Важным фактором утомления при напряженной работе умеренной мощности (бег и плавание на сверхдлинные дистанции, лыжные переходы и т. п.) следует считать снижение концентрации сахара в крови - гипогликемию. В этом случае исследование крови обнаруживает резкое снижение содержания сахара (до 50 мг%). Количество израсходованных углеводов при длительной работе может дойти до нескольких сот граммов, но полного истощения углевод-ных резервов в организме не происходит, потому что острое утомление и прекращение работы наступает раньше. Уменьшение количества сахара в крови является сигналом начинающегося существенного изменения внутренней среды организма и, в то же время, причиной развития ком-пенсаторных реакций по мобилизации углеводов из депо и по превращению в углеводы жиров и белков, а в дальнейшем и причиной такого изменения деятельности центральной нервной системы, которое может привести к полному прекращению работы.
Особенно чувствительной к недостатку сахара в крови явля-ется центральная нервная система. В случае резкой гипогликемии функциональное состоя-ние центральной нервной системы изменяется и нарушается ее координационная деятельность, что сказывается на работе двига-тельного аппарата и вегетативных органов. Углеводное голодание корковых клеток может обусловить даже нарушение психических функций, что изредка наблюдается на финише бега и проявляется в форме неадекватного поведения (например, бег на месте или поворачивание кругом и продолжение бега в обрат-ном направлении и т. п.). Прием углеводов (50--100 г сахара) при длительной работе оказывает положительное влияние на функциональное состояние центральной нервной системы, повы-шая тем самым работоспособность организма, снижая утомление или отдаляя время его острого развития. Положительный эффект от приема углеводов подтверждает то положение, что снижение уровня сахара в крови является существенным фактором в разви-тии утомления при длительной напряженной работе.
Специальными экспериментальными исследованиями обосно-ваны сроки приема углеводов. Целесообразным оказывается при-нимать углеводы непосредственно во время самой работы -- на дистанции. Можно принимать углеводы и перед самым началом работы, непосредственно перед стартом, однако это менее эффек-тивно, чем прием во время работы. До-пустимым считается прием углеводов больше чем за 2 часа до начала ра-боты. Прием углеводов за полчаса, час или полтора часа до на-чала работы не целесообразен, так как при этом в первые же минуты работы происходит резкое снижение уровня сахара в крови, что отрицательно влияет на работоспособность.
Помимо уменьшения концентрации сахара в крови, в развитии утомления при длительной напряженной работе может играть роль нарушение теплорегуляции. Потоотделение, если оно не сопро-вождается испарением пота с поверхности тела или одежды, не ведет к увеличению теплоотдачи. Отставание же теплоотдачи от уровня теплопродукции при мышечной работе приводит к повышению температуры тела, что может отрицательно повлиять на ра-ботоспособность (если повышение температуры значительно). Особенно это может иметь место при высокой влажности среды и малой проницаемости одежды.
Утомление при циклической работе большой мощности. Напряженная деятельность нервных центров при мышечной ра-боте большой мощности быстрее приводит к их истощению, чем при работе умеренной мощности. Также быстрее, чем при работе умеренной мощности, снижается работоспособ-ность органов дыхания и кровообращения.
Работа большой мощности совершается в условиях лож-ного устойчивого состояния. Потребление кислорода достигает максимальной величины, на которую способен организм (до 4,5--5 л у хорошо тренированного человека), и в то же время зна-чительно отстает от кислородного запроса. Следовательно, работа выполняется в условиях недостатка кислорода и кислородный долг во время работы неуклонно увеличивается. Следствием этого является накопление в организме недоокисленных продуктов. Таким образом, существенными факторами утомления при выполнении работы большой мощности являются растущая кислород-ная задолженность и, связанное с ней, накопление в организме недоокисленных продуктов, что приводит к угнетению деятель-ности нервных центров.
При выполне-нии работы большой мощности работоспособность сердечно-сосудистой и дыхательной систем (с их нервно-регуляторными механизмами), обеспечивающих кислородное снабжение всех органов, в том числе и нервной системы, в значительной степени определяет общую работоспособность организма. Недостаток кислорода и химические изменения в связи с на-коплением в крови недоокисленных продуктов влияют на все органы и ткани организма не только непосредственно, гуморально, но и через посредство центральной нервной системы, которая является наиболее чувствительной к воздействиям со стороны внутренней среды. Химические агенты внутренней среды воздействуют на клетки нервных центров как путем непосредственного соприкосновения с ними (например, действие углекислоты на ды-хательный центр), так и путем воздействия на хеморецепторы. В настоящее время доказано наличие хеморецепции во всех орга-нах и тканях тела.
