Выносливость. Утомление и его биомеханические проявления. Фазы утомления и их роль в спортивной деятельности

Утомление - сложный процесс, затрагивающий все уровни деятельности организма (молекулярный, субклеточный, клеточ­ный, органный, системный, целостного орга­низма) и проявляющийся в совокупности измене­ний, связанных со сдвигами гомеостаза, регулирую­щих, вегетативных и исполнительных систем, развитием чувства усталости, временным снижени­ем работоспособности и ее эффективности. Утомление является ведущим механизмом адаптации благодаря мобилизации резервных возможностей. Изменения, происходящие во время утомления являются своеобразными стимулами для формирования функциональных и конструктивных трансформаций в организме, составляющих суть развития тренированности (адаптированности).

В развитии утомления можно выделить две фазы:

первая фаза-преодолеваемое , или скрытое утомление, когда работоспособность еще может поддерживаться на прежнем и даже высоком уровне, благодаря усилению коркового возбуждения, несмотря на выраженную уже дискоординацию вегетативных функций и снижение ко­эффициента полезного действия организма;

вторая фаза - непреодолимое , или непреодоленное , иначе «явное » утом­ление, когда внешний эффект работы заметно снижается или работа вынужденно прекращается, несмотря на все усилия работающего. В этой фазе внешний эффект работы (рабо­тоспособность) заметно снижается, непреодолимо разви­ваются явления охранительного торможения в централь­ной нервной системе, приводящие к вынужденному пре­кращению работы.

Утомление проявляется в субъективных ощущениях и в объективных показателях.

Утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации дви­жений, в возрастании затрат энергии при выпол­нении одной и той же работы, возникновении одышки, усиленном потоотделении и покраснении кожных покровов, в замедлении реак­ций и скорости переработки информации, затруд­нении процесса сосредоточения и переключения внимания и других явлениях.

23. гигиенические требования к организации урока в различных классах

В ходе учебной четверти, желательно использовать несколько технологий. Их выбор зависит от возраста, контингента учащихся, их работоспособности, состояния здоровья и др.

Уроки-лекции утомляют значительно быстрее, чем уроки-беседы и поэтому проводятся в специализированных, профильных классах при подготовке к экзаменам. Использование на уроке одной трудоемкой образовательной технологии в непрофильных классах и нозидательный тон учителя способствуют раннему развитию утомления.

1. Учетпродолжительности активного внимания учащихся данного возрастасоответствует продолжительности усвоения нового учебного материала (6 лет –5–7 мин; 10–12 лет – 20 мин; 15–16 лет –30 мин).

2. Доступность ипоследовательность излагаемого учебного материала;

3. Чередование различных видов деятельностии отдыха.

В ходе комбинированного урока необходимо чередовать различные виды деятельности (практическая работа, рассказ, беседа, тестовые задания, самостоятельная работа, доклады и т.д.). Следует помнить, что при использовании одного вида деятельности (лекция, беседа, диктант, самостоятельная работа, продолжительное слушание музыки) или одной технологии развивается запредельное (охранительное) торможение нейронов коры головного мозга. В классе появляются дисциплинарные нарушения. Возникновение подобного рода физиологических нарушений учитель должен предотвратить. При первых признаках утомления надо изменить вид деятельности. Можно использовать интересный рассказ, демонстрацию наглядного материала, музыкальную паузу, здоровьесберегающие методы. Чередование различных видов деятельности в процессе урока способствует более равномерному распределению нагрузки на различные виды анализаторов. Учащимся, особенно начальных классов, нельзя предлагать только один вид деятельности, необходимо переключать детей с одной формы работы на другую. С физиологической точки зрения это имеет большое значение, поскольку при разнообразных видах деятельности включаются в работу различные виды анализаторов, и возникает возбуждение в соответствующих зонах коры головного мозга, а невозбужденные участки коры отдыхают. В них по принципу отрицательной индукции появляется торможение. Это способствует увеличению продолжительности работоспособности учащихся.

Виды отдыха на уроке (релаксация) – проведение физкультминуток, упражнений для глаз, музыкальных пауз, аутотренинга, фитотерапии и др. Для старших школьников они проводятся на 25–30-й минуте урока, а для младших – по истечении 10–15 минут урока.

4. Чередование на уроке различных методов обучения (словесных, наглядных и практических).

5. Утомление и переутомление учащихся

Различают два типа утомления. Первый тип – компенсированное утомление (скрытое утомление). Это преодолеваемое утомление, при котором сохраняется работоспособность благодаря волевым усилиям человека. Второй тип – некомпенсированное утомление, развивающееся вслед за компенсированным утомлением. Главным его признаком является резкое снижение работоспособности. В значительной степени оно проявляется в конце уроков, учебного года. Установлено, что утомление, в первую очередь, развивается в нервных центрах коры головного мозга вследствие дефицита в них медиатора (норадреналина, серотонина и др.) и проявляется субъективным чувством усталости. При утомлении в нейронах коры больших полушарий нарушается баланс между процессами возбуждения и торможения.

Учителю надо помнить, что утомление учащихся приводит к снижению не только работоспособности, но и дисциплины в классе. Поэтому его необходимо предупредить. В этой связи важно своевременно использовать здоровьесберегающие технологии, учитывать индивидуальные типологические особенности высшей нервной деятельности и состояние здоровья ребенка.

У школьников подвижного (сангвиников) и смешанного типов ВНД утомление протекает в течение двух стадий (фаз).

Первая фаза утомления характеризуется ослаблением торможения, повышением возбудимости нейронов коры (по И.П. Павлову это «охранительное возбуждение»). У учащихся появляется двигательное беспокойство, нарушается дисциплина, снижается качество, скорость и точность выполняемых заданий, Эту стадию можно снять, уменьшив учебную нагрузку. Кроме того, надо переключить учащихся на другой вид деятельности: перейти от лекционной формы изложения к беседе, от беседы к графической работе, опросу учащихся, тестовым заданиям и др. Если двигательное беспокойство и возбудимость учащихся не ликвидированы и учитель заставляет учащихся интенсивно работать, повышает голос, то развивается вторая стадия утомления. Задача же учителя – не пропустить даже первые признаки утомления и предотвратить его развитие.

Втора фаза утомления у подвижного типа детей характеризуется усилением торможения нейронов коры головного мозга и ослаблением возбуждения (по И.П. Павлову – это «охранительное торможение»). Она наблюдается у младших и средних по возрасту школьников. Учащиеся же старшей школы могут продолжать работу, поскольку у них развиты самоконтроль и самосознание. Ввиду вышесказанного признаки начального и последующего утомления у них могут быть внешне не выражены. Во время второй фазы утомления дети становятся равнодушными, не реагируют на замечания учителя, его не слышат. Утомление второй фазы можно снять только в процессе отдыха на перерыве. Поэтому учителю важно своевременно заметить первые признаки утомления на уроке, возникающие в первой его фазе.

