Утомление

 

Как показали исследования последних  десятилетий, структуру той или  иной мышцы составляют различные  по функциональным особенностям и организации  деятельности двигательные единицы (ДЕ), которые, как и мышечные волокна, имеют свои функциональные отличия. P. E. Burke (1975) предложил разделить ДЕ исходя из сочетания двух свойств - скорости сокращения и устойчивости к утомлению. Им было выдвинуто четыре типа ДЕ (табл. 1).

 

 

 

Есть мнение (Гидиков А.А., 1975; Козаров Д., Шапков Ю.Т., 1983), что  у человека наиболее надёжно различаются  лишь ДЕ, относящиеся к двум крайним типам - медленные, устойчивые к утомлению (S) и быстрые, быстро утомляемые (FF).

 

В развитии утомления различают  скрытое (преодолеваемое) утомление, при  котором сохраняется высокая  работоспособность, поддерживаемая волевым  усилием.

 

Экономичность двигательной деятельности в этом случае падает, работа выполняется с большими энергетическими  затратами. Это компенсируемая форма  утомления.

 

При дальнейшем выполнении работы развивается некомпенсированное (полное) утомление. Главным признаком этого  состояния является снижение работоспособности. При некомпенсированном утомлении  угнетаются функции надпочечников, снижается активность дыхательных  ферментов, происходит вторичное усиление процессов анаэробного гликолиза (Розенблат В.В., 1975; Моногаров В.Д., 1986).

 

В спортивной практике приобретают  особое значение диагностика и изучение показателей, которые сопровождают и сигнализируют об утомлении.

 

Отличают несколько наиболее общих направлений:

увеличение числа ошибок "как результат расстройства координации  движений";

неспособность к созданию и усвоению новых полезных навыков, расстройство старых ранее приобретённых  навыков;

увеличение энергетических, прежде всего углеводных, трат на единицу  произведённой работы и т.д. (Лектман  Л.Б., 1952;Фарфель B.C., Коц Я.М., 1968; Талышев  Ф.М., 1972).

 

Существуют многочисленные попытки классифицировать утомление. Так, различают четыре основных вида утомления (табл. 2).

 

 

 

 

 

В. Н. Волков (1973) составил классификацию  клинических проявлений утомления (табл. 3).

 

Физиологическая и биохимическая  характеристики стадий утомления даны в ряде работ (Гиппенрейтер B.C., 1962; Горкин М.Я., 1972; Граевская Н.Д., Иоффе Л.А., 1973; Яковлев Н.Н., 1974; Розенблат В.В., 1975; Зимкин Н.В., 1975; Волков В.М., 1977; Сорокин А.П., 1977; Фарфель B.C., 1979; Дудин Н.П., 1982; Дубровский В.И., 1985; Моногаров В.Д., 1986; Платонов В.Н., 1986, 1988; Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Коц Я.М., 1986; Павлова Э.С., 1987; Зотов В.П., 1990; Дубровский В.И., 1991, и др.).

 

В частности, при выполнении физической нагрузки в первой стадии утомления по сравнению с выполнением  таковой в "устойчивом" состоянии  происходят более глубокие сдвиги в  показателях сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

 

Во второй стадии утомления  наблюдается дальнейшее снижение биоэлектрической активности коры большого мозга и  более напряженная деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

 

Третья стадия утомления  характеризуется снижением биоэлектрической активности коры большого мозга (до 22% по сравнению с предыдущими двумя  стадиями утомления) и ухудшением функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

 

В работающих мышцах при утомлении  происходит исчерпание запасов энергетических субстратов (АТФ, КФ, гликоген), накапливаются  продукты распада (молочная кислота, кетоновые  тела) и отмечаются резкие сдвиги внутренней среды организма. При этом нарушается регуляция процессов, связанных  с энергетическим обеспечением мышечного  сокращения, появляются выраженные изменения  в деятельности систем легочного  дыхания и кровообращения (Меньшиков  В.В., Волков Н.И., 1986).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как известно запасы АТФ в  мышцах незначительны, их едва хватает  на 1 с напряженной мышечной работы. Запасов КФ, используемого для  ресинтеза АТФ при работе максимальной интенсивности, хватает всего на 6-8 с (Мищенко B.C., 1990).

 

Снижение скорости ресинтеза  АТФ может явиться причиной наступающего утомления.

В скелетной мышце человека после максимальной кратковременной  работы до отказа концентрация КФ падает почти до нуля, а концентрация АТФ - примерно до 60-70% значения в состоянии  покоя.

 

В состоянии утомления  снижается концентрация АТФ в  нервных клетках и 

нарушается синтез ацетилхолина в синаптических образованиях, в  результате чего нарушается деятельность ЦНС по формированию двигательных импульсов  и передаче их к работающим мышцам;

замедляется скорость переработки  сигналов, поступающих от проприо- и хеморецепторов;

в моторных центрах развивается  охранительное торможение, связанное  с образованием гамма-аминомасляной кислоты (Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Мищенко B.C., 1990).

 

При утомлении в процессе выполнения физических нагрузок угнетается деятельность желез внутренней секреции, что ведёт к уменьшению выработки  гормонов и снижению активности ряда ферментов. Прежде всего, это сказывается  на миофибриллярной АТФ-азе, контролирующей преобразование химической энергии  в механическую работу.

