Особенности физиологических сдвигов при статических усилиях

Особенности физиологических сдвигов при статических усилиях

Под статическими усилиями понимают длительное непрерывное напряжение, как отдельной группы мышц, так и общее напряжение многих групп мышц, обеспечивающих сохранение позы при различных видах деятельности (при двигательной работе, рабочей позу в труде, общих напряжениях при выполнении физических упражнений и др.). Сохранение однообразной позы более утомительно, чем выполнение динамической работы. Это связано с работой нервных центров, которая характеризуется непрерывным возбуждением ограниченных групп нервных клеток. При этом отмечается дезорганизация их активности; нарастает возбуждение, которое, в конце концов, вызывает охранительное торможение, и статическое напряжение уменьшается и прекращается.

Постоянное напряжение мышц затрудняет кровообращение и дыхание в напряженных мышцах и мешает активизации текущего восстановления. Статические усилия часто связаны с натуживанием, при котором затрудняется продвижение крови через легкие и возникает дополнительная нагрузка на правое сердце.

Такая координация движений на фоне сохранения общей позы, особенно напряженной, требует большой тренировки. Чрезмерные усилия приводят к перенапряжению.

Перенапряжение (острое утомление) возникает при выполнении динамических физических нагрузок и статических напряжений, не соответствующих уровню физической подготовленности человека (особенно часто оно возникает на фоне имеющего место переутомления). При статических усилиях может возникнуть острая сердечная недостаточность, нарушение координации в регионарном кровообращении, одышка, цианоз, расстройство координаций движений.

Острое утомление возникает при работе значительной интенсивности, несоответствующей уровню непосредственной готовности к выполнению упражнения и предварительной подготовленности организма.

Ведущим фактором в возникновении физиологических сдвигов является нарушение в функции ЧНС, центры которой, в результате срочности мобилизации, не обеспечивают постоянного развития активности и координации деятельности органов и систем. Уменьшается подвижность нервных процессов и развивается торможение в нервных центрах, возникающее под влиянием высокого ритма и темпа афферентных раздражений, связанных с интенсивными мышечными сокращениями. Возможны «сшибка» нервных процессов и возникновение запредельного торможения. Запаздывает также активизация функции желез внутренней секреции. В результате вегетативные системы не выполняют своей роли в обеспечении организма питательными веществами и восстановления работающего организма. Недостаток в потреблении О и кислородный долг в организме резко увеличиваются. Сердечно-сосудистая и дыхательная системы не обеспечивают кислородный запас организма. Быстро накапливаются продукты обмена и, в частности, молочная кислота. В этих условиях в связи с перенапряжением сердца и неадекватным изменением тонуса сосудов может развиться коллапс.

У нетренированных лиц состояние острого утомления может развиться и на ранних этапах длительной физической нагрузки в результате резкого срыва регуляторных механизмов и истощения резервов восстановления в органах и системах организма.

Острое утомление быстрее развивается при высокой температуре и влажности окружающей среды. При этом усиливается потоотделение, что приводит к потере организмом хлоридов и изменению количественного соотношения ионов натрия, калия, кальция, хлора и фосфора в крови и тканях тела. Острое утомление у лиц старшего возраста переносится тяжело, а восстановление затягивается и требует особых лечебных мероприятий.

Хроническое утомление

Хронической утомление – результат кумуляции сдвигов в нервно-мышечной и вегетативной системах организма, возникающих при многократной утомительной работе. Оно может возникать как результат систематического недовосстановления при общей и при локальной нагрузке. Ведущими явлениями, характеризующими хроническое утомление, служит расстройство управляющей функции ЦНС и проявляется в неспособности организма к мобилизации усилий, прогрессирующему снижению общей работоспособности и расстройстве координации при сложных общих и локальных движениях.

Отмечаются также тахикардия, повышение минимального артериального давления, снижение потребления кислорода на 1 кг массы тела, потливость.

