Физиологический механизм утомления

Кровь. При утомлении увеличивается количество лейкоцитов, выявляется так называемый «миогенный» лейкоцитоз (по Егорову) с фазовыми изменениями. Первая фаза: общий лейкоцитоз (до 15—25—30%), относительный и абсолютный лимфоцитоз, относительная и абсолютная нейтропения, базопения, эозинопения. При этой фазе нет сдвига формулы нейтрофилов влево, но отмечается некоторое увеличение лимфоцитов с азурофильной зернистостью. Вторая фаза: наблюдается через полчаса-час после первой или непосредственно сразу же после предельной мышечной работы (на высоте утомления) и выражается в следующем комплексе: продолжение нарастания лейкоцитоза (еще на 30—40%), относительная и абсолютная нейтрофилия; относительный и абсолютный лимфоцитоз; всегда сдвиг формулы нейтрофилов влево; относительная и абсолютная эозинофилия. всегда уменьшение лимфоцитов с азурофильной зернистостью. Кроме того, может иметь место фазовый сдвиг в составе периферической крови иного характера Имеет место и лимфоцитоз. Нередко отмечается картина, указывающая на раздражение нейтрофильной системы (костного мозга) — от регенеративных сдвигов до гиперрегенерации и дегенерации (подавленность функции костного мозга). При утомлении отмечается сравнительно высокий лейкоцитолиз. Наблюдается резкое усиление гемолиза, меняется количество эритроцитов как в сторону понижения, так и увеличения. При утомлении может повышаться уровень гемоглобина, количество эозинофилов, больших лимфоцитов.

Свертывание крови. При утомлении после максимальной физической работы свертывание крови ускоряется. Ускоряется свертывание крови и при кратковременных мышечных напряжениях. Физическое утомление характеризуется качественными сдвигами в тромбоцитарной картине. При состояниях перенапряжения и перетренированности количество тромбоцитов может увеличиваться, с резким сдвигом в сторону крупных форм.

Пищеварение. При глубоком утомлении отмечается индифферентное отношение к пище или полное отсутствие аппетита, расстройство стула. Могут начинаться запоры или более частый стул, реже поносы, приступообразные боли в животе (спазмы кишечника). Отмечается чувство тяжести в желудке, особенно после приема пищи. При хроническом утомлении нередко нарушается желчевыделительная функция. Отмечаются разные показатели билирубина в крови. В норме его 1,6—6,2 мг% или 0,25—0,5 мг%. Нарушается жиролипидный обмен, снижается альбумино-глобулиновый коэффициент. Меняется общее количество и качество белка плазмы; синтетическая функция (проба Квика с бензойным натрием) может быть изменены; водный обмен (анализы мочи по Зимницкому) не нарушен. Наблюдается болевой печеночный синдром, особенно при остром утомлении, небольшое увеличение печени, иногда ее отек.

Почки. При развитии состояния переутомления отмечается изменение функции почек. Утренняя порция мочи может быть темно-кирпичного или бурого цвета. При кратковременном стоянии прозрачная моча быстро мутнеет и в ней появляется объемистый осадок оранжево-красного или кирпично-красного цвета. В осадке резко увеличено количество уратов. Нередко определяется белок от умеренных количеств (0,033—0,099 г%) до больших. Особенно часто белок в моче при утомлении наблюдается у подростков и юношей. Кроме того, в моче могут определяться цилиндры (гиалиновые, зернистые), лейкоциты (единичные в поле зрения), эпителиальные клетки (плоские до 10—12 в поле зрения), эритроциты.

4. Утомление при мышечной и  умственной работе

Существует два вида утомления: одно возникает при умственной деятельности, другое – при мышечной работе. Однако сегодня, когда на производстве происходит сближение умственного и физического труда, стало практически сложно выделить в чистом виде умственное утомление или мышечное. При любой трудовой деятельности присутствуют компоненты, свойственные и умственному и физическому труду.

