Сила, работа и утомление мышц. Теории развития утомления Развитие утомления при циклической работе
Под утомлением понимают понижение работоспособности, обусловленное выполнением определенной работы.
Изучением причин развития утомления начали заниматься в конце XIX столетия. Создан ряд теорий утомления, которые еще до сих пор поддерживаются некоторыми зарубежными физиологами.
Одной из первых появилась теория истощения в мышцах энергетических запасов - углеводов и липоидов. Обоснований такая теория не имеет, так как показано, что у животного, доведенного вследствие интенсивной работы до утомления, заканчивающегося смертью, в печени остается достаточный запас гликогена. При очень интенсивной работе утомление может наступить быстро, через 2-3 минуты, и трудно предположить, чтобы за это время исчезли из организма запасы гликогена и липоидов.
Появились также теории «отравления» организма или продуктами распада белков и углеводов (Пфлюгер), или специальными токсинами - кенотоксинами (Вейхардт). Эта теория обосновывалась тем, что кровь утомленного животного, введенная нормальному животному, вызывала у него состояние, похожее на утомление. Не трудно было доказать, что в этом случае нет никакого основания говорить об утомлении, так как кровь и неутомленного животного, введенная другому животному, вызывает подобное состояние, что является реакцией на введение чужеродного белка. Теория эта не только неверна, но и вредна, так как она пытается трактовать труд как отрицательный фактор в жизнедеятельности человека. Между тем хорошо известно, что труд стимулирует жизненные процессы, установлено, что процессы распада вызывают активные процессы восстановления.
Наконец, создана была теория засорения организма продуктами распада, в частности молочной кислотой (Хилл). Действительно, накопление молочной кислоты может сопутствовать утомлению; чем интенсивнее работа, тем больше может быть накоплено молочной кислоты. Однако молочная кислота не является причиной утомления. Это показано было прямыми опытами: накопление молочной кислоты не только не прекращало работы, а, наоборот, стимулировало ее; прекращение же работы вследствие утомления совпадало с уменьшением содержания молочной кислоты.
Все эти теории утомления оказались физиологически необоснованными, поскольку построены на результатах исследования изолированной мышцы вне связи с остальными функциями целого организма, а следовательно, и с регулирующей ролью центральной нервной системы. Авторы этих теорий принимали частные изменения за общие в целостном организме.
Еще И. М. Сеченов высказал мнение, что ощущение усталости нельзя связывать с состоянием работающих мышц, что источник ощущения усталости находится в центральной нервной системе. То, что центральная нервная система, а именно кора головного мозга, лимитирует работу, доказано многими фактами. У животного, у которого удалена кора головного мозга, двигательная активность не только не снижается, а, наоборот, увеличивается. Человек под влиянием суггестии может совершать тяжелую физическую работу при небольших энергетических затратах, без наступления утомления в течение длительного времени.
На основании учения Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского и особенно И. П. Павлова представилось возможным доказать связь прекращения работы вследствие утомления с состоянием центральной нервной системы, понять механизм этого явления и создать физиологически обоснованную теорию утомления.
Нормальная деятельность центральной нервной системы зависит от ее функционального состояния. Оно определяется рядом условий, согласованность которых создает функциональное единство, обеспечивающее центрально-нервное координирующее действие. Нарушение координирующей регуляционной функции ведет к понижению работоспособности или прекращению функций всей системы, т. е. утомлению.
Различают (М. И. Виноградов) быстро развивающееся утомление в результате непривычной или чрезмерной работы и медленно развивающееся утомление (вторичное) с нерезко выраженными изменениями в организме в результате хотя и привычной, но слишком длительной работы.
Быстро развивающееся утомление может наступить в результате значительных физических усилий или непривычной очень напряженной работы. Утомление в этом случае наступает вследствие нарушения центральной координации функций и возникновения экстренных очагов торможения в результате несоответствия рабочего задания функциональным возможностям организма. Действительно, в начале физического напряжения повышается условно-рефлекторная деятельность (усиление возбуждения) - возрастает величина условных рефлексов, укорачивается латентный период, но в то же время уже в начале работы растормаживается дифференцировка, появляются фазовые состояния, более ясно выраженные к концу работы (развитие тормозных процессов).
Восстановление исходного состояния происходит довольно быстро и проходит стадию экзальтации - повышенного возбуждения, которая характеризуется увеличением интенсивности рефлекса, укорочением латентного периода.
Соответственно изменяется электрическая активность коры головного мозга (биотоки): нормальная частота ритма (возбуждения) дезорганизуется и в дальнейшем полностью исчезает, усиливается β-ритм, а с развитием торможения появляются длинные волны - Δ-ритм. Восстановление происходит в обратном порядке. Такой же характер носят изменения электрической активности мышц: на максимуме увеличения амплитуды потенциалов действия (торможение) дальнейшая работа становится невозможной.
Характерной особенностью быстро развивающегося утомления является и быстрое восстановление функции после работы до исходного состояния. При этом чем больше статическое напряжение, чем быстрее развивается утомление, тем быстрее происходит восстановление.
Возникает в таком случае вопрос: можно ли отождествлять утомление и торможение? На этот вопрос нужно ответить отрицательно. По И. П. Павлову, торможение есть мера предохранения клетки от функционального «истощения», «разрушения». Период торможения является периодом восстановления клетки. Это показано исследованием обменных процессов коры головного мозга в состоянии возбуждения и торможения. Возбуждение характеризуется повышением обменных процессов в коре головного мозга - усилением гликолитических процессов, снижением содержания АТФ и креатинфосфата, увеличением количества аммиака и др.; торможение в нормальных физиологических условиях характеризуется восстановлением нарушенных процессов обмена.
Таким образом, торможение не есть истощение энергетических возможностей клетки, а состояние восстановления функции и мера предупреждения ее функционального истощения. Это состояние, по-видимому, позволяет клетке не реагировать на поступающие к ней импульсы, вследствие чего прекращается активная деятельность. Связь же утомления с торможением заключается в том, что охранительное торможение является одним из важных компонентов значительно более сложного процесса - утомления работающего человека (С. А. Косилов).
На скорость развития торможения большое влияние оказывает питание клетки, осуществляемое через систему кровообращения. Л. А. Орбели и его сотрудники показали, что таким трофическим (адаптационно-трофическим) механизмом для всех тканей является симпатическая нервная система (иногда парасимпатическая), усиливающая интенсивность химических процессов в организме, повышающая уровень физиологической возбудимости, оказывающая положительное влияние на физиологическую лабильность - подвижность нервных аппаратов.
При раздражении симпатических нервов функциональная способность утомленной мышцы повышается.
Медленно развивающееся утомление характеризуется постепенным снижением работоспособности в результате привычной, но чрезмерно длительной или монотонной работы.
Быстро развивающееся утомление, как уже указывалось, чаще всего наступает до приобретения трудовых навыков; в дальнейшем вследствие тренировки образуется динамический рабочий стереотип, дающий возможность выполнять работу длительное время при высокой работоспособности.
Быстро развивающееся утомление можно, по-видимому, считать возникающим уже на фоне привычной работы.
При первичном утомлении трудоспособность падает быстро вследствие развивающегося торможения; при вторичном же утомлении работоспособность снижается постепенно в результате медленного снижения лабильности, характеризующейся затягиванием физиологических интервалов. Иначе говоря, понижается функциональная деятельность, выражающаяся в общем снижении реактивности физиологической системы.
При первичном утомлении торможение быстро развивается и быстро исчезает после прекращения работы; оно ясно очерчено, концентрировано в определенных очагах.
При вторичном утомлении торможение развивается медленно, оно неустойчиво, неглубоко и постепенно приобретает характер как бы застойного торможения.
При утомлении величина условных двигательных рефлексов волнообразно колеблется, доходит до уровня ниже исходного. Резко ослабляются рецепторные функции: снижается лабильность зрительного и слухового анализаторов, нарушаются мышечный баланс глаз, координация движений, их точность, равновесие тела при стоянии.
Динамика лабильности в течение рабочего дня изменяется параллельно изменению работоспособности. Снижение лабильности указывает на начинающееся утомление, что в производственных условиях может выразиться в падении почасовой производительности труда, увеличении брака и продолжительности отдельных операций за счет микропауз.
Вторичное утомление может накапливаться изо дня в день и перейти в переутомление, являющееся уже патологическим состоянием. Переутомление может привести к повышенной заболеваемости.
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 направленности1.1. 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.
приводит организм спортсмена к увеличению продуцирования в мышечных клетках молочной кислоты, диффундирующей затем в крови и вызывающей изменения кислотно-щелочного равновесия. Снижение рН внутренней среды влияет на активность ряда ферментов, которая бывает наивысшей в слабощелочной среде (рН = 7,35 - 7,40).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.
ВВЕДЕНИЕ
Утомление возникает как следствие работы. Однако при некоторых условиях динамическая мышечная работа может совершаться длительное время без признаков утомления. Такими условиями являются: оптимальный ритм и темп работы, оптимальная величина нагрузки и полное расслабление мышц после каждого сокращения. «Для работы без устали, - писал И. М. Сеченов, - необходимо совершенно определенное соотношение между факторами работы (частотой и силой движений, а также величиной преодолеваемых препятствий) и продолжительностью периодов покоя». При этих условиях различные сдвиги во время мышечных сокращений полностью компенсируются восстановительными процессами во время фаз покоя, и работа протекает без признаков утомления. Примером такой действительно неутомимой деятельности скелетных мышц является ритмическая работа дыхательной мускулатуры, совершающаяся непрерывно в течение всей жизни человека.
В спортивной практике в большинстве случаев встречаются виды мышечной деятельности, ритм, темп и напряженность которых выходят за оптимальные пределы. При этом утомление (большее или меньшее, раньше или позже) возникает неизбежно. Чередование работы и отдыха - необходимое условие совершенствования функциональных свойств организма. При полном пассивном отдыхе утомление после совершенной работы постепенно проходит. Однако является ложным мнение, что отдых всегда и во всех случаях должен состоять в абсолютном покое. Хорошо известно, что в ряде случаев так называемый активный отдых, т. е. не абсолютный покой, а отдых, в известной мере сопровождающийся движениями, является более действенным видом отдыха (И. М. Сеченов).
ГЛАВА 1 ФИЗИОЛОГИЯ УТОМЛЕНИЯ
1.1 Определение и физиологические механизмы развития утомления
Утомление является важнейшей проблемой физиологии спорта и одним из наиболее актуальных вопросов медико-биологической оценки тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов. Знание механизмов утомления и стадий его развития позволяет правильно оценить функциональное состояние и работоспособность спортсменов и должно учитываться при разработке мероприятий, направленных на сохранение здоровья и достижение высоких спортивных результатов.
К настоящему времени имеется около 100 определений понятия утомления и ряд теорий его происхождения. Обилие формулировок само по себе указывает на еще недостаточное знание этого сложного явления и его механизмов. С физиологической точки зрения утомление является функциональным состоянием организма, вызванным умственной или физической работой, при котором могут наблюдаться временное снижение работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения усталости (Солодков А.С., 1978). Исходя из этого, принято выделять два основных вида утомления - физическое и умственное, хотя такое деление достаточно условно.
Таким образом, главным и объективным признаком утомления человека является снижение его работоспособности. Однако понижение работоспособности не всегда является симптомом утомления. Работоспособность может снизиться вследствие пребывания человека в неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность воздуха, пониженное парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе и др.). С другой стороны, длительная работа с умеренным напряжением может протекать на фоне выраженного утомления, но без снижения производительности. Следовательно, снижение работоспособности является признаком утомления только тогда, когда известно, что оно наступило вследствие конкретно выполненной физической или умственной работы. При утомлении работоспособность снижается временно, она быстро восстанавливается при ежедневном обычном отдыхе. Состояние утомления имеет свою динамику - усиливается во время работы и уменьшается в процессе отдыха (активного, пассивного и сна). Утомление можно рассматривать как естественное нормальное функциональное состояние организма в процессе труда.
