Проміжні продукти метаболізму та стомлення

Багато вчених вважають, що головною причиною стомлення та виснаження при усіх видах фізичних навантажень є молочна кислота. Молочна кислота акумулюється у м'язовому волокні тільки під час короткочасного м'язового зусилля високої інтенсивності. У марафонців, наприклад, рівні її після забігу можуть бути майже такими, як у стані спокою, незважаючи на крайній ступінь стомлення. Як уже відмічалося, виникнення стомлення у марафонців зумовлене недостатнім енергетичним забезпеченням, а не надлишком молочної кислоти.

У спринтерів (бігунів, плавців, велосипедистів) під час змагань спостерігається швидка акумуляція молочної кислоти. Однак наявність молочної кислоти сама по собі не є причиною стомлення. Якщо вона не виводиться, то розщеплюється, перетворюючись на лактат, і веде до акумуляції йонів водню, що, у свою чергу, призводить до підкиснення м'язів і насамкінець — до ацидозу.

Результати у видах спорту короткої тривалості та високої інтенсивності м'язової діяльності такі, як біг і плавання на спринтерські дистанції, багато у чому залежать від інтенсивності гліколізу. У спортсменів, які займаються цими видами спорту, утворюється велика кількість лактату та Н⁺ у м'язах. На щастя, клітини та рідини організму мають буферні системи, такі, як бікарбонат, котрі зводять до мінімуму негативний вплив Н⁺. Якщо б не було таких буферів, то Н⁺ призвів би до зниження рН до 1,5 та порушення життєдіяльності клітини. Завдяки буферним системам організму концентрації Н⁺ залишаються невисокими навіть під час виснажливих фізичних навантажень. Тому м'язовий рН знижується від показника, характерного для стану спокою — 7,1 до 6,6-6,4 у стані виснаження.

Однак подібні змінення рН негативно впливають на утворення енергії та м'язові скорочення. Внутрішньоклітинний рН нижчий за 6,9 гальмує дію важливих глюколітичних ферментів, що сповільнює інтенсивність гліколізу та утворення АТФ. При рН 6,4 вплив Н⁺ припиняє подальше розщеплення глікогену, викликаючи різке зниження рівня АТФ і насамкінець — стомлення. Окрім того, Н⁺ може витісняти Са²⁺ з волокон, втручаючись у процес сполучення поперечних містків актину та міозину і знижуючи скоротливу здатність м'язів. Багато учених вважають, що низький м'язовий рН є головним чинником, котрий лімітує м'язову діяльність, а також основною причиною виникнення стомлення під час короткочасних максимальних фізичних навантажень.

Відновлення після виснажливого фізичного навантаження спринтерського характеру рівня м'язового рН відбувається протягом 30-35 хв. Навіть при відновленому рівні рН концентрації лактату у крові та м'язах можуть залишатися підвищеними. Однак спортсмен може продовжувати виконувати вправу з відносно високою інтенсивністю навіть при показникові м'язового рН нижче за 7,0 та рівні лактату крові вище за 6-7 ммоль/л, тобто такому, що у 4-5 разів перевищує рівень у стані спокою.

Нервово – м’язове стомлення

До цього часу ми розглядали у межах м'язів чинники, котрі можуть бути причиною виникнення стомлення. Однак ряд даних вказує, що за певних обставин стомлення може виникати внаслідок нездатності активувати м'язові волокна, що є функцією нервової системи. Нервовий імпульс передається по кінцевій пластинці рухового нерва до м'яза, щоб активувати м'язову мембрану та змусити саркоплазматичний ретикулум виділяти кальцій. У свою чергу, кальцій, з'єднуючись із тропоніном, ініціює м'язове скорочення.

Стомлення може виникнути на кінцевій пластинці рухового нерва м'яза, запобігаючи передачі нервового імпульсу до мембрани м'язового волокна. Вона може бути пов'язана з одним або кількома такими процесами:

• виділенням або синтезом ацетилхоліну — нейромедіатора, що переключає нервовий імпульс з рухового нерва на мембрану м'яза, кількість котрого може бути знижена;

• холінестераза — фермент, що розщеплює ацетилхолін після того, як той переключив імпульс, може стати гіперактивною, запобігаючи утворенню достатньої концентрації ацетилхоліну для ініціації потенціалу дії;

• активність холінестерази може знизитися (гіпоактивність), внаслідок чого відбудеться надмірне накопичення ацетилхоліну, що паралізує волокно;

• може підвищитися поріг збудження мембрани м'язового волокна;

• деякі субстанції можуть стати на боротьбу з ацетилхоліном за рецептори на мембрані, не активуючи її;

• калій може покинути внутрішньоклітинний простір скоротного м'яза, знижуючи наполовину потенціал мембрани.

Важлива роль при втомі належить процесам, що ЦНС. Діяльність ЦНС, як і інших систем організму, може погіршуватися, як первинно, так і вторинно.

При розумовій роботі, при важких для спортсмена ситуаціях, при боязні суперника і в деяких інших випадках зміни діяльності нервової системи є первинним факторам, що викликає втому. Вторинна діяльність нервової системи пригнічується при збільшенні в крові вмісту недоокисленних продуктів обміну речовин, гіпоксії, гіпоглікемії, змін вмісту гормонів в крові тощо. В результат погіршуються програмування та координація рухових та вегетативних функцій, що призводить до зниження продуктивності роботи спортсмена та виникнення відчуття втоми.

Кожна клітина, кожен орган володіє здатність в відомій мірі протидіяти втомі. Але особлива роль в цьому відношенні належить нервовій системі, яка, програмуючи та координуючи всі рухові та вегетативні функції, може варіювати форми координації. Замінюючи в роботі втомлені клітини та органи не втомленими або менш втомленими, підвищуючи ступінь мобілізації ресурсів в працюючих органах та тканинах тощо. Внаслідок цього значно віддаляється момент виникнення втоми та зниження працездатності.