Утомление, Локализация и механизмы утомление - Спортивная физиология
Процесс утомления - это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих, в конце концов, к невозможности ее продолжения. Состояние утомления характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.
Локализация и механизмы утомление
Степень участия тех или иных физиологических систем в выполнении упражнений разного характера и мощности неодинакова. В выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы, функциональные возможности которых определяют способность человека выполнить данное упражнение на требуемом уровне интенсивности и (или) качества. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям определяет предельную продолжительность выполнения данного упражнения, т. е. период наступления состояния утомления. Таким образом, функциональные возможности ведущих систем не только определяют, но и лимитируют интенсивность и предельную продолжительность и (или) качество выполнения данного упражнения.
При Выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями. Первое понятие - локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления. Второе понятие - механизмы утомления, т. е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.
По Локализации утомления можно, по существу, рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:
- 1. регулирующие системы - центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система; 2. система вегетативного обеспечения мышечной Деятельности - системы дыхания, крови и кровообращения; 3. исполнительная система - двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.
При Выполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение. При этом наиболее "чувствительными" к утомлению являются корковые нервные центры. Проявлениями центрально-нервного утомления являются нарушения в координации функций (в частности, движений), возникновение чувства усталости. Как писал И. М. Сеченов (1903), "источник ощущения усталости помещается обыкновенно в работающие мышцы; я же помещаю его... исключительно в центральную нервную систему".
Механизмы центрально-нервного утомления остаются еще во многом невыясненными. Согласно теории И. П. Павлова, утомление нервных клеток есть проявление запредельного, охранительного торможения, возникающего вследствие их интенсивной (продолжительной) активности. Предполагается, в частности, что такое торможение возникает во время работы в результате интенсивной проприоцептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней центральной нервной системы, вплоть до коры головного, мозга.
Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции.
Роль, последних особенно велика при длительных упражнениях (А. А. Виру). Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.
Причиной развития утомления могут служить многие изменения, в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечнососудистой систем. Главное следствие таких - изменений - снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.
Утомление может быть связано о изменениями в самом исполнительном аппарате - в. работающих мышцах. При этом мышечное (периферическое) утомление является результатом изменений, возникающих либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон, либо в нервно-мышечных синапсах, либо в системе электромеханической связи мышечных волокон. При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц.
Еще В прошлом веке были сформулированы три основных механизма мышечного утомления:
- 1) истощение энергетических ресурсов, 2) засорение или отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ, 3) задушение в результате недостаточного поступления кислорода. В настоящее время выяснено, что роль этих механизмов в развитии утомления неодинакова при выполнении разных упражнений.
При Выполнении анаэробных упражнений очень важную роль в развитии мышечного утомления играет истощение внутримышечных запасов фосфагенов, особенно в упражнениях максимальной и околомаксимальной мощности. К концу их выполнения содержание АТФ снижается на 30-50%, а КФ-на 80-90% от исходного уровня. Поскольку для этих упражнений фосфагены служат ведущим энергетическим субстратом, их истощение ведет к невозможности поддерживать требуемую мощность мышечных сокращений. Чем ниже мощность нагрузки, тем меньше снижается содержание фосфагенов в рабочих мышцах к концу работы и тем меньшую роль играет это снижение в развитии мышечного утомления. При выполнении аэробных упражнений снижения запасов внутримышечных фосфагенов не происходит или оно незначительно, поэтому данный механизм не играет какой-либо роли в развитии утомления.
При Выполнении упражнений околомаксимальной и особенно субмаксимальной анаэробной мощности, а также максимальной аэробной мощности ведущую или существенную роль в энергообеспечении рабочих мышц играет анаэробный гликолиз (гликогенолиз). В результате этой реакции образуется большое количество молочной кислоты, что ведет к повышению концентрации водородных ионов (снижению рН) в мышечных клетках. В результате тормозится скорость гликолиза и соответственно скорость энергопродукции, необходимая для поддержания требуемой мощности мышечных сокращений. Таким образом, накопление молочной кислоты (снижение рН) в рабочих мышцах является ведущим механизмом мышечного утомления при выполнении упражнений субмаксимальной анаэробной мощности и очень существенным - при выполнении упражнений околомаксимальной анаэробной и максимальной аэробной мощности.