Другим важным критерием оценки утомления является изменение функций организма в период работы. При этом в зависимости от степени утомления функциональные сдвиги могут носить различный характер. В начальной стадии утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели отличаются неустойчивостью и разнонаправленным характером изменений, однако их колебания, как правило, не выходят за пределы физиологических нормативов. При хроническом утомлении, и особенно переутомлении, имеет место однонаправленное значительное ухудшение всех функциональных показателей организма с одновременным снижением уровня профессиональной деятельности человека (Солодков А.С., 1978, 1990).
Процесс утомления характеризуется и еще одним признаком -субъективным симптомом, усталостью (тяжесть в голове, конечностях, общая слабость, разбитость, вялость, недомогание, трудность выполнения работы и т. д.). А. А. Ухтомский усмотрел в усталости не только субъективный признак наличия развивающегося утомления, но и нечто другое и большее, что имеет весьма важное практическое значение. Он считал, что усталость является одновременно и "натуральным предупредителем утомления". Ощущая усталость, человека снижает темп работы или вовсе ее прекращает. Этим самым предотвращается "функциональное истощение" корковых клеток и обеспечивается возможность быстрого восстановления работоспособности человека. Автор считал ощущение усталости одним из наиболее чувствительных показателей утомления.
Однако выраженность усталости не всегда соответствует степени утомления, т.е. объективным прямым и косвенным показателям работоспособности. В основе этого несоответствия в первую очередь лежит разная эмоциональная настройка работающего на выполняемую работу. При выполнении приятной или социально-значимой работы, при высокой мотивации работающего, усталость не возникает у него в течение длительного времени. Наоборот, при бесцельной, неинтересной работе усталость может возникнуть, когда объективно утомление или вовсе ещё не наступило, или выраженность его далеко не соответствует степени усталости.
Следовательно, один и тот же признак утомления является информативным только в конкретных условиях деятельности и при определенном состоянии организма. Поэтому для констатации утомления в каждом виде работы целесообразно использовать особый набор прямых и косвенных показателей, адекватный для данного вида труда.
Настойчивые попытки многих исследователей проникнуть в тайны физиологических механизмов утомления привели к накоплению обширного экспериментального материала. На основе этих данных создано много гипотез и теорий, но в настоящее время в качестве самостоятельных они могут выступать только в историческом аспекте. К их числу следует отнести теорию истощения энергетических ресурсов в мышцах Шиффа (1868), теорию засорения мышц продуктами обмена Пфлюгера (1872), теорию отравления метаболитами Вейхарда (1902) и теорию задушения (вследствие недостатка кислорода) Ферворна (1903). Все эти так называемые локально-гуморальные теории не полностью вскрывают механизмы утомления, так как в качестве его основной причины рассматриваются лишь местные изменения в мышечной ткани и частные сдвиги принимаются за общие процессы. Однако каждая из этих теорий правильно отражала одну из многих сторон сложного процесса утомления.
Наиболее распространенная в нашей стране центрально-нервная теория утомления, сформулированная И.М. Сеченовым в 1903 году, всесторонне развитая и дополненная А.А.Ухтомским, связывает возникновение утомления только с деятельностью нервной системы, в частности, коры больших полушарий. При этом предполагалось, что основой механизма утомления является ослабление основных, нервных процессов в коре головного мозга, нарушение их уравновешенности с относительным преобладанием процесса возбуждения над более ослабленным процессом внутреннего торможения и развитием охранительного торможения.
Однако современные электрофизиологические и биохимические методы исследования и полученные на их основе экспериментальные данные не позволяют свести причины утомления к изменениям в каком-то одном органе или системе органов, в том числе нервной системе.
Следовательно, приписывать возникновение первичного утомления какой-либо одной системе неправомерно. В зависимости от состояния функций организма и характера деятельности человека первичное возникновение утомления вариативно и может наблюдаться в различных органах и системах организма.
Мышечная работа связана с вовлечением в деятельность многих органов и формированием в организме специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека. Поэтому на снижение работоспособности влияет возникновение функциональных изменений не только в нервной системе, но и в других рабочих звеньях -скелетных мышцах, органах дыхания, кровообращения, системе крови, железах внутренней секреции и др. Таким образом, согласно современным представлениям о физическом утомлении, оно связано, во-первых, с развитием функциональных изменений во многих органах и системах, во-вторых, с различным сочетанием деятельности органов и систем, ухудшение функций которых наблюдается при том или ином виде физических упражнений. Поэтому создание общей теории о физиологических механизмах утомления не может основываться на отдельных системах организма и должно учитывать все многообразие и вариативность характера сдвигов функций, обуславливающих ту или иную деятельность человека. В зависимости от характера работы, ее напряженности и продолжительности ведущая роль в развитии утомления может принадлежать различным функциональным системам.
Итак, утомление является нормальной физиологической реакцией организма на работу. С одной стороны, оно служит очень важным для работающего человека фактором, так как препятствует крайнему истощению организма, переходу его в патологическое состояние, являясь сигналом к необходимости прекратить работу и перейти к отдыху Наряду с этим, утомление играет существенную роль, способствуя тренировке функций организма, их совершенствованию и развитию. С другой стороны, утомление ведет к снижению работоспособности спортсменов, к неэкономичному расходованию энергии и уменьшению функциональных резервов организма. Эта сторона утомления является невыгодной, нарушающей длительное выполнение спортивных нагрузок.
тренировка отдых работоспособность мышечный
ГЛАВА 2 ФИЗИОЛОГИЯ «АКТИВНОГО ОТДЫХА»
1 Научные основы «активного отдыха»
В ходе научно-технического прогресса открылись мощные источники энергии, создаются механизмы, освобождающие человека на производстве и в быту от утомительных физических напряжений. Все это не только ставит человека в новые для него условия, но и содействует повышению культурно-технического уровня, всестороннему развитию его физических и духовных способностей.
Глубокие преобразования характера труда и всего образа жизни человека в ходе научно-технической революции существенно изменяют запросы к отдыху, вносят новое качественное содержание в понимание его форм и влияния, требуют отказа от привычных и перехода на новые формы отдыха в условиях трудовой деятельности людей самых разных профессий. Все это позволяет понять, почему проблема активного отдыха, как никогда со времени классических исследований Сеченова, приобретает в наши дни исключительный интерес и практическую значимость.
Сеченов доказал, что отдых в процессе трудовой деятельности должен сводиться не к полному покою, а к смене деятельности, а мышечная деятельность оказывается более действенной в различных условиях, обеспечивающих восстановление работоспособности утомленных мышц. Кратковременный отдых такого рода (активный отдых) оказывается значительно эффективней, чем более продолжительный отдых, происходящий в условиях полного покоя. Принципиальная возможность стимуляции мышечной работоспособности за счет переключения деятельности на неутомленные мышцы послужила основой нового направления в физиологии мышечной деятельности. В ходе изучения Сеченовым активного отдыха были сделаны поражающие открытия.
В результате многочисленных опытов, а именно в эксперименте на лягушке, были сделаны следующие выводы:
) способность нервных центров суммировать чувствительные, поодиночке не действительные раздражения (индукционные удары, приложенные к седалищному нерву) до импульса, дающего движение, если эти раздражения достаточно часто следуют друг за другом *;
) сильная тетанизация чувствительных нервов дает сильные двигательные последействия, состоящие в следующем: пока сильная тетанизация продолжается, движения угнетены, а как только раздражение прекращается, движения проявляются в усиленной степени *; и
) соответственный ряд явлений замечается на продолговатом мозгу лягушки, а именно сильное раздражение нерва подавляет гальванические знаки возникающих от времени до времени произвольно в продолговатом мозгу двигательных импульсов, а по прекращении раздражения эти последние вновь появляются в более сильной степени **.
Первый из этих фактов прямо доказывал способность нервной системы заряжаться энергией, как ни объясняй это явление, так как существенен только тот факт, что нервные центры играют роль аккумуляторов для поступающих в них раздражений. Два последних факта говорят о том же, так как они могут означать только следующее: если раздражения, действующие на нервные центры, с получающимися из них импульсами не могут найти естественного выхода (в наших случаях и движение), то они накопляются в нервных центрах и выступают в усиленной степени, как только задержка исчезнет.
И.М.Сеченов говорил "Источник ощущения усталости помещают обыкновенно в работающие мышцы, я же помещаю его при вышеупомянутом объяснении его исчезновения исключительно в ЦНС".
Это обоснование Сеченов доказал через следующий опыт:
Происходила автоматическая работа рукой (т. е. не думая об экскурсиях руки) до появления ясно выраженного чувства усталости, а затем испытуемый начал обращать внимание на каждую отдельную экскурсию, стараясь делать её возможно большей. Чувство утомления исчезло при этом мгновенно и не появлялось вновь во все время работы, хотя он беспрерывно работал таким способом в течение 1 часа (1200 подъемов). Это звучит парадоксально, но может быть легко объяснено. При постоянной работе в одном ритме более или менее быстрое появление чувства утомления зависит от соотношения между силой мышечных тяг и величиной преодолеваемых сопротивлений. Если последние велики сравнительно с первыми, то мышечные сокращения быстро уменьшаются, в противном же случае уменьшение долго остается незаметным. В данном опыте в первой половине миограммы соблюдено первое условие, во второй - второе. Далее, ясно, что так как во время обеих половин опыта работала одна и та же группа мышц, то чувство усталости, если бы его источник был в мышце, должно было бы скорее развиться во второй половине опыта, чем в первой, так как работа в это время продолжалась гораздо дольше и была интенсивнее. Но произошло обратное; значит, как в этом опыте так и в остальных, ему подобных (т. е. в опытах с автоматическими движениями), источник чувства утомления был не в мышцах, а в процессах, происходящих внутри нервных центров. Конечно же это не говорит о том, чтобы мышцы вообще не участвовали в возникновении этого чувства. При тяжелых работах их участие несомненно; сказанное относится только к описанным в этом исследовании легким работам. Вышеописанным так же было определенно, происходит ли и при новых условиях возрастание работоспособности работавшей руки от перенесения работы на другую руку. Два последних ряда повышенных ординат с обычными знаками 1.А и г. А дали на этот вопрос утвердительный ответ. Впрочем опыт в этой форме был произведён только один раз.
Механизм активного отдыха - явление многогранное, на него оказывает влияние целый ряд факторов. В его основе лежат индукционные взаимоотношения между нервными центрами. Включение в деятельность мышц, не участвовавших в процессе труда, приводит к возникновению в соответствующих центрах очага возбуждения, который в силу одновременной отрицательной индукции еще более углубляет тормозной процесс в центрах утомленных ранее мышц. Само по себе торможение не только охраняет нервные клетки от функционального истощения, но и активно стимулирует течение восстановительных процессов. Поэтому усиление тормозного процесса в центрах утомленного ранее участка рассматривается как средство более быстрого восстановления израсходованной энергии в клетках больших полушарий головного мозга. Определенную роль при этом играет и другая сторона межцентральных взаимоотношений: последовательная положительная индукция, сменяющая тормозной процесс состоянием повышенной возбудимости. В итоге облегчается начальный период работы и возрастает ее продуктивность.
Эффект активного отдыха возникает вследствие нервно-рефлекторных влияний с определяющим значением проприоцептивной импульсации, свидетельствующим о ведущей роли двигательного анализатора.
Положительный эффект от дополнительной работы мышц является более стойким, т.е. более длительным по сравнению с эффектом афферентной сигнализации от других анализаторов. Физические упражнения являются наиболее эффективными средствами активизации отдыха по сравнению с другими видами:
Эффект активного отдыха не ограничивается стимуляцией работоспособности утомленных мышц. Существенной стороной функциональных сдвигов, развертывающихся в организме под влиянием активного отдыха, являются глубокие и своеобразные изменения регуляции кровообращения, дыхания и энергетических затрат организма.
Развитие феномена Сеченова при включении дополнительной деятельности неутомленных мышц, а также при перемене характера работы означает не отдых мышц за счет более напряженной работы внутренних органов, а улучшение функционального состояния как утомленных мышц, так и обслуживающих органов кровообращения и дыхания.