Для учащихся младших классов характерны свои особенности утомления. Как известно, у детей первого класса нет навыков письма, игры на инструменте. Процесс овладения письмом, игрой на инструменте осуществляется мелкими червеобразными мышцами кисти, которые у детей 6–8 лет слабо развиты. Во время же письма, игры на музыкальном инструменте, движения большого пальца объединяются с движениями указательного и среднего. Такая деятельность кисти у ребенка 7 лет еще не установилась, а нервные центры, которые управляют этими движениями, работают с большим напряжением и быстро утомляются. Поэтому максимальная продолжительность непрерывного письма для детей 1-го класса – 10 минут, а для учащихся 8–11 классов – 25 –30 мин. Далее нужно прейти к другому виду деятельности. Аналогичным образом должна регламентироваться и продолжительность игры на инструменте.

Учителю также следует помнить, что у младших школьников сильно выражена двигательная доминанта. Длительное торможение учителем этой доминанты во время урока вызывает у детей значительное утомление. Например, длительное сидение вызывает у младших школьников утомление соответствующих нервных центров коры головного мозга, отвечающих за сокращения мышц спины, шеи, предплечья, кисти и т.д. Поэтому младшим школьникам надо давать возможность активно двигаться на перерывах, лучше на свежем воздухе в теплое время года под присмотром дежурного учителя. На занятиях нужно переключение на другой вид деятельности. Например, на уроке музыки чередуют следующие формы работы: пение, слушание музыки и рисование, музыкальный диктант, танцевальные движения под музыку и др.

Причины детской нервности

В нервной системе детей первых лет жизни возникшее возбуждение легко иррадиирует, приводя к общему двигательному беспокойству, а длительное или сильное раздражение приводит к торможению. По мере образования новых и новых условных связей и усложнения высшей нервной деятельности действие чрезмерных раздражителей все сильнее сказывается на поведении ребенка. При слабом типе высшей нервной деятельности ребенок становится пугливым, обидчивым, часто плачет, дрожит; при возбудимом типе - недисциплинированным, капризным, вспыльчивым, чрезмерно подвижным, суетливым. Таких детей называют нервными. Дети других двух типов (уравновешенного подвижного и уравновешенного медленного) также могут быть нервными, но у них нервность, как правило, проявляется значительно слабее.

Следовательно, ребенок может унаследовать от родителей слабый или возбудимый тип нервной системы, а тем самым ее неустойчивость, легко приводящую к нервности. Нередко предрасположение к нервности бывает врожденным, т. е. возникает у плода до рождения под влиянием неблагоприятных условий внутриутробного развития. Такие условия создаются, если мать во время беременности перенесла тяжелую болезнь или нервное потрясение, плохо питалась, потребляла алкогольные напитки и вообще нарушала нормальный образ жизни. В таких случаях признаки нервности часто проявляются уже в первые дни после рождения: ребенок много кричит, спит беспокойно, часто просыпается.

О приобретенной нервности говорят в тех случаях, когда причины, ее породившие, действовали на ребенка после его рождения. Такой причиной может быть все, что ослабляет, истощает организм ребенка, особенно его нервную систему, как, например, родовая травма, неправильное питание, несоблюдение нормального режима, недостаточный сон, различные заболевания, в особенности протекающие хронически, т. е. длительно.

Часто ребенок становится нервным по вине окружающих людей. Ребенок замечает и по-своему переживает все, что совершается вокруг него. К значительному напряжению нервной системы и развитию нервности может привести часто повторяющаяся шумная обстановка, семейные споры, грубые перебранки. Ребенок тяжело переживает резкое, несправедливое или неровное отношение к нему, быстрый переход от чрезмерной строгости к ласкам и захваливанию, частые замечания и запрещения, подавление инициативы. Частые телевизионные передачи, посещения театра и кино, сильно возбуждая нервную систему, также могут способствовать развитию нервности.

Стресс и адаптация

Стресс (стресс и адаптация ) - это неспецифическая реакция организма человека на сильный раздражитель. Физиологические понятия "стресс и адаптация" обозначают ответные реакции организма на необычные воздействия внешней среды (природной и социальной). При этом стресс является способом экстренного уравновешивания организма к необычным условиям за счет мобилизации функциональных резервов, а адаптация - механизмом долговременного уравновешивания (приспособления) организма, в процессе которого увеличивается мощность саморегуляции отдельных систем.

Адаптация (стресс и адаптация ) - состояние уравновешивания организма к необычным условиям, как природным, так и профессиональным.

При длительном воздействии необычных факторов среды в организме, развиваются морфофункциональные адаптационные перестройки, направленные на уравновешивание организма в этих условиях. Сущность адаптации сводится к увеличению скорости транскрипции РНК на структурных генах ДНК в ядрах клеток, лимитирующих приспособление. Количественный рост ведет к качественным изменениям. Увеличение интенсивности функционирования структур является пусковым механизмом активации генетического аппарата клетки и активации синтезе белков и увеличения массы клеточных структур, а снижение интенсивности функционирования дает обратный процесс. Генетические и морфофункциональные перестройки при адаптации получили наименование - "концепция структурно-функционального следа".

Соответствующим изменением внешних условий человек может воздействовать и на собственное состояние здоровьяʼʼ физическое развитие, физическую подготовленность, на умственную и физическую работоспособность. Физическая тренировка оказывает разностороннее влияние на психические функции, обеспечивая их активность и устойчивость. Имеются результаты многочисленных исследований по изучению у тренированных и нетренированных лиц устойчивости внимания, восприятия, памяти, способности к устному счету различной сложности, других сторон мышления. Устойчивость изучаемых параметров оценивалась по уровню их сохранения под влиянием различной степени утомления, а также по способности сохранять работоспособность в точное время. Установлено, что устойчивость параметров умственной деятельности находилась в прямой зависимости от уровня разносторонней физической подготовленности. Умственная работоспособность в меньшей степени ухудшается под воздействием неблагоприятных факторов, в случае если в этих условиях соответствующим образом применять физические упражнения. Оптимальная физическая тренированность обеспечивает сохранение ряда показателœей высшей нервной деятельности, в частности, устойчивости функций второй сигнальной системы. Утомление - это состояние, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ возникает вследствие работы при недостаточности восстановительных процессов и проявляется в снижении работоспособности, нарушении координации регуляторных механизмов и в ощущении усталости. Утомление играет важную биологическую рольʼʼ служит предупредительным сигналом возможного перенапряжения рабочего органа или организма в целом. Различают две фазы развития утомления: компенсированную и некомпенсированную. В компенсированной фазе не происходит видимого снижения работоспособности. Работа осуществляется за счёт подключения к напряженной деятельности других систем организма, которые до наступления утомления не принимали активного участия в данной работе. Невозможность поддержания нужной интенсивности работы даже при подключении резервных систем организма означает начало некомпенсированной фазы утомления. При работе значительной интенсивности, не соответствующей уровню непосредственной готовности организма к выполнению данной нагрузки, возникает острое утомление. Острое и хроническое утомление, а также переутомление могут привести к заболеванию нервной системы, обострению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической и язвенной болезням, снижению сил организма. К примеру, под влиянием длительного (хронического) экзаменационного эмоционального стресса у большинства обследованных студентов наблюдались значительные изменения интенсивности кровенаполнения сосудов и реактивности биопотенциалов головного мозга, электрокардиографических и биохимических показателœей, не приходящих в норму в течение 2-3 суток после экзаменов.Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, студенты вузов 2 раза в год переживают длительный эмоциональный стресс, что является фактором риска.