Утомление при циклической работе максимальной и субмаксимальной мощности. К циклической работе максимальной мощности относят спринтерские дистанции в различных ви-дах спорта, на которых работа длится короткое время -- в преде-лах десятков секунд. За такое короткое время не может произойти очень больших сдвигов в деятельности вегета-тивных органов. Более значительные сдвиги успевают произойти при работе субмаксимальной мощности, которая длится от 35 сек до 2--5 мин.
Утомление при работе максимальной и субмакси-мальной мощности в первую очередь связано с изменением функционального состояния центральной нервной системы. Мы-шечные сокращения большой частоты и силы вызываются интен-сивной деятельностью нервных центров. В то же время централь-ная нервная система подвергается воздействию мощного потока идущих от периферии двигательного аппарата центростремитель-ных проприоцептивных импульсов. В результате этого в нервных центрах развивается состояние парабиотического торможения, функциональная подвижность их понижается, что исключает возможность воспроизведения центробежных импуль-сов в первоначальном ритме, и движения бегуна, пловца и т. д. замедляются, «сковываются».
Мышечная работа максимальной мощности фактически протекает в анаэробных условиях. В результате в работающих мышцах происходит накопление недоокисленных продуктов, кон-центрация молочной кислоты достигает больших размеров. Поэтому полагают, что накопление молочной кислоты сказы-вается главным образом на процессе расслабления мышц, а это, естественно, отражается на частоте сокращений. Изменение упруго-вязких свойств мышц также ведет к уменьшению скорости сокращений, что является одной из причин того, что движения, например у бегуна, делаются менее размашистыми и менее бы-стрыми, а шаг укорачивается, замедляется и скорость бега неиз-бежно уменьшается.
Таким образом, ведущим фактором утомления организма при мышечной работе максимальной и субмаксимальной мощности является изменение функциональных свойств нервных центров и мышц, т. е. утомление всей нервно-мышечной системы. При этом при работе субмаксимальной мощности существен-ную роль в развитии утомления играет также снижение функциональ-ных возможностей аппаратов кровообращения и дыхания.
2.2. Развитие утомления при статических усилиях и силовой работе
Утомле-ние при статических усилиях наступает быстро, несмотря на кажущуюся иногда легкость упражнения. Так, напри-мер, весьма трудно простоять в положении полуприседа в течение 1--2 мин. Вис на перекладине, упор на брусьях, держание угла в висе или упоре также принадлежат к числу трудных упражне-ний статического характера, которые ограничены во времени. Ди-намическая работа, при выполнении которой отдельные мышцы несут преимущественно статическую нагрузку, вызывает сниже-ние работоспособности в первую очередь именно этих мышц.
Особое значение в развитии утомления при статических уси-лиях принадлежит центральной нервной системе. При любой ра-боте динамического характера в центральной нервной системе про-исходит непрерывное чередование процессов возбуждения и тор-можения. Такой характер функционирования нервных центров обеспечивает более длительную их работоспособность. При статическом усилии в соответствую-щих нервных центрах состояние возбуждения поддерживается непрерывно, без ритмического чередования с торможением. Такой характер функционирования нервных центров ведет к быстрому понижению их работоспособности, что, очевидно, обусловливает возникновение в них парабиотического торможения. В результате характер пусковых и регулирующих влияний, идущих из нервных центров к мышцам, быстро изме-няется, степень напряжения мышц все более уменьшается и, на-конец, статическое усилие прекращается совсем.
Энергетические затраты даже при тяжелых статических уси-лиях сравнительно невелики; сдвиги со стороны деятельности веге-тативных органов невысоки, причем заметное увеличение дыхания и деятельности сердца наблюдается не во время самого усилия, а по прекращении его в восстановительном периоде («феномен статического усилия»). Таким образом, в развитии утомления при статических усилиях ни энергетические затраты сами по себе, ни сдвиги в деятельности вегетативных органов не играют основной роли.