 

При снижении скорости расщепления  АТФ в миофибриллах автоматически  уменьшается и мощность выполняемой  работы. В состоянии утомления  уменьшается активность ферментов  аэробного окисления и нарушается сопряжение реакций окисления с  ресинтезом АТФ. Для поддержания  необходимого уровня АТФ происходит вторичное усиление гликолиза, сопровождающееся за-кислением внутренних сред и нарушением гомеостаза. Усиливающийся катаболизм белковых соединений сопровождается повышением содержания мочевины в крови.

 

Максимальная физическая нагрузка большой длительности приводит организм спортсмена к увеличению продуцирования в мышечных клетках молочной кислоты, диффундирующей затем в крови  и вызывающей изменения кислотно-щелочного  равновесия. Снижение рН внутренней среды  влияет на активность ряда ферментов, которая бывает наивысшей в слабощелочной  среде (рН = 7,35 - 7,40).

 

Снижение рН в процессе физической нагрузки максимальной и  субмаксимальной интенсивности  приводит к уменьшению активности многих ферментов, в частности фосфофруктокиназы, АТФ-азы. У спортсменов величина рН может составлять 6,9 и ниже (после нагрузки высокой интенсивности в течение 40-60 с) (Osnes J.-B., Hermansen L, 1997).

 

Если в прошлые десятилетия  в научно-методической литературе рассматривались  преимущественно локалистические, центрально-нервные или другие гипотезы возникновения утомления, то в последние  годы у специалистов сложилось мнение о многообразии факторов и причин, ставших первопричиной наступления  снижения работоспособности.

 

Тренировочная и соревновательная деятельность спортсмена включает в  себя выполнение упражнений различной  мощности и продолжительности, циклических  и ациклических, и т.д. При этом, естественно, возможно проявление различных механизмов и локализации утомления, показанные в табл. 4 (Коц Я.М., 1986; Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Мищенко B.C., 1990).

 

Научные исследования показали, что важное значение в определении  функционального состояния спортсменов  играют показатели активности симпато-адреналовой системы (САС). Являясь интегральным нейро-гормональным индикатором, характеризующим стрессовую и эмоциональную реакцию спортсменов в ответ на тренировочные и соревновательные нагрузки, эта система играет важнейшую гомеостатическую и адаптационно-трофическую роль в организме.

 

Её можно использовать для оценки текущего состояния, эмоционального напряжения, в предстартовом периоде  и на соревнованиях, развития утомления  и адаптационных процессов в  организме (Кассиль К.Н., 1976; Кассиль  Г.Н., 1978; МищуковМ.С., ГалимовСД., 1980).

 

В исследовании В. В. Мехрикадзе (1985) было показано, что при кратковременной  интенсивной нагрузке(тренировке, направленной на увеличение скорости бега) по сравнению с предтренировочным фоном наблюдалась достоверная активация гормонального и медиаторного звеньев САС. Было отмечено повышенное выделение адреналина (в 3 раза), норадреналина (в 1,5 раза), однако резервные возможности системы, оцениваемые по экскреции ДОФА, существенно не изменялись.

 

При длительной напряженной  тренировочной нагрузке (30-60 с), направленной на совершенствование скоростной выносливости, наблюдалось достоверное увеличение активности звеньев САС. Так, экскреция  адреналина и норадреналина по сравнению  с фоном возрастала почти в 3 раза и дофамина более чем в 2 раза. Такая реакция САС на длительную нагрузку является положительной.

 

Таким образом, у спринтеров при нагрузке скоростной направленности САС преимущественно реагирует  адреналовой реакцией. Это хорошо согласуется с известными представлениями  о том, что адреналин -"гормон тревоги" ответствен за быструю мобилизацию энергетических ресурсов, быстрый переход организма из состояния покоя в состояние повышенной активности (Кассиль Г.Н., 1978).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Несмотря на большое внимание к проблеме утомления, имеющей важное прикладное значение, в том числе  и для достижения высоких спортивных результатов, эта проблема, по мнению многих специалистов, далека от своего окончательного решения.

 

В заключение следует подчеркнуть, что напряженная и длительная физическая нагрузка обязательно сопровождается той или иной степенью утомления, которое, в свою очередь, вызывает процессы восстановления, стимулирует адаптационные  перестройки в организме. Соотношение  утомления и восстановления и  есть, по существу, физиологическая  основа процесса спортивной тренировки.

 

Утомление

 

Автор: mb. Дата: Июль 13, 2011

 

Процесс утомления – это  совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и  организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в конце концов 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 и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

 

Локализация и механизмы  утомление

 

Степень участия тех или  иных физиологических систем в выполнении упражнений разного характера и  мощности неодинакова. В выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы, функциональные возможности которых  определяют способность человека выполнить  данное упражнение на требуемом уровне интенсивности и (или) качества. Степень  загруженности этих систем по отношению  к их максимальным возможностям определяет предельную продолжительность выполнения данного упражнения, т. е. период наступления  состояния утомления. Таким образом, функциональные возможности ведущих  систем не только определяют, но и лимитируют интенсивность и предельную продолжительность  и (или) качество выполнения данного  упражнения.

 

При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления  связано с двумя основными  понятиями. Первое понятие – локализация  утомления, т. е. выделение той ведущей  системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления. 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 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 функций (в частности, 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 запредельного, 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 может быть связано  с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и  желез внутренней секреции. Роль, последних особенно велика при длительных упражнениях (А. А. Виру). 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 ! (периферическое) 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 (рис. 18).