Меню Рубрики

В каких структурах утомление развивается быстрее

Под утомлением следует понимать временное понижение работоспособности клетки, органа или организма, которое возникает в результате работы и исчезает после отдыха.

Утомление мышцы. Если на изолированную мышцу наносить одиночные ритмические раздражения индукционным током с частотой 1-2 раза в секунду и на барабане кимографа записывать ее сокращения (миограмма), то можно отметить следующие явления. В первый период опыта наблюдается нарастание величины мышечных сокращений. Повышение работоспособности мышцы является результатом увеличения обменных процессов, возбудимости и лабильности. Затем в течение продолжительного времени наблюдается постоянная амплитуда сокращений мышцы. В дальнейшем отмечается постепенное снижение сократительного эффекта мышцы вплоть до отсутствия ее ответной реакции, что свидетельствует о развитии утомления (рис. 68).


Рис. 68. Миограммы утомления. А — раздражение через нерв: 1 — при длительном раздражении нерва; 2 — при уменьшении силы (частоты) раздражения нерва — отсутствие сокращений мышцы; Б — прямое раздражение мышцы

Анализ миограмм показывает, что по мере развития утомления увеличивается продолжительность одиночного мышечного сокращения, главным образом за счет замедленного расслабления мышцы. В дальнейшем увеличивается латентный период сокращения и порог раздражения. При развитии утомления значительно нарастает хронаксия мышцы. Причинами возникающего в мышце утомления являются накопление продуктов обмена веществ (молочная, фосфорная кислоты и др.), уменьшение запаса кислорода и истощение энергетических ресурсов.

Утомление нервно-мышечного препарата. На нерв наносят достаточно сильные (или частые) раздражения и на барабане кимографа регистрируют кривую мышечных сокращений. При длительном раздражении нерва наблюдается постепенное снижение амплитуды сокращений и даже отсутствие ответной реакции мышцы (см. рис. 68). Ослабление силы наносимого раздражения или уменьшение его частоты также не сопровождается ответной реакцией мышцы, что свидетельствует о развитии утомления в нервно-мышечном препарате (см. рис. 68, Б).

Для того чтобы ответить на вопрос, в какой структуре нервно-мышечного препарата в первую очередь развивается утомление, перейдем к прямому раздражению мышцы стимулами исходной силы или частоты. В этом случае наблюдается восстановление механической реакции мышцы. Логично предположить, что утомление развилось либо в нерве, либо в мионевральном синапсе. Работами Н. Е. Введенского установлено, что нерв практически неутомляем. Следовательно, утомление в первую очередь развивается в области мионеврального синапса нервно-мышечного препарата лягушки, что связывают с истощением запасов медиатора в терминали нервного волокна. Кроме того, если сравнить лабильность различных образований нервно-мышечного препарата, то окажется, что функциональная подвижность мионеврального синапса самая низкая (рис. 69). В связи с этим в синапсе быстрее наступает утомление, как в структуре с более низкой лабильностью.


Рис. 69. Схема нервно-мышечного препарата лягушки с обозначением лабильности его структур (имп/с). 1 — седалищный нерв; 2 — нервно-мышечный синапс; 3 — икроножная мышца

Отечественные физиологи И. М. Сеченов, И. П.Павлов, А. А. Ухтомский, Л. А. Орбели к проблеме утомления целостного организма подходили с позиций ведущей роли в ней центральной нервной системы. В организме, единство которого обеспечивается совместной деятельностью центральных и периферических нервных механизмов, утомление развивается раньше всего в нервных центрах.

На быстроту наступления утомления при длительном выполнении физической или умственной работы оказывают влияние режим жизни человека, условия его питания, сна, состояния центральной нервной системы, степень тренированности и т. д.

В конце прошлого столетия физиологи начали изучать отдельные проявления утомления. Итальянский ученый Моссо предложил эргографический метод исследования у человека процесса утомления, наступающего при мышечной работе. С помощью прибора эргографа было изучено влияние ритма выполняемой работы и величины поднимаемого груза на скорость возникновения утомления. Сущность эргографического метода состоит в том, что обследуемому предлагают путем разгибания и сгибания пальца верхней конечности, фиксированной в приборе, поднимать и опускать определенной величины груз в ритме ударов метронома. Движения пальца регистрируют на барабане кимографа. Кривую мышечных сокращений, записанную с помощью эргографа, называют эргограммой (рис. 70). Было установлено, что на развитие утомления в первую очередь оказывает влияние ритм выполняемой работы.