Активный отдых по механизму своего влияния кардинальным образом отличается от любой физической нагрузки, от каждого из тренировочных занятий. Существеннейшей чертой влияния активирующей деятельности на организм является снятие утомления, переход на более легкий режим деятельности, обеспечивающий более экономные реакции организма, несмотря на увеличение количества выполняемой механической работы.
Развитие эффекта активного отдыха ликвидирует складывающуюся в результате однообразной деятельности "конфликтную ситуацию" в регуляторных механизмах, приводит к оптимизации взаимосвязей между ними и таким образом улучшает приспособление организма к условиям утомительной деятельности. Один и тот же конечный результат - повышение уровня организма к работоспособности, свойственный как физической тренировке, так и активному отдыху, обеспечивается ими за счет принципиально разных путей и механизмов.
Повышение адаптации утомленного организма к условиям утомительной деятельности под влиянием активного отдыха происходит не за счет общего равномерного и гармонического улучшения различных функциональных свойств и двигательных качеств. Развитие сеченовского эффекта характеризуется неоднозначными и разнонаправленными изменениями отдельных сторон регуляции функций. Не возврат к прежнему, а качественно иной, новый способ решения "двигательной задачи" лежит в основе стимуляции работоспособности под влиянием активного отдыха.
В механизмах активного отдыха существенное значение принадлежит улучшению функционального состояния двигательных нервных центров. Это находит свое отражение в более экономном расходовании биоэлектрической активности, улучшении координационных отношений мышц-антагонистов, более быстром восстановлении после утомления центральных регуляторных механизмов.
Эффект активного отдыха регистрируется у людей разного возраста - от детей до глубоких стариков. Возрастная динамика развития феномена Сеченова характеризуется преимущественной стимуляцией двигательной функции у растущего организма и ярко выраженной вегетативной направленностью его влияния при старении. Изменения выраженности различных сторон сеченовского эффекта с возрастом обеспечивают как у молодых, так и у пожилых людей устранение "лимитирующего звена" регуляции функциональных систем организма.
Влияние активного отдыха не сводится к последействию дополнительной деятельности, которое постепенно ослабевает после ее прекращения. Сеченовский эффект формируется в результате взаимодействия активирующей деятельности неутомленных мышц и продолжающейся работы, достигая максимума своего развития после периода отдыха.
Выяснение особенностей развития эффекта активного отдыха во времени (быстрота его проявления и длительность влияния) и величины стимулирующего влияния оптимальных форм активирующей деятельности свидетельствуют о принципиальной возможности значительного (в 2-3 раза по сравнению с достигнутым в настоящее время - 8-12% и более) повышение эффективности влияния активного отдыха на работоспособность трудящихся. Этот эффект может быть достигнут лишь в условиях хорошо организованной и достаточно напряженной деятельности, когда производительность труда ограничивается функциональными возможностями организма.
При отсутствии элементарных условий научной организации труда потребность организма в активном отдыхе отпадает и применение его становится нецелесообразным и неэффективным.
Закономерное развитие "отрицательной фазы" феномена Сеченова при передозировке нагрузки в активирующей деятельности или неверном - без учета характера рабочих движений - подбора упражнений, характеризующейся резким (до 40-50% по сравнению с пассивным отдыхом) угнетением работоспособности, требует тщательного подбора упражнений как непременного условия всей работы по производственной гимнастике, приобретают центральное значение во всей практической работе.
Таким образом, активный отдых в виде физических упражнений является основой при рациональной организации труда.
ГЛАВА 3 УТОМЛЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ В СПОРТИВНОЙ ТРЕНИРОВКЕ
3.1 Спортивная тренировка и отдых
Рациональное применение тренировочных нагрузок неразрывно связано с использованием и нормированием необходимого отдыха между упражнениями, сериями упражнений или тренировочными занятиями. Весьма важно, что во время отдыха в организме в виде биологической реакции возникают процессы восстановления, которые обеспечивают возврат к исходному уровню функционального состояния организма. Восстановление работоспособности организма после тренировочных нагрузок имеет три фазы. Первая фаза - в результате выполнения упражнений наступает утомление, работоспособность снижается, а затем постепенно переходит в дорабочее состояние. Вторая фаза - работоспособность продолжает повышаться до величин, превышающих дорабочий уровень работоспособности. Наступает так называемый эффект сверхвосстановления (суперкомпенсация). Третья фаза - через некоторое время достигнутый уровень сверхисходного состояния работоспособности возвращается к исходному, до тренировки. Следует особо подчеркнуть, что психофизиологические сдвиги, происходящие в организме после отдельных тренировочных нагрузок, во время отдыха не устраняются полностью, а сохраняются и скрепляются путем восстановительных процессов, и тем caмым создают предпосылки возобновления деятельности организма на более высоком уровне. Таким образом, происходит прогрессирующее развитие тренированности спортсмена и рост спортивных результатов. Поэтому регулирование интервалов отдыха является одним из важных средств повышения качества тренировочного процесса. Умение тренера и спортсмена управлять состоянием утомления и восстановления в значительной мере определяет эффективность тренировочного процесса. Необходимо помнить, что накопление утомления без соответствующего отдыха и восстановления работоспособности может обуславливать развитие переутомления перетренированности, снижение работоспособности, прекращение роста спортивных результатов. К сожалению, такие случаи еще наблюдаются в спортивной практике. Поэтому следует не забывать хороший афоризм: "Искусство тренировки - это искусство тренируясь отдыхать". В подготовке спортсменов отдых используется в двух разновидностях: собственно отдых - пассивный отдых и активный отдых. Пассивный отдых - это относительный покой, который сменяет двигательную активность. Активный отдых - это отдых, организуемый посредством переключения на деятельность, отличающуюся от той, которая вызывала утомление, и способствующую восстановлению работоспособности. Понятие активного отдыха было известно участникам Олимпийских игр Древней Греции. Еще Гиппократ писал: "Кто устает при беге - должен бороться, кто устает при борьбе - должен бегать". Феномен активного отдыха был научно обоснован И.М.Сеченовым на примере восстановительных явлений при чередовании локальной мышечной работы. В настоящее время активный отдых понимается весьма широко: всякое чередование различных видов деятельности, вызывающее эффект более быстрого восстановления. Активный отдых включает в себя рациональную смену спортивных упражнений и характера деятельности. Эти явления рекомендуется проводить на фоне смены эмоционального состояния, добиваясь "эмоциональной разрядки" спортсмена. Однако, следует помнить: чтобы физическая работа являлась активным отдыхом, переносимые нагрузки не должны выходить за рамки умеренных. Применение активного отдыха имеет важное преимущество перед пассивным отдыхом. При активном отдыхе спортсмен продолжает выполнять физическую работу и не отвыкает от нее. Вместе с этим изменившийся вид физической нагрузки стимулирует восстановительные процессы. Следует отметить, что переход от активного отдыха к обычному режиму тренировок также является своеобразным активным отдыхом. Следовательно, эффект ускорения восстановительных процессов проявляется дважды. Важно подчеркнуть, что применение в процессе тренировок неспецифических для спортсмена физических упражнений, направленных на совершенствование силовых, скоростных и других качеств, помимо своей основной роли играют и роль активного отдыха. Поэтому широкое применение таких упражнений, как и общеукрепляющих, не только не отнимает драгоценное время, которое необходимо для специальных тренировок, но и обеспечивает быстрейшее повышение спортивной работоспособности. Все это позволяет в значительной мере повысить эффективность тренировочного процесса. Важное значение для развертывания восстановительных процессов у спортсменов в ходе тренировочного занятия имеет выполнение полноценной разминки, которая обеспечивает не только быструю врабатываемость и настройку организма на предстоящую работу, но создает необходимые условия для оптимального развития физиологических и психических процессов. А это, в свою очередь, способствует более эффективному восстановлению организма между отдельными сериями упражнений в ходе тренировок. В процессе отдельного тренировочного занятия интервалы отдыха для восстановления устанавливаются в соответствии с необходимостью обеспечить определенную степень восстановления оперативной работоспособности к моменту очередного повторения упражнений. Во время тренировки в интервалах между упражнениями активный и пассивный отдых обычно комбинируются. Если упражнение связано со значительной (но не предельной) нагрузкой, надо создать необходимые условия для возможно полного восстановления. К следующему повторению рекомендуется применять сочетание активного и пассивного отдыха. Так, например, в интервалах между подходами в упражнениях со штангой сначала выполняют упражнения для расслабления мышц, а затем используют пассивный отдых сидя. Установлено, что противоположное сочетание: пассивный и активный отдых характеризуется меньшим восстановительным эффектом. При выполнении кратковременных упражнений и относительно небольших интервалов между ними, а также большой суммарной тренировочной нагрузке часто применяют лишь активный отдых. Так, например, между сериями силовых упражнений применяют упражнения для расслабления мышц и дыхательные упражнения, между ускорениями в беге используют ходьбу или легкий бег. В заключительной части каждой тренировки необходимо выполнять так называемую заминку. Она обеспечивает постепенный выход из значительных тренировочных нагрузок и является эффективным средством интенсификации восстановительных процессов после тренировки. Заминка включает в себя легкий бег в невысоком темпе (частота сердечных сокращений 105-120 уд./мин), который продолжается 10-15 мин. После этого выполняется комплекс специальных упражнений с учетом специфики вида спорта. Значительное место в комплексе отводится упражнениям на гибкость, растяжение и расслабление мышц. После тренировки обязательно применяются восстанавливающие гидропроцедуры и другие средства. Прежде всего принимается теплый душ, который является хорошим восстановительным средством. Он оказывает успокаивающее действие на сердечно-сосудистую и нервную системы, а также способствует расслаблению мышц и усилению кровотока в них. Продолжительность теплого душа 8-10 мин. После душа необходимо энергично растереть тело полотенцем. Через некоторое время после приема теплого душа появляется чувство бодрости, исчезает или уменьшается чувство утомления. После теплого душа можно применять пятиминутный горячий душ (температура воды 45°С). Он оказывает более глубокое воздействие на организм и дает значительный импульс для дальнейшего стимулирования восстановительных процессов. Эффективным средством стимуляции работоспособности после тренировки является восстановительное плавание. Оно проводится в течение 15-20 мин в бассейне или в открытых водоемах (температура воды 20-22°С и выше). При более низкой температуре воды продолжительность восстановительного плавания устанавливается индивидуально, чтобы у спортсменов не возникали простудные заболевания, миозиты и т.п. Применение различных видов пассивного и активного отдыха между тренировками в течение дня или на протяжении недельного тренировочного микроцикла обычно планируется с учетом особенностей вида спорта, этапов подготовки, условий учебной и трудовой деятельности, средств и методов тренировки, экологических условий и индивидуальных особенностей спортсменов. После периодов напряженных тренировок или соревнований для отдыха и восстановления спортсменов обязательны специальные восстановительные циклы с широким применением активного отдыха с переключением на другие виды физических упражнений и использованием благоприятных климатических факторов. Вместе с этим используются различные средства восстановления и повышения спортивной работоспособности. В заключение необходимо подчеркнуть, что отдых и восстановление являются важными факторами подготовки спортсменов, значение которых в современном спорте все время возрастает в связи с повышением уровня тренировочных и соревновательных нагрузок. Поэтому те спортсмены, которые умеют правильно отдыхать и быстро восстанавливаться, имеют больше шансов на спортивные успехи.
3.2 Восстановление работоспособности в спорте
Эффективное управление течением восстановительных процессов после интенсивных тренировочных нагрузок (ТН) требует знания современных представлений о процессах утомления и восстановления.
Ушли в историю теории утомления, основанные на данных, полученных в эксперименте на изолированном нервно-мышечном аппарате (НМА). Однако отдельные их положения, особенно в приложении к различным вариантам интенсивной мышечной деятельности, сохранили свою силу и в настоящее время. Это развитие гипоксии, использование углеводных резервов, метаболические изменения.