В начале напряжённой мышечной деятельности работоспособность человека постоянно возрастает – происходит врабатывание. Наличие периода врабатывания является биологической закономерностью и характерно для любой работы. В период врабатывания налаживается необходимый стереотип движений, происходит мобилизация вегетативных функций тех систем организма, которые в основном обеспечивают выполнение данной работы.

После окончания периода врабатывания работа выполняется в течение определённого времени на относительно постоянном уровне работоспособности – в устойчивом состоянии (период устойчивой работоспособности). В это время достигается согласованная деятельность двигательной и вегетативной функций. Нарушение состояния устойчивой работоспособности происходит вследствие развития процесса утомления.

Утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации движений, в возрастании затрат энергии при выполнении работы одной и той же работы, в замедлении реакций и скорости переработки информации и других явлениях.

Применительно к напряжённой мышечной деятельности целесообразно различать явное (некомпенсируемое) утомление и скрытое (компенсируемое) утомление.

Явное утомление – проявляющееся в снижении работоспособности и отказом от выполнения работы в заданном режиме вследствие некомпенсированных сдвигов в деятельности регуляторных и исполнительных систем.

Скрытое утомление характеризуется деэкономизацией работы, существенными изменениями структуры движений, но ещё не сопровождающееся снижением работоспособности вследствие использования компенсаторных механизмов.

Первые признаки скрытого утомления, связанные со снижением экономичности работы, ухудшением внутримышечной и межмышечной координации, значительными изменениями в координационной структуре движений, появляются чаще всего в начале второй половины работы. Постепенно эти изменения усиливаются в направлении всё более глубокого исчерпания функциональных резервов и достигают максимально доступных для данной работы величин в период перехода скрытого утомления в явное, т. е. в момент заметного снижения работоспособности человаека.

Основным показателем, свидетельствующим о наступлении скрытого утомления могут служить энергозатраты на единицу механической работы. Именно существенное повышение энергозатрат по отношению к показателям устойчивого состояния свидетельствуют об использовании нерациональных компенсаторных механизмов поддержания работоспособности и развитии скрытого утомления.

Исследования, проведённые учёными показали, что при однообразной мышечной деятельности циклического характера большой и субмаксимальной интенсивности, признаки утомления начинают проявляться через отрезок времени, равный 45 – 55 % общей продолжительности работы, выполняемой до наступления явного утомления. Скрытое утомление сопровождается субъективными, часто весьма сильными ощущениями усталости. Применительно к работе иной направленности компенсированное утомление развивается позднее, обычно после выполнения 60 – 75 % общего объёма работы до наступления явного утомления.

В выполнении любой работы можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы, функциональные возможности которых определяют способность человека выполнять данную работу на данном уровне интенсивности или качества. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям определяет предельную продолжительность данной работы, то есть период наступления состояния утомления.

При выполнении разных работ причины утомления неодинаковы. Рассмотрение причин утомления связано с двумя основными понятиями. Первое понятие - локализация утомления, то есть выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения, в которой и определяют наступление состояния утомления. Второе понятие – механизмы утомления, то есть те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают утомление.

При изучении локализации утомления в первую очередь нужно обращать внимание на три группы систем, обеспечивающих выполнение любой работы:

1) регулирующие системы – центральная  нервная система, вегетативная нервная  система и гармонально-гуморальная  система;

2) система вегетативного обеспечения  мышечной деятельности – системы дыхания и кровообращения.

3) исполнительные системы –  двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

При выполнении любой работы происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих деятельностью и регулирующие её вегетативное обеспечение. При этом наиболее «чувствительными» к утомлению являются корковые центры. Проявлениями утомления центральной нервной системы являются нарушения координации функций организма (в частности движений), возникновение чувства усталости.

Утомление может быть связано с изменениями в деятельности желез внутренней секреции и вегетативной нервной системы. Роль последней особенно велика при выполнении длительных упражнений. Указанные изменения могут вести к нарушениям регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.