При сохранении способности к осуществлению старых автоматизированных навыков отмечается неспособность к усвоению новых полезных навыков и действий. В дальнейшем наступает расстройство и старых закрепленных навыков и действий. Физиологическая основа этого явления – нарушение баланса возбудительно-тормозных нервных процессов. Возможно, снижение способности сохранять концентрацию внимания и бдительность в условиях труда и в быту, бессонница. Устойчивость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды уменьшается. Человек легко заболевает. Восстановление организма после нагрузок затягивается.

При мышечной деятельности может возникать утомление, характеризующееся комплексом изменений в состоянии различных функций организма. Степень выраженности этих изменений, в том числе чувства усталости, тем больше, чем интенсивнее и продолжительнее была проделанная работа.

Определение и основные показатели утомления.

Утомлением называется особое состояние, возникающее как следствие работы и проявляющееся в ухудшении двигательных и вегетативных функций и их координации, понижении работоспособности и появлении чувства усталости. Это состояние имеет временный характер и исчезает через некоторое время после прекращения работы, т.е. во время отдыха.

Внешние проявления мышечного утомления разнообразны. Они зависят от характера выполняемых физических упражнений, особенностей внешней среды и личных индивидуальных особенностей спортсменов. К внешним проявлениям утомления, часто встречающимся в спорте, относятся: нарушение координации движений, падение производительности работы, одышка, чрезмерная потливость, покраснение кожных покровов и др.

Эти внешние проявления обусловлены как ухудшением работы периферических органов, так и расстройством координации их деятельности нервной системой.

Изменение координации функций периферических органов, возникающее через некоторое время после начала работы происходит в одних случаях еще до снижения работоспособности исполнительных аппаратов и представляют собой как бы профилактическое мероприятие, позволяющее более длительно сохранить высокую эффективность работы. В других случаях оно наступает вследствие расстройства функций нервной системы, которое бывает при сильном утомлении.

Ухудшение функций периферических органов при работе, возникающее в результате неполноценной нервной регуляции, может проявляться в различных формах. Во-первых, могут снижаться показатели деятельности различных органов и систем органов (например, уменьшаются минутный объем легочной вентиляции, минутный объем крови, потребление кислорода). Во-вторых,

вследствие нарушения координации может наблюдаться более высокая, чем необходимо, степень мобилизации функций периферических органов. Это выражается в меньшей экономичности работы различных систем организма, в особенности при перерасчете затраченной энергии на 1 кг веса тела, на 1 м пройденной дистанции или на 1 единицу времени.

В целях сохранения работоспособности периферических исполнительных аппаратов нервная система может изменять формы координации их деятельности: заменять работу одних мышечных элементов другими, уменьшать глубину дыхательных движений и т.д.

Сочетание разных показателей утомления. В зависимости от вида работы и состояния различных функций организма наблюдается разное сочетание показателей утомления. В одних случаях отмечаются и снижение функций периферических органов, и ухудшение координации нервной системой их деятельности, и понижение производительности работы, и ощущение усталости. В других случаях могут быть только один или два из этих общих показателей утомления. Например, если выполняется интересная работа, то при наличии ряда может отсутствовать субъективная сторона утомления – чувство усталости, которое во многих случаях может обнаруживаться значительно раньше возникновения объективных признаков ухудшения вегетативных и двигательных функций организма и снижения работоспособности.

При циклической длительной работе с предельной или со значительной интенсивностью ухудшается в результате развития утомления состояние ряда периферических органов, менее совершенной становится деятельность нервной системы, что приводит к нарушению нормальной координации двигательных и вегетативных функций, снижается производительность работы, возникает чувство усталости. При аналогичной же длительной работе малой мощности производительность работы может остаться той же, хотя при этом нарушаются некоторые показатели структуры движений, изменяется деятельность отдельных вегетативных органов и возникает ощущение усталости. Это наблюдается, например, при многочасовых передвижениях с небольшой скоростью.

Утомление и состояние энергетических ресурсов. Несмотря на то, что утомление приводит к временному снижению работоспособности, оно имеет важное биологическое значение, являясь сигналом о частичном истощении ресурсов.