Умственное переутомление граничит с заболеванием и имеет более длительный период восстановления. Оно является следствием того, что мозг человека, обладая большими компенсаторными возможностями, способен долгое время работать с перегрузкой, не давая знать о своем утомлении, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ мы ощущаем только тогда, когда наступила фаза переутомления. Средствами восстановления организма после утомления и переутомления являются: оптимальная, физическая активность, переключение на другие виды работы и сочетание работы с активным отдыхом, рациональное питание, установление строгого гигиенического образа жизни. Ускоряют процесс восстановления достаточный по времени и полноценный сон, водные процедуры, парная баня, массаж и самомассаж, фармакологические средства и физиотерапевтические процедуры/ психорегулирующая тренировка. Правильно составленный распорядок дня, распределœение работы таким образом, чтобы наибольшая нагрузка соответствовала наибольшим возможностям организма, - одна из важнейших задач сохранения здоровья и трудоспособности. Недостаточная двигательная активность создает особые неестественные условия для жизнедеятельности человека, отрицательно воздействует на структуру и функции всœех тканей организма человека. В этих условиях задерживается развитие молодого поколения и ускоряется старение пожилых людей. Для данного состояния характерны повышенная крайняя неустойчивость настроения, ослабление самообладания, нетерпеливость, нарушение сна, утрата способности к длительному труду или физическому напряжению. Все эти симптомы могут проявляться в различной степени. Наиболее действенной альтернативой гипокинœезии и гиподинамии в современных условиях могут выступать физические упражнения. Прогресс науки и техники вызвал крайне важно сть получения человеком значительного объёма профессиональных знаний и большого количества разнообразной информации. Неизмеримо возрос темп жизни. Все это обусловило предъявление современному человеку высоких требований к его физическому состоянию и значительно увеличило нагрузку на психическую, умственную и эмоциональную сферы. В связи с активизацией учебного труда при возрастающих нагрузках требуется оздоровление условий и режима учебы, быта и отдыха студентов с использованием средств физической культуры. Средствами физической культуры являются физические упражнения, оздоровительные силы природы (солнце, воздух и вода) и гигиенические факто­ры (санитарно-гигиеническая обстановка, режим отдыха, сна, питания).Использование оздоровительных сил природы (закаливание) укрепляет и активизирует защитные силы организма, стимулирует обмен веществ, деятельность сердца и кровеносных сосудов, благотворно влияет на состояние нервной системы. Роль физических упражнений не ограничивается только благоприятным воздействием на здоровье. Наблюдение за людьми, которые регулярно занимаются физическими упражнениями, показало, что систематическая мышечная деятельность повышает психическую, умственную и эмоциональную устойчивость организма при длительной напряженной умственной или физической работе. Человек, ведущий подвижный образ жизни и систематически занимающийся физическими упражнениями, может выполнять значительно большую работу, чем человек, ведущий малоподвижный образ жизни. Это связано с резервными возможностями организма. Активизацию физиологических функций организма при мышечной деятельности следует рассматривать как мобилизацию резервов. При этом тренированный организм имеет большие по объёму резервы и может более полно их использовать, чем нетренированный. Каждый орган, система органов и организм в целом под влиянием направленной физической тренировки заметно повышают показатели работоспособности, физического резерва.

Усталость — временное снижение работоспособности организма или органа вследствие интенсивной или длительной работы, которое проявляется в снижении количественных и качественных показателей работы и ухудшении координации рабочих функций.

Суть, причины и общий механизм развития усталости

Факторы усталости разнообразны и связаны как с трудовой, так и непроизводственные деятельностью человека. Решающее значение, однако, имеет трудовая деятельность, величина трудовых нагрузок и условия труда. Усталость, которая развивается под влиянием трудовой деятельности, характеризуется как профессиональная, или производственная, в отличие от общей усталости, обусловленной жизнедеятельностью человека. Следует также отметить, что утомление работника и величина усталости в определенной степени зависят от индивидуальных особенностей человека, как физическое развитие, состояние здоровья, возраст, интерес к работе и мотивация, волевые черты характера, тип нервной системы. Различают физическую и умственную усталость.

Центральная концепция усталости

Обоснование центрально-нервной концепции усталости дал Иван Сеченов, который считал, что источник ощущение усталости находится исключительно в центральной нервной системе, а не в работающих мышцах, как это считалось до его работ. Центрально-пробковая концепция усталости разрабатывалась в трудах Ивана Павлова, Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского, Н. И. Виноградова, П. К. Анохина, С. А. Косилова, В. В. Розенблатта и других.

Основные положения концепции:

• накопление в мышцах молочной кислоты не является основной причиной усталости, и в целостном организме человека усталость не находится в прямой зависимости от накопления метаболитов. Человек устает и при выполнении легкой и умственной работы, когда отсутствует накопление в мышцах молочной кислоты
• основной удельный вес в механизме усталости принадлежит не периферийным, а центральным процессам, о чем свидетельствуют: — чрезвычайно низкая утомляемость периферийных аппаратов; — Воздействие на развитие усталости состояния центральной нервной системы (эмоции, автоматизм действий); — Меньше утомляемость человека от непроизвольного работы по сравнению с сознательно-волевой работой; — Возможность выполнения непроизвольной работы после полной усталости от произвольной работы; — Сдвиг в состоянии периферийных аппаратов являются вторичными и зависят от изменения в нервных центрах (работа мышц изменяется под влиянием умственной усталости).
• первичное звено центрального механизма имеет пробковую природу. Чем меньше уровень сознательного контроля за выполнением работы, то есть чем меньше уровень возбуждения, а следовательно и затрат энергии кортикальных центров при работе, тем меньше она утомляет, хотя характер мышечных нагрузок и усилий не изменяется;
• важную роль в развитии усталости играет процесс торможения в пробковом центре двигательного аппарата.

