Тема 9. Утомление и восстановление (лекция 2 часа)

9.1. Определение и основные признаки утомления

Утомление выражается не только в уменьшении совершаемой работы, снижении коэффициента полезного действия (уменьшении количества и снижении качества продукции, снижении эффективности спортивной деятельности), но и в нарушении координации движений, покраснении или побледнении покровов тела, повышении температуры тела, расходовании функциональных резервов адаптации организма. Поскольку работа предшествует и сопровождает утомление, то при нем наблюдается усиленное функционирование сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также системы терморегуляции. Но характерно для утомления не усиление функции этих систем, а недостаточная экономичность.

При утомлении происходит нарушение и в работе скелетной мускулатуры. Страдает координация в сокращениях мышц, в работу вовлекаются дополнительные мышечные единицы, мышцы и мышечные группы, что нарушает двигательную активность и вызывает увеличение обмена и дополнительную нагрузку на вегетативные системы.

На протяжении некоторого времени организм может маскировать развивающееся утомление, включая новые группы мышц, несколько видоизменяя движения (укорачивая длину шага и увеличивая частоту шагов и т.д.), но сохраняя работоспособность. Поэтому можно говорить о скрытом утомлении, когда оно может быть замаскировано изменением двигательной активности, и о явном утомлении, когда организм скрыть его уже не может и работоспособность, эффективность труда падает.

Утомление, особенно некомпенсируемое, начинает проявляться тогда, когда организм начинает исчерпывать физиологические резервы.

Субъективно ощущение сдвигов в организме, лежащих в основе утомления, воспринимается как усталость. В спортивной деятельности, где не всегда могут быть использованы приборы для оценки состояния утомления, чувство усталости является очень важным источником о состоянии организма, необходимым для правильного выбора тактики действия спортсмена.

Биологически усталость является субъективным сигналом утомления, тех сдвигов гомеостаза, которые произошли в организме. Усталость предупреждает об опасности дальнейшей работы для организма.

Утомление ярко выражено у высших животных, которые прекращают активную двигательную активность тогда, когда у организма еще есть значительные резервы, которые в случае жизненной необходимости могут быть мобилизованы. У низших животных явления утомления отсутствуют или очень слабо выражены. Такие животные могут проявлять свою двигательную активность до предела своих возможностей, а затем совершенно беззащитны в течение часов и суток.

В сохранении жизненно важных резервов и заключается биологическая роль утомления, усталости. Вместе с тем, преодоление системами организма сдвигов, характерных для утомления, способствует развитию его работоспособности и выносливости.

9.2. Центральные и периферические механизмы утомления

Сдвиги во внутренней среде организма при мышечной деятельности обусловлены химическими изменениями в мышцах и нервных клетках, но вклад первых значительно больше, так как они работают менее экономично и количественно (по массе) их во много раз больше. Появление продуктов обмена в крови вызывает ряд сдвигов в функции вегетативных систем и неработающих органов, в том числе и центральной нервной системе, в эндокринных органах, направленных на устранение происшедших сдвигов.

Наличие значительных сдвигов в обмене при утомлении было известно давно, с этим связано и возникновение таких теорий утомления, как теория истощения энергетических ресурсов, теория засорения мышц продуктами обмена, теория отравления кенотоксина, теория задушения мышц в результате недостатка кислорода. В противоположность этим теориям И.М. Сеченов (1903) выдвинул свою центрально-нервную теорию утомления. В последующем отечественная наука развивалась преимущественно в русле этой теории. Однако и в настоящее время есть сторонники и центрального и периферического механизма утомления. Наличие большого числа теорий говорит о том, что нет одной хорошей.

Поскольку главным проявлением утомления является снижение работоспособности и появление усталости, то можно говорить о многообразии причин (полипричинности, поликаузальности), вызывающих снижение работоспособности.

9.3. Утомление при разных видах мышечной деятельности

В развитии утомления при мышечной деятельности разной структуры и мощности ведущими являются разные физиолого-биохимические факторы.

При статической работе утомление возникает в результате непрерывного "бомбардирования" нервных центров импульсами, идущими от проприорецепторов мышц, сухожилий и связок. В основном утомление локализуется в центральной нервной системе и в самом двигательном аппарате. Причины возникновения утомления при динамической работе различны в зависимости от мощности и продолжительности мышечной деятельности. При работе максимальной мощности источник утомления лежит в нервно-мышечном аппарате, других изменений произойти не успевает, при этом сдвиги происходят внутри клеток. Исчерпываются резервы компенсации сдвигов, возникающих при возбуждении клеток, при взаимодействии между клетками (остаточная деполяризация – парабиотическое торможение). Снижается уровень содержания АТФ и КрФ (возникает алактатный кислородный долг).