За Время выполнения упражнений максимальной анаэробной мощности мышечный гликогенолиз не успевает развернуться, поэтому накопление лактата в мышечных клетках невелико. Чем ниже мощность нагрузки в упражнениях аэробной мощности, тем меньше роль анаэробного гликолиза в мышечной знергопродукции и соответственно тем ниже содержание лактата в мышцах в конце работы. Следовательно, как й при выполнении упражнений максимальной анаэробной мощности, так и при выполнении упражнений немаксимальной аэробной мощности не происходит значительного накопления лактата в мышцах, и потому этот механизм не играет сколько-нибудь значительной роли в развитии мышечного утомления.
Важную, а для некоторых упражнений решающую роль в развитии утомления играет истощение углеводных ресурсов, в первую очередь гликогена в рабочих мышцах и печени. Мышечный гликоген служит основным субстратом (не считая фосфагенов) для энергетического обеспечения анаэробных и максимальных аэробных упражнений. При выполнении их он расщепляется почти исключительно анаэробным путем с образованием лактата, из-за тормозящего действия которого (снижения рН) высокая скорость расходования мышечного гликогена быстро уменьшается, что в конце концов предопределяет кратковременность таких упражнений. Поэтому расход мышечного гликогена при их выполнении невелик - до 30% от исходного содержания - и не может рассматриваться как важный фактор мышечного утомления.
В Околомаксймальных и в субмаксимальных аэробных упражнениях углеводы (мышечный, гликоген и глюкоза крови) служат основными энергетическими субстратами рабочих мышц, используемыми в окислительных реакциях. В процессе выполнения субмаксимальных аэробных упражнений мышечный гликоген расходуется особенно значительно, так что момент отказа от продолжения их часто совпадает с почти полным или даже полным расходованием гликогена в основных рабочих мышцах. Это дает основание считать" что истощение мышечного гликогена служит ведущим механизмом утомления при выполнении данных упражнений.
Значение углеводных ресурсов организма для субмаксимальной аэробной работоспособности доказано в специальных исследованиях. Испытуемые выполняли в них упражнение субмаксимальной аэробной мощности (на уровне около 75% от МПК) один раз до отказа при нормальном исходном содержании гликогена в мышцах и печени на фоне обычного, смешанного пищевого рациона, (контрольное упражнение). В среднем предельная продолжительность упражнения составляла около 90 мин. В конце работы содержание гликогена в мышцах падало почти до нуля - "истощающая" гликоген нагрузка. Это же упражнение испытуемые, выполняли повторно через 3 дня. В одних случаях на протяжении этих 3 дней пищевой рацион не содержал углеводов (белково-жировой рацион). За эти дни восстановления израсходованного гликогена в мышцах (и печени) почти не происходило. Поэтому упражнение повторно выполнялось при низком содержании гликогена. Предельная продолжительность его снизилась в среднем до 60 мин,
В Других случаях на протяжении 3 дней после "истощающей" гликоген нагрузки пищевой рацион был с повышенным содержанием углеводов - 80-90% суточного калоража обеспечивалось углеводами (против 40% в смешанном рационе). В результате содержание гликогена в. мышцах (и печени) в 1,5-3 раза превышало обычное для данного человека.
Такая комбинация предварительной "истощающей" гликоген нагрузки и последующего трехдневного усиленного углеводного рациона, вызывающая значительное повышение содержания гликогена в рабочих мышцах и печени, получила название метода углеводного, насыщения - МУН (Я. М. Коц). Интересно, что само по себе усиленное углеводное питание без предварительного истощения гликогена приводит лишь к. небольшому повышению его содержания в мышцах.
Применение МУН дает значительное увеличение предельной продолжительности работы - в среднем до 120 мин. Таким образом, субмаксимальная аэробная работоспособность находится в прямой зависимости, от исходных запасов гликогена в мышцах и печени.