Все это подтверждает мысль о основную роль центрального механизма развития усталости. В рамках этого механизма первичным звеном является сдвиг в корковых центрах. Сдвиг в состоянии корковых центров обусловлены многими причинами. Основная из них заключается в том, что пробковые центры, имея самый низкий уровень работоспособности, несут большую нагрузку, связанную с переработкой различной информации и регулировкой работы всех органов и систем организма, а именно:

• в кору устремляются потоки афферентных импульсов относительно трудового задания;
• кора формирует импульсы по сокращению мышц;
• согласно принципу обратной афферентации в кору головного мозга поступает поток возбуждений, которые сигнализируют о выполнении программы действий в соответствии с поставленной целью;
• от работающих мышц поступают сигналы о химических сдвиги, происходящие в них под влиянием выполняемой работы;
• аналогичные сигналы поступают от других органов и систем, обеспечивающих выполнение работы (сердечно-сосудистой, эндокринной, дыхания и т. д.)1.
• часть информации выступает в виде результатов психической деятельности мозга (памяти, воображения, мышления и т.д.);
• огромный поток возбуждений поступает от ретикулярной формации, который поддерживает необходимый тонус коры.

Причины

В зависимости от конкретных условий и характера работы решающими могут быть различные факторы усталости. Так, при выполнении динамической и статической работы с локальными мышечными нагрузками преобладающими являются потоки возбуждения, которые непосредственно связаны с выполнением трудовых движений. Силовая работа и статические напряжения вызывают быструю утомляемость вследствие интенсивных потоков возбуждений как от проприо- и хеморецепторов мышц, так и от корковых центров при формировании волевых импульсов к сокращению мышц. Выполнение очень тяжелых работ сопровождается накоплением в мышцах и крови недоокисленных продуктов, перерасходами углеводных резервов, нарушением терморегуляции, что приводит высокий удельный вес в афферентных потоках импульсов от хеморецепторов мышц и сосудов. При напряженной умственной и нервно-эмоциональной труда возбуждения ассоциативных зон коры по законам доминанты усиливается потоками импульсов от различных анализаторов и ретикулярной формации.

Сдвиг в корковых центрах обусловлены:

• затратами ресурсов, характером восстановления их во время работы и развитием торможения;
• неравномерным снижением лабильности различных элементов нервных центров, вызывает дискоординацию рабочих функций и развитие тормозных процессов в корковых центрах.

Работа нервных клеток сопровождается затратами энергетических ресурсов, которые при нормальном состоянии организма восстанавливаются в процессе труда. Если работа интенсивная, или длительная, то затраты ресурсов увеличиваются и недостаточно компенсируются восстановительными процессами. Чтобы предотвратить избыточные затратам ресурсов и функциональном истощению нервных клеток, на смену процессам возбуждения приходит процесс торможения, которое по биологическим значением является охранным, а по природе — безусловным. Во время торможения клетка восстанавливает свой энергетический потенциал.

Однако не следует отождествлять процессы усталости и торможения. Усталость предшествует торможению. Соответствующий уровень функциональных затрат является одним из автоматических внутренних возбудителей процесса торможения. Снижение работоспособности корковых центров вызывает сложный комплекс сдвигов в организме. В частности, тормозятся импульсы к сокращению мышц, чувствуется работником как утомление, слабость, невозможность продолжать работу. Происходят изменения состояния всех звеньев двигательного аппарата и систем организма.

Таким образом, усталость представляет собой целостный процесс, который охватывает все уровни двигательного аппарата, с лимитирующим корковой звеном, и проявляется в снижении работоспособности.

Причиной усталости критическая величина затрат функциональных ресурсов и формирования нейрофизиологического конфликта между деятельностью и восстановительными процессами, обострение которого сопровождается дискоординацией и дефицитом тонизирующей нервной импульсации. Дискоординация развивается в центральной нервной системе, а оказывается в движениях, мышлении, восприятии, в деятельности внутренних органов. При максимальном дефиците нервной импульсации в деятельности мозга развиваются фазовые состояния (равновесная, парадоксальная, ультрапарадоксального стадии парабиоза).

Механизм усталости

Итак, физиологическая суть усталости заключается в снижении лабильности нервной системы в связи с затратами энергетических ресурсов и развитием процесса торможения, в результате чего нарушаются рабочий динамический стереотип и координация рабочих функций. Появление тормозного процесса в ряде групп нервных клеток вызывает необходимость волевых усилий у работника для продолжения работы, что приводит к обострению нейрофизиологического конфликта между основной и восстановительной функциональными системами. Долгое нейрофизиологических конфликт разного уровня обострения между функциональными системами организма — характерная черта производственной усталости.

По биологической сути усталость представляет собой приспособительную физиологическую защитную реакцию организма. Через такой компонент, как процесс торможения, усталость защищает рабочие аппараты от глубоких местных сдвигов и обеспечивает возможность быстрого отдыха и восстановления работы. Функциональные затраты, которые вызывают усталость, биологически полезные для организма, поскольку стимулируют восстановительные процессы, обеспечивает повышение работоспособности. Умеренная усталость не затрагивает здоровью работника, и на фоне начальных признаков ее работа может продолжаться за счет резервных возможностей организма.

Поскольку любой труд является единственным нервно-мышечным процессом, то механизм усталости при физической, умственной, нервно-напряженной работе не очень отличается. Во всех случаях первичным звеном усталости являются пробковые центры. Отличие заключается лишь в разных корковых анализаторах. При этом торможение, возникающее в определенных группах нервных клеток, иррадиирует на соседние анализаторы, в связи с чем после тяжелого физического труда умственная деятельность малоэффективный, и наоборот.

Вместе с тем различают общую и локальную (например, зрительная), мышечную и психическую усталость, которые являются следствием временного снижения работоспособности организма, отдельных его систем и органов. На характер усталости влияет вид трудовой деятельности, поскольку функциональные изменения преимущественно локализуются в наиболее нагруженных звеньях или ключевых физиологических системах.

Физиологами установлено, что сдвиг в корковых центрах при кратковременной интенсивной работе и длительной работе небольшой интенсивности существенно отличаются. Это проявляется в соотношениях между процессами затраты ресурсов и торможением. На основании этого различают два типа усталости: первичную, или такую, которая быстро развивается, и вторичную развивается медленно.

В зависимости от характера работы, исходного функционального состояния работника усталость может достигать различной глубины, переходить в хроническую усталость, или переутомление.

Показатели и стадии усталости

Усталость как сложный процесс временных сдвигов в физиологическом и психологическом состоянии работника в результате напряженной или длительной работы характеризуется субъективными и объективными показателями.