Работами И.М. Сеченова, А. А. Ухтомского, Л. Л. Васильева, М.И. Виноградова, И.П. Павлова, В.В. Розенблата и других ученых установлено, что и в развитии процессов восстановления и утомления, вызванных мышечной деятельностью, главная заслуга принадлежит центральной нервной системе (ЦНС). Согласно данным В.В. Розенблата, утомление при мышечной работе человека есть целостный процесс с центрально-корковым ведущим звеном, представляющим по биологической сущности корковую защитную реакцию, а по физиологическому механизму - снижение работоспособности, прежде всего самих корковых клеток. Последнее обусловлено в большей степени охранительным торможением и, в свою очередь, вызывает существенные изменения в состоянии периферических аппаратов.
Это свидетельствует о том, что развитие утомления обусловлено сложным взаимодействием периферических и центральных механизмов при ведущей и интегрирующей роли последних.
В настоящее время широкое распространение получил системный подход к оценке утомления, который предполагает количественный и качественный анализы взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов на различных уровнях организации живого организма. В соответствии с этим подходом доминанта, возникающая при любой деятельности человека, включает в себя элементы практически всех систем человека. Поэтому утомление возникает при дискоординации функционирования элементов внутри конкретной доминанты, соответствующей определенному рабочему динамическому стереотипу. Указанная форма применения системного подхода совпадает с "теорией функциональной системы",рассматривающей организм в условиях рабочей деятельности как функциональное объединение различно локализованных структур и процессов на основе конечного приспособительного эффекта.
При системном подходе, не умаляя важной роли ЦНС в развитии утомления, нельзя недооценивать и роли периферических факторов, т.е. изменения функционального состояния НМА.
Широкое использование сауны, массажа, водных процедур в подготовительном периоде может нейтрализовать у спортсменов адаптационные перестройки, складывающиеся в процессе систематической тренировки, и не способствовать повышению уровня развития физических качеств и работоспособности в целом. Поэтому для получения тренировочного эффекта в подготовительном периоде физические нагрузки должны выполняться на фоне некоторого недовосстановления. В ином аспекте можно рассматривать воздействие вышеназванных факторов на процессы восстановления организма спортсменов в соревновательном периоде, во время которого спортивная форма сохраняется, совершенствуется и реализуется.
В этот период наряду со снижением или стабилизацией объема нагрузок возрастает их интенсивность, причем, говоря о двигательной интенсивности, необходимо учитывать и ее вторую сторону - психическую напряженность, т.е. степень сенсорной, мыслительной, эмоциональной и волевой деятельности, которая постепенно нарастает при достижении пика спортивной формы. Функциональное состояние спортсменов в этот период отражает высокое совершенство и качество регуляторных механизмов, обеспечивающих устойчивость функций сердечно-сосудистой, дыхательной, нервно-мышечной и других систем организма к воздействию ТН, и различных эмоциональных факторов. Это обусловлено совершенствованием кардио-респираторной системы, координационных отношений, сократительной способностью НМА, функциональной и энергетической экономизацией, повышением способности сенсорных систем воспринимать и перерабатывать информацию, расширением функциональных пределов. Поддержание строго определенного уровня основных функций организма в соревновательном периоде обеспечивает тонкая координация адаптационных механизмов, которая может осуществляться при значительном варьировании других параметров, в частности объема и интенсивности ТН. Поэтому наряду с повышением моторной плотности тренировок, нарастанием психической напряженности в соревновательном периоде увеличивается вероятность возникновения травм опорно-двигательного аппарата (ОДА), нарушения деятельности отдельных органов и систем организма.
Целенаправленное и своевременное применение средств восстановления в этот период позволяет снять психофизическое напряжение, повысить общую и специальную работоспособность, создать благоприятный психологический фон перед состязанием, что в конечном итоге будет способствовать реализации спортивной формы в соревнованиях.
Следует иметь в виду, что под термином "восстановление" предполагается не регенерация всех функций организма, а восстановление конкретных, наиболее уязвимых у данного спортсмена звеньев, что создает предпосылки к повышению кумулятивного тренировочного эффекта. Так, во время тренировки воздействие нагрузок на различные функциональные системы организма неоднозначно. Системы органов, выполняющих основную работу, или орган, который ограничивает работоспособность, требуют более продолжительного восстановления, так как именно они испытывают наибольшее утомление. При метании диска требуется проявление взрывной силы, мышечных и координационных способностей. Во время бега на средние дистанции спортсмены испытывают дополнительную нагрузку на сердечно-сосудистую систему. Спринтерские дистанции, являясь упражнениями максимальной анаэробной мощности, предъявляют высокие требования к ОДА спортсменов. Следовательно, методика восстановления работоспособности спортсменов должна быть дифференцированной с учетом изменений, происходящих в организме при работе аэробной, анаэробной или смешанной, аэробно-анаэробной мощности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Во время отдыха наиболее полно протекают все восстановительные процессы в организме, в первую очередь в нервной системе, при этом работоспособность организма, сниженная в результате совершенной работы, постепенно возвращается к исходному уровню и через какое-то время даже повышается. Сочетание работы с отдыхом - важнейшее условие здоровья. Периодический полный пассивный отдых в виде ночного сна является обязательным и незаменимым для каждого человека. Полный отдых в большинстве случаев необходим после тяжелой (длительной и напряженной) работы.
В результате работ Сеченова по изучению работы и отдыха был сделан вывод что роль центростремительных импульсов в снижении утомления нервно-мышечной системы согласуется с современными представлениями о процессах индукции в центральной нервной системе, лежащих в основе реципрокной иннервации мышц. Переключение работы с одних мышечных групп на другие представляет собой сущность активного отдыха и обеспечивает более длительное поддержание работоспособности как одних, так и других групп мышц.
Оказалось возможным увеличивать динамическую деятельность мышц с помощью одновременного статического напряжения антагонистических мышц противоположной конечности. Так установлено, например, что работоспособность сгибателей правой руки увеличивается, если одновременно происходит статическое напряжение разгибателей левой руки.
Практически доказанное положительное значение активного отдыха и серьезное научное обоснование его диктуют необходимость дальнейшей разработки и внедрения различных форм активного отдыха не только в спорте, но и в быту, в производстве. Практика показывает, что в ряде случаев активный отдых является наиболее эффективным видом отдыха после профессионального труда. Важнейшее значение здесь имеет факт переключения на такого рода деятельность, которая по своему характеру прямо противоположна основной профессиональной трудовой деятельности. Утомление, связанное с умственной работой и с профессиональным физическим трудом, успешно ликвидируется с помощью занятий физической культурой и спортом. Важную роль в восстановлении работоспособности в этом случае играет изменение характера высшей нервной деятельности в связи с переменой суммы действующих раздражителей. При этом существенное значение имеет и перемена внешней обстановки.
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.
Под утомлением следует понимать временное понижение работоспособности клетки, органа или организма, которое возникает в результате работы и исчезает после отдыха.
Утомление мышцы . Если на изолированную мышцу наносить одиночные ритмические раздражения индукционным током с частотой 1-2 раза в секунду и на барабане кимографа записывать ее сокращения (миограмма ), то можно отметить следующие явления. В первый период опыта наблюдается нарастание величины мышечных сокращений. Повышение работоспособности мышцы является результатом увеличения обменных процессов, возбудимости и лабильности. Затем в течение продолжительного времени наблюдается постоянная амплитуда сокращений мышцы. В дальнейшем отмечается постепенное снижение сократительного эффекта мышцы вплоть до отсутствия ее ответной реакции, что свидетельствует о развитии утомления (рис. 68).
Анализ миограмм показывает, что по мере развития утомления увеличивается продолжительность одиночного мышечного сокращения, главным образом за счет замедленного расслабления мышцы. В дальнейшем увеличивается латентный период сокращения и порог раздражения. При развитии утомления значительно нарастает хронаксия мышцы. Причинами возникающего в мышце утомления являются накопление продуктов обмена веществ (молочная, фосфорная кислоты и др.), уменьшение запаса кислорода и истощение энергетических ресурсов.
Утомление нервно-мышечного препарата . На нерв наносят достаточно сильные (или частые) раздражения и на барабане кимографа регистрируют кривую мышечных сокращений. При длительном раздражении нерва наблюдается постепенное снижение амплитуды сокращений и даже отсутствие ответной реакции мышцы (см. рис. 68). Ослабление силы наносимого раздражения или уменьшение его частоты также не сопровождается ответной реакцией мышцы, что свидетельствует о развитии утомления в нервно-мышечном препарате (см. рис. 68, Б).
Для того чтобы ответить на вопрос, в какой структуре нервно-мышечного препарата в первую очередь развивается утомление, перейдем к прямому раздражению мышцы стимулами исходной силы или частоты. В этом случае наблюдается восстановление механической реакции мышцы. Логично предположить, что утомление развилось либо в нерве, либо в мионевральном синапсе. Работами Н. Е. Введенского установлено, что нерв практически неутомляем. Следовательно, утомление в первую очередь развивается в области мионеврального синапса нервно-мышечного препарата лягушки, что связывают с истощением запасов медиатора в терминали нервного волокна. Кроме того, если сравнить лабильность различных образований нервно-мышечного препарата, то окажется, что функциональная подвижность мионеврального синапса самая низкая (рис. 69). В связи с этим в синапсе быстрее наступает утомление, как в структуре с более низкой лабильностью.
Отечественные физиологи И. М. Сеченов, И. П.Павлов, А. А. Ухтомский, Л. А. Орбели к проблеме утомления целостного организма подходили с позиций ведущей роли в ней центральной нервной системы. В организме, единство которого обеспечивается совместной деятельностью центральных и периферических нервных механизмов, утомление развивается раньше всего в нервных центрах.
На быстроту наступления утомления при длительном выполнении физической или умственной работы оказывают влияние режим жизни человека, условия его питания, сна, состояния центральной нервной системы, степень тренированности и т. д.
В конце прошлого столетия физиологи начали изучать отдельные проявления утомления. Итальянский ученый Моссо предложил эргографический метод исследования у человека процесса утомления, наступающего при мышечной работе. С помощью прибора эргографа было изучено влияние ритма выполняемой работы и величины поднимаемого груза на скорость возникновения утомления. Сущность эргографического метода состоит в том, что обследуемому предлагают путем разгибания и сгибания пальца верхней конечности, фиксированной в приборе, поднимать и опускать определенной величины груз в ритме ударов метронома. Движения пальца регистрируют на барабане кимографа. Кривую мышечных сокращений, записанную с помощью эргографа, называют эргограммой (рис. 70). Было установлено, что на развитие утомления в первую очередь оказывает влияние ритм выполняемой работы.
И. М. Сеченов изучал утомление, регистрируя сокращение мышц при поднятии груза на эргографе, сконструированном им самим. И. М. Сеченов обнаружил, что работоспособность утомленной руки во время ее отдыха восстанавливается полнее и лучше в том случае, если в этот период выполняет работу другая рука. Такое же влияние на работоспособность утомленной руки оказывает раздражение индукционным током афферентных нервов кисти другой руки, а также работа ногами, связанная с подъемом тяжести, и вообще двигательная активность.
Анализ установленных фактов позволил И. М. Сеченову прийти к заключению о том, что отдых, сопровождающийся умеренной работой мышечных групп, является более эффективным средством борьбы с утомлением двигательного аппарата, чем покой - пассивный отдых . В физиологии появилось понятие активный отдых .
Увеличение работоспособности после активного отдыха обусловлено повышением возбудимости нейронов центральной нервной системы под влиянием нервных импульсов, поступающих от проприорецепторов, а также адаптационно-трофическим воздействием симпатической нервной системы на утомленные мышечные группы (И. М. Сеченов, Л. А. Орбели).
Таким образом, лучшим способом борьбы с утомлением является смена формы труда, смена одного вида деятельности другим.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Министерство образования и науки Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«МАТИ - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени. К.Э. ЦИОЛКОВСКОГО»
Кафедра «Природная и техногенная безопасность и управление риском»
по дисциплине «Медико-биологические основы безопасности»
«Работоспособность. Утомление»
Студент: Нестерова А.А.
Руководитель: Кукин П.П.