Причиной развития утомления могут служить многие изменения в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой. Главное следствие таких изменений – снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего спортсмена.

Утомление может быть связано с изменениями в деятельности исполнительного аппарата – работающих мышцах. При этом мышечное (периферическое) утомление является результатом изменений возникающих в самом сократительном аппарате мышечных волокон. Мышечное утомление проявляется в снижении сократительных способностей мышц.

Умственное утомление и связанное с ним снижение работоспособности имеют свои специфические особенности. Оно, как правило, появляется при длительной и достаточно напряженной работе и связано с чрезмерным повышением или ослаблением деятельности внешних органов чувств. При умственном утомлении снижается сила памяти, вследствие чего возникает «убегание мыслей», быстрое исчезновение из памяти того, что незадолго до этого было усвоено.

При умственной работе может возникать и субъективное чувство усталости (в отличие от утомления, являющегося объективным показателем). Умственная усталость может нарастать при неудовлетворенности работой, неудаче в ней. И наоборот, в возбужденном состоянии, при повышенном интересе к работе чувство усталости может не появиться даже тогда, когда объективные, в том числе и внешние, показатели и признаки говорят о фактического наступлении состояния утомления у человека (табл.1). В этом случае показатели работоспособности, в частности продуктивность труда, могут не снижаться, но работа проводится на фоне фактического утомления, что не является положительным для организма человека. Вообще умственная работоспособность, умственное утомление, в отличие от физического, где действуют природные охранительные барьеры, имеют существенные отличия.

Хотя при напряженном умственном труде в течение часа энергопотери определяются всего 30-40 ккал (т. е. 240-320 ккал за 8 ч работы), физиологические и биохимические изменения, наблюдавшиеся при утомлении от такого труда, ликвидируются значительно медленнее, чем после физической работы. Однако снижение работоспособности в одном виде умственного труда может сопровождаться сохранением его эффективности в другом. Поэтому, устав заниматься вычислительными операциями, можно иногда успешно заниматься чтением. Таким образом, наступление нервно-эмоционального умственного утомления в отличие от физического (мышечного) не приводит к автоматическому прекращению работы. Оно не всегда обнаруживается через ощущение усталости, что может привести к различным степеням переутомления, к невротическим сдвигам.

Кроме того, следует учитывать то, что при длительном занятии профессиональным умственным трудом в организме могут возникать функциональные изменения, обусловленные главным образом малой подвижностью. Выражается это в ухудшении работы сердца, склеротических изменениях кровеносных сосудов, проявлении гипотонии (у молодых) и гипертонии (у пожилых), возникновении неврозов. Недостаток движений приводит также к ослаблению дыхания. В нижних отделах легких, в полости живота и ногах застаивается кровь. Возникает атония кишечника, в организме накапливаются продукты гниения, появляются головные боли. Снижение окислительных процессов в организме влечет за собой малокровие, а в некоторых случаях и ожирение.

Заключение

Процессы, лежащие в основе утомления, многообразны и сложны. Природа утомления до настоящего времени остается недостаточно изученной. Невозможно определенно указать, является ли состояние утомления следствием расходования каких-либо веществ или оно зависит от накопления продуктов обмена, от блокирования определенных этапов распада и ресинтеза энергетически важных веществ,  от изменения ритма  протекающих процессов (интервала возбуждения), от развития нервного торможения, от каких-либо определенных комбинаций всех этих явлений или других  процессов.

Одни исследователи считают, что процесс утомления развивается в самом периферическом деятельном органе, другие -  локализуют этот процесс исключительно в центральной нервной системе,  третьи -  придают особое значение вегетативной нервной системе.

Утомление – процесс, обусловленный временными изменениями состояния периферических рабочих систем, а в ряде случаев нарушениями относительной стабильности внутренней среды организма. Эти изменения, в свою очередь, поддерживают функциональные изменения в центральной нервной системе.

Утомление выражается в появлении чувства усталости, снижении работоспособности, уменьшении мышечной силы, нарушении координации движений.