Субъективные и объективные показатели

Субъективным признаком усталости является чувство усталости, которое переживается работником как своеобразный психическое состояние. Его компонентами являются:

• ощущение бессилия, когда человек чувствует, что не в состоянии должным образом продолжать работу. Оно может возникать и тогда, когда показатели работы держатся на достаточно высоком уровне;
• неустойчивость и отвлечения внимания;
• нарушения в моторной сфере — движения замедляются или, наоборот, становятся поспешными, нескоординированными;
• ухудшение памяти и мышления, особенно при выполнении умственной работы;
• ослабление воли, решительности, выдержки, самоконтроля;
• сонливость.

В основе ощущения усталости лежит процесс торможения в работающих корковых центрах. Поэтому игнорировать его не следует. А. А. Ухтомский отмечал, что в основе любого субъективного переживания или ощущение лежат объективные материальные процессы, которые происходят в нервных клетках. Следует также иметь в виду, что субъективные оценки усталости зависят от мотивации, заинтересованности в работе, уровня притязаний и ответственности, эмоционального состояния.

С объективными критериями усталости относятся:

• показатели эффективности работы;
• изменения в различных физиологических системах и психических функциях.

При анализе динамики производственных показателей особое внимание необходимо уделять качественным показателям работы, которые более адекватно, чем количественные, характеризующие развитие усталости. На фоне усталости и снижения работоспособности работа продолжается за счет волевых усилий и резервных возможностей организма. Только со временем оказываются очевидные признаки усталости: движения работника становятся неточными, нарушается координация, появляются лишние движения. Поэтому производственные показатели следует использовать в комплексе с физиологическими и психологическими.

Изменения в организме работника при усталости многогранные и ризнонапрямлени. Прежде всего замечаются сдвиги в функциональном состоянии тех систем и органов, принимающих участие в работе. Имеют место гуморальные изменения. Однако наиболее показательны сдвиги в центральной нервной системе. Следует также иметь в виду, что в некоторых случаях «работающие» физиологические системы могут долго храниться на достаточном уровне или даже улучшаться. В то же время нетренированные функции испытывают более ощутимых изменений. Сдвиг в нервной системе связаны с развитием тормозных процессов. Внешними признаками охранительного торможения является замедление темпа и увеличение времени сенсомоторных реакций, ослабление и отвлечение внимания, снижение чувствительности анализаторов, рост вариабельности этих показателей, потеря интереса к работе. Физиологическими показателями развития усталости является артериальное давление, частота пульса, систолическое и минутный объемы крови, динамика которых может быть различной. Так, при усталости показатели артериального кровяного давления имеют тенденцию к снижению. Однако сразу же после больших физических и нервовоемоцийних нагрузок систолическое и средний динамическое давление может повышаться. Показателями усталости есть и изменения в составе крови.

Сдвиг в психической сфере вследствие усталости проявляются в:

• ухудшении восприятия раздражителей, в результате чего работник отдельные раздражители совсем не воспринимает, а другие воспринимает с опозданием;
• уменьшении способности концентрировать внимание, сознательно ее регулировать, в усилении непроизвольного внимания к побочным раздражителей, которые отвлекают работника от трудового процесса;
• ухудшении запоминания, трудности припоминания информации, что снижает эффективность использования профессиональных знаний;
• замедлении процессов мышления, потере его гибкости, широты, глубины и критичности;
• повышенной раздражительности, появлению депрессивных состояний;
• нарушении сенсомоторной координации, увеличении времени реакции на раздражители;
• изменениях возбудимости сенсорной сферы коры (меняется острота зрения, слуха). Чувствительность может снижаться до 20-40% исходного уровня.

Чем больше нагрузка в процессе труда, тем больше физиологические сдвиги в организме, которые, однако, не является прямолинейными. Установить точные количественные критерии усталости достаточно трудно, поскольку они зависят от многих факторов: специфики деятельности, которая проявляется в повышенной активизации тех или иных функциональных систем, отношение работника к выполняемой работе, типологических особенностей его нервной системы.

В зависимости от особенностей труда усталость может развиваться с разной скоростью и достигать разной степени глубины. Так, при выполнении тяжелой работы начальное снижение трудоспособности не позволяет продолжать работу из-за уменьшения мышечной силы и выносливости. При небольших физических нагрузок меняется функциональная подвижность, возникает ощущение монотонности и развивается охранительное торможение. При работах, требующих большого напряжения внимания или логического мышления, физиологические процессы могут сохраняться в течение длительного времени, а в центральной нервной системе могут происходить глубокие изменения функционального состояния. Последние проявляются в несоответствии силы рефлекса силе раздражителя, то есть охранительное торможение развивается в гипнотические фазы. При работах, требующих точных и быстрых действий, наибольшие сдвиги происходят в функциях тех анализаторов, которым принадлежит ведущая роль в регулировании рабочих действий (зрительный, слуховой, двигательный). Исходя из отмеченных особенностей различают местную и общую усталость. Местная усталость локализуется в работающем органе, общая усталость — охватывает весь организм.

Стадии усталости

В зависимости от функциональных сдвигов в организме работающих под влиянием трудовых нагрузок различают четыре степени усталости.

Для оценки усталости используется величина изменения в конце рабочего дня таких показателей, как выносливость относительно стандартного мышечного усилия, объем кратковременной памяти, время простой и сложной зоровомоторних реакций, время переключения внимания, критическая частота слияния мерцаний. В состоянии маловыраженными и умеренной усталости трудовая деятельность возможна, поскольку она повышает тренированность организма и может продолжаться в течение трети рабочего времени. При выраженной и сильновиражений усталости работоспособность снижается, физиологическая цена работы значительно повышается, а восстановительные процессы в течение 16-24 часов после работы могут быть недостаточными, в связи с чем неблагоприятные сдвиги в организме кумулируются. Если эти сдвиги не проходят и за выходные дни, то развивается так называемая хроническая усталость, которую можно считать переутомлением.

Вообще время восстановления нормального состояния организма работника во время отдыха свидетельствует о степени развития утомления. Если восстановительный период составляет не более 10-15 минут, то степень усталости назначений, при продолжительности восстановительного периода не менее получаса имеет место средний уровень усталости. При выраженной и сильновиражений усталости восстановительные процессы затягиваются до следующего рабочего дня, что является признаком накопления усталости.

Переутомление

Основным отличием усталости от переутомления является возвратность сдвигов при усталости и неполная обратимость их при переутомлении. Усталость отрицательно не влияет на здоровье и часто оказывает положительное влияние на организм человека, в то время как переутомление оказывает негативное влияние. Вместе с тем критерии переутомления не разработаны. Проявлениями переутомления являются головная боль, повышенная утомляемость, раздражительность, нервозность, нарушения сна, а также такие заболевания, как вегетативно-сосудистая дистония, артериальная гипертензия, язвенная болезнь, ишемическая болезнь сердца, другие профессиональные заболевания. Переутомление может быть острой как результат единовременного напряженной деятельности и хронической — как результат длительной повторной деятельности.

