Физиологические проявления и стадии развития утомления при физической работе.

Утомление является важнейшей проблемой физиологии спорта и одним из наиболее актуальных вопросов медико-биологи­ческой оценки тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов. С физиологической точки зрения утом­ление является функциональным состоянием организма, вызван­ным умственной или физической работой, при котором могут на­блюдаться временное снижение работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения усталости. Выделяют два ос­новных вида утомления – физическое и умственное.

Работоспособность может снизиться вследствие пребывания челове­ка в неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность воздуха, пониженное парциальное давление кислорода во вдыхае­мом воздухе и др.). С другой стороны, длительная работа с умерен­ным напряжением может протекать на фоне выраженного утомле­ния, но без снижения производительности. При утомлении работоспо­собность снижается временно, она быстро восстанавливается при ежедневном обычном отдыхе. Т.О. утомление можно рассматри­вать как естественное нормальное функциональное состояние организма в процессе труда.

В начальной стадии утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели отличаются неустойчи­востью и разнонаправленнымхарактером изменений, однако их ко­лебания не выходят за пределы физиологических нор­мативов. При хроническом утомлении, и особенно переутомлении, имеет место однонаправленное значительное ухудшение всех функ­циональных показателей организма.

Процесс утомления характеризуется и еще одним признаком — субъективным симптомом, усталостью (тяжесть в голове, конечно­стях, общая слабость, разбитость, вялость, недомогание и т. д.).

Поэтому для констатации утомления в каждом виде работы целесообразно использовать особый набор пря­мых и косвенных показателей, адекватный для данного вида труда.

Мышечная работа связана с вовлечением в деятельность многих органов и формированием в организме специальной функциональ­ной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека. Поэтому на снижение работоспособности влияет возник­новение функциональных изменений и в нервной системе, и в других рабочих звеньях – скелетных мышцах, органах дыха­ния, кровообращения, системе крови, железах внутренней секреции и др. Таким образом, согласно современным представлениям о физи­ческом утомлении, оно связано, во-первых, с развитием функциональ­ных изменений во многих органах и системах, во-вторых, с различным сочетанием деятельности органов и систем, ухудшение функций ко­торых наблюдается при том или ином виде физических упражнений. В зависимости от характера работы, ее напряженности и про­должительности ведущая роль в развитии утомления может принад­лежать различным функциональным системам.

Утомление, являясь нормальной физиологической реакцией организма на работу, с одной стороны служит очень важным для работающего человека фактором, так как препятствует крайне­му истощению организма, переходу его в патологическое состояние, являясь сигналим необходимости прекратить работу и перейти к отдыху. Наряду с этим, утомление играет существенную роль, спо­собствуя тренировке функций организма, их совершенствованию и развитию. С другой стороны, утомление ведет к снижению работос­пособности спортсменов, к неэкономичному расходованию энергии и уменьшению функциональных резервов организма. Эта сторона утом­ления является невыгодной, нарушающей длительное выполнение спортивных нагрузок.

5.2. Факторы утомления при различ­ных видах спортивных упражнений.

Основным фактором, вызывающим утомление, является физи­ческая или умственная нагрузка. Зависимость между величиной нагрузки и степе­нью утомления почти всегда бывает линейной, то есть чем больше нагрузка, тем более выраженным и ранним является утомление. По­мимо абсолютной величины нагрузки, на характере развития утом­ления сказывается еще и ряд ее особенностей, среди которых следует выделить: статический или динамический характер нагрузки, посто­янный или периодический ее характер и интенсивность нагрузки.

Наряду с основным фактором (рабочей нагрузкой), ведущим к утомлению, существует ряд дополнительных или способствующих факторов. Эти факторы сами по себе не ведут к развитию утомления, однако, сочетаясь с действием основного, способствуют более ранне­му и выраженному наступлению утомления. К числу дополнитель­ных факторов можно отнести: факторы внешней среды (температура, влажность, газовый со­став, барометрическое давление и др.); факторы, связанные с нарушением режимов труда и отдыха; факторы, обусловленные изменением привычных суточных биоритмов, и выключение сенсорных раздражений; социальные факторы, мотивация, взаимоотношения в коман­де и др.

Субъективные и объективные признаки утомления весьма много­образны, и их выраженность в значительной мере зависит от характера выполняемых упражнений и психофизиологических особенностей человека. К субъективным признакам утомления относится чув­ство усталости, общее или локальное. При этом появляются боли и чувство онемения в конечностях, пояснице, мышцах спины и шеи, желание прекратить работу или изменить ее ритм и др.

Еще более разнообразными являются объективные признаки. При любом виде утомления детальное обследование может обнаружить изменения в характере функционирования любой системы организ­ма, начиная от двигательной, сердечно-сосудистой и центральной нервной системы и кончая такими, казалось бы, не связанными с непосредственной работой системами, как пищеварительная и выде­лительная.

При утомлении со стороны центральной нервной системы отмеча­ются нарушение межцентральных взаимосвязей в коре головного мозга, ослабление условно-рефлекторных реакций, неравномер­ность сухожильных рефлексов, а при переутомлении — развитие не-врозоподобных состояний.

Изменения сердечно-сосудистойсистемы характеризуются тахи­кардией, лабильностью артериального давления, неадекватными ре­акциями на дозированную физическую нагрузку, некоторыми элек­трокардиографическими сдвигами. Кроме того, снижается насыще­ние артериальной крови кислородом, учащается дыхание и ухудша­ется легочная вентиляция, которая при переутомлении может существенно уменьшаться.

В крови снижается количество эритроцитов и гемоглобина, отме­чается лейкоцитоз, несколько угнетается фагоцитарная активность лейкоцитов и уменьшается количество тромбоцитов. При переутом­лении иногда отмечают болезненность и увеличение печени, нару­шение белкового и углеводного обмена.

Однако все эти изменения не возникают одновременно и не раз­виваются в одном и том же направлении. Их динамика определяется рядом закономерностей, и лишь обнаружив эти закономерности, можно не только понять ход развития утомления, но и дать правиль­ную оценку состоянию человека и активно противодействовать раз­вивающемуся утомлению.

Изменения возникают в первую очередь в тех органах и системах, которые непосредственно осуществляют выполнение спортивной де­ятельности. При физической работе – это мышечная система и дви­гательный анализатор. Одновременно изменения могут появляться в тех системах и органах, которые обеспечивают функционирование этих основных работающих систем – дыхательной, сердечно-сосу­дистой, крови и др. С другой стороны, может быть и такое положе­ние, когда уже имеет место снижение функций организма (основных и обеспечивающих систем), а спортивная работоспособность еще со­храняется на высоком уровне. Это зависит от морально-волевых ка­честв спортсмена, мотивации и др.

Ведущее значение в развитии явлений утомле­ния имеет центральная нервная система, обеспечивающая интегра­цию всех систем организма, регуляцию и приспособление этих сис­тем во время работы. Возникшие в процессе утомления изменения функционального состояния центральной нервной системы отража­ют, таким образом, двойственный процесс – изменения, связанные с перестройкой функционирования регулируемых систем, и сдвиги, возникающие в связи с процессом утомления в самих нервных структурах.

Утомление динамично по своей сущности и в своем развитии име­ет несколько последовательно возникающих признаков. Первым признаком возникновения утомления при физической работе является нарушение автоматичности рабочих движений. Второй признак, ко­торый наиболее четко может быть установлен – это нарушение коор­динации движений. Третий признак – значительное напряжение веге­тативных функций при одновременном падении производительности работы, а затем и нарушение самого вегетативного компонента. При выраженных степенях утомления новые мало усвоенные двигатель­ные навыки могут угаснуть полностью.

При выполнении циклической работы максимальной мощности основной причиной снижения работоспособности и развития утом­ления является уменьшение подвижности основных нервных процессов в ЦНСс преобладанием торможения вследствие большого потока эфферентной импульсации от нервных центров к мышцам и аффе­рентных импульсов от работающих мышц к центрам. Разрушается рабочая система взаимосвязанной активности корковых нейронов. Кроме того, в нейронах падает уровень содержания АТФи креатин-фосфата. Существенное значе­ние в развитии утомления при этом имеет изменение функциональ­ного состояния самих мышц, снижение их возбудимости, лабильно­сти и скорости расслабления.

При циклической работе субмаксимальной мощности ведущими причинами утомления являются угнетение деятельности нервных центров и изменения внутренней среды организма. Причина этого – большой недостаток кислорода, вследствие которого развивается гипоксемия, снижается рН крови, в 20-25 раз увеличивается содержа­ние молочной кислоты в крови. Кислородный долг достигает макси­мальных величин – 20-22 л. Недоокисленные продукты обмена ве­ществ, всасываясь в кровь, ухудшают деятельность нервных клеток. Напряженная деятельность нервных центров осуществляется на фоне кислородной недостаточности, что и приводит к быстрому раз­витию утомления.

Циклическая работа большой мощности приводит к развитию утомления вследствие дискоординации моторных и вегетативных функций. На протяжении нескольких десятков минут должна под­держиваться весьма напряженная работа сердечно-сосудистой и дыхательной систем для обеспечения интенсивно работающего орга­низма необходимым количеством кислорода. При этой работе кис­лородный запрос несколько превышает потребление кислорода и кислородный долг достигает 12-15 л. Суммарный расход энергии при такой работе очень велик, что приводит к некоторому ее снижению глюко­зы в крови. Происходит также уменьшение в крови гормонов некоторых желез внутренней секреции (гипофиза, надпочечников).

Длительность выполнения циклической работы умеренной мощно­сти приводит к развитию охранительного торможения в ЦНС, ис­тощению энергоресурсов, напряжению функций кислородтранспортной системы, желез внутренней системы и изменению обмена ве­ществ. В организме снижаются запасы гликогена, что ведет к умень­шению содержания глюкозы в крови.Значительная потеря организмом воды и солей, изменение их количественного соотношения, наруше­ние терморегуляции также ведут к понижению работоспособности и возникновению утомления у спортсменов. В механизме развития утомления при длительной физической работе могут играть опреде­ленную роль изменения белкового обмена и снижение функций же­лез внутренней секреции. Угнетение деятельности этих центров приводит к снижению эффективности регуляции движений и нарушению их координации. При длительном выполнении работы в разных климатических условиях развитие утомления, кроме того, может быть ускорено нарушением терморегуляции.

При различных видах ациклических движений механизмы разви­тия утомления также неодинаковы. В частности, при выполнении ситуационных упражнений, при разных формах работы переменной мощности большие нагрузки испытывают высшие отделы головного мозга и сенсорные системы, так как спортсменам необходимо посто­янно анализировать изменяющуюся ситуацию, программировать свои действия и осуществлять переключение темпа и структуры дви­жений, что и приводит к развитию утомления. В некоторых видах спорта (например, футбол) существенная роль принадлежит недоста­точности кислородного обеспечения и развитию кислородного дол­га. При выполнении гимнастических упражнений и в единоборствах утомление развивается вследствие ухудшения пропускной способнос­ти мозга и снижения функционального состояния мышц (уменьшается их сила и возбудимость, снижается скорость сокращения и расслаб­ления). При статической работе основными причинами утомления являются непрерывное напряжение нервных центров и мышц, выключение деятельности менее устойчивых мышечных волокон и боль­шой поток афферентных и эфферентных импульсов между мышца­ми и моторными центрами.