Считалось, что в развитии утомления при статических усилиях основное значение имеет недостаточное кровообращение в дли-тельно напряженных мышцах вследствие механического сдавли-вания сосудов и бездействия «мышечного насоса». В связи с за-трудненным кровообращением в мышцах могут накапливаться недоокисленные продукты в количестве, затрудняющем дальней-ший распад энергетических веществ. При исследовании статически напряженных мышц в них не было обнаружено большого количества недоокисленных продуктов распада. Это опровергает предположение, что утом-ление при статических условиях зависит от недостаточного кро-воснабжения статически напряженных мышц. Главнейшее значе-ние в развитии утомления при статических усилиях имеет, как уже было указано выше, изменение функциональных свойств нервных центров.
Иногда статическое напряжение определенных мышц является компонентом динамической работы (например, напряжение мышц спины при беге); при недостаточной тренированности эти мышцы утомляются в первую очередь.
При необходимости в течение длительного времени неподвижно сохранять одну и ту же позу тела происходит утомление стати-чески напряженных мышц, сопровождаемое иногда болевыми ощущениями. Длительное удерживание однообразной позы приво-дит также к нарушению крово- и лимфообращения и застойным явлениям (скопление венозной крови и лимфы) в наиболее низко расположенных при данном положении частях тела, от-мечается общее чувство усталости и понижение работоспособ-ности.
Эффективным средством борьбы с указанными явлениями будут различные динамические физические упражнения, усили-вающие крово- и лимфообращение, а также упражнения, обуслов-ливающие активное расслабление мышц, бывших в состоянии статического напряжения, и напряжение их антагонистов. Эти же упражнения (в сочетании с длительными статическими напряже-ниями) являются и средством тренировки выносливости органи-зма к длительному удерживанию тела в однообразном положении.
Максимальные силовые напряжения связаны с максимальной активностью нервных центров, которые при этом подвергаются чрезвычайно интенсивному влиянию импульсов, идущих из проприорецепторов двигательного аппарата. Снижение функциональ-ных свойств центральной нервной системы играет ведущую роль в утомлении организма при силовой работе. Наряду с этим имеют значение и местные изменения в самих мышцах, например по-нижение в них функциональной подвижности. В утомлении при длительной силовой работе (переноска тяжестей, тренировка в поднимании штанги и т. д.) определенную роль играет и сни-жение функций вегетативных органов. Обобщенные данные, характеризующие причины развития утомления в различных спортивных упражнениях, представлены в таблице 1.
Таблица 1
Физиологические характеристики и причины развития утомления
в различных спортивных упражнениях (Москатова А.К.,1999)
Характер и мощность работы | Причины и механизмы утомления | |
Статические напряжения максимальной и субмаксимальной интенсивности ( 70% от максимальной произвольной силы) t раб. = 10 c. | Напряжение центральной геодинамики, повышение АД; ограничение капиллярного кровотока, снижение дыхательной активности в результате ишемии мышц; существенное истощение КФ и усиление катаболизма мышечного гликогена; истощение медиаторных депо центральных двигательных нейронов и снижение интенсивности разрядов, нарушение внутримышечной координации активности ДЕ, развитие тремора, падение активности проприорецепторов, нарушение афферентации движения | |
Анаэробная циклическая максимальной мощности t раб. = 10-20 c. | Перенапряжение сенсомоторных центров коры больших полушарий в связи с усиленной обратной афферентацией от проприо- и хеморецепторов; депрессия медиаторов и синоптических структурах, нарушение механизмов нервной регуляции двигательных единиц и мышечных напряжений; снижение запасов КФ, ограничение скорости ресинтеза АТФ в быстрых волокнах; накопление HL крови; ишемия работающих в режиме тетануса мышц и гипоксия, падение сократительной активности волокон быстрого типа | |
Анаэробная циклическая субмаксимальной мощности, t от 20-40 c до 2-3 мин. | Истощение резерва КФ и гликогена в мышечных волокнах быстрого типа до 90%; максимальное накопление лактата в мышцах и крови, нарушение кислотно-щелочного баланса, торможение активности ферментов гликолиза и гликогенолиза, снижение общей скорости гликолиза; торможение активности нервных центров, замедление нервно-мышечной передачи; снижение активности фермента АТФ-фазы и скорости расщепления АТФ, падение сократительной способности мышц; недостаточное снабжение мышц кислородом, увеличение кислородного долга до максимума; существенное напряжение миокарда | |