Особенности усталости при физической и умственной и нервно-напряженном труде

Признаки и проявления усталости при физической и умственной и нервно-напряженном труде имеют определенные особенности.

Так, особенностью физического труда является то, что она вызывает напряжение организма во время работы. При сильном напряжении продолжения работы становится невозможным и выполнение ее автоматически прекращается, а организм сразу переходит в фазу восстановления работоспособности. Восстановление сил происходит интенсивно и сравнительно в короткий период. Нормальная физическая усталость вызывает глубокий, длительный и освежающий сон. Поэтому ее можно рассматривать как сформированное в ходе эволюции биологическое приспособление организма к нагрузкам. Однако в зависимости от тяжести работы требуется разное время на отдых.

Умеренная умственная и нервно-напряженная работа может выполняться достаточно долго, так как особых сдвигов в затрате энергии и работе внутренних органов не наблюдается. Она может выполняться на фоне развитой усталости. Умственный труд не имеет четких границ между напряжением организма во время работы и переходом в фазу восстановления сил, поскольку сформирована доминанта в коре головного мозга не разрушается после окончания работы, а сохраняется некоторое время.

Усталость при умственной и нервно-напряженном труде проявляется в снижении концентрации внимания и уменьшении сознательного ее регулирования, в ухудшении оперативной памяти и логического мышления, замедлении реакций на раздражители, тремор пальцев и рук и тому подобное. Многочисленные исследования показывают, что нервное напряжение влияет на сердечно-сосудистую систему, увеличивая артериальное давление и частоту пульса, а также на терморегуляцию организма и эмоциональные состояния работника. Восстановительные процессы после умственной и нервно-напряженного труда происходят медленнее, чем после физической работы. Неблагоприятные сдвиги в организме работника часто ликвидируются полностью и кумулируются, переходя в хроническую усталость, или переутомление, и различные заболевания. Наиболее распространенными заболеваниями работников умственного и нервно-напряженного труда является неврозы, гипертония, атеросклероз, язвенные болезни, инфаркты и инсульты. Переутомление при умственной и нервно-напряженном труде может быть четырех степеней — от начального до тяжелого. Вместе с тем не следует считать, что умственная и нервно-напряженная работа вредна для человека. Она, как и физическая, при оптимальных нагрузок и организации способствует совершенствованию и развитию человека как личности.

Меры предупреждения переутомлении работников на производстве

Производственная усталость как следствие воздействия на организм работника трудовых нагрузок и условий производственной среды, с одной стороны, играет защитную роль, а с другой — стимулирует восстановительные процессы и повышение работоспособности. Поэтому меры по борьбе с усталостью ни в коем случае не имеют целью ликвидировать это физиологическое явление. Они направляются на:

• удаления развития усталости во времени;
• недопущение глубоких стадий усталости и переутомления работников;
• ускорения восстановления сил и работоспособности.

Борьба с усталостью в первую очередь сводится к улучшению санитарно-гигиенических условий производственной среды. Многочисленные исследования показывают, что ликвидация загазованности, загрязнение воздуха, нормализация микроклимата, шума, вибрации, рациональное освещение, внедрение принципов эстетики повышают работоспособность человека даже в тех случаях, когда характер работы не меняется.

Степень усталости значительной степени зависит от рабочей позы работника. Вынужденная неудобная поза ограничивает возможность выполнения рациональных приемов работы, что приводит к увеличению энергозатрат, быстрой усталости и заболеваний нервно-мышечного аппарата. Важное значение имеет рационализация трудовых процессов. Она включает механизацию и автоматизацию трудоемких работ и совершенствования трудовых движений.

Особую роль в поддержании работоспособности и предотвращении усталости работников играет ритм работы, который повышает устойчивость рабочего динамического стереотипа. Нарушение ритма в работе вызывает напряжение нервной системы в связи с необходимостью восстановления ранее усвоенного ритма. Аритмичная деятельность, когда незначительные физические или нервно-психические нагрузки изменяются форсированными усилиями в высоком темпе, очень утомительные для работника.

Отдалению усталости способствуют факторы, которые действуют на центральные аппараты нервно-мышечной системы. Повышение работоспособности нервных клеток достигается путем усиления восстановительных процессов во время работы, а также ослаблением охранительного торможения в коре головного мозга. В первом случае имеет место настоящая стимуляция, поскольку увеличивается функциональный потенциал работника, а во втором — увеличение работоспособности достигается за счет значительного уменьшения ресурсов организма.

Среди факторов первого направления следует отметить влияние эмоций на работоспособность. Эмоциональное возбуждение вовлекает в активную деятельность подкорковые центры, тонизируют кору и повышают его работоспособность. В этом же направлении действуют нервные импульсы из ретикулярной формации. Вследствие этого повышается лабильность корковых клеток и усиливаются восстановительные процессы во время работы. Преобладание процессов возбуждения отдаляет время развития охранительного торможения.

Еще одним фактором этого направления является раздражение различных рецепторов, которое обеспечивает привлечение к доминантного рефлекса посторонних раздражителей, также усиливает нервную импульсацию и тонизирование коры. Усилению активизации корковых центров способствует одновременная работа разных групп мышц, которые обеспечивают взаимную стимуляцию. Еще большее практическое значение в борьбе с усталостью имеет работа других мышц перед выполнением основной работы. Влияние этого фактора на невтомлени мышцы заключается в повышении лабильности рабочих аппаратов, ускорении их впрацювання, переходе на более высокие ритмы активности. Эту функцию на производстве выполняет вводная гимнастика.

Сохранение работоспособности и удаления развития усталости обеспечивается также изменением видов деятельности. В основе этого мероприятия лежит эффект Сеченова. Во время выполнения другой работы в ранее работающих рабочих аппаратах интенсивно происходит восстановление работоспособности, зарядка нервных центров энергетическими веществами. Аналогичную функцию выполняет и активный отдых.

Следует также отметить и средства экстренного повышения работоспособности и удаления усталости. Это, в частности, различные химические стимуляторы. Одна группа этих стимуляторов включает вещества, которые влияют на обменные процессы, уменьшая неблагоприятные гуморальные сдвиги. Это глюкоза, фосфаты, аскорбиновая кислота, витамины и микроэлементы. Вторая группа стимуляторов включает вещества, которые действуют специально на нервную систему. К ним относятся фенамин, препараты лимонника, женьшеня, кофеин и т. Д. Они могут давать как настоящую стимуляцию за счет активизации восстановительного процесса по ходу работы, так и приводить к увеличению функциональных затрат через удаление процесса торможения. При этом нарушение корковой нейродинамики ухудшает качество выполнения работы, особенно там, где необходима координация движений.