Рис. 70. Эргограмма

И. М. Сеченов изучал утомление, регистрируя сокращение мышц при поднятии груза на эргографе, сконструированном им самим. И. М. Сеченов обнаружил, что работоспособность утомленной руки во время ее отдыха восстанавливается полнее и лучше в том случае, если в этот период выполняет работу другая рука. Такое же влияние на работоспособность утомленной руки оказывает раздражение индукционным током афферентных нервов кисти другой руки, а также работа ногами, связанная с подъемом тяжести, и вообще двигательная активность.

Анализ установленных фактов позволил И. М. Сеченову прийти к заключению о том, что отдых, сопровождающийся умеренной работой мышечных групп, является более эффективным средством борьбы с утомлением двигательного аппарата, чем покой — пассивный отдых. В физиологии появилось понятие активный отдых.

Увеличение работоспособности после активного отдыха обусловлено повышением возбудимости нейронов центральной нервной системы под влиянием нервных импульсов, поступающих от проприорецепторов, а также адаптационно-трофическим воздействием симпатической нервной системы на утомленные мышечные группы (И. М. Сеченов, Л. А. Орбели).

Таким образом, лучшим способом борьбы с утомлением является смена формы труда, смена одного вида деятельности другим.

источник

Утомление в первую очередь развивается в области мионеврального синапса нервно-мышечного препарата лягушки, что связывают с истощением запасов медиатора в терминали нервного волокна. Кроме того, если сравнить лабильность различных образований нервно-мышечного препарата, то окажется, что функциональная подвижность мионеврального синапса самая низкая (рис. 69). В связи с этим в синапсе быстрее наступает утомление, как в структуре с более низкой лабильностью.

Задача 1 Известно, что Na+, K+ АТФаза – интегральный мембранный фермент, основная функция которого заключается в поддержании трансмембранных градиентов Na+ и K+ за счет их активного транспорта. Фазы потенциала действия нервного волокна (быстрая деполяризация и реполяризация) возникают вследствие движения ионов натрия и калия вдоль концентрационных градиентов. В эксперименте на нерв подействовали уабаиномвеществом, подавляющим активность АТФазы. Затем проводили ритмическое раздражение нерва и регистрировали импульсную активность.

1. Опишите структурно-функциональные характеристики нервных волокон и проведение возбуждения по ним.

Нервные волокна (отростки нервных клеток) выполняют специализированную функцию проведение нервных импульсов. По морфологическому признаку нервные волокна делятся на миелиновые (покрытые миелиновой оболочкой) и безмиелиновые. Нервные волокна формируют нерв или нервный ствол, состоящий из большого числа нервных волокон, заключенных в соединительнотканную оболочку. В состав нерва входят миелиновые и безмиелиновые волокна. Нервные волокна, проводящие возбуждение от рецепторов в ЦНС, называются афферентными, а волокна, проводящие возбуждение от I эфферентными. Нервы состоят из афферентных и эфферентных волокон. Нервное волокно обладает следующими физиологическими свойствами: возбудимостью, проводимостью, лабильностью. Проведение возбуждения по нервным волокнам осуществляется в соответствии с определенными законами.

Закон двустороннего проведения возбуждения. Возбуждение по нерв ному волокну распространяется в обе стороны от места его возникновения, т. е. центростремительно и центробежно. Это можно доказать, если на нервное волокно наложить регистрирующие электроды на некотором расстоянии друг от друга, а между ними нанести раздражение. Возбуждение зафиксируют электроды, расположенные по обе стороны от места раздражения.

Закон анатомической и физиологической целостности. Проведение возбуждения по нервному волокну возможно лишь в том случае, если сохранена его физиологическая и, тем более, анатомическая целостность. Различные факторы (наркотические вещества, охлаждение, перевязка), действующие на нервное волокно, могут привести, несмотря на сохранение его анатомической целостности, к нарушению физиологической целостности, т. е. к нарушению механизмов проведения возбуждения через участок волокна, на который подействовал повреждающий раздражитель.

