Утомление и утомляемость

Определение состояния утомления

Источник:
Учебное пособие для ВУЗов «Спортивная физиология».
Автор: И.И. Земцова Изд.: Олимпийская лит-ра, 2010 год.

Утомление — это состояние, возникающее в результате интенсивной или продолжительной работы и сопровождающееся снижением физической работоспособности. Оно является не результатом истощения организма, а сигналом о возможности существенных биохимических и функциональных изменений, вследствие которых автоматически снижается работоспособность и предотвращаются чрезмерные сдвиги.

В зависимости от преобладания содержания работы — умственной или физической — речь идет об умственном или физическом утомлении. Различают также острое и хроническое, общее и локальное, скрытое (компенсируемое) и явное (не компенсируемое) утомление (Втмор, Косттл, 2003; Гордон, 1999; Ключевые факторы адаптации..., 1996; Мищенко В. С., 1990; Моногаров, 1986; Платонов, Булатова, 1995; Viru, 1995).

Острое утомление наступает во время относительно кратковременной работы, когда ее интенсивность не соответствует уровню физической подготовленности. Оно проявляется в резком снижении сердечной продуктивности (сердечная недостаточность), расстройстве регуляторных влияний со стороны ЦНС и эндокринной системы, увеличении потоотделения, нарушении водно-солевого баланса.

Хроническое утомление является результатом невосстановления после работы. Теряется способность к усвоению новых двигательных навыков, снижаются работоспособность, естественная устойчивость к заболеваниям, аппетит, нарушается сон и т. д.

Общее утомление (вовлечены большие мышечные группы) связано с нарушением регуляторных функций со стороны ЦНС, координации двигательной и регуляторной функций. Общее утомление сопровождается расстройством вегетативных функций: неадекватным нагрузке ростом ЧСС, падением пулы сового давления, уменьшением ЛВ. Субъективно оно ощущается как резкое обессиление, усиленное сердцебиение, невозможность продолжать работу.

Локальное утомление (нагрузка отдельных мышечных групп) связано не столько с центральным аппаратом управления, сколько с местными структурными элементами регуляции движений: терминалями двигательных нервов, нервно-мышечными синапсами. В пресинаптической мембране уменьшается количество ацетилхолина, вследствие чего падает потенциал действия постсинаптической мембраны. Возникает частичное блокирование эфферентного сигнала, передаваемого на мышцу. Сократительная функция мышцы ухудшается.

В скрытой (компенсируемой) фазе утомления сохраняется высокая работоспособность, поддерживаемая волевыми усилиями. Но экономичность работы падает. Продолжение ее сопровождается возникновением некомпенсированного (явного) утомления, что сопровождается снижением работоспособности при угнетении функций внутренних органов и двигательного аппарата. Угнетается функция надпочечников, снижается активность дыхательных ферментов, накапливаются недоокисленные продукты обмена веществ, снижается резервная щелочность. При резком падении работоспособности, когда физически невозможно поддерживать работу, спортсмен отказывается от ее выполнения.

Физическая природа утомления сложна. Многочисленные факты свидетельствуют, что основным процессом, ведущим к возникновению утомления, является постепенное угнетение деятельности ЦНС и развитие торможения. Оно обусловлено нарушением проведения импульсов через синапсы. Таким образом, торможение, возникшее в случае утомления, играет защитную роль, охраняя нервные клетки от истощения. Развитию утомления способствует также недостаток кислорода, накопление продуктов обмена, потеря энергетических ресурсов и др. Изменение внутриклеточного метаболизма снижает возбудимость и лабильность нервных клеток, что ведет к развитию торможения (Втмор, Косттл, 2003; Спортивная медицина. Практические..., 2003).

Начало утомления характеризуется изменением привычного стереотипа движений. Например, атлет, бегущий с обычной длиной и частотой шагов, в случае утомления может некоторое время поддерживать высокую скорость путем увеличения частоты шагов и уменьшения их длины. Однако это будет продолжаться недолго. С развитием утомления неизбежно уменьшается частота шагов и снижается скорость.

Во время циклической работы максимальной интенсивности основное значение в развитии утомления имеют уменьшение подвижности нервных процессов и развитие торможения в нервных центрах. Это — результат сильного возбуждения под влиянием высокого ритма и темпа афферентных импульсов, поступающих от работающих мышц. Определенное значение в развитии утомления во время работы такой интенсивности имеет истощение запасов фосфагенов и накопление молочной кислоты.

Во время циклической работы субмаксимальной интенсивности физиологические причины возникновения утомления более разнообразны: накопление молочной кислоты, постепенное угнетение деятельности нервных центров вследствие высокого темпа работы, резкий недостаток кислорода (предельные значения), истощение макроэргов и др. (Лактатный порог и..., 1997; Мохан, Глессон, Грингафор, 2001; Фомин, Вавилов, 1991).

Во время циклической работы большой интенсивности главной причиной утомления является относительная гипоксия мышечной ткани, а также постепенное накопление молочной кислоты и ее угнетающее влияние на аэробный метаболизм и процессы нервной регуляции двигательной функции. Возможности кислородтранспортной системы являются фактором, лимитирующим работоспособность в условиях предельного V02, и потому организм часть энергии образует в процессе анаэробного расщепления глюкозы — гликолиза. Определенную роль в угнетении нервных центров при выполнении бега на длинные дистанции играет однообразное влияние на нервные клетки афферентных импульсов, периодически поступающих от работающих мышц.