Особо следует отметить меры, направленные на организацию умственного труда и предотвращения умственной усталости. Умственный труд необходимо начинать с наиболее простых элементов и подготовки рабочего места, планирование работы. В работу следует входить постепенно, заниматься ею систематически, выработать свой индивидуальный стиль и ритм, организовать рациональный режим труда и отдыха в зависимости от типа динамики работоспособности. Весомым фактором высокой работоспособности является рациональное сочетание умственной деятельности с физическим трудом.

Видео по теме

кл слова: Мирзоев О М, восстановление, научные, утомление, книга10, методика, тренировка, нагрузки, спорт, фармакология, бег, роль центральной нервной системы (ЦНС) в наступлении утомления, центрально-нервной теории утомления, центрально-корковой теории, Утомление корковых нервных клеток, о правильной трактовке процесса утомления, В физиологии утомление представляется как, Под характером работы подразумевается, локализацией утомления, три основные группы систем, запредельном торможении, скрытое (преодолеваемое) утомление, компенсируемая форма утомления, некомпенсированное (полное) утомление, В работающих мышцах при утомлении, запасы АТФ и КФ, скорости расщепления АТФ, активность ферментов, катаболизм белковых соединений, Максимальная физическая нагрузка большой длительности, показатели активности симпато-адреналовой системы (САС), при кратковременной интенсивной нагрузке, адреналина, норадреналина, При длительной напряженной тренировочной нагрузке, при нагрузке скоростной направленности

1.1. Физиологические и биохимические основы утомления при выполнении различных физических нагрузок

Проблема утомления считается актуальной общебиологической проблемой, представляет большой теоретический интерес и имеет важное практическое значение для деятельности человека в труде и спорте (Сеченов И.М.; Павлов И.П.; Ухтомский А.А.; Фольборт Г.В., Хилл А.В., 1951; Розенблат В.В., 1975; Моногаров В.Д., 1986, и др.)

Первую попытку решения проблемы утомления предпринял Г. Галилей (1564-1642 гг.), который столкнулся с этим явлением, анализируя механику работы мышц при подъёме тела по лестнице и при ходьбе.

По его мнению, в разбираемом случае мышцы утомляются в связи с тем, что им приходиться перемещать не только их собственный вес, но и вес остального тела. В противоположность этому сердце имеет дело только с собственным весом, и оно неутомимо.

По мере развития физиологической науки отдельные исследователи, особенно в XVIII и в первой половине XIX века, пытались затрагивать проблему утомления, но такие работы были единичными.

Физиологические исследования процессов утомления развернулись в основном с середины XIX века, в ходе которых сразу же обрисовались две основные теории: гуморально-локалистическая (периферическая) и центрально-нервная (Розенблат В.В., 1975).

Исходной позицией гуморально-локалистической теории , сторонниками которой были преимущественно зарубежные ученые, является представление об утомлении как мышечной слабости и усталости, т. е.

О процессах, происходящих под влиянием работы прежде всего в самой мышце. К тому же в исследованиях А. А. Ухтомского не только была дана глубокая критика гуморально-локалистических теорий утомления, но и показана огромная роль центральной нервной системы (ЦНС) в наступлении утомления.

Появление центрально-нервной теории утомления связано с работами великих отечественных физиологов И. М.Сеченова и И.П. Павлова, их учеников и последователей. Суть её состоит в проявлении запредельного
торможения в нервных клетках на различных уровнях ЦНС при выполнении напряженной мышечной работы.

Разработка этой теории явилась важным шагом в раскрытии механизмов, предохраняющих нервную систему, а через неё весь организм от истощения, результатом которого может стать переутомление и перетренированность.
Однако центрально-нервная теория не позволяет объяснить многочисленные факты, характерные для развития утомления при напряженной мышечной деятельности.

В частности, в ряде исследований показано, что даже в состоянии глубокого утомления работа может быть продолжена, если изменить её интенсивность и особенно характер её обеспечения при сохранении состава работающих мышц (Зимкин Н.В., 1972; Волков Н.И., 1974; Данько Ю.И., 1974; Моногаров В.Д., 1986; Платонов В.Н., 1986; Hollmann W., Hettinger T., 1980).

Это, по мнению Ю. И.Данько (1972), свидетельствует о том, что в нервных центрах не наступало ни торможения, ни истощения, т.е. неотъемлемых механизмов утомления согласно центрально-нервной теории. Н.И. Волков (1974) отмечает, что центрально-нервная теория мышечного утомления является модернизированным вариантом прежних локалистических концепций с той лишь разницей, что в ней центр наиболее значительных изменений, приводящих к развитию утомления, был перенесён из периферических исполнительных органов в ЦНС.

Значительный вклад в изучение проблемы утомления внёс В. В. Розенблат (1975). Согласно разработанной им центрально-корковой теории начальным звеном утомления при мышечной работе человека являются изменения "кортикальных центров".

По его мнению, уровень работоспособности мышц, связанный с настройкой их возбудимости, тонуса и упруго-вязких свойств, с состоянием кровоснабжения и трофических процессов в них, определяется уровнем работоспособности нервных центров, управляющих мышцами.

Утомление корковых нервных клеток приводит, с одной стороны, к нарушению контролируемой ими сложнейшей координации процессов, а с другой - меняет характер установочных влияний коры мозга и связанных с ней нижележащих образований на исполнительные органы.

Вопрос о правильной трактовке процесса утомления долгое время оставался дискуссионным. Ныне оно рассматривается как состояние организма, возникающее вследствие выполнения физической работы и проявляющееся во временном снижении работоспособности, в ухудшении двигательных и вегетативных функций, их дискоординации и появлении чувства усталости (Лектман Л.Б., 1952; Кулак И.А., 1968; Розенблат В.В., 1975; ФарфельВ.С., 1979; Моногаров В.Д., 1986; Коц Я.М., 1986, и др.).

В физиологии утомление представляется как биологически целесообразная реакция, направленная против истощения функционального потенциала организма (Фарфель B.C., Коц Я.М., 1968; Фарфель B.C., 1978; Моногаров В.Д., 1986; Коц Я.М., 1986).

В настоящее время специалисты при изучении проблемы утомления учитывают такие понятия этого процесса, как локализация и механизм (Розенблат В.В., 1975; Коц Я.М., 1986). Такой подход берет своё начало с 60-х годов XX столетия, когда ученые сошлись во мнении о том, что локализация и механизмы утомления определены функциональным состоянием различных органов и систем организма, их координационными взаимоотношениями и обусловлены характером выполняемой работы и другими факторами.