Закон изолированного проведения возбуждения. В составе нерва возбуждение по нервным волокнам распространяется изолированно, т. е. не переходя с одного волокна на другое. Изолированное проведение возбуждения обусловлено тем, что электрическое сопротивление межклеточной жидкости значительно ниже сопротивления мембран нервных волокон. поэтому основная часть локального тока, возникающего между возбужденным и невозбужденными участками нервного волокна, проходит по межклеточным пространствам, не оказывая существенного раздражения на рядом расположенные нервные волокна.

Изолированное проведение возбуждения лежит в основе координированнной деятельности нервной системы. Нерв содержит большое количество нервных волокон чувствительных, двигательных, вегетативных. Если бы возбуждение внутри нерва распространялось с одного нервного волокна на другое, то вместо нормального функционирования эффекторов возникали бы хаотические реакции.

  1. Изменится ли характер проведения возбуждения по нерву на фоне действия уабаина?

3. Как изменится при этом ПД нерва?

4. Как при этом изменится распределение ионов на внешней и вну­тренней стороне клеточных мембран?

  1. Изменится ли величина потенциала покоя и потенциала дей­ствия в обработанном уабаином нервном волокне?

Потенциал покоя и потенциал действия возбудимых клеток об­условлены разной концентрацией ионов, в первую очередь, ка­лия и натрия, снаружи и внутри клетки. Разность концентраций ионов поддерживается благодаря калиево-натриевому насосу, работа, которая является энергозависимой и требует АТФазной активности. Следовательно, ингибирование АТФазы приведет к выравниванию концентраций калия и натрия снаружи и внутри нервных волокон в ходе ритмического раздражения нерва.

Отсутствие градиента концентрации ионов снаружи и внутри клетки приведет к исчезновению потенциала покоя и полной невозможности возникновения потенциала действия.

Задача 2.Известно, что проведение возбуждения в синапсе состоит из не­скольких стадий. В эксперименте воздействие химического вещества на нервно-мышечные синапсы привело к прекращению передачи возбуждения с нерва на скелетную мышцу. При введении в указанную область ацетил­холина проведение возбуждения через синапс не восстановилось. Введение фермента ацетилхолинэстеразы восстановило проведение возбуждения.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

источник

Вернемся к нашей задаче – рассмотрим механизмы развития физического утомления. Физическое утомление, которое является частным случаем утомления вообще, но основным видом утомления при занятиях физической культурой и спортом, связано, прежде всего, с развитием функциональных нарушений в ходе непосредственной мышечной деятельности. Внешние проявления, при развития такого утомления, будут связаны с функциональными нарушениями самого двигательного аппарата.

Читайте также:  Анализы при утомлении у детей

Вспомним, что функциональной единицей двигательного аппарата является нейромоторная (двигательная) единица – комплекс из мотонейрона (двигательного нейрона) и группы мышечных волокон, с которыми нейрон связан через синапс, и сокращение которых запускает. Для понимания механизма развития утомления следует выяснить меру участия каждой из этих структур, что можно сделать, поочерёдно исключая элементы двигательных единиц из сократительного процесса. Такими элементами будут: нервный центр, двигательный нейрон, нейромышечный (мионевральный) синапс и мышечные волокна.

При изучении сократительной деятельности мышцы не изолированной, а связанной с нервной системой, очевидным становится тот факт, что при работе двигательного аппарата утомление возникает раньше в нервных звеньях — структурах центральной нервной системы, затем в синаптических окончаниях нервных волокон двигательных нейронов — и в последнюю очередь в самой мышце. Причем, нервные волокна при этом характеризуются относительной неутомляемостью

Экспериментальным доказательством этого может служить следующий опыт.

Если предложить человеку ритмически производить подъем груза мышцей (регистрируя результат например, на эргографе Моссо, рис.2), то через некоторое время возникает утомление – амплитуда мышечных сокращений начинает заметно снижаться. Однако, электрическое раздражение пороговой силы, приложенное к соответствующему двигательному нерву, на этом фоне, заставит мышцу сокращаться с прежней амплитудой. Это свидетельствует о том, что утомление возникает, прежде всего, в нервных центрах.

Через некоторое время мышца перестает отвечать и на раздражение, приложенное к двигательному нерву. Вместе с тем в ответ на электрическое раздражение, приложенное к самой мышце, она способна некоторое время сокращаться с прежней амплитудой. Следовательно, вторым звеном, в котором возникает процесс утомления, являются окончания двигательного нерва — мионевральная (синаптическая) передача.