МОСКВА 2013
Введение
1. Работоспособность и возраст
2. Факторы, влияющие на работоспособность
3. Оценка работоспособности
4. Основные стадии работоспособности в ходе занятий физкультурой
5. Динамика работоспособности. Работоспособность и утомление
6. Причины утомления и факторы, способствующие его развитию
7. Утомление и его виды
8. Определение переутомления и борьба с ним
9. Теории утомления
Заключение
Список литературы
Введение
Возрастание роли человеческого фактора в эпоху ускорения научно-технического прогресса определяет необходимость усиления внимания к решению ряда теоретических и прикладных проблем физиологического обеспечения высокой работоспособности человека и сохранения его профессионального здоровья. Одно из центральных мест среди этих проблем занимает проблема утомления. Полтора века интенсивных исследований этой проблемы в области физиологии труда и спорта, решая одни вопросы, выдвигают другие. Проблема содержит и сегодня ряд спорных вопросов, а некоторые установившиеся положения заслуживают обсуждения в свете новых фактов и идей. работоспособность здоровье утомление человек
С точки зрения самой сущности рассматриваемого понятия, утомление есть функциональное состояние организма, процесс снижения работоспособности под влиянием труда или состояние состоянии сниженной работоспособности. Работоспособность зависит не только от функционального состояния организма (в частности, утомления), но и от уровня профессиональной подготовленности, мотивации, интереса к работе и других факторов, не связанных с содержанием рабочей нагрузки. Отсюда необходимо уяснить соотношение понятий утомления и работоспособности. Если понимать под утомлением функциональное состояние организма, то в его определении, по-видимому, следует ввести как внутренне (состояние функций), так и внешние (эффективность и качество труда) его проявления.
При определении понятия утомления рассматриваем его в двух аспектах: как функциональное состояние определенной категории специалистов и как состояние, развивающееся под влиянием конкретного вида деятельности, если она не определяет специфические причины и признаки его развития.
Дискуссионным является вопрос о формах и стадиях развития утомления (переутомления), о принципах классификации этого состояния.
В области изучения механизмов утомления несомненный интерес представляют суждения о роли регуляторных и энергетических процессов и, в частности, об особенностях динамики этих процессов в центрально-корковых аппаратах и периферических отделах рабочих органов.
В отношении причин утомления следует остановиться на вопросе о том, какова роль в развитии этого состояния, помимо рабочей нагрузки, других внешних и внутренних факторов деятельности и состояния человека.
В плане симптоматики и диагностики утомления требуют обсуждения вопросы о содержании его специфических и неспецифических признаков применительно к различным формам утомления и разным видам трудовой и спортивной деятельности, о дифференциальной диагностике утомления и других функциональных состояний организма (гипоксия, монотония, десинхроноз и т. д.), о дискоординации функций организма при развитии утомления и последовательности нарушений различных профессиональных и функциональных показателей
1. Работоспособность и возраст
Работоспособность - это способность человека к труду. В науке есть такое понятие трудоспособный возраст. Он не зависит от нашего календарного (хронологического) возраста, т.е. того, что указан в нашем паспорте или свидетельстве о рождении. Он не имеет ограничений по временной шкале ни вверх, ни вниз и зависит только от личных возможностей каждого. Он начинается тогда, когда человек становится способен к труду, и заканчивается, когда такая способность им утрачивается.
Например, работоспособность и трудоспособный возраст самых юных актеров кино, вроде Макколея Калкина, сыгравшего главную роль в популярных фильмах «Один дома - 1» и «Один дома - 2», и ставшего миллионером еще задолго до получения удостоверения личности, наступает, когда им нет еще и 10 лет.
А у многих выдающихся ученых и деятелей искусства он заканчивается, когда им далеко за 80, а фактически одновременно с жизнью. Так до последних дней своей жизни работали физиолог И.П. Павлов (скончался на 87-ом году жизни), химик Н.Д. Зелинский (на 93-ем), микробиолог Н.Ф. Гамалея (на 91-ом), биолог И.В. Мичурин (на 80-ом). Микеланджело творил в 90 лет, Тициан в 99, Айвазовский написал блестящие картины в возрасте 80-82 лет, И.Е. Репин создал свои лучшие картины в возрасте 80-85 лет. Верди сочинил последнюю оперу в 80 лет, Лев Толстой, Вольтер, Гете, Гюго, Бернард Шоу создавали свои шедевры в возрасте 80-90 лет, а Софокл написал свою гениальную трагедию «Эдип» на сотом году жизни. Этот список можно продолжать до бесконечности.
В печати и по телевидению мы сегодня часто видим лица и имена людей в возрасте 100 и даже 130-150 лет, которые нормально себя чувствуют и не утратили работоспособности и ясности ума.
Еще 25 лет назад в нашей стране после выхода на пенсию продолжали трудиться лишь 16,7 % человек, сегодня - каждый четвертый (т. е. 25 %). Потому что ощущение нужности обществу положительно влияет на здоровье человека. Статистика утверждает, что, если сравнивать, как чувствуют себя люди одного возраста, то среди работающих в 2 раза больше тех, кто чувствует себя хорошо и 1, 5 раза меньше тех, кто чувствует себя плохо. Кроме того, работающий человек чувствует себя увереннее и спокойнее в наше сложное время.
Хочу привести несколько фактов о рекордной по возрасту работоспособности, в частности в спорте.
Самая юная чемпионка мира в истории спорта Гертруда Кэролайн Эдерлс установила в 1919 г. мировой рекорд в плавании на 880 ярдов вольным стилем в возрасте 12 лет 10 месяцев.
Самой молодой золотой медалисткой Олимпийских игр стала участница американской команды, выигравшей на Олимпиаде в 1952 г. в Хельсинки эстафетный бег 4x100 м Барбара Перл Джонс. Ей было всего 15 лет и 4 месяца.
Самой пожилой покорительницей Эвереста стала японская пенсионерка, совершившая восхождение в возрасте 63 лет. Через 2 года, в 65 лет, она поднялась на 8 516-метровую вершину Лотсе в Гималаях. А ее соотечественник Дзюитиро Миура поднялся на Эверест, когда ему уже исполнилось 70 лет.
Еще один пожилой японский спортсмен, 95-летний Кодзо Харагути из города Миядзаки, установил рекорд среди спринтеров в возрасте от 95 до 99 лет. Он пробежал 100 м за 22, 04 секунды, улучшив свое собственное достижение на 2 секунды. А 5 лет назад он пробегал те же 100 м за 18,08 секунд. Интересно, что бегом он стал заниматься только в 65 лет.
Англичанка Джерти Эдвартс Ланд доказала, что представления о спаде физической активности и работоспособности (умственной и физической) к ней не относятся, сдав на водительские права в 1988 г., когда ей уже было 90 лет и 7 месяцев.
Но, к сожалению, сегодня немало и других фактов, когда еще молодые люди или люди среднего возраста, становятся неработоспособными в силу различных причин и обстоятельств (болезни, травмы и как следствие инвалидность). Значительно «помолодели» сердечно-сосудистые, эндокринные, онкологические и некоторые другие виды заболеваний.
2 . Факторы, влияющие на работоспособность
Работоспособность и самочувствие, точно зеркало, отражают общее состояние нашего здоровья.
Работоспособность человека не бывает строго постоянной, она изменяется под влиянием многих причин. На нее влияют состояние здоровья, условия питания, трудовые и бытовые факторы, настроение и многое другое.
Она достаточно сильно зависит от продолжительности и характера сна, во время которого человек отдыхает и восстанавливает силы. Здоровый и в меру уставший человек обычно засыпает быстро и спит глубоким сном до утра, к утру его сон становится менее глубоким и более поверхностным. При правильном режиме потребность сна наступает после равных промежутков бодрствования (примерно через 16 часов).
Принято считать, что человеку для сна достаточно примерно 8 часов в сутки. Наиболее приемлемое время для сна - с 11-12 часов вечера до 7-8 часов утра. Профессор медицинского центра Чикагского университета Ева Ван Браун утверждает, что современные люди не только стали спать меньше, чем спали 100 лет назад, но и перестали соизмерять свой сон с сезонными колебаниями продолжительности дня и ночи. Сейчас практически исчезла корреляция числа зачатий со временем года, явно выраженная еще перед Первой мировой войной (1914-1918 гг.) и связанная с продолжительностью зимних ночей.
Сон - пассивный отдых, он устраняет утомление и предупреждает истощение нервных клеток, способствует восстановлению работоспособности организма, т.к. во время сна у человека не только замедляется дыхание, реже становится пульс, расслабляются мышцы, снижается деятельность почек, желудочно-кишечного тракта, но резко изменяется и работа центральной нервной системы. В ней наступает торможение. Сон необходим человеку для выживания.
Современные люди любят похвастаться своей работоспособностью, заявляя, что умеют обходиться всего несколькими часами сна. Но ученые обнаружили, что хроническое недосыпание может представлять серьезную угрозу здоровью и жизни человека.
Люди тысячи лет жили на планете без искусственного освещения, в его организме установились суточные биоритмы. Рассеяв тьму с помощью искусственного освещения всего каких-нибудь 200-250 лет назад, человек стал жить так, будто каждая ночь коротка, как в разгаре лета. Ему нет дела до того, что его клетки хранят память о сложившихся биоритмах, он стремиться, как можно дольше не ложиться спать, игнорируя наступление бионочи, а потом удивляется тому, что уже после 50-55 лет его мучает бессонница. Ведь предыдущие 30-35 лет он только тем и занимался, чтоб украсть у сна лишний час для бодрствования, расстраивая свои биологические часы. Больше других страдают те, у кого скользящий график работы, и те, кто работает по ночам. Среди них особенно высок уровень желудочно-кишечных, сердечно-сосудистых заболеваний, а также бесплодия и хронической усталости.
В преодолении быстрой утомляемости большую роль играет полноценное питание. Питание должно пополнять энергетические запасы организма и повышать его работоспособность. То есть рацион человека, занимающегося спортом или тяжелой физической работой должно быть высококалорийным, небольшим по объему, чтобы не перегружать пищеварительный аппарат, и легкоусвояемым. Например, прекрасным легкоусвояемым продуктом является мед, он полезен и период восстановления, когда надо улучшить питание мышцы сердца и повысить ее работоспособность. Являясь высококалорийным продуктом (100 г его содержится 315-335 ккал), он позволяет быстро восполнить затраченную организмом энергию, например, при занятиях физической культурой и спортом.
Умственная и физическая работоспособность человека зависит от таких факторов как время дня, суток, недели, времени года, состояние здоровья и биологических ритмов.
Все явления, происходящие во Вселенной (вращение земли вокруг Солнца и собственной оси, чередование времен года, морские приливы и отливы, смена дня и ночи и многие другие) происходят ритмично. Суточные и сезонные колебания освещенности, температуры, влажности воздуха, атмосферного давления извечны. С ними рождается и существует все живое. Они связаны с вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, с процессами, происходящими на самом светиле. Еще в начале XX в. сгинувший потом в сталинских лагерях ученый А.Л. Чижевский писал: «Жизнь в значительно большей степени есть явление космическое, чем земное». И все живые организмы, в т.ч. человек, в процессе эволюции выработали тончайшие механизмы, с помощью которых они приспосабливают к этой меняющейся внешней среде деятельность своих систем, органов, клеток и внутриклеточных структур. К простым примерам существования физиологических ритмов относятся ритм бодрствования и сна, годичный ритм спячки у животных, ритм дыхания, сердечных сокращений.
В настоящее время учеными установлено, что у человека более 100 различных физиологических функций, для которых характерна ритмичность.
Исследованиями было установлено, что температура тела человека к вечеру повышается, а утром становится ниже. Меняется частота пульса, кровотока в тканях, артериальное и внутриглазное давление. Не случайно ведь замечено, что некоторые болезни, в частности сердечно-сосудистые, обостряются в вечерние и ночные часы. В крови ночью уменьшается число эритроцитов и лейкоцитов. Изменяется в известной последовательности и содержание в ней химических веществ. Кислотность желудочного сока наиболее высока в утренние часы. Сила мышц у человека максимальна днем, а утром и к ночи она уменьшается. В определенном ритме работают сердце, легкие, пищеварительные органы, эндокринные железы. Ритмичность работы нервной системы обусловливает работоспособность организма в целом.