Во время циклической работы умеренной интенсивности на первое место в развитии утомления выходит истощение энергетических ресурсов — главным образом гликогена — в работающих мышцах и печени. Определенную роль играет возникновение утомления под влиянием многократного однообразного раздражения нервных центров афферентными импульсами, поступающими от мышц. Значительное потоотделение, ведущее к дегидратации организма, и потеря минеральных веществ также способствуют развитию утомления во время работы умеренной интенсивности.

Основную роль в развитии утомления при ациклической работе играет изменение функционального состояния нервных центров. Во время спортивных игр, например, снижаются подвижность нервных процессов и возможности вегетативных систем, а также накапливается КД. Во время силовых и скоростно-силовых упражнений снижается мобилизационная возможность нервных центров — способность развивать максимальную деятельность за короткое время. При статических усилиях основной причиной утомления является развитие запредельного торможения в нервных центрах под влиянием мощного потока афферентных импульсов, поступающих от напряженных мышц.

Определение состояния утомления во время работы на велоэргометре в заданном темпе

Оснащение: велоэргометр.

Ход работы

Из числа студентов выбирают одного-двух испытуемых (желательно тренированных велосипедистов), регистратора темпа движений, двух секретарей для ведения протокола результатов опыта.

Каждый испытуемый после предварительного инструктажа по очереди выполняет такие виды нагрузок на велоэргометре:

1. 2—3-минутная работа в невысоком постоянном темпе (разминка);
2. через 1—1,5 мин — 10-секундное педалирование в максимальном темпе с переходом на медленное педалирование;
3. через 2—3 мин — работа на уровне 70 % максимального темпа (задается метрономом). В ходе работы испытуемый сообщает о появлении у него усталости;
4. спустя 5—10 с после этого каждому из испытуемых предлагают перейти на максимальный темп педалирования и через 10 с вернуться к основному (70 %) уровню работы;
5. спустя 30 с испытуемым предлагают довести темп до максимального и через 10 с опять вернуться к основному.

Работа прекращается в случае снижения темпа движений.

В процессе выполнения нагрузки ведут запись количества оборотов педалей только за каждые 10 с из трех 10-секундных периодов работы в максимальном темпе.

Все полученные цифровые данные вносят в таблицу 43, делают выводы.

Таблица 43 — Результаты 10-секундных "ускорений" на велоэргометре в максимальном темпе

Испытуемый	Количество оборотов за 10 с
	До основной работы	На фоне основной работы (70 % максимальной)
		1-й раз	2-й раз	3-й раз

Физиологические изменения, возникающие в результате утомления во время циклической работы различной мощности

Оснащение: ступенька для выполнения степ-теста или велоэргометр, прибор для измерения АД, миллисекундомер.

У испытуемого после 10—15-минутного отдыха в положении сидя определяют ЧСС, АД, продолжительность латентного времени двигательных реакций и проводят оценку функционального состояния сердечно-сосудистой системы путем изучения реакций на стандартную работу (подъем на ступеньку высотой 40 см в темпе 30 за 1 мин в течение 3 мин). До и после стандартной работы измеряют АД и ЧСС. По окончании всех измерений испытуемый выполняет две экспериментальные нагрузки с интервалом между ними не менее 30—40 мин. Длительность первой нагрузки — 3 мин, мощность на велоэргометре —1200 км ч^-1 или темп шагов в беге на месте 160—200 шагов мин^-1. Длительность второй нагрузки — 20—30 мин (в зависимости от спортивной специализации испытуемого), мощность работы на велоэргометре устанавливают в зависимости от подготовленности испытуемого, темп шагов при выполнении бега на месте —160—180 шагов мин^-1.

Во время экспериментальных нагрузок проводят наблюдение за темпом движений и регистрируют момент, когда испытуемый начинает снижать заданный темп.

По окончании экспериментальной нагрузки сразу же определяют ЧСС, АД, ЛВ, не позже 4—5 мин после нагрузки регистрируют латентное время двигательных реакций, проводят оценку состояния сердечно-сосудистой системы путем исследования реакций на выполнение степ-теста.

Полученные данные анализируют и делают выводы об особенностях физиологических сдвигов, возникающих в результате утомления во время циклической работы различной мощности.

Динамика максимальных мышечных усилий в фазе компенсированного утомления во время статической работы на эргографе (динамографе)

Ход работы

Из числа студентов выбирают двух испытуемых и секретаря для ведения протокола результатов опыта.

Каждый из испытуемых после предварительного инструктажа выполняет на эргографе или динамографе:

• два коротких максимальных усилия;

• статическую работу на уровне 75—80 % максимальной кистевой силы, которая завершается в начале фазы некомпенсированного утомления (определяется по снижению диномограммы).

В ходе статической нагрузки испытуемые сообщают о появлении ощущения утомления. Спустя 5—6 с после этого каждому из них дается команда осуществить на фоне основной нагрузки короткое максимальное усилие и вернуться к основной работе.

Продолжая выполнять эту работу, испытуемый сообщает, когда ему становится очень трудно сохранить заданную величину статического усилия.

После этого каждому из них предлагается осуществить дополнительное максимальное усилие на фоне основной работы с быстрым возвращением к заданной величине статической нагрузки.

Работа завершается, когда происходит снижение показателей динамограммы.

На полученной кривой определяют величины исходных максимальных усилий (в кг) и величины дополнительных усилий, осуществленных испытуемым во время статической нагрузки.

Результаты исследования вносят в таблицу 44, анализируют и делают выводы.

Таблица 44— Величина максимальных усилий на фоне работы статического характера на динамографе (эргографе)

Испытуемый	Величина максимальных усилий, кг
	Исходная		Во время статической нагрузки
	1	2	1	2