Рис 2. Регистрация сокращений на эргографе Моссо.

Следовательно, мышца утомляется в последнюю очередь. При этом, имеет место очень сложный комплекс изменений как в возбудимой системе мышцы, (что находит свое выражение в уменьшении интенсивности токов действия и увеличении их продолжительности, заметном уменьшении скорости распространения возбуждения), так и, в сократительной способности ее двигательных единиц, в миофибриллах и других белковых системах обеспечивающих сокращение, а также в ходе энергетических процессов, обусловливающих активность миофибрилл.

В более простом варианте пронаблюдать роль каждого из этих элементов в развитии утомления можно и на нервно-мышечном препарате лягушки, но в этом случае невозможно оценить роль центрального звена. Зато на нервно-мышечном препарате можно изучить развитие утомления в зависимости от характера сократительой деятельности. Так, если утомлять мышцу, подвергая ее длительному ряду одиночных раздражений, то с течением времени амплитуда одиночных сокращений падает, длительность каждого сокращения нарастает, степень расслабления уменьшается, накапливается остаточное сокращение — контрактура. Тетаническое сокращение мышцы при продолжительной деятельности изменяется следующим образом: амплитуда сокращения постепенно уменьшается до полного прекращения; в момент утомления сплошной тетанус, особенно при условии слабых тетанизирующих раздражителей, становится зубчатым. При утомлении после прекращения тетанизирующего раздражения всегда следует контрактурное последствие.

В целостном организме, при нормальном кровоснабжении, утомление в мышце возникает позже, чем в условиях сосудистой изоляции мышц. При нормальном функционировании центральных и периферических аппаратов мышца работает более или менее длительное время без утомления. Субмаксимальные сокращения и сравнительно небольшие (оптимальные) нагрузки, являются теми наиболее благоприятными условиями, при которых мышца может работать длительно, и утомление не наступает в течение многих часов.

В условиях динамической нагрузки, при работе, лежащей ниже предела утомления, во время рабочих движений за счет достаточного времени расслабления мышц макроэргические фосфаты, используемые при сокращении, могут регенерировать, а конечные продукты обмена – удаляться. Время расслабления соответствует необходимому времени восстановления. Так как в этом случае остаточные явления утомления отсутствуют, такая работа называется не утомительной. При динамической работе, лежащей выше предела утомления, возможность непрерывного восстановления отсутствует, так как длительность периодов расслабления меньше, чем время, необходимое для восстановления. Восстановление запасов энергии и удаление молочной кислоты происходят не полностью и возникает накопление остаточного утомления. Мышца использует свои макроэргические субстраты и накапливает конечные продукты метаболизма, причем утомление нарастает. Выраженность мышечного утомления при динамической работе, лежащей выше пределов утомления, может быть определена на основании физиологических показателей (например, времени восстановления, пульсовой суммы восстановления; см. выше).

Утомление при статической работе.В этом случае мышечное утомление вызвано в основном неадекватным кровотоком. Если сила мышечного сокращения превышает 15%изометрического максимума, приток кислорода перестает соответствовать потребности в нем и мышечное утомление прогрессивно нарастает.

Современные концепции утомления складываются из представлений о многоструктурности и неоднозначности функциональных изменений в отдельных системах во время работы. В зависимости от вида работы, ее напряженности, продолжительности ведущая роль в развитии утомления может принадлежать различным физиологическим системам.

Изменения в гуморальной системе регуляции могут стать ведущими факторами утомления при напряженной мышечной работе, связанной с эмоциональным стрессом.

При длительной истощающей работе наряду с предельными затратами энергии продолжение работы может лимитировать и утомление системы гипоталамус – гипофиз – надпочечники.

Нарушения в центральном звене регуляции физиологических функций могут играть существенную роль в развитии утомления при кратковременной мышечной работе скоростного характера. В результате мощного потока проприоцептивных и хеморецептивных импульсов в ЦНС развивается запредельное торможение (первичное утомление). Чрезмерная частота нервных импульсов к исполнительным приборам истощает и генерирующие их нервные клетки. Уже через несколько секунд работы падает лабильность нервных центров, в результате чего снижается и скорость выполнения упражнений.