Анаэробно-аэробная циклическая большой мощности продолжительностью от 3_6 мин до 20-30 мин. | Истощение либо фосфагенов, либо гликогена мышц и печени; накопление молочной кислоты в мышечных клетках, крови, ликторе; рост кислородного долга на фоне усиления активности О2 - транспортной системы до предельного уровня и истощения функционального резерва сердца; нарушение гомеостаза, напряжение систем гомеостатической регуляции t0, рН; снижение мощности мышечных сокращений, нарушение устойчивого состояния | |
Аэробная циклическая умеренной мощности (t раб. от 40-60 мин до 4 часов и более) | Истощение углеводных ресурсов мышц и печени, гипогликемия; снижение возбудимости центров гипоталамуса, моторной коры, подкорковых ядер; истощение гормонального звена регуляции; нарушение t0 - гомеостаза и водно-солевого баланса; накопление недоокисленных продуктов жирового обмена в крови | |
Спортивно-игровые упражнения переменной мощности | Локальные перенапряжения нервных центров и отдельных мышечных групп; нарушения метаболизма; снижение возбудимости высших корковых сенсомоторных центров; ограничение объема восприятия сенсорных систем; нарушение обратной афферентации в системе координации движений; нарушение кинематической структуры движений; увеличение энергозатрат и истощение функциональных резервов; нарушение гомеостаза, повышение t0; дискоординация активности мышечного аппарата и вегетативных систем обеспечения. В каждом виде спортивных игр комплекс причин, вызывающих развитие утомления, специфичен и определяется преобладающей мощностью нагрузки и характером работы, выполняемой отдельным игроком согласно его амплуа. |
2.3. Переутомление и перетренировка, их признаки
При анализе механизмов и особенностей утомления речь шла об остром утомлении, т. е. о том состоянии организма, которое возникает в результате однократ-ного совершения какой-либо работы. В практике физической культуры и спорта обычно наблюдается многократное повторение работы на протяжении длительного времени (недель, месяцев и т. д.). Повторность напряжений, повторность занятий физиче-скими упражнениями является основой тренировки.
При многократном совершении работы может случиться, что повторная работа выполняется тогда, когда утомление от преды-дущей работы еще полностью не прошло. При этом утомление от повторной работы может суммироваться с остаточным утомлением от предшествующей. Такое суммирование явлений утомления при повторяющейся изо дня в день работе приводит к развитию хронического утомления и называется переутомлением.
Переутомление как хроническую форму утомления не следует смешивать с состоянием чрезмерного острого утомления (изнемо-жения или перенапряжения) после однократно выполненной изну-рительной работы, которое иногда неправильно называют пере-утомлением. Например, бегун может после финиша находиться в состоянии полного изнурения; в этом случае, хотя иногда и гово-рят, что наступило переутомление, но его следует понимать в смы-сле очень сильного острого утомления. Перенапряжение большей частью связано с несоответствием проделанной работы данному уровню тренированности.
Переутомление, возникающее в связи с физи-ческой тренировкой как результат суммирования явлений утомле-ния от повторных тренировочных занятий или соревнований, называется перетренировкой.
Перетренировка не является неизбежным след-ствием тренировки. Перетренировка наступает только при нарушениях режима тренировки. Соответствующая дозировка нагрузки при тренировочных занятиях и соблюдение необходимых временных интервалов между тренировочными занятиями или со-ревнованиями, обеспечивающих положенный отдых и ликвидацию явлений острого утомления, исключают возможность перетрени-ровки. Наступлению перетренировки могут способствовать одно-образие и монотонность тренировочных занятий, их слабая (или, наоборот, чрезмерная) насыщенность эмоциональными момен-тами, а также ослабление организма в связи с перенесенным за-болеванием (грипп, ангина и т. п.).
В развитии переутомления (перетренировки), как и в развитии утомления, ведущую роль играет центральная нервная система. Состояние перетренирован-ности обусловливается перенапряжением возбудительного и тор-мозного процессов в коре больших полушарий, а также перена-пряжением подвижности этих процессов. Таким образом, пере-тренировку можно рассматривать как особого рода невротическое состояние, т. е. расстройство нормальной высшей нервной дея-тельности, нарушение правильных взаимоотношений между воз-будительным и тормозным процессами в коре больших полу-шарий.
