4. Особенности утомления при различных видах мышечной деятельности

При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями.

1. Первое понятие — локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления.

2. Второе понятие – механизмы утомления т.е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.

По локализации утомления можно, 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 циклических упражнений требуемая мощность работы - основной фактор, определяющий характер и последовательность включения различных энергетических процессов, скорость развертывания и размеры включения вегетативных функций, обеспечивающих работу, скорость расходования и время истощения энергетических субстратов. Рассмотрим конкретные механизмы, определяющие работоспособность спортсмена в зависимости от предельного времени работы.

Упражнения, предельная длительность которых менее 10 с. Энергообеспечение работающих мышц при максимальной анаэробной мощности упражнений осуществляется исключительно анаэробным путем, главным образом за счет фосфагенной (АТФ+КрФ) энергетической системы. При столь высокой скорости энерготрат и коротком времени работы АТФ не успевает ресинтезироваться аэробным путем. За такое короткое время ни одна из вегетативных функций (дыхание, кровообращение и др.) не успевает достигнуть возможного максимума, чтобы обеспечить требуемую скорость доставки ки­слорода к работающим мышцам.

При таких упражнениях ЧСС возрастает до 80-90% от максимальной, легочная вентиляция составляет 20-30% от максимальной, запасы АТФ и КрФ снижаются на 20-50%, гликоген тратится в незначительном количестве, концентрация лактата в крови достигает 5-8 ммоль/л и то лишь после оконча­ния работы. Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы в этих упражнениях, являются: способность ЦНС осуществлять эффективную стимуляцию мышц, скоростно-силовые качества нервно-мышечного аппарата, емкость и мощность фосфагенной энергетической системы.

Упражнения, предельная длительность которых находится в диапазоне 10 с - 2-3 мин. При упражнениях субмаксимальной анаэробной мощности запасы КрФ уменьшаются более чем на 90%, а АТФ - на 30-40%. В результате интенсивного анаэробного гликолиза концентрация молочной кислоты в крови может достигать 20-25 ммоль/л, рН крови снижается до 7,0. При продолжительности упражнений, равной 2-3 мин, показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, МОК, легочная вентиляция, скорость потребления кислорода) достигают величин либо близких к максимальным для данного человека, либо максимальных.

Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы при этих упражнениях, являются; снижение запасов КрФ, накопление молочной кислоты, емкость и мощность гликолитической энергетической системы работающих мышц, состояние ЦНС и функциональные свойства нервно-мышечного аппарата.

Упражнения, предельная длительность которых находится в диапазоне 3-15 мин.

Предельная длительность упражнений большой мощности (или максимальной аэробной мощности) не лимитируется уменьшением запасов АТФ, КрФ или гликогена, так содержание КрФ уменьшается примерно до одинаковых величин после упражнений, длящихся 3-5 мин и 10-15 мин, а запасы гликогена снижаются лишь на 20-30%. В случаях, когда продолжительность работы достигает 2-3 мин и более, ЧСС, СО, МОК, ЛВ, VO достигают максимальных для данного спортсмена величин. Концентрация лактата в крови возрастает до 10-25 ммоль/л. Причем, чем больше длительность работы в рассматриваемом диапазоне (3-15 мин), тем меньше концентрация лактата в крови.

Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы при этих упражнениях, являются: функциональные возможности кислородтранспортной системы (в первую очередь состояние сердечно-сосудистой системы и системы крови), возможности мышечных волокон утилизировать кислород, содержание гликогена в мышцах и мощность гликолитической энергетической системы работающих мышц, степень накопления молочной кислоты в сокращающихся мышцах.

Упражнения, предельная длительность которых находится в диапазоне 15-60 мин. При упражнениях такой длительности дистанционное потребление кислорода составляет 80-90% от МПК. Около 90% всей энергии образуется аэробным путем. Окислительному расщеплению в большой степени подвергаются углеводы, а не жиры. ЧСС на протяжении работы составляет 80-90% от максимальной, а легочная вентиляция - 70-80% от максимальной. Концентрация молочной кислоты возрастает весьма значительно (в среднем на уровне порога анаэробного обмена).

Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы при этих упражнениях, являются: возможности кардиореспираторной системы, процент содержания в мышцах медленных волокон, плотность капилляризации мышцы и активность окислительных ферментов, содержание гликогена в мышечных волокнах, степень повышения температуры тела и дегидратации во время работы.

Упражнения, предельная длительность которых находится в диапазоне 60-240 мин. Дистанционное потребление кислорода при такой работе колеблется (в зависимости от ее предельной длительности) от 55 до 80% от индивидуального МПК. ЧСС и ЛВ также далеки от максимальных возможностей и составляют от них лишь 60-80%. Основными энергетическими субстратами служат жиры и в меньшей степени - углеводы. Почти всей энергией работающие мышцы обеспечиваются за счет аэробных процессов.

Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы при этих упражнениях, являются: возможности кардиореспираторной системы, процент содержания в мышцах медленных волокон, плотность капилляризации мышцы и активность окислительных ферментов, содержание гликогена в мышечных волокнах, степень повышения температуры тела и дегидратации во время работы.

Упражнения, предельная длительность которых превышает 240 мин. В упражнениях малой мощности (трудовая и бытовая деятельность, массовая физическая культура, турпоходы и т.д.) потребление кислорода составляет обычно менее 50% от МПК. Показатели деятельности кардиореспираторной системы также не превышает 40-50% от индивидуальных предельных величин. Мышцы обеспечиваются энергией за счет окисления главным образом жиров и в меньшей степени – углеводов.

Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими развитие утомления при работе, продолжающейся более 4 ч, являются: истощение запасов гликогена в мышцах и печени, снижение концентрации глюкозы в крови и уменьшение, таким образом, ее доставки к клеткам нервной системы, ухудшение эффективности терморегуляции, нарушение вводно-солевого баланса.