Снижение скорости ресинтеза АТФ вследствие накопления продуктов промежуточного обмена может рассматриваться как главный фактор, ограничивающий продолжительность интенсивной работы. В скелетных мышцах поддерживается относительно постоянная концентрация АТФ, расходование ее инициирует компенсаторные процессы: повышается активность окислительных ферментов. Углеводы, свободные жирные кислоты и аминокислоты окисляются в митохондриях. При этом освобождается энергия, которая идет на ресинтез АТФ или запасается в макроэргических связях креатинфосфата (КрФ). При работе в анаэробных условиях ресинтез АТФ идет с накоплением молочной кислоты.

Переключение на анаэробные источники энергии при работе определяется не только ее интенсивностью, но и уровнем тренированности спортсмена. Чем ниже этот уровень, тем быстрее совершается переход на менее экономичный способ получения энергии, тем быстрее развивается некомпенсируемое утомление. Избыток молочной кислоты в мышцах может приводить к разобщению процессов образования энергии в окислительном цикле и накоплению ее в фосфагенах – АТФ и КрФ. Поэтому спортсмен с невысоким уровнем тренированности отказывается от работы значительно раньше, чем истощаются энергетические ресурсы. Молочная кислота служит источником водородных ионов. Их избыток в сократительном аппарате мышц препятствует образованию актомиозиновых мостиков, само сокращение мышцы затрудняется.

Подключение гликолиза к энергообеспечению происходит при высокой мощности работы через 20-30с после ее начала. Накапливающиеся при этом продукты обмена угнетают лилолитические процессы, тормозят окислительное фосфорилирование. Накопление лактата вмышцах является, по-видимому, главным фактором развития утомления при работе субмаксимальной мощности,

При работе большой мощности главной причиной развития утомления является относительная гипоксия ткани, а также постепенное накопление продуктов гликолиза и их угнетающее действие на аэробный обмен в мышцах, на процессы нервной регуляции двигательной функции. Парадоксальное на первый взгляд развитие гипоксии в условиях предельного потребления кислорода и переход на использование энергии гликолиза объясняется тем, что потребность в кислороде при работе большой мощности намного выше максимально возможного его потребления. Часть энергии организм вынужден черпать из анаэробного расщепления глюкозы – гликолиза. Отсюда избыток молочной кислоты.

При работе умеренной мощности на первое место в развитии утомления выходит истощение энергетических ресурсов – главным образом гликогена в печени и в работающих мышцах. Нарушения в регуляторных влияниях ЦНС являются, вероятно, вторичными.

Сдвиги в химизме внутренней среды в результате накопления продуктов промежуточного обмена отражаются в первую очередь на состоянии функций высших корковых и подкорковых регуляторов физиологических функций. Образуется порочный круг нарушения регуляторных механизмов. Первичные метаболические расстройства усугубляются нарушением регуляторных влияний со стороны ЦНС.

Строгая количественная оценка значимости отдельных факторов в развитии утомления при конкретных видах мышечной работы является одним из важных элементов управления тренировочным процессом. Выделение ведущего фактора возможно при правильном подборе тестирующих проб и методик исследования.

Утомление у детей школьного возраста развивается быстрее, чем у взрослых, вследствие ряда особенностей деятельности ЦНС. У детей быстрее нарушаются процессы внутреннего торможения, в особенности дифференцировочного и запаздывающего. При этом ухудшается внимание, появляется двигательное беспокойство, сменяющееся резким спадом активности в результате развития охранительного торможения и понижения возбудимости корковых клеток, Дети отказываются от работы задолго до развития критического состояния, связанного с накоплением продуктов промежуточного распада и тем более истощением энергетических источников.

В занятия с детьми не следует включать однообразную, монотонную работу. Необходимо чередовать различные виды работы, облегчающие восстановление по механизму активного отдыха. Учитывая, что работоспособность у детей падает от первого урока к последнему, от понедельника ксубботе, в режиме дня следует предусмотреть соответствующее содержание физических и умственных нагрузок, а также средства и методы их активизации.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Временное понижение работоспособности целого организма, органа или ткани, наступающее после работы, называют утомлением.

Утомление исчезает после более или менее продолжительного отдыха. Утомление изолированной мышцы легче можно наблюдать, если воздействовать на нее частыми раздражениями.

Высота сокращений такой мышцы постепенно уменьшается, пока мышца, наконец, не перестанет сокращаться. Чем чаще наносится раздражение, тем быстрее наступает утомление (рис.).

