Что влияет на утомление мышц в процессе ее работы кратко

Обновлено: 03.07.2024

Аннотация. Статья посвящена основным проблемам в области самостоятельных занятий физической культурой. Автор раскрывает один из важных аспектов контроля тренировочного процесса, проводит границы между различными физиологическими состояниями организма и показывает важность знаний об усталости, утомлении, переутомлении на пути построения тренировочного процесса в целом и дозировании нагрузки на конкретном тренировочном занятии в

Молодежное общество, как правило, подвержено сильному влиянию моды и модных тенденций. В современном мире все большую популярность набирает движение здорового образа жизни. Взрослые люди, априори, имея достаточное образование, широкое мировоззрение и жизненный опыт – грамотно подходят к решению этого вопроса. Учащейся молодежи гораздо сложнее постольку, поскольку гиперболизированное желание следовать модным тенденциям и отсутствие необходимых компетенций для реализации этого желания приводят к тому, что вместо развития физических качеств, укрепления здоровья – происходит разрушение уже имеющихся базовых функций организма, появление заболеваний. Все это, зачастую, является далеко не воздействием каких-то факторов внешней среды, а банальным незнанием и неумением грамотно организовать тренировочный процесс.

Но, что делать, если вы уже используете готовую программу. Рассмотрим вариант с использованием программы тренировок, написанный профессиональным тренером или заимствованный у кого-то. Можно и нужно научиться самостоятельно контролировать свое самочувствие и дозировать физическую нагрузку. Для этого каждому занимающемуся необходимо знать такие термины, как усталость, утомление, переутомление.

Усталость - кратковременное снижение работоспособности, вызванное длительными либо большими нагрузками. Основные признаки усталости – локальная мышечная боль, учащенное дыхание, повышение пульсовых значений до 160-180 ударов в минуту во время выполнения упражнений небольшой интенсивности и не снижающийся пульс в состоянии покоя, после выполнения упражнений. Как правило, усталость нивелируется в состоянии покоя, в течении 3-5 минут. При выполнении больших объемов работы компенсаторные механизмы включаются чуть позже, и период восстановления увеличивается до 7-10 минут. В любом случае, усталость во время тренировочных занятий служит индикатором полученной нагрузки и защитным механизмом.

Утомление – длительное снижение работоспособности, вызванное повышенной физической нагрузкой, а также нагрузкой, имеющей большие объемы, интенсивность, дозированность [1]. Основными признаками утомления являются:

1) Повышенное потоотделение;

2) Побледнение или покраснение кожных покровов;

3) Снижение концентрации внимания;

5) Снижение эффективности выполнения упражнения: уменьшение угловых характеристик, увеличение времени выполнения, появление технических ошибок;

6) Побледнение носо-губного треугольника;

7) Тремор конечностей;

8) Головокружение или головные боли;

9) Локальная боль в мышцах, захватывающая 2 и более группы мышц. Переход от локальных болевых ощущений к глобальным;

10) Вялость или раздражительность.

Необходимо понимать, что утомление является прежде всего сигналом для человека, говоря о том, что физическую нагрузку необходимо уменьшить, изменить вектор или прекратить. Очень сложен для понимания механизм утомления, отметим лишь факт того, что ведущую роль в нем выполняет нервная система и, в первую очередь, блуждающий нерв, тормозя процессы возбуждения, в том числе и уменьшая ЧСС, увеличивая при этом объем кровотока за счет силы сердечных сокращений. Важную роль играет и гуморальная система, способствующая своевременному "ответу" сосудов на объем и ток крови. У спортсменов процессы утомления происходят первым делом за счет "мышечного утомления", в то время как у начинающих любителей здорового образа жизни превалирует "сердечное" утомление. В любом случае нервно - мышечная и сердечно - сосудистая системы являются первообразующими в системе утомления. По описанным выше признакам занимающемуся должно быть понятно, какая система на данном этапе тренировок первой вступила в фазу утомления и какие меры необходимо принимать для того, чтобы выйти из этого состояния.

Наиболее оптимальным путем восстановления является активный отдых. Важно знать, что при выполнении тяжелой работы одной группой мышц во время фазы активного отдыха работа должна совершаться другой группой мышц либо этой же группой мышц, но низкодинамичная работа, например, растяжка. Не рекомендуется пассивный отдых, но в тренировочном цикле по развитию силы максимальным методом или как его еще называют "до отказа", например, отдых между подходами должен быть не менее 5-10 минут строго пассивно.

Исчезновение внешних симптомов утомления еще не говорит о том, что фаза утомления сменилась на фазу новой физической активности. Окончательное решение о продолжении тренировки или о ее окончании, а равно как и к переходу к другому виду работы необходимо принимать только после измерения ЧСС через 3 минуты после легкой физической работы, 5 минут после работы средней интенсивности и 10-12 минут после высокоинтенсивной нагрузки. Пульс в покое после отдыха между подходами должен быть не более 110-130 ударов в минуту. Кроме того, пульсовое значение должно быть сопоставлено с собственными ощущениями человека. Если даже после 10 минутного отдыха присутствует головокружение или головная боль, занятие следует прекратить либо перейти в фазу растяжки, используя упражнения с низкой интенсивностью и амплитудой. Единственным критерием который обычно не берется во внимание - это локальная боль в мышцах, так как накопление молочной кислоты - неизбежный процесс, но даже в этом случае, если боль переходит в глобальную, занятия стоит прекратить.

Куда опаснее и коварнее хроническое утомление или переутомление. Переутомление - многосложный процесс снижения функций организма на фоне воздействия физических и психических нагрузок [2]. Основными симптомами переутомления являются:

1) Глобальная боль в мышцах, иррадиирующая во внутренние органы либо переходящая на большие группы мышц;

2) Резкие головные боли;

3) Снижение уровня проявления всех физических качеств человека на 30-50%;

4) Раздражительность или сонливость;

5) Нарушение сна, потеря аппетита;

6) Судороги мышц;

7) Потеря концентрации внимания;

8) Снижение рефлексов.

9) Повышение утренних значений ЧСС до 100-120 ударов в минуту;

10) Повышение либо понижение АД.

Способы борьбы с переутомлением включают в себя: применение лекарственных препаратов, пассивный отдых, оздоровительное плавание, прогулки на свежем воздухе, массаж, релакс-ванны, крио-ванны. Необходимо знать, что если процесс переутомления возникает через 5-6 дней после начала занятий, то данную программу тренировок необходимо корректировать в сторону понижения нагрузки и возобновлять процесс только после того, как все показатели соматического здоровья придут в норму.

Резюмируя вышесказанное необходимо сказать о том, что отсутