Меню Рубрики

Состояние утомления механизм развития

Утомление. Определение понятия, его сущность, виды, факторы, приводящие к утомлению. Механизмы (теории) развития утомления.

Утомление — это физиологическое состояние человека, наступающее вследствие напряженной или длительной работы, которое выражается во временном снижении работоспособности.

Существует несколько разновидностей утомления. В зависимости от преимущественного содержания работы различают умственное и физическое утомление. Помимо этого, выделяют следующие виды утомления: острое и хроническое, общее и локальное, скрытое и явное, компенсируемое и некомпенсируемое.

Острое утомление наступает при относительно кратковременной работе, если её интенсивность не соответствует уровню физической подготовленности занимающегося. Оно проявляется главным образом в расстройстве регуляторных влияний ЦНС и эндокринной системы, а также в нарушении водно-солевого баланса в организме и резком падении сердечной производительности (сердечная недостаточность).

Хроническое утомление является результатом систематического недовосстановления после работы. При этом виде утомления утрачивается способность к усвоению новых движений, снижается работоспособность и устойчивость организма к заболеваниям.

Общее утомление возникает при физической работе, требующей участия большей части мышечных групп. Для него характерно нарушение регуляторной функции ЦНС, не соответствующее нагрузке увеличение частоты сердечных сокращений, уменьшение лёгочной вентиляции, расстройство координации двигательной и вегетативной функций, снижение эффективности волевого контроля за качеством выполнения движений. Субъективно такое состояние ощущается как упадок сил, одышка, учащённое сердцебиение, приводящие к невозможности продолжения работы.

Локальное утомление имеет место тогда, когда чрезмерная нагрузка выпадает на отдельные мышечные группы. При этом страдает не столько центральный аппарат регуляции движений, сколько периферийные структурные элементы регуляции движений. Происходят нарушения передачи возбуждения в нервно-мышечных синапсах, в результате чего сократительная функция мышц резко снижается.

В скрытой (компенсируемой) фазе утомления может сохраняться высокая работоспособность, поддерживаемая волевыми усилиями. Однако экономичность работы при этом падает и утомление нарастает всё более высокими темпами.

Некомпенсируемое утомление развивается на фоне скрытой фазы утомления при условии сравнительно длительного выполнения работы благодаря волевым напряжениям. Главным признаком некомпенсируемого утомления является снижение работоспособности, сопровождающееся угнетением функций внутренних органов и двигательного аппарата. В результате дальнейшее выполнение работы становится невозможным (спортсмен сходит с дистанции).

К наиболее заметным внешним признакам утомления относятся: изменяющийся цвет кожи, мимика, общий усталый вид, частота дыхания, уровень потливости и др.

Развитие утомления, возникающего при выполнении работы, зависит от многих внутренних и внешних факторов. В зависимости от конкретных условий мышечной деятельности и индивидуальных особенностей организма первопричиной утомления могут быть:
• снижение энергетических ресурсов в работающих мышцах, а также активности ключевых ферментов;
• накопление продуктов обмена;
• нарушение целостности функционирующих структур из-за недостаточности их пластического обеспечения или нарушение гомеостаза;
• изменение нервной и гормональной регуляции и др.

Главными причинами, вызывающими утомление учащихся, можно назвать следующие:

  • профессиональные ошибки и низкий уровень компетенции учителей;
  • негативные особенности традиционной системы школьного обучения;
  • перегруженность школьных учебных программ;
  • переполненность классов учащимися (более двадцати человек), затрудняющая индивидуализацию учебно-воспитательного процесса;
  • несоблюдение гигиенических условий в школе и в классах;
  • нарушения организационно-педагогических требований к проведению образовательного процесса и т.п.

К гигиеническим условиям, способным вызвать у учащихся состояние физического дискомфорта, перерастающее в утомление, в первую очередь относятся:

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.

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).

Читайте также:  Анализы при утомлении у детей

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

Учебник подготовлен в соответствии с новой программой по физиологии для вузов физической культуры и требованиями Государственного стандарта высшего профессионального образования.

Для студентов, аспирантов, научных сотрудников, преподавателей, тренеров и врачей, работающих в области физической культуры.

7.1. Определение и физиологические механизмы развития утомления

Утомление является важнейпгей 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 одно направленное значительное ухудшение всех функциональных показателей организма с одновременным снижением уровня профессиональной деятельности человека (Солодков А.С., 1978, 1990).

Процесс утомления характеризуется и еще одним признакомсубъективным 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, обусловливающих 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.

источник

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

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

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

Читайте также:  Базарный в ф нервно психическое утомление учащихся

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1) Истощение энергетических ресурсов;

2) Отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Особенности утомления при различной мощности нагрузок.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Читайте также:  Активный отдых как средство восстановления организма при утомлении

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

источник

Утомление — 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.

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