В Энергообеспечении аэробных упражнений более низкой мощности (средней и ниже) значительную роль наряду с углеводами играют жиры (их относительная роль тем больше, чем ниже мощность упражнения). В конце выполнения таких упражнений содержание гликогена в рабочих мышцах снижено существенно, но не до такой степени, как при субмаксимальных аэробных упражнениях. Поэтому истощение его не может рассматриваться как ведущий фактор утомления. И все же это весьма важный фактор, так как по мере уменьшения содержания гликогена в рабочих мышцах они все в большей степени используют глюкозу крови, которая, как известно, служит единственным энергетическим источником для нервной системы. Из-за увеличения использования глюкозы работающими мышцами уменьшаются запасы гликогена в печени, расщепление которого обеспечивает поступление глюкозы в кровь. Поэтому по мере выполнения упражнений средней аэробной мощности снижается содержание глюкозы в крови (развивается гипогликемия), что может привести к нарушению деятельности ЦНС и утомлению. Чем выше исходное содержание гликогена в мышцах и печени, тем позднее развивается гипогликемия и наступает утомление при выполнении таких упражнений. Прием углеводов (глюкозы) на дистанции предотвращает или отдаляет эти явления. Вместе с тем если углеводы принимаются до старта, то повышается выброс инсулина в кровь и снижается концентрация глюкозы во время работы, т. е. более быстро развивается гипогликемия и наступает утомление.
Похожие статьи
-
Классификация циклических упражнений - Спортивная физиология
Энергетические запросы организма (работающих мышц) удовлетворяются, как известно, двумя основными путями: анаэробным и аэробным. Соотношение этих двух...
-
Устойчивое состояние - Спортивная физиология
При Выполнении упражнений Постоянной аэробной мощности Вслед за периодом быстрых изменений функций организма (врабатыванием) следует период, который был...
-
Врабатывание, "мертвая точка", "второе дыхание" - Спортивная физиология
Врабатывание - это первая фаза функциональных изменений, происходящих во время работы. Тесно связаны с процессом врабатывания явления "мертвой точки" и...
-
Физиологическая характеристика нестандартных движений - Спортивная физиология
К нестандартным или ситуационным движениям относят спортивные игры (баскетбол, волейбол, теннис, футбол, хоккей и др.) и единоборства (бокс, борьба,...
-
Физиологическая классификация спортивных упражнений - Спортивная физиология
Все Спортивные упражнения можно разделить на две большие группы. Для упражнений первой группы характерны очень большие (на соревновании - предельные)...
-
В Соответствии с типом сокращения основных мышц, осуществляющих выполнение данного упражнения, все физические упражнения можно разделить соответственно...
-
Разминка - Спортивная физиология
Под Разминкой понимается выполнение упражнений, которое предшествует выступлению на соревновании или основной части тренировочного занятия. Разминка...
-
Предстартовое состояние и разминка, Предстартовое состояние - Спортивная физиология
Еще До начала выполнения мышечной работы, в процессе ее ожидания, происходит целый ряд изменений в разных функциях организма. Значение этих изменений...
-
Физиология спорта и основ здоровья
Экг, отведения, используемые для ее регистрации. Основные показатели экг и их связь с сердечным циклом. Изменение показателей экг при мышечной работе. Р...
-
Одной из наиболее сложных проблем, возникающих при дополнительном введении в программу тренировок теннисиста упражнений по развитию силовых качеств,...
-
Энергетическая характеристика физических упражнений - Спортивная физиология
Энергетическая стоимость служит важнейшей характеристикой упражнения. Для определения энергетической стоимости физического упражнения, используют два...
-
Введение - Физиологические механизмы и резервы физических качеств спортивной тренировки
Компоненты силы и мышечной чувствительности -- важные точки отсчета в оценке функционирования двигательной системы спортсмена, формирование которых...
-
Наиболее общая физиологическая классификация физических упражнений может быть проведена на основе выделения трех основных характеристик активности мышц,...
-
Классификация ациклических упражнений - Спортивная физиология
Ациклические соревновательные упражнения на основе их кинематических и динамических характеристик можно разделить на 1) взрывные, 2)...
-
Выводы - Физиологические механизмы и резервы физических качеств спортивной тренировки
Молодые теннисисты характеризируются различным уровнем силовых возможностей. В большинстве тестов результаты молодых спортсменов по сравнению с...