Изучение утомления у человека производится при помощи специального прибора — эргографа (рис. 2).

Рис. БЫСТРОТА НАСТУПЛЕНИЯ УТОМЛЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ЧАСТОТЕ РАЗДРАЖЕНИЙ 1-сокращение с частотой-один раз в секунду; 2 — сокращения с частотой один раз в 2 секунды: 3 — сокращения с частотой один раз в 4 секунды.

Эргограф представляет собой прибор, в котором фиксируются предплечье, кисть , II и IV пальцы исследуемого. К среднему пальцу подвешивают груз и исследуемому предлагают поднимать и опускать его, сгибая и разгибая палец. Изменяя ритм работы, величину груза или то и другое, можно изучить явление утомления, наступающее у человека в разных условиях.

Читайте также:  Активный отдых как средство восстановления организма при утомлении

Кривая, которая при этом получается, называется эргограммой (рис. 3).

Для изучения рабочих движений И. М. Сеченовым был сконструирован специальный эргограф, при помощи которого исследуемый воспроизводил движения, совершаемые при пилке ручной пилой.

Для объяснения утомления было выдвинуто несколько теорий. Одни объясняли утомление тем, что в результате работы энергетические запасы истощились, другие же предполагали, что причиной утомления является засорение мышц продуктами распада. Однако ни одна из выдвинутых теорий не пред ставляла исчерпывающего объяснения явлений утомления. При усиленной работе в мышце действительно образуются продукты распада, в частности молочная кислота, которая в значительной степени влияет на наступление утомления в работающей мышце, происходит расходование энергетических запасов и т. д., но ни один из этих процессов в отдельности не может быть положен в основу объяснения утомления. Все эти теории игнорировали роль нервной системы при наступлении утомления.

Между тем исследованиями И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского и А. А. Ухтомского было показано, что в длительном сохранении работоспособности и в наступлении утомления решающую роль играет центральная нервная система.

Рис. 2 Эргограф, 1 — цилиндр для записи, 2- записывающий рычажок, 3- стойка, 4- держалка для руки, 5 — груз

Наступление утомления мышцы при рефлекторном влиянии в специальном опыте наблюдал Н. Е. Введенский. Этот опыт был поставлен на такой мышце, сокращение которой можно было рефлекторно вызвать раздражением двух разных центростремительных нервов. Раздражением одного из этих нервов достигалось утомление мышцы. Когда становилось очевидным, что мышца утомилась, наносилось раздражение другому центростремительному нерву. На это раздражение мышца отвечала сокращением прежней силы. Отсюда был сделан вывод, что утомление в первую очередь наступает не в мышце, а в центральной нервной системе (нервное волокно практически неутомляемо).

Влияние коры головного мозга было показано в опыте, когда исследуемому, совершающему значительную работу, внушалось, что он выполняет легкую работу; при этом расход энергии уменьшался, хотя интенсивность работы не понижалась.

При совершении же легкой мышечной работы энергетические затраты резко возрастают, если исследуемому внушить, что он выполняет тяжелую физическую работу.

Влияние вегетативной нервной системы, в частности ее симпатического отдела, на утомление было показано советскими учеными Л. А. Орбели и А. Г. Гинецинским.

После того как было вызвано утомление мышцы лягушки, раздражали симпатическую нервную систему и наблюдали восстановление работоспособности мышцы. Раздражение симпатического нерва вызывает изменение обменных процессов, протекающих в мышце, в результате чего наступает восстановление работоспособности.

Таким образом, впервые было доказано влияние вегетативной нервной системы на процессы, которые протекают в скелетной мышце.

Рис 3. Эргограмма

Симпатическая нервная система, играющая, как было описано выше, важную роль, сама находится под непосредственным регулирующим влиянием центральной нервной системы. Любая мышечная деятельность возможна только благодаря координации со стороны центральной нервной системы, куда в свою очередь непрерывно поступает целый ряд импульсов от рецепторов разных органов, принимающих участие в работе.

Широко распространено мнение, что наилучшим способом восстановления работоспособности является полный покой. Однако исследования И. М. Сеченова доказали ошибочность такого представления. Он сравнивал восстановление работоспособности утомленной в результате длительной работы правой руки в условиях полного отдыха, а также в условиях, ко гда левая рука производила определенную работу, т. е. во вре мя активного отдыха. Оказалось, что работоспособность восстанавливается быстрее при активном отдыхе, чем при пассивном.