Исследованиями установлено, что на протяжении суток человек по-разному реагирует на физические нагрузки; выносливость, сила мышц, скорость изменяются волнообразно, подчиняясь общим ритмическим процессам, протекающим в организме. Наиболее слабым по своим функциональным возможностям человек бывает с 3 до 5 часов и с 12 до 16 часов. Первый период спада хорошо знаком всем, кто хоть раз испытал бессонницу, предрассветную безысходность. С 12 часов дня на большинство людей накатывает сонливость, сознание притупляется и заметно возрастает число аварий на производстве и транспорте. Большинство людей, именно в эти часы, заболевает, впадает в депрессию из-за неприятностей или накопившейся хронической усталости, умирает.
Исследователями давно замечено, что у большинства людей работоспособность наиболее высока утром с 8 до 12 часов и вечером с 16 до 18 часов.
Кроме того, у каждого органа в организме человека есть свои «критические часы», когда они наименее работоспособны.
Суточный, многодневный и годичный ритмы имеют большое значение на влияние работоспособности человека, поэтому в начале рабочей недели работоспособность человека хорошая, в середине рабочей недели работоспособность человека максимальна, а в конце недели она идет на спад.
Также ученые давно обратили внимание на спад трудоспособности у некоторых людей весной и осенью. Чередование света и тьмы - главная «пружина» биологических часов. Если человек соблюдает устоявшийся режим жизни, он практически очень редко испытывает чувство дискомфорта и утомляется в эти периоды, т. к. организм человека хорошо приспособлен к ритмичности природных явлений. Но когда происходят нарушения в режиме жизни человека или исчерпываются адаптационные возможности организма, работоспособность человека падает, он чаще утомляется, ослабевает, а то и заболевает.
Последние 25 лет в нашей стране приняты переходы на «летнее» и «зимнее» время, которые выражаются в переводе часов. Многие люди очень плохо переносят это, при чем, чем старше человек, тем хуже. Мне приходилось неоднократно слышать от практически здоровых и работоспособных людей 40-45 -летнего возраста, что осенью, после перевода часов они в течение 1-1,5 месяца просыпаются на час раньше и из-за этого фактически не досыпают и чувствуют себя дискомфортно. Со временем их организм подстраивается под новый ритм.
Но, если у человека есть проблемы со здоровьем, то у него этот процесс идет дольше, он затягивается и у детей, т. к. их организм еще не достаточно готов к таким перестройкам.
Как выяснили экономисты, экономические прибыли, которые получает государства от перевода стрелок часов, невелики, зато потери в работоспособности человека, ущерб его здоровью достаточно ощутим.
С некоторых пор внимание ученых привлекает воздействие Солнца на биологические ритмы людей. Его «возмущения», связанные с усилением термоядерных реакций, тоже, как выяснилось, строго периодичны - происходят в среднем раз в 9-11 лет. В это время изменяются наэлектризованность воздуха и состояние магнитного поля Земли, возрастает рентгеновская радиация, интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений. В годы повышенной солнечной активности изменяется свертывающая способность крови, замедляются реакции организма на сигналы, возрастает количество сердечно-сосудистых заболеваний, чаще происходят вспышки гриппа и некоторых других эпидемических заболеваний.
Но люди, рожденные в годы солнечной активности, более устойчивы к неблагоприятным погодным и климатическим условиям. Они легче переносят стрессы, реже болеют, более активны и работоспособны. Это касается тех, кто родился в 1917-1918, 1928-1929, 1937-1939, 1947-1949, 1956-1959, 1968-1970, 1978-1981, 1989-1990, 2001-2002, сейчас также наблюдаются сильные вспышки на солнце и пик его активности. Дети, рожденные ныне, могут обладать вышеуказанными свойствами, но, конечно, при условии, что их матери не болели во время беременности.
Кроме того, исследователи утверждают, что у здоровых людей в периоды активности Солнца геофизические возмущения стимулируют подъем физической и умственной работоспособности. Так что, спешите творить, разумно придерживаясь рационального образа жизни!
Кстати, А.Л. Чижевский, о котором упоминалось выше, сделал вывод, что в годы солнечной активности на Земле чаще происходят природные катаклизмы и социальные потрясения
Если после труда, учебной деятельности, занятий спортом у вас хорошее самочувствие, аппетит, сон, есть и в дальнейшем желание работать, учиться, заниматься спортом, то это положительные факторы, которые указывают, что организм успешно справляется с нагрузками и их можно постепенно увеличивать.
3. Оценка работоспособности
Физическую работоспособность оценивают с помощью целого ряда тестов. Одни из них предусматривает характеристику физической работоспособности по длительности работы при заданной мощности. Другие - по величине частоты максимального потребления кислорода (МПК), третьи - по величине частоты сердечных сокращений (ЧСС) при выполнении нагрузки определенной мощности или по величине той мощности работы, которая необходима для повышения ЧСС до определенного уровня (например, до 130, 150 или 170 уд/мин).
Наиболее точны так называемые «максимальные» тесты, например МПК. Однако методика их проведения сложна и требует специально обученного персонала и связана с необходимостью выполнения максимальной физической нагрузки, что порой нежелательно даже для спортсмена, т.к. может отрицательно повлиять на его спортивную работоспособность, а для лиц среднего и пожилого возраста может быть даже опасна для здоровья.
В связи с этим наибольшее распространение получили «субмаксимальные» тесты, в которых используются сравнительно умеренные мышечные нагрузки.
Среди них наибольшее распространение получил Гарвардский степ-тест, 12- минутный тест Купера, проба PWC170 (что означает: физическая работоспособность при пульсе 170 уд/мин) и некоторые другие.
4 . Основные стадии работоспособности в ходе занятий физкультурой
Рассмотрим несколько стадий изменения работоспособности при занятии физической культурой и спортом. Выделяют следующие стадии: стартовое состояние, врабатывание, разминка, «мертвая точка» и «второе дыхание», устойчивое состояние.
Стартовое состояние - такое состояние, когда в организме наступают физиологические изменения, сходные с теми, которые вызываются мышечной работой, т. к. у человека в организме уже заранее начинаются физиологические сдвиги, необходимые для интенсивной физической нагрузки. В его основе лежит условный рефлекс на предстоящую тренировку или соревнование. Условными раздражителями здесь служат обстановка (вид спортзала, площадки, бассейна, соперников, товарищей, болельщиков тренера и т. д.). Сама мысль о тренировке или соревновании тоже является условным раздражителем. Безусловным раздражителем, на базе которого возникают условные рефлексы, является уже сама мышечная работа.
Врабатывание - стадия, связанная с налаживанием условно-рефлекторных связей. Играет важную роль в процессе постепенного вхождения организма в физическую нагрузку. Рост работоспособности в начале физической нагрузки зависит от ряда физиологических процессов, происходящих в организме. Аппарат кровообращения постепенно включается в работу, большинство капилляров мышц в покое закрыто, а теперь они раскрываются, снабжая мышцы кровью. Сопротивление мышц кровотоку уменьшается, облегчается работа сердца, дыхание учащается и углубляется. Работоспособность зависит от степени возбудимости нервной системы, которая в покое относительно низкая, но при нагрузке начинает увеличиваться. Основной показатель работоспособности нервных центров - лабильность (показатель, выражающийся в максимальной частоте нервных импульсов).
Разминка - имеет в своей основе, все вышеуказанные процессы и позволяет регулировать врабатывание, доводя его в определенный момент до того (например, во время старта), чтобы организм достиг необходимо высокого уровня работоспособности.
«Мертвая точка» или «второе дыхание». Мертвая точка» - состояние, когда у спортсмена резко падает работоспособность, ощущается скованность движений, затруднение дыхания, наблюдается учащение сердцебиения, снижение частоты и силы движений. Такое состояние может быть связано с недостаточностью врабатываемости организма, когда из-за высокой интенсивности движений происходит запредельное торможений в двигательных нервных центрах. Наступившая «мертва точка» вынуждает или уменьшить темп или прекратить занятия.
Если спортсмен усилием воли продолжил соревнование или занятие, снизив темп, через некоторое время наступает «второе дыхание». Организм постепенно налаживает координацию между дыханием, кровообращением и интенсивностью движений и работоспособность его вновь повышается.
Таким образом, «мертвая точка» - результат торможения, наступившего вслед за сильным возбуждением, а «второе дыхание» - это возбуждение, пришедшее на смену торможению.
Устойчивое состояние - период, когда процесс врабатывания закончился, деятельность всех органов и систем организма достигла определенного постоянного уровня, позволяющего длительно выполнять нагрузку в заданном режиме. Такое состояние наблюдается у бегунов на стайерских и марафонских дистанциях, у участников лыжных кроссов, велогонок и пр.
5 . Динамика работоспособности. Работоспособность и утомление
В целом динамика работоспособности любого человека включает фазы:
1) мобилизации, т.е. подготовки к деятельности;
2) первичной реакции, отражающей процесс количественного уравновешивания;
3) гиперкомпенсации, т.е. поиска оптимального решения, когда работоспособность адекватна требованиям деятельности;
4) субкомпенсации, постепенного истощения сил организма;
Чрезмерная и длительная нагрузка, превышающая пределы работоспособности организма (перегрузка), часто приводит к снижению и физической и умственной работоспособности. Человек начинает делать большое количество ошибок, темп его работы замедляется, нарушается координация движений, точность выполнения операций, появляется рассеянность, а иногда головная боль и бессонница. Такое состояние называют усталостью - субъективным (т.е. свойственным какому-то определенному лицу, субъекту) утомлением.
Время наступления усталости (субъективного утомления) у разных людей при физической нагрузке проявляются неодинаково. Утомление - показатель того, что организм не может работать в полную силу.
Признаки утомления при статической работе, например, можно выявить, проведя простую лабораторную работу. Необходимо взять в руку груз (3-4 кг) и вытянуть ее в сторону строго горизонтально, предварительно отметив уровень, на котором находится рука на стене.
6 . Причины утомления и факторы, способствующие его развитию
Основной причиной утомления в мышцах может быть накопление большого количества не окисленной молочной кислоты. Это затрудняет дальнейший распад энергетических веществ и снижает работоспособность мышц.
Оно может быть связано с изменениями функции желез внутренней секреции (например, изменение соотношения между работой желез, частичное истощение некоторых желез и др.).
Утомление может наступить вследствие недостаточной работоспособности сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Из-за недостатка кислорода и избытка углекислого газа меняется кислотность крови, падает уровень сахара в ней.
Но ведущую роль в развитии утомления играет центральная нервная система. Нервные клетки очень чувствительны к изменениям в составе омывающих ее тканевых жидкостей. Скелетные мышцы еще могут сохранять свою работоспособность, а в нервных клетках она уже снижается, падает лабильность, уменьшается возбудимость нервных клеток, нарушается нормальный процесс соотношения процессов возбуждения и торможения, развивается запредельное торможение.
Утомление - совокупность изменений в физическом, психическом состоянии человека, развивающихся в результате деятельности и ведущих к временному снижению эффективности работоспособности.
Утомление - процесс, возникающий по ходу работы и ограничивающий ее продолжительность. Оно характерно для всех фаз работоспособности, начиная с субкомпенсации, когда наступает значительное снижение физиологических резервов, и организм переходит на энергетически менее выгодные виды реакций, например, поддержание минутного кровотока за счет увеличения частоты сокращений сердца вместо более выгодной реакции увеличения ударного объема. Или, например, осуществление двигательных реакций осуществляется большим числом функциональных мышечных единиц при ослаблении силы сокращений отдельных мышечных волокон, т.е. нарушении чередования периодов работы и отдыха мышечных групп, участвующих в сокращении. У человека в начальных стадиях утомления снижается эффективность работоспособности, т.е. возрастает величина физиологических и психологических затрат, необходимых для одного и того же трудового акта, действия, а уже затем падает и производительность труда и эффективность деятельности.