-
Методика развития специальных двигательных качеств - Спортивная подготовка борцов высокого класса
Подготовка спортивный тренировка борьба 1. Средства и методы совершенствования двигательных умений. 2. Построение тренировочных заданий Продолжающееся...
-
Основное средство физической культуры - физические упражнения. Существует физиологическая классификация упражнении, в которой вся многообразная мышечная...
-
В исследованиях приняли участие 10 сильнейших польских теннисистов юношеского возраста (де-вушки -- 13--15 лет, юноши -- 13--16 лет). Тре-нировочный стаж...
-
Биологические принципы спортивной тренировки
Знание закономерностей развития адаптации к мышечной работе является обязательным условием грамотного, научно обоснованного построения тренировочного...
-
"Мертвая точка" и "второе дыхание" - Спортивная физиология
Через несколько минут после начала напряженной и продолжительной работы у нетренированного человека часто возникает особое состояние, называемое "мертвой...
-
Основное средство физической культуры - физические упражнения. Существует физиологическая классификация упражнений, в которой вся многообразная мышечная...
-
Большой теннис предъявляет уникальные требования к физической подготовке спортсменов и ставит перед теми, кто нацелен на успех, исключительно трудные...
-
В общем плане понятие "экология" принято рассматривать как взаимодействие организма с окружающей средой и воздействие различных благоприятных и...
-
Литературный обзор - Механизм развития физической силы спортсмена
Любые движения человека-это результат согласованной деятельности Ц. Н.С. и периферических отделов двигательного аппарата, в частности скелетно-мышечной...
-
При выполнении тренировочного или соревновательного упражнения в функциональном состоянии спортсмена происходят значительные изменения. В непрерывной...
-
Значительная часть студентов при всей программной регламентации занятий по учебной дисциплине "Физическая культура" воспринимает их как активный отдых,...
-
Для профессиональной деятельности требуется большая умственная работоспособность, умение длительно сосредоточивать и быстро переключать внимание,...
-
Соревнования по спортивной аэробике - Спортивная аэробика
Возрастной ценз участников соревнований по спортивной аэробике -- не моложе 18 лет, поэтому заниматься ею, как правило, начинают спортсмены, завершающие...
-
Введение - Механизм развития физической силы спортсмена
Мышечный сила волокно андроген Актуальность - подготовка квалифицированных спортсменов становится все более сложной и продолжительной. В связи с этим...
-
Для развития выносливости применяются разнообразные методы тренировки, которые можно разделить на несколько групп: непрерывные и интегральные, а также...
-
У людей, которые систематически и активно занимаются физическими упражнениями, повышается психическая, умственная и эмоциональная устойчивость при...
-
При регулярных занятиях физическими упражнениями, каким-либо видом спорта увеличивается количество эритроцимышенной деятельности гемоглобина,...
-
Формирование и совершенствование различных морфофизиологических функций и организма в целом зависят от их способности к дальнейшему развитию, что имеет...
-
Для развития выносливости применяются разнообразные методы тренировки, которые можно разделить на несколько групп: непрерывные и интегральные, а также...
-
Замедленная работа органов дыхания и кровообращения . Выше уже отмечалось, что в состоянии покоя у тренированных вентиляция легких меньше, чем у...
-
Самоконтроль - регулярные наблюдения за состоянием своего здоровья. Задачи самоконтроля: 1. Расширить знания о физическом развитии. 2. Приобрести навыки...
-
Физиологические функциональные системы (ФС) организма представляют собой динамические, саморегулирующиеся организации, все компоненты которых...
-
Основные виды и причины утомления и пути их устранения - Подготовка спортсмена к марафонскому бегу
При любой длительной мышечной деятельности развивается состояние, характеризующееся временным снижением работоспособности, - состояние утомления. В этом...
-
С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены следующие зоны относительной мощности в циклических видах спорта: 1. Максимальная степень...
-
Введение - Общая физическая и спортивная подготовка в системе физического воспитания
В современном мире люди все больше и больше обращаются к физической культуре с целью поправить свое здоровье, повысить жизненный тонус и просто хорошо...
Утомление, Локализация и механизмы утомление - Спортивная физиология