Снижение или прекращение деятельности скелетных мышц, сердца, желез внутренней секреции и других органов происходит всегда при наличии еще некоторого остаточного запаса энергетических и других веществ. Это связано с тем, что как полное, так и частичное, но резкое снижение содержания этих веществ может вызвать перерождение, а в некоторых случаях даже гибель определенных клеток организма. Утомление при работе возникает еще при наличии значительных резервов, приводя к снижению или прекращению деятельности. Эти резервы частично используются человеком в экстренных случаях, например финишном ускорении.

Первичные и вторичные проявления утомления. Поскольку в организме все проявления деятельности обусловлены одновременным вовлечением в работу целого ряда органов и систем органов, т.е. являются системными, нарушение тех или других функций при развитии утомления наблюдается в показателях работы многих органов.

Ухудшение функции того или другого органа может быть как первичным, так и вторичным. Первичное снижение функций характеризуется тем, что орган начинает работать менее интенсивно вследствие изменений, возникающих непосредственно в нем самом. Например, некоторые мышечные волокна не способны длительно поддерживать сокращение и расслабляются даже в том случае, когда в них продолжают поступать импульсы из центральной нервной системы. При вторичном снижении функций та же мышца, даже если она

полностью сохранила свои свойства, начинает плохо сокращаться в результате ухудшения регуляции ее деятельности центральной нервной системой.

Начало утомления обусловлено большей частью первично возникающими изменениями в состоянии некоторых органов. При продолжении работы снижение функций многих систем органов вызывается уже вторичным путем. Например, при длительной мышечной работе таким вторичным путем может ухудшаться как состояние самих мышц и вегетативных систем органов, так и нервная регуляция их деятельности.

Поскольку при мышечной работе в деятельность вовлекается большинство систем органов, то развитие утомления характеризуется причудливым сочетанием и первично и вторично вызванных изменений деятельности разных органов. Вследствие этого в ряде случаев очень сложно отличить первично возникающие изменения от вторичных. Иногда такая дифференциация возможна. Так, в горах первичной причиной, вызывающей возникновение у спортсменов утомления, является гипоксия, которая ухудшает возможность доставки кровью кислорода тканям организма. При низком уровне тренированности утомление первично проявляется в виде недостаточной деятельности сердца и неполноценного перераспределения крови и т.д.

Ярким примером значения первичных изменений вегетативных процессов для вторичного вызова ухудшения деятельности нервной и других систем является изменение содержания глюкозы в крови. Большое потребление во время длительной интенсивной мышечной работы (бег, плавание и др.) глюкозы через некоторое приводит к снижению содержания ее в крови. Это снижение вторичным путем ведет к ухудшению состояния мозга, весьма чувствительного к понижению сахара в крови. В свою очередь, ухудшение состояния мозга может нарушить координацию самых различных двигательных и вегетативных функций, снижая тем самым эффективность выполнения физических упражнений. Таким образом, первичные изменения какой-либо одной вегетативной функции приводят к нарушению функций целого ряда органов и систем органов.

Во многих случаях, в частности при значительных по мощности усилиях, первичное утомление возникает в результате ухудшения функционального состояния самих мышц. Некоторым функциональным единицам в мышце свойственна высокая степень утомляемости, и они могут выключаться из деятельности спустя весьма короткое время после начала напряжения. Вследствие этого сила данной мышцы может быстро снижаться, иногда даже на протяжении нескольких секунд. Так, при статических усилиях с большим отягощением деятельность некоторых функциональных единиц прекращается через относительно короткое время. Поэтому спустя несколько секунд поддержание усилия становится невозможным (например, удержание штанги, угла на кольцах).

При возникновении утомления снижаются сила и скорость сокращения мышц, затягивается фаза расслабления, повышаются пороги возбудимости, снижается коэффициент полезного действия мышечного сокращения. При сильной же степени утомления после прекращения сокращения может наблюдаться неполное расслабление мышечных волокон, так называемая остаточная контрактура.

Важнейшая роль при утомлении принадлежит процессам, протекающим в центральной нервной системе. Деятельность нервной системы, как и других систем организма, может ухудшаться как первично, так и вторично.