При утомлении, прежде всего, нарушаются устойчивость вегетативных функций, сила и скорость мышечного сокращения, ухудшаются регуляция функций, выработка и торможение условных рефлексов. Вследствие чего, как было сказано выше, и происходит замедление темпов деятельности, нарушаются ритмичность, точность и координация движений и получается, что для одной и той же деятельности требуются большие энергетические затраты. Повышаются пороги сенсорных (чувствительных) систем, в процессах принятия решения доминируют при умственной деятельности готовые стереотипные решения, внимание человека ослаблено и с трудом переключается. Для утомления характерны увеличение числа ошибок и изменение их структуры, так в начальных фазах утомления доминируют количественные ошибки, а последующих фазах - появляются и качественные.
Развитие картины утомления можно в целом охарактеризовать как нарушение адекватной (правильной) ответа организма требованиям, предъявляемым характером деятельности. При этом нарушаются все 3 основные требования адекватности:
Оптимальность частных реакции, лежащих в основе в основе деятельности;
И их согласование друг с другом;
Качественное и количественное соответствие ответа организма требованиям задачи и минимизация расхода физиологических резервов.
При выраженном утомлении наблюдается полное прекращение работы.
Утомление у человека, как и животного, связано с рядом механизмов, связанных с биохимическими изменениями на клеточном уровне и нарушением условно-рефлекторной деятельности. Но динамика и ряд структурных механизмов утомления у человека регулируются еще и мотивами деятельности, ее целями, характером. Поэтому утомление у животного и у человека имеет ряд принципиальных различий. В частности, у животных не наблюдается строгого развития фаз утомления, более характерно просто последовательное количественных показателей и менее выражено изменение структуры деятельности. У них утомление практически не подавляется волевым усилием.
На динамику утомления влияет характер деятельности, в первую очередь ее интенсивность и темп. Существует оптимальная интенсивность деятельности, при которой утомление наступает позже. Увеличение или уменьшение этой интенсивности ускоряет наступление утомления.
Например, всем хорошо известно, что наиболее быстро развивается утомление при монотонной, статической работе и сенсорно (чувственно) обедненной деятельности. Если человек длительное время выполняет одну и туже операцию, физическое упражнение, требующие ограниченного набора движений, его внимание снижается быстро, угасают положительные мотивы деятельности. Это обычно происходит при узкоспециализированной работе на конвейере, при сборке каких-либо механизмов, изготовлении деталей (монотонная работа).
Быстро устает человек, выполняющий работу в статической позе (вязание, вышивание, печатание, работа за компьютером и т. д.).
На утомление влияют и внешние раздражители, поступающие к человеку, например, звуковые и световые сигналы, содержащие сведения об условиях деятельности. Например, водитель проделал путь в 500 км в условиях светового дня и при хороших погодных условиях, он чувствует усталость. Но этот же водитель, проехавший тот же путь при плохих погодных условиях (туман, ночь, сильный дождь), однозначно устанет еще больше. Высокий уровень шума утомляет человека, но и полная тишина могут вызывать у человека раздражение и утомление. Поэтому на производстве должно уделяться большое внимание микроклимату рабочей среды: температуре воздуха, его влажности, составу, наличию в нем химических примесей, шуму, вибрации, освещенности и т.д.
Скорость возникновения и развития усталости зависит и от ряда психологических характеристик личности - уровня тревожности, волевых качеств, в т. ч. настойчивости и других активационных параметров, т.е. таких функциональных свойств человека, которые обеспечивают степень реализации в конкретной деятельности его потенциальных возможностей. Например, внимание, как активационный параметр обеспечивает большие возможности для запоминания. А высокий уровень волевых качеств личности позволяет поддерживать необходимо высокий уровень деятельности даже при выраженном чувстве усталости.
Развитие утомления зависит от состояния здоровья человека и его физической подготовки, которые не только обусловливают большие физиологические резервы, но и способствуют более быстрой и устойчивой мобилизации и формированию функциональных систем. Например, физически крепкий и здоровый при необходимости может пройти в день 5-10 км и при этом будет чувствовать себя прекрасно, хотя до этого он давно не испытывал подобных физических нагрузок. Больному человеку это может просто оказаться не по силам, либо он будет крайне утомлен, а может оказаться и неработоспособным в течение длительного времени. Или другой пример, водитель со стажем, не чувствует усталости, хотя он провел в пути много часов подряд, а водитель новичок, совершивший поездку из одного населенного пункта в другой (даже, если это всего несколько десятков километров), может чувствовать себя очень уставшим.
7 . Утомление и его виды
В зависимости от вида выполняемой работы выделяют умственное и физическое утомление.
При изменениях, появляющихся вследствие интенсивных процессов репродуктивной деятельности, связанной с обработкой информации по жесткой схеме или правилам (например, счет или разнесение информации одновременно по многим рубрикам), формируется умственное утомление. Оно возникает также при продуктивной деятельности, включающей процессы преобразования информации, формирование суждений, понятий, умозаключений. Такой вид утомления характерен и для эвристической (поисковой) деятельности, либо творческой деятельности, осуществляемой по индивидуальным, неявным алгоритмам.
При физическом утомлении учитывают отклонения энергетических показателей обмена, например, изменение температуры тела, биоэлектрических потенциалов.
В связи с тем, что обнаружилась принципиальная общность этих двух видов утомления, все большее распространение приобретает классификация, основанная на преимущественной локализации утомления в звеньях нервной системы, обеспечивающей деятельность человека.
Так различают сенсорное утомление и его виды (перцептивное и информативное) и эффекторное утомление.
Кроме того, выделяют общее утомление.
Сенсорное утомление развивается в результате длительного или интенсивного воздействия раздражителя (сильный шум, свет), при котором первичные изменения возникают в сенсорных системах, начиная от рецептора и кончая корковым концом анализатора.
Перцептивное утомление, локализованное преимущественно в корковом конце анализатора, связано с трудностью обнаружения сигнала (например, при больших помехах, при его малой интенсивности, трудности дифференцирования).
Информационное утомление развивается вследствие недостаточной информации или при информативной перегрузке, когда наибольшая нагрузка падает на динамику межцентральных отношений, заключающуюся в замыкании временных связей между различными структурами в центральной нервной системе и оживлении ассоциативных связей, позволяющих правильно отразить в сознании объективную картину окружающей среды. Например, человек быстро устает, если вынужден из-за шума постоянно прислушиваться, из-за плохой видимости и освещенности приглядываться, либо из-за того, что информация быстро меняется, мелькает или просто очень объемна.
Эффекторное утомление возникает при локализации изменений преимущественно в отделах центральной нервной системы, формирующих двигательный акт.
Начальные фазы утомления оказывают благотворное влияние на устойчивость организма, способствуют в последующем более быстрой и совершенной мобилизации резервов и компенсаторных функций, они ускоряют овладения навыками и способствуют их закреплению.
Но ярко выраженное утомление отрицательно влияет на организм, уменьшая производительность труда, работоспособность человека в целом. И даже приводит к предпатологической фазе срыва.
Вместе с тем в утомлении есть не только отрицательная сторона, но и положительная. Чувство утомления предохраняет организм человека от перенапряжения и препятствует истощению нервной системы.
8 . Определение переутомления и борьба с ним
После каждой умственной и физической нагрузки, тренировочного занятия организм отдыхает и постепенно опять становится работоспособным. Причем, чем интенсивнее была умственная или физическая деятельность, тем дольше будет идти процесс восстановления.
Чередование работы с отдыхом имеет важное значение в жизни человека. Отдых считается полноценным, когда педагогу всегда собранному в классе аудитории, где масса людей шум, удалось посидеть спокойно, помолчать. Когда продавцу, проведшему день, стоя за прилавком, удалось полежать, удалось полежать, послушать тихую музыку. А студентам, аспирантам, ученым, которые часами сидят за столом в аудитории, библиотеке, лаборатории, удалось вырваться на пикник, где все веселятся, поют, танцуют, поют, играют в мяч.
Наиболее благоприятен активный отдых. Он может быть ежедневным, еженедельным и ежегодным.
Каждый человек, при желании может выделить в течение дня 0,5-1,5 часа для прогулки на свежем воздухе (пройти несколько остановок пешком, если дом далеко от работы, или вообще пойти пешком, если он недалеко) или танцев. Последние очень благотворно влияют на организм человека, снимают раздражительность, угрюмость, нормализуют артериальное давление, расширяют и наполняют сосуды, питающие мышцы.
Очень важно планировать активный отдых в выходные дни. Прогулка в лес или хотя бы в парк, работа на дачном участке, посещение тренажерного зала, спортивной площадки или бассейна, занятия спортом и физической культурой, танцы просто необходимы тем, кто всю неделю был занят преимущественно умственной работой. Сбор грибов или охота, рыбалка, пребывание на свежем воздухе увеличивают общую работоспособность и являются важными составляющими успешной подготовки к новой неделе.
Для тех, кто всю неделю занимался преимущественно физическим трудом, спортом, наоборот больше подойдут иные виды отдыха: посещение музея или выставки и т.д. Им не помешает лишний час-два спокойного, глубокого сна днем, лучше всего в те часы, когда наш организм наиболее слаб (между часом дня и четырьмя часами пополудни). В целом сон не мешает никому.
Ежегодный отдых - это не просто отпуск и в лучшем случае многодневная поездка к морю, где человек будет есть, спать и часами лежать на пляже. Это, конечно, тоже отдых, но пассивный. Это время, которое можно использовать более рационально и большей пользой для организма. Чтобы хорошо отдохнуть, надо переключиться, побывать там, где вы еще не были, заняться чем-то, противоположным повседневности. Пеший, водный, горный туризм, велотуризм, охота, рыбная ловля, в различных комбинациях, в сочетании с работой по дому (ремонт, генеральная уборка) или на даче, с экскурсионной поездкой дадут больший эффект. Такие варианты хороши и для тех, кто ведет малоподвижный образ жизни в течение года, и для тех, кто много работает физически. Пребывая на воздухе среди природы в разное время дня и года, человек подвергается воздействию смены разных температур, солнечной инсоляции, движению воздуха и т. д. все эти факторы закаливают организм, укрепляют его здоровье и работоспособность.
Нерациональный также отдых ведет к развитию патологического состояния переутомления. Однажды может так случиться, что работоспособность снизится и для восстановления потребуется более длительный отдых, чем обычно. Так обычно дает о себе знать переутомление или болезнь. Оно может сопровождаться неврозами и сосудистыми заболеваниями.
В научно-популярной и медицинской литературе довольно часто встречается понятие - синдром «весенней усталости». Одна из причин этого синдрома неправильная организация труда, учебной деятельности или спортивных тренировок. Во-вторых, человек сталкивается с ним, потому что весной наш организм проходит своеобразную сезонную адаптацию, о чем уже говорилось выше. Чтобы сгладить этот процесс адаптации, необходимо избегать чрезмерной физической и умственной нагрузки, «авралов» на работе и в учебе, наладить режим дня. Под ним понимается правильное чередование периодов работы и отдыха, их продолжительность, рациональное распределение во времени в течение не только дня, но и недели, и месяца. Необходимо уделять отдыху достаточное время, высыпаться. Хороший иммунитет не только противостоит болезням, но и увеличивает работоспособность человека, поддержать его весной поможет прием поливитаминов.
Для быстрого восстановления сил и профилактики утомления переутомления в свой распорядок жизни человеку следует включать физически активные и информативно-познавательные виды отдыха, которые упоминались выше.
Определить причины переутомления не так уж и легко, поэтому и необходимо обращение к врачу.
Симптомы переутомления желательно распознать как можно раньше, поэтому тем, кто серьезно занимается спортом, тренеры часто советуют вести дневник, в котором спортсмен учиться контролировать свое состояние.
Субъективные признаки физического утомления человека - неприятные ощущения в работающих мышцах и суставах, при статической позе - боль и чувство затекания в мышцах спины, живота и шеи, появление боли в области лба и затылка, последние симптомы характерны и при умственном утомлении. Для обоих видов утомления характерно нарушение сосредоточенности, легкая отвлекаемость, вначале некоторое увеличение, а затем резкое ограничение контактов с окружающими, неосознанное стремление делать перерывы в работе более частыми и длительными.
