Характеристика состояния организма при физической деятельности

Перед выполнением работы проводят, для более полной мобилизации возможностей организма, подготовительные упражнения, называемые разминкой. Однако она не может сразу же после начала работы обеспечить мобилизацию всех необходимых функций организма и увеличить работоспособность до требуемого уровня. В начале работы происходит постепенное повышение работоспособности организма. Этот начальный период работы называется периодом врабатывания. После окончания врабатывания, при длительной работе наступает устойчивое состояние. Физическая работа обычно сопровождается утомлением. Оно характеризуется снижением функциональных возможностей организма. После работы происходит пополнение энергетических запасов в организме и восстановление его функционального состояния. Послерабочий период называется восстановительным. Все вышеперечисленные процессы можно наблюдать при любой физической работе.

Функциональная активность организма человека ритмически изменяется через определенные периоды. Ритмы функционирования организма получили название биологических ритмов.

Одним из основных факторов, лежащих в основе формирования биологических ритмов, является режим труда и отдыха. Этот режим может изменяться в связи с особенностями производственной деятельности (ночные смены, дежурства и пр.) или при сдвиге по фазе светлого и темного времени суток (перемещение на несколько часовых поясов по географической долготе). Эти изменения могут приводить к временному снижению работоспособности, а иногда и к появлению недомогания. Это объясняется нарушением координации в работе отдельных органов и систем организма. Люди, подготовленные к частым сменам режима труда и отдыха (летчики, машинисты), адаптируются к новым условиям жизни быстрее.

В течение суток двигательные возможности человека возрастают и снижаются в полном соответствии с биологическим ритмом.

Высокая работоспособность обеспечивается только в том случае, когда жизненный ритм правильно согласуется со свойственными организму биологическими ритмами его психофизиологических функций. Поэтому периодические изменения работоспособности на протяжении дневного времени необходимо учитывать, при планировании объема и интенсивности нагрузок, для повышения эффективности тренировочного процесса. Чем точнее совпадет время тренировочного занятия с подъемом жизненно важных функций организма, тем продуктивнее будет работа.

Врабатывание - постепенное повышение работоспособности организма при работе. Оно обусловлено усилением деятельности физиологических систем, принимающих участие в работе. Чем быстрее заканчивается врабатывание, тем выше производительность работы.

Врабатывание следует рассматривать как адаптацию организма к более высокому уровню деятельности. Работоспособность при выполнении физических упражнений нарастает постепенно. В начале напряженной работы в центрах некоторых функций возникает торможение. Тормозная фаза, характерная для начала врабатывания, сменяется возбуждением, обеспечивающим повышение работоспособности. Торможение в начале работы выражено тем резче, чем труднее и непривычнее работа. С развитием тренированности тормозная фаза укорачивается.

Различные системы организма настраиваются на рабочий уровень в разное время. Двигательный аппарат настраивается быстрее, чем вегетативные системы (работа отдельных внутренних органов). Сердечный ритм учащается уже на первых секундах работы и достигает максимума к окончанию первой минуты. Артериальное давление начинает повышаться в самом начале работы. Врабатывание дыхательных функций происходит в течение нескольких минут. Поэтому в начале работы потребность организма в кислороде не удовлетворяется, в связи с чем образуется кислородный долг.

При спортивной деятельности период врабатывания может иметь разную длительность. Это зависит от характера выполняемой работы, степени тренированности, индивидуальных особенностей и функционального состояния в день работы. При скоростной работе врабатывание заканчивается через несколько секунд после её начала, при более длительной - через несколько минут. Врабатывание происходит медленнее при сложных по координации движениях. Укорочению этого процесса способствует правильно организованная разминка.

Устойчивое состояние, возникающее после окончания врабатывания, наблюдается при работе, продолжающейся не менее 4-6 мин. Потребление кислорода при этом стабилизируется. Деятельность других органов и систем также устанавливается на относительно постоянном уровне.

Различают истинное и кажущееся устойчивое состояние. Первое возникает при работе умеренной мощности, второе - при работе большой мощности.

Истинное устойчивое состояние характеризуется высокой согласованностью функций двигательной и вегетативной систем. Для поддержания устойчивого состояния при длительной работе необходима мобилизация всех систем организма. Минутный объём крови, легочная вентиляция и потребление кислорода достигают величин, Необходимых для данной работы, и удерживаются на этом уровне. Молочная кислота накапливается в мышцах и почти не попадает в кровь, что обеспечивает сохранение кислотно-щелочного равновесия.

При кажущемся устойчивом состоянии деятельность дыхательного аппарата и сердца приближаются к уровню, необходимому для обеспечения выполняемой работы. Однако кислородная потребность полностью не удовлетворяется, и в каждый момент работы постепенно нарастает кислородный долг. Частота сердечных сокращений и минутный объём крови близки к предельным величинам. Кислородная недостаточность ведет к усилению анаэробных процессов. В результате в мышцах, а затем и в крови нарастает концентрация молочной кислоты. Внутренние органы, работая в режиме близком к пределу, не могут полностью обеспечить кислородную потребность. О наличии устойчивого состояния в этих случаях говорят лишь потому, что потребление кислорода, постепенно нарастая в периоде врабатывания, достигает определенного уровня, который сохраняется в течение длительного времени (до 20-30 мин.).