Под характером работы подразумевается:

• режим деятельности мышц- изометрический, изотонический, ауксотонический;
• объём задействованной мышечной массы - локальная, региональная, глобальная мышечная работа;
• интенсивность и продолжительность мышечной работы - аэробный, анаэробный и смешанный режимы;
• уровень мотивации, факторы внешней среды и т.д.

При этом можно рассматривать три основные группы систем , обеспечивающих выполнение любого упражнения (Коц Я.М., 1986):

• регулирующие системы - центрально-нервная, вегетативная, нервная и гормонально-гуморальная;
• система вегетативного обеспечения мышечной деятельности - дыхания, крови и кровообращения;
• исполнительная система - двигательный аппарат.

К их числу можно отнести:

• вегетативные системы -дыхательную и сердечно-сосудистую, которые в конечном счете обуславливают снижение кислородно-транспортных возможностей организма;
• железы внутренней секреции - их роль особенно важна при выполнении упражнений, которые приводят к нарушению регуляции энергетического обеспечения мышечной работы.

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).

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 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.

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.

Под выносливостью понимают способность человека противостоять наступающему утомлению при выполнении двигательной деятельности .

Утомление – особый вид функционального состояния человека, временно возникающий под влиянием продолжительной или интенсивной работы и приводящий к снижению её эффективности . Оно проявляется в уменьшении силы и выносливости, ухудшении координации движений, возрастании затрат энергии при выполнении одной и той же работы, замедлении реакций и скорости переработки информации. Специалисты выделяют следующие виды утомления :

Локальное (например, усталостные явления в биомеханическом звене: кисти, стопе и т. д.);

Региональное (например, усталостные явления в биомеханической цепи: ногах, руках и т. д.);

Глобальное (усталостные явления во всей биомеханической системе тела человека при выполнении высокоинтенсивной работы, в которой принимают участие свыше 2/3 объёма мышечной массы спортсмена – весь организм устаёт). При выполнении спортивных упражнений глобальное физическое утомление оказывает существенное влияние на пространственно-временные, силовые и ритмовые характеристики выполнения специфических для каждого вида спорта технических действий.

В циклических видах спорта некоторое нарушение оптимальной структуры выполнения соревновательных упражнений (уменьшение длины шага в беге или уменьшение длины гребка в плавании) может быть компенсировано увеличением частоты движений, что в итоге помогает не снижать скорость прохождения соревновательной дистанции.

В спортивных единоборствах изменение индивидуального штампа выполнения технического действия, наблюдаемое в случае физического утомления борца, приведёт к нарушению привычной структуры выполнения приёма (межмышечной координации) и в итоге существенно понизит возможность его проведения в условиях реального поединка.

В баскетболе под влиянием утомления целевая точность попадания в кольцо снижается на 10 %. Показательно, что утомление отражается на изменениях технической результативности в большей степени, чем в двигательных действиях, характеризующихся величинами сил, скоростей и ускорений.

Утомление – это очень сложное явление, вызываемое изменениями в различных системах. Даже выделяя его ведущие механизмы, нельзя забывать, что они являются далеко не единственными. Ограничение возможности поддерживать сокращение мышц на заданном уровне силы или интенсивности связано с состоянием определённых систем и структур:

Центрального механизма утомления (центральная нервная система, вегетативная нервная система, гормональная система);

Периферических механизмов утомления (изменения в нервно-мышечном синапсе, изменения в мышцах: истощение энергетических ресурсов, накопление в мышцах продуктов метаболизма, недостаточное поступление к мышце кислорода).

Выносливость – способность человека выполнять работу длительное время без снижения работоспособности .

Основным фактором, лимитирующим продолжение работы, является утомление. Более позднее наступление утомления – следствие повышения уровня развития выносливости. Степень выносливости у спортсменов определяется по физиологическим показателям: кислородтранспортной системы, биохимическим показателям и т. д. Только работа до утомления («до немогу») и преодоление наступающего утомления способствует повышению выносливости организма.

Выносливость имеет специфические особенности в том или ином виде спорта. Например, легкоатлеты-стайеры обладают значительно большей выносливостью в беге на длинные дистанции, чем тяжелоатлеты (или борцы); в то же время легкоатлеты в подъёме тяжестей менее выносливы, чем тяжелоатлеты. Мышечная деятельность у легкоатлетов-стайеров происходит в аэробном режиме, а у тяжелоатлетов в основном в анаэробных условиях. Исследования показывают, что работа на выносливость в аэробном режиме отрицательно сказывается на развитие собственно силовых способностей и наоборот, тренировка на развитие максимальной силы, отрицательно сказывается на развитие выносливости у бегунов-стайеров.

Выносливость возрастает под влиянием регулярных тренировок в большей мере, чем сила и особенно быстрота. Выносливость можно рассматривать как способность преодолевать утомление. Утомление при мышечной работе проходит через две фазы:

1) Фаза компенсированного (скрытого) утомления – в ней, несмотря на возрастающие затруднения, спортсмен сохраняет интенсивность выполнения двигательного задания. Например, скорость передвижения в циклических видах спорта остаётся на прежнем уровне (за счёт использования компенсаторных механизмов). Величина тренировочной нагрузки в этой фазе определена в теории спорта как значительная нагрузка.

2) Фаза некомпенсированного (явного) утомления – в ней спортсмен, несмотря на все старания не может сохранить необходимую интенсивность задания. Такие тренировочные нагрузки называются большими нагрузками.

Утомление проявляется в специфических субъективных ощущениях и объективных физиологических и биохимических сдвигах. Например, уменьшение систолического выброса крови, увеличение концентрации молочной кислоты в крови и в мышцах и т. п.

Проявляется утомление очень заметно в биомеханических (двигательных) показателях. Так, в фазе компенсированного утомления скорость передвижения (или другой показатель интенсивности задания) не снижается, но происходят изменения в технике движений.

Снижение одних показателей компенсируется ростом других. Наиболее часто в циклических видах спорта уменьшается длина шагов, что компенсируется возросшей их частотой. Под влиянием утомления снижаются скоростно-силовые показатели утомлённых мышц. Такое снижение может до известной степени компенсироваться сознательным или бессознательным изменением техники движений.

Повышение устойчивости спортивной техники по отношению к утомлению – одна из важных задач во многих видах спорта. Это достигается длительной специальной тренировкой, в том числе и в состоянии утомления.

Утомление в процессе мышечной деятельности, не переходящее определённых пределов, физиологическое, а не патологическое явление, несомненно, полезное для организма. Работа до утомления представляет собой важный и необходимый фактор роста тренированности, в особенности тогда, когда оно связано с развитием выносливости.