Следует принять во внимание, единичные случаи плохого засыпания и бессонницы могут иногда быть при очень больших нагрузках или накануне каких-либо ответственных мероприятий (соревнования, контрольные, зачеты, экзамены и т. д.), но постоянный плохой сон указывает на переутомление. Отсутствие сна (бессонница), аппетита и резкая потеря веса - тревожные сигналы, свидетельствующие о переутомлении.
Утомление может стать хроническим и перейти в переутомление. В таком случае врачи говорят о синдроме «хронической усталости». И все чаще звучит такое знакомое слово - депрессия, характеризующая общее утомление, подчеркивающая при этом наиболее выраженные нарушения в центральной нервной системе.
В этом случае человеку, а тем более спортсмену, следует обратиться к врачу. Хроническая усталость может быть результатом больших нагрузок одновременно не только, тренировке, но и в учебном процессе или на работе, если идет их совмещение. Часто в этом, как уже отмечалось выше, повинен неправильный образ жизни.
Симптомы «хронической усталости» таковы:
Стойкое нарушение сна (бессонница или наоборот сонливость);
Резкое нарушение аппетита (его утрата или наоборот резкое возрастание);
Нарушение функции кишечника (запоры);
Повышенная утомляемость при обычных физических и интеллектуальных нагрузках, постоянная слабость, головокружение;
Боли и различные неприятные ощущения в теле (например, в области сердца, желудка, мышцах);
Снижение либидо (сексуального влечения).
Методы борьбы с утомлением стали разрабатываться практически одновременно с теориями утомления.
Борьба с утомлением осуществляется на производстве, в учебных заведениях и быту.
На производстве это осуществляется путем внедрения рациональных режимов труда и отдыха, эргономических рекомендация по организации рабочего места, панелей и пультов управления, рациональным распределением функций между человеком и машиной (это так называемая научная организация труда - НОТ). Кроме того, разработаны комплексы производственной гимнастки для различных категорий работников (Смотри список литературы, № 12-16). На первый взгляд это невероятно и фантастично, но простые упражнения способны повлиять и на работоспособность человека и его здоровье.
В учебной деятельности, в частности в школе, это осуществляется через внедрение в учебно-педагогический процесс различных педагогических технологий (здоровье сберегающих, личностно-ориентированных и т. д.). Мощным средством борьбы с утомлением в учебной деятельности в целом и спорте, в частности, является тренировка, которая предусматривает формирование оптимальных функциональных систем, обеспечивающих минимальное расходование физиологических резервов при заданной интенсивности, упрочение навыков, правильное распределение микропауз и перерывов в работе. Так, например, перерывы между уроками, учебными занятиями не должны быть менее 10 минут, т. к. это минимальное время, которое нужно организму человека для перестройки с одного вида деятельности на другой. В течение учебного дня предпочтительнее дать учащимся две больших перемены (по 20 минут), нежели одну (30-40 минут). Чтобы избежать перегрузки учащихся и как следствие их утомления и переутомления, при составлении расписания также учитываются сложность изучаемого предмета, его положение в расписании на день и на неделю, количество уроков в день и неделю. Так наиболее продуктивными учебными днями, сточки зрения психологов и физиологов, являются среда и четверг, а часами - 2-3 уроки.
В быту проблему переутомления призвано решить улучшение условий обитаемости. Например, нежелательно, чтобы человек добирался на работу или с работы транспортом более 45 мин, т. к. после этого времени начинает развиваться так называемая «транспортная усталость». Человек не должен тратить на походы по магазинам и другим предприятиям бытовых услуг ежедневно более 1,5-2 часов, добираясь домой с работы. У себя дома каждый человек решает проблем преодоления усталости самостоятельно, покупая различную бытовую технику, облегчающую труд и экономящую наше время. Но, кстати, если человек не будет дома заниматься физическим трудом да еще и на работе будет преимущественно заниматься умственной деятельность - грозит ему гиподинамией. С ней связано повышение веса, рост сердечно-сосудистых заболеваний. Таким образом, в объеме физических и умственных нагрузок должна быть «золотая середина».
Серьезное значение в борьбе с переутомлением имеет эмоциональное и мотивационное содержание деятельности. Чем значимее мотивы труда, тем позже наступает усталость, особенно если это мотивы высокого социального значения или они имеют соревновательный характер. Они обуславливают интерес к работе, творческое отношение к ней. Положительные эмоции обеспечивают быстрое включение в ритм трудовой деятельности, способствуют сохранению оптимальной работоспособности, более полной мобилизации физиологических резервов организма.
Занятия физической культурой и спортом, правильный размеренный образ жизни и питания, душевное равновесие - вот слагаемые долголетия, сохранения здоровья и работоспособности. Плановость и организованность позволят достичь наивысшей работоспособности и избежать утомления. Известный академик Н.Е. Введенский, автор одной из теорий утомления, писал: «Каждый молодой организм в нормальных условиях носит в себе огромный запас сил и энергии».
9 . Теории утомления
Теории утомления стали возникать дано. Из многочисленных теорий утомления теория «отравления» немецкого ученого Э. Пфлюгера (1872), «истощения» М. Шиффа (1868, Швейцария), «обменная теория» английского исследователя А. Хилла (1929) и другие имеют только исторический интерес. Э. Пфлюгер предполагал, что утомление мышц наступает из-за отравления или засорения ее ядовитыми продуктами. М. Шифф предполагал, что мышца истощается от недостатка питательных веществ. Однако все эти теории не объясняли причин утомления. В результате возникло предположение, что причина утомления кроется не в мышце. Была высказана гипотеза об утомлении нервов. Однако И.М. Сеченов и Н.Е. Введенский доказали, что нервные проводники практически неутомляемы. Путь к разгадке тайны утомления открыл И.М. Сеченов.
Сегодня признаны 2 группы теорий, на основании которых первичными считаются изменения в нервных центрах.
Согласно одной из них, основой утомления являются гипоксические, т. е. связанные с недостаточностью кислородного снабжения, нарушения в нервных структурах, регулирующих процессы гомеостаза, в особенности изменения медиаторного обмена и химических процессов возникновения и передачи возбуждений.
Сторонники второй группы теорий отрицают единый механизм возникновения утомления. По их мнению, появление утомления может быть обусловлено целым рядом факторов или их комбинациями, начиная с недостаточности кровообращения при локальном мышечном утомлении и заканчивая изменением структуры гомеостатической регуляции со стороны высших отделов центральной нервной системы (охранительное торможение) при общей усталости.
Большую роль в разработке современных теорий утомления сыграли, как уже отмечалось выше, известный физиолог И.М. Сеченов, академии Н.Е Введенский, а также Нобелевский лауреат 1904 г. физиолог И.П. Павлов, А.А. Ухтомский и Л.А Орбели. Последний, кстати, рассматривал утомление как нарушение адаптационно-трофической регуляции со стороны вегетативной нервной системы.
Проблему утомления изучали и физиологи советского периода Г.В. Фольборт, С.А. Косилов и другие.
В современных исследованиях вскрыт ряд тонких механизмов утомления, связанных с нарушением обмена макроэргических соединений, снижением активности окислительных ферментов, изменением характера эндокринной регуляции со стороны гипоталамуса. Например, зарегистрировано снижение функции надпочечников, угнетение выработки адренокортикотропного гормона гипофизом. Установлено, что вначале утомления повышается, а затем снижается активность инсулярного аппарата поджелудочной железы. Это ведет к увеличению недоокисленных продуктов в организме человека и к гипергликемии. Как следствие этих процессов у человека возникают вторичные изменения афферентной импульсации, что еще больше ухудшает состояние гомеостаза и ведет к нарушению согласованности вегетативных и двигательных рабочих реакций.
Еще И.М. Сеченов установил, что правая рука после длительной работы быстрее восстанавливала работоспособность, если в период ее отдыха работала левая рука. Нервные центры левой руки как бы заражали утомленные нервные центры правой руки. Оказалось, что утомление снимается быстрее, когда отдых одних органов сочетается с работой других. Своими опытами И.М. Сеченов наметил пути снятия утомления и способы разумной организации отдыха, о которых говорилось выше.
Заключение
В прикладном плане важными для обсуждения являются вопросы о методических приемах диагностики утомления. Возрастает внимание к методам оценки функциональных резервов организма, их качественным и количественным характеристикам, как показателям скорости развития утомления, адекватность и информативность профессиональных и функциональных нагрузочных проб. Интересны и возможности новых методических направлений, таких, как, например, оценка изменений уровня функциональной асимметрии парных органов.
Разработаны некоторые субъективные и объективные методы: тест определения локализации различных ощущении усталости, тест субъективного шкалирования утомления в различных регионах тела, метод измерений периметров конечностей человека.
Тест определения локализации ощущений усталости состоит из схемы членения поверхности человеческого тела на 100 регионов и небольшой анкеты. При субъективном шкалировании утомления изучаются те локализации, где заранее установлено, что признаки утомления особенно сильно выражены; используется от 5 до 11 шкал. Для определения периметров конечности применяются специальные комплекты измерения, состоящие из измерительных лент шириной от 1 до 3 мм и калиброванных линеек, имеющих деления от 0.1 до 0.2 мм.
Лабораторные исследования показали перспективность разработанных методов. Так, коэффициент корреляции между полученными данными субъективного шкалирования утомления и объективного измерения снижения работоспособности составлял 0.8 0.9, а между теми же субъективными показателями и увеличением периметров конечности до 0.75.
...Подобные документы
Работоспособность и возраст. Оценка работоспособности с применением тестов. Основные стадии и динамика ее изменения в ходе занятий физкультурой. Работоспособность и утомление. Причины утомления и факторы, способствующие его развитию. Теории утомления.
лекция , добавлен 27.01.2012
Определение работоспособности и характеристика её основных уровней. Понятие утомления и изучение классификации тяжести и напряжённости труда. Основные формы профилактики переутомления. Изучение общих режимов труда и отдыха при строительном производстве.
курсовая работа , добавлен 29.05.2014
Сущность, показатели и динамика работоспособности. Производственное утомление, его виды и причины. Снижение работоспособности в процессе труда. Современная теория утомления. Характер нейрофизиологического конфликта. Проектирование трудовых процессов.
контрольная работа , добавлен 10.11.2013
Физическая и умственная работоспособность человека и продуктивность его труда. Симптомы и проявление умственного утомления и усталости. Взаимосвязь умственной деятельности и физической активности. Обзор теории утомления. Характеристика усталости и апатии.
реферат , добавлен 09.12.2011
Взаимосвязь потребностей, мотивационных факторов и стимулов трудовой деятельности. Виды неблагоприятных состояний, причины их возникновения. Признаки и стадии утомления. Состояние монотонии и дистресса. Приемы управления эмоциями и выхода из стресса.
реферат , добавлен 21.02.2013
Формирование здорового образа жизни учащихся. Возможности, предупреждающие разрушение здоровья ребенка. Принцип здоровьеоберегающего подхода при формировании процесса обучения и воспитания. Понятие и профилактика утомления и снижении работоспособности.
реферат , добавлен 19.02.2009
Роль умственного труда, его физиологическая особенность. Различия физической трудовой деятельности и умственной. Повышение тонуса сосудов при неправильной организации труда, признаки утомления. Организация режима труда и профилактика переутомления.
реферат , добавлен 04.06.2010
Понятие и цели обеспечения нормальных условий труда, их влияние на здоровье и работоспособность персонала. Причины и виды утомления. Меры борьбы с шумом, вибрацией и загрязнением воздуха. Оплата труда на работах с тяжелыми (вредными, опасными) условиями.
презентация , добавлен 17.03.2014
Влияние эргономических характеристик рабочего места на работоспособность и здоровье работника. Особенности трудовой деятельности работников бухгалтерии, объем и интенсивность информационных потоков. Организация рабочего места и профилактика утомления.
реферат , добавлен 25.04.2009
Классификация основных форм деятельности человека. Физиологические изменения в организме при работе. Утомление и переутомление и их последствия. Профилактика утомления и основные пути повышения эффективности трудовой деятельности человека.