Стабилизация физиологических процессов, наступающая при повторной работе, также является своеобразным «устойчивым состоянием». ЧСС, легочная вентиляция, потребление кислорода и другие физиологические показатели сначала нарастают при каждой последующей работе, затем период врабатывания заканчивается, и дальнейшее повторение работы осуществляется при относительном постоянстве физиологических функций.

Напряженная работа не может продолжаться длительное время. Через несколько минут после начала, а при работе максимальной интенсивности через несколько секунд, в организме наступают изменения иногда вынуждающие его прекратить мышечную деятельность. Эти изменения обусловлены несоответствием между интенсивной деятельностью и функциональными возможностями вегетативных систем организма, обеспечивающих доставку кислорода к работающим мышцам.

Это несоответствие между деятельностью двигательного аппарата и внутренних органов может возникать и при работе меньшей мощности, характеризующейся устойчивым состоянием. Но здесь это несоответствие выражено не так резко. Такое временное снижение работоспособности называют «мертвой точкой», а состояние возникающее после его преодоления - «вторым дыханием». «Мертвая точка» и «второе дыхание» характерны для работы циклического характера большой и умеренной мощности.

При «мертвой точке» начинается потоотделение, усиливающееся при «втором дыхании». Это свидетельствует о настройке теплорегуляционных механизмов на необходимый уровень, что играет большую роль в поддержании работоспособности. Усиление потоотделения при «втором дыхании» происходит почти всегда и, объясняется многими исследователями, освобождением организма от избытка молочной кислоты с выделением пота. Наступлению «второго дыхания» способствует произвольное увеличение легочной вентиляции.

При работе максимальной и субмаксимальной интенсивности «второе дыхание» не наступает, и работа продолжается, при значительном волевом напряжении, с нарастающим утомлением.

Время возникновения, продолжительность и степень проявления «мертвой точки» зависят от многих факторов, и, прежде всего от степени тренированности спортсмена и мощности выполняемой работы. У более тренированных спортсменов может и не быть «мертвой точки» или она наступает позднее и протекает легче, чем у нетренированных. Быстрое включение организма в интенсивную деятельность (например, бег без предварительной разминки) ускоряет момент появления «мертвой точки». Разминка же ослабляет ее проявление и способствует более быстрому возникновению «второго дыхания».

Утомление - это функциональное состояние, временно возникающее под влиянием продолжительной и интенсивной работы и приводящее к снижению ее эффективности. Утомление проявляется в том, что уменьшается сила и выносливость мышц, ухудшается координация движений, увеличиваются затраты энергии при выполнении работы одинакового характера. Утомление связано с ощущением усталости, и в то же время оно служит естественным сигналом возможного истощения организма и предохранительным биологическим механизмом, защищающим его от перенапряжения. Утомление, возникающее в процессе выполнения упражнения, это еще и стимулятор, мобилизующий как резервы организма, его органов и систем, так и восстановительные процессы.

Восстановление - процесс, происходящий в организме после прекращения работы и заключающийся в постепенном переходе физиологических и биохимических функций к исходному состоянию.

Этот процесс не только обеспечивают восстановление работоспособности организма, но и способствуют ее временному увеличению.

Различают ранние и поздние фазы восстановления. После легкой работы ранние фазы заканчиваются в течение нескольких минут, после напряженной - в течение нескольких часов.

Поздние фазы восстановления после длительной и напряженной работы затягиваются на несколько суток. Длительность этих процессов зависит от степени тренированности спортсменов. Реакции на стандартные повторные нагрузки у тренированных характеризуются следующими особенностями:

1) все функции в начале работы (по сравнению с нетренированными) повышаются быстрее;

2) в процессе работы уровень физиологических процессов у них ниже;

3) восстановление заканчивается быстрее.

В периоде восстановления различают фазы пониженной и повышенной работоспособности. Первая наблюдается сразу после окончания мышечной деятельности. В дальнейшем работоспособность восстанавливается и, продолжая возрастать, становится выше исходной (фаза повышенной работоспособности). Через некоторое время работоспособность вновь снижается до исходного уровня.

На рис. 8. показано изменение работоспособности в процессе восстановления после жима штанги двумя руками в режиме повторной работы «до отказа» (горизонтальная пунктирная линия - исходный уровень работоспособности; столбики - работоспособность при повторных подходах на разных минутах восстановления).

Продолжительность отдельных фаз зависит от особенностейвыполняемой работы (интенсивность, длительность, структура движений) и от степени тренированности.

Повторные нагрузки целесообразно выполнять в фазу повышенной работоспособности. На тренировочных занятиях оптимальная длительность в среднем колеблется от 1 до 20 мин. Оптимальные интервалы отдыха между тренировочными занятиями могут быть разными. Однако продолжительность их не должна быть более 48 часов.