При физической работе субмаксимальной мощности возникает большой кислородный долг, наблюдается снижение рН крови. Кровь "наводняется" продуктами обмена, что нервным и гуморальным путем влияет на работу работающих и не работающих органов. Утомление в этом случае связано с исчерпанием механизмов компенсации острых сдвигов во внутренней среде организма.

При работе большой мощности основным фактором утомления выступает возникновение дискоординации соматических и вегетативных функций. Утомление связано с предельным напряжением кардиореспираторной системы, исчерпанием ее физиологических резервов и резервов компенсации сдвигов рН и температуры тела.

При работе умеренной мощности утомление по преимуществу связано с израсходованием доступных быстрой мобилизации энергетических ресурсов, с воздействием гипогликемии на ЦНС, исчерпанием резервов кортикостероидов и резервов системы терморегуляции (обезвоживание). При этой работе наблюдается расход резервов всех уровней (клеточного, тканевого, органного и системного).

Из-за многопричинности развития состояния утомления в настоящее время нет основания отдавать преимущество ни центральной, ни периферической теориям утомления. Нарушение функции центральной нервной системы в любой ситуации ведет к нарушению координации как двигательных, так и вегетативных актов, что усугубляет ситуацию. Иными словами, центральная нервная система как регулятор вовлекается всегда, и, если его работа нарушена, усугубляется неблагополучная ситуация.

При кумуляции симптомов утомления оно может переходить в переутомление – состояние, которое можно рассматривать как своеобразную форму невроза. Объективным признаком переутомления выступает резкое снижение спортивной работоспособности. При возникновении переутомления тренировки должны быть прекращены.

9.4. Восстановительные процессы

Сдвиги, возникшие при работе и явившиеся причиной утомления, после окончания работы постепенно исчезают – наблюдаются восстановительные процессы. Работоспособность восстанавливается до исходного уровня, а затем она повышается (гипервосстановление), с постепенным возвращением к норме. Процесс протекания восстановления зависит от объема и интенсивности проделанной работы и уровня тренированности организма, причем повторные нагрузки выгодно давать в фазу гипервосстановления и не выгодно в фазу полного восстановления. При повторных нагрузках в фазу недовосстановления тренируется выносливость, но можно получить и истощение организма. Восстановление вегетативных функций после работы происходит не одновременно. Быстрее всего устраняется кислородный долг, но молочная кислота снижается в крови медленно, гипервентиляция и усиленный обмен может наблюдаться продолжительное время. Обмен может быть повышенным до двух суток.

Вслед за дыханием нормализуется сердечная деятельность. Быстрее всего восстанавливается частота сердечных сокращений, затем ударный и минутный объем крови и кровяное давление, которое может снижаться на более или менее длительное время в связи с расширением сосудов работавших мышц. Эти сдвиги могут продолжаться часами. Еще более медленно восстанавливается водный баланс и состав крови.

Механизмами восстановительных сдвигов являются рефлексы (безусловные и условные) с интерорецепторов, возбуждаемых сдвигами во внутренней среде организма, и механизмы гуморальных обратных связей. Рефлекторные механизмы регулируют главным образом восстановление внутренней среды через функцию кардиореспираторной системы. Гуморальные механизмы обеспечивают главным образом восстановление водно-солевого и энергетического обмена.

Все восстановительные сдвиги могут быть разделены на

1) текущие,

2) немедленные, непосредственно следующие за работой,

3) запаздывающие, которые могут продолжаться многие часы и сутки.

Первые связаны с восстановлением резервов первой очереди, а вторые – второй. У молодых людей восстановление происходит быстрее, чем у пожилых, быстрее происходит восстановление и у тренированных по сравнению с нетренированными.

Как все системы с обратной связью системы восстановления обязательно обеспечивают перерегулирование, перевосстановление, что является одной из основ тренировки организма, роста его силы и выносливости.

Восстановительные процессы в организме могут быть ускорены за счет снабжения организма водой, солями, легко усваиваемыми энергетическими веществами, за счет усиления кровообращения и лимфообращения в работающих органах (массаж, водные процедуры), за счет приема специальных препаратов, усиливающих окислительное фосфорилирование и другие процессы.

Для восстановления нужно время, которое может быть занято активным или пассивным отдыхом. Активный отдых облегчает восстановление за счет индукционных отношений мышц-антагонистов, за счет усиления кровообращения и дыхания, а также за счет положительных эмоций, тонизирующих центральную нервную систему. Активный отдых очень полезен при работе средней тяжести и вреден при тяжелой, истощающей работе.

Средства восстановления могут быть разделены на три группы:

1) педагогические;

2) медико-биологические;

3. психологические.