Предполагается, что поток импульсов, который направляется от работающей руки в центральную нервную систему, действует возбуждающе на утомленные или впавшие в торможение участки центральной нервной системы.

Статья на тему Мышечное утомление

источник

1. Какова возбудимость мышцы в период максимального укорочения? 1) нормальная (исходная); 2) повышенная (экзальтация); 3) пониженная; 4) абсолютная рефрактерность.

2. В какую фазу одиночного мышечного сокращения работает кальциевый насос? 1) латентный период; 2) период укорочения; 3) период расслабления.

3. В какую фазу одиночного мышечного сокращения скелетной мышцы регистрируется пик потенциала действия? 1) латентный период; 2) период укорочения; 3) период расслабления.

4. В какую фазу одиночного мышечного сокращения необходимо действовать током, чтобы вызвать гладкий тетанус? 1) в латентный период; 2) в фазу укорочения; 3) в фазу расслабления.

5. Чем характеризуется сокращение скелетной мышцы? 1) быстрой реакцией на раздражители; 2) пластичностью сокращения; 3) полной зависимостью сокращений от нервных влияний; 4) сокращением мышцы после возбуждения

6. В какую фазу одиночного мышечного сокращения необходимо действовать, чтобы получить зубчатый тетанус? 1) в скрытую фазу; 2) в фазу укорочения; 3) в фазу расслабления.

7. Отреагирует ли мышца на дополнительное раздражение, нанесенное в латентный период сокращения? 1) да; 2) нет.

8. Какова возбудимость мышцы в период расслабления? 1) повышенная; 2) пониженная; 3) нормальная (исходная); 4) абсолютная рефрактерность.

9. Какие ионы включают сокращения мышц? 1) кальций; 2) натрий; 3) калий.

1. Что понимается под пессимумом частоты и силы раздражения? 1) частота выше оптимальной; 2) самые низкие частоты.

2. Какие основные черты сокращения гладкой мышцы? 1) замедленная реакция; 2) пластичность тонуса; 3) низкая возбудимость; 4) быстрая утомляемость; 5) способность сокращаться отдельными участками.

3. Что понимается под нейро-моторной единицей? 1) одна миофибрилла, иннервируемая одним нейроном; 2) один нейрон с иннервируемыми миофибриллами.

4. Какая будет возбудимость мышцы в скрытый период одиночного мышечного сокращения? 1) высокая; 2) без существенных изменений; 3) отсутствует.

5. Какой тетанус у человека в норме? 1) гладкий; 2) зубчатый.

6. Какой белок имеет поперечные мостики? 1) актин; 2) миозин.

7. Характерна ли для деятельности скелетной мышцы суммация сокращений?

9. На какой белок действуют ионы кальция? 1) тропонин; 2) тропомиозин.

1) нервное волокно 2) мышечное волокно 3) нервный центр

При нанесении сильного раздражения мышца не сократилась. О чем это свидетельствует?

Мышца состоит из волокон, волокна из миофибрилл, а последние из миофиламентов. Какие из перечисленных структур укорачиваются во время сокращения?

На мышцу наносили частые раздражения, что привело к возникновению гладкого тетануса. Как изменится сокращение мышцы, если уменьшить частоту раздражений?

После воздействия на мышцу токсического вещества её возбудимость стала прогрессивно снижаться. Как это удалось установить?

При нанесении раздражения на мышцу меняют частоту раздражения. Как будет меняться сокращение мышцы при нанесении раздражения через 0,2 сек., 0,07 сек., 0,04 сек и через 0,01 сек.?

Денервированная гладкая и поперечно-полосатая мышцы функционируют различно. Как объяснить явление?

Как определить изменения возбудимости изолированной мышцы в ходе её утомления, которое вызывают повторными ударами электрического тока?

Чем можно объяснить большую силу мышц туловища по сравнению с мышцами плечевого пояса?

Одна группа мышц удерживает груз на месте больший, чем другая группа мышц. Какая из групп мышц совершает большую работу?

У доярки после непрерывной работы в течение 2-х часов мышцы кистей рук не смогли расслабиться, фаланги пальцев находились в состоянии тонического сокращения. Как называется это явление? Чем оно вызвано?

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.

Читайте также:  Анализ кривой утомления эргограммы

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