Физиологическая характеристика статистических усилий. Механизмы утомления. Феномен Линдгарда при статических напряжениях.
Статистическое усилие (напряжение) характеризуется непрерывным изометрическим типом мышечного сокращения с развитием степени мышечного напряжения более 30% от максимальной производной статистической силы. При меньшей степени изометрического сокращения мышц значительно увеличивается продолжительность держания статического усилия. Внешняя работа равна нулю, но возможно определять статистическую работоспособность как произведение величины напряжения мышц на время его удержания. Максимальные статистические усилия длятся не более 1-2 с, а поддержание обычной рабочей позы – несколько часов.
Статическое усилие при занятиях физической культурой и спортом обычно представляет собой отдельные фразы тяжелоатлетических, гимнастических упражнений и движений в других видах спорта (борьба, хоккей с шайбой и другие например, для проявления большой силы необходимо) натуживание – состояние, характеризующееся повышением внутригрудного и внутрибрюшного давления при задержке дыхания и способствующее повышению устойчивости тела из-за значительного напряжения мышц туловища и конечностей. Сильное сокращение мышц выдоха (главным образом мышц передней брюшной стенки) вызывает сжатие органов брюшной полости их давление на диафрагму, что при закрытой голосовой щели гортани повышает давление в грудной клетке, и оно может стать на 100 мм рт. ст. выше атмосферного. В результате вышеописанного затрудняется приток крови из полых вен в правое сердце, а из-за сжатия легочных капилляров – в левое сердце. Внешними проявлениями повышения венозного давления в периферических венах являются покраснение лица и расширение шейных вен. Во время натуживания уменьшается минутный объем кровотока, снижается систолическое и повышается диастолическое давление, а после его окончания из-за увеличенного кровонаполнения желудочков сердца систолическое давление резко возрастает, а диастолическое падает. Развивающееся недостаточное кровоснабжение мозга может вызвать головокружение и потерю сознания, а затруднение венозного оттока из полости черепа и повышение внутричерепного давления создает угрозу кровоизлияния в мозг (особенно у лиц пожилого возраста).
Механизм энергообразования анаэробный, кислородный запрос составляет 3-4 л/мин, но часто не удовлетворяются во время выполнения усилия из-за неглубокого дыхания или натуживания, последнее наиболее выражено у менее квалифицированных спортсменов. Кислородный долг может достигать 4-5 л.
Кровообращение в мышцах затруднено из-за сдавливания кровеносных сосудов. Неадекватность кровотока уже возникает, если сила сокращения мышц превышает 5-8% от максимальной произвольной статистической силы. Частота сердечных сокращений существенно возрастает в конце усилия, что является компенсаторной реакцией на уменьшение систолического объема. Повышение артериального давления обычно способствует проталкиванию крови через сосуды сокращающихся мышц, а отсутствие такого повышения рассматривается как признаки срыва регуляции кровообращения или недостаточности миокарда.
Энергозатраты при статистических усилиях значительно меньше, чем при динамической работе, так как основной источник энергии – анаэробные процессы, возможности которых ограничены.
Утомление при статистических усилиях наступает быстрее, чем при динамических упражнениях. Во-первых, нарушение обменных процессов в работающих мышцах и накопление кислых продуктов катаболизма являются основными факторами, вызывающими утомление (Д. Линдгард). Во-вторых, поток афферентных импульсов с проприорецепторов скелетных мышц вызывает постоянный процесс возбуждения в нервных центрах коры головного мозга, что нарушает ее системную деятельность и ведет к срыву работы управляющих отделов НЦС. В-третьих, уменьшение минутного объема кровотока из-за натуживания при глобальных статистических усилиях угнетает мозговой кровоток.
Восстановление после статистических усилий обычно непродолжительное, и для него характерен феномен Д. Линдгарда (1920) – послерабочее усиление деятельности висцеральных систем (на 1-2 минутах восстановительного периода значительно усиливается деятельность систем дыхания и кровообращения по сравнению с рабочим периодом). Увеличение частоты дыхания и дыхательного объема сопровождается увеличением систематического объема сердца, усилением кровотока в работающих скелетах мышцах.
Его механизм Д. Линдгард объяснял следующим образом. Сжатие кровеносных сосудов напряженными мышцами уменьшает их кровоснабжение, в результате чего возможность попадания недоокисленных продуктов метаболизма в кровь снижается, и недостаточно удовлетворение кислпродного запроса. Мышцы работаю в анаэробных условиях, и происходит накопление большого количества молочной и угольной кислот. По окончании статического усилия продукты анаэробного обмена поступают в кровь, стимулируя деятельность систем дыхания и кровообращения.
При тренировке выносливости к статистическим усилиям развивается способность депонировать кровь в капиллярно-венозной части малого круга кровообращения, благодаря этому сохраняется или даже повышается величина систолического объема в момент выполнения статистического усилия, что сохраняет минутный объем кровообращения и устраняет его послерабочее усиление. Все это свидетельствует о высоких возможностях сердечно-сосудистой системы тренирующегося спортсмена.