечных запасов фосфагенов и углеводных ресурсов (гликогена в работающих мышцах и печени). Снижение запасов фосфагенов играет наиболее важную роль, в утомлении при выполнении физических упражнений с предельной длительностью работы от 10 с до 2-3 мин. При упражнениях, длящихся менее 10 с, запасы АТФ и КрФ уменьшаются лишь на 20-50 %. Запасы мышечного гликогена за столь короткое время практически не меняются. Следовательно, при столь короткой работе истощение запасов фосфагенов и углеводных ресурсов не может быть ведущей причиной утомления.

При работах, длящихся от 10 с до 2-3 мин, запасы АТФ в мышце падают на 30-40 %, а креатинфосфата — на 90 %. Содержание гликогена уменьшается лишь на 5-15 %. Таким образом, при работе длительностью от 20 с до 1-3 мин истощение внутримышечных запасов фосфагенов является одной из важных причин развивающегося утомления. Чем ниже мощность работы (чем больше ее предельная длительность), тем меньше снижаются запасы фосфагенов в активных мышцах. При длительных аэробных нагрузках уменьшение запасов внутримышечных фосфагенов столь незначительно, что не играет заметной роли в развитии мышечного утомления.

Истощение углеводных ресурсов (гликогена в работающих мышцах) при некоторых упражнениях играет существенную роль в развитии утомления. При работе предельной длительности (до 15 мин) содержание гликогена в мышцах снижается на 10-40 %. Во время работы продолжительностью 60-90 мин гликоген расходуется почти полностью. Следовательно, истощение мышечного гликогена в этих случаях будет ведущим механизмом в развитии утомления.

При выполнении аэробных упражнений средней и малой мощности наряду с углеводами значительную роль в энергообеспечении работающих мышц играют жиры. Поэтому в конце такой работы гликоген в мышцах не расходуется полностью. Следовательно, истощение его запасов нельзя рассматривать в качестве основной причины утомления. Однако при длительных (более 2 ч) аэробных упражнениях возрастает использование мышечными клетками глюкозы крови, поступающей из печени в результате распада содержащегося в ней гликогена. По мере истощения запасов гликогена в печени происходит уменьшение содержания глюкозы в крови, которая является единственным энергетическим источником для клеток нервной системы. При заметном снижении концентрации глюкозы в крови наступают нарушения в деятельности различных отделов ЦНС, которые вторично усугубляют развитие утомления.

Накопление в мышцах продуктов метаболизма. При выполнении упражнений субмаксимальной мощности, т. е. при предельной длительности работы от 20 с до 2-3 мин ведущую роль в энергообеспечении работающих мышц играет анаэробный гликолиз. В этих условиях концентрация молочной кислоты в крови может возрастать в 10-20 и больше раз, а в самих работающих мышцах даже в сотни раз. С накоплением молочной кислоты в мышечных клетках повышается концентрация водородных ионов и снижается pH. При значительном снижении pH происходит снижение скорости связывания ионов кальция с тропонином, благодаря этому уменьшается скорость образования актин-миозиновых мостиков и, следовательно, снижается сократительная функция мышц. Кроме того, ключевые ферменты гликолиза, такие как фосфорилаза и фосфофруктокиназа, снижают свою активность при увеличении кислотности. Это приводит к уменьшению скорости гликолиза, а значит, и скорости энергопродукции, необходимой для поддерживания требуемой мощности работы.

Показано также, что искусственное увеличение кислотности крови путем приема до работы капсул с хлоридом аммония заметно уменьшает продолжительность работы. И наоборот, введение бикарбоната натрия, приводящее к снижению кислотности, сопровождается увеличением работоспособности. Итак, можно считать, что накопление молочной кислоты при упражнениях длительностью от 20 с до 3 мин — существенная причина развития мышечного утомления.

Недостаточное поступление к мышце кислорода. Снижение доставки кислорода к работающим мышечным волокнам также является одной из причин утомления. Уменьшение напряжения кислорода внутри клетки возникает при его недостаточном поступлении либо вследствие пониженного напряжения кислорода в крови, связанного с его низким парциальным давлением во вдыхаемом воздухе (работы в условиях средне- и высокогорья), либо из-за ограничения притока нормально оксигенизированной крови к активным мышцам. Причинами недостаточного кровоснабжения мышц являются сравнительно медленное раскрытие внутримышечных сосудов в начале работы (60-90 с) и периодическое или постоянное сжатие сосудов во время динамической или статической работы.

При циклических упражнениях степень ограничения кровотока и, следовательно, выраженность внутриклеточной гипоксии зависит от интенсивности сокращений, определяющей суммарную продолжительность всех фаз сокращения (сосуды зажаты), а также от объема активной мышечной массы, влияющего на величину доли МОК, направляемой к каждой из работающих мышц.

При изометрических упражнениях с силой сокращения больше 40-50 % от МПС внутримышечные сосуды практически полностью зажаты. Кровоток через них почти равен нулю. В этих условиях мышцы работают в ишемических условиях со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Итак, при циклических упражнениях максимальной и субмаксимальной мощности, а также при статической работе с усилиями больше 40-50 % от МПС доставка кислорода к активным мышечным волокнам значительно отстает от нужд метаболизма. В результате такой местной гипоксии развивается утомление. Причинами, приводящими к снижению работоспособности, при этом являются: 1) дефицит кислорода, увеличивающий долю продукции энергии за счет анаэробных процессов; 2) уменьшение скорости вымывания из мышц молочной кислоты и других продуктов метаболизма вследствие снижения в них кровотока.

Помимо рассмотренных механизмов, играющих роль в развитии периферического (мышечного) утомления, необходимо учитывать, что скорость развития утомления зависит от композиции мышц. Показано, что быстрые двигательные единицы по сравнению с медленными подвержены утомлению в большей степени. Лица с высоким процентным содержанием медленных волокон нс только обладают большей аэробной выносливостью, но и способны более длительное время воспроизводить максимальные усилия после коротких периодов отдыха по сравнению с людьми, мышцы которых содержат больший процент быстрых волокон.

Важное значение в развитии утомления имеет температура работающих мышц. Эффекты воздействия повышенной температуры существенно различаются в зависимости от вида работы. Так, в частности, повышение температуры ядра тела увеличивает время (при одинаковой мощности) короткой, интенсивной работы на тредбане или велоэргометре. Причинами этого являются усиление кровоснабжения активных мышц и повышение активности ферментов энергетического метаболизма.

И наоборот, увеличение температуры тела при длительно выполняемой работе ускоряет развитие утомления и снижает работоспособность человека. Причиной этого является то, что с увеличением температуры тела выше 38-39 °С избыток тепла должен поступать к коже и отдаваться в окружающую среду. Носитель тепла в данном случае — кровь. Чем выше поднимается температура тела, тем большее количество кожных сосудов расширяется и тем, следовательно, большее количество крови кожа отбирает у работающих мышц. Поскольку значительная часть крови перераспределяется в сосуды кожи, работающие мышцы недополучают необходимое для их аэробного энергетического метаболизма количество кислорода. В результате этого для восполнения запасов АТФ в процессе анаэробного гликолиза образуется больше молочной кислоты.

Таким образом, при значительном повышении температуры тела уменьшение кровоснабжения работающих мышц и увеличение продукции молочной кислоты являются одними из основных причин, ускоряющих развитие утомления при длительной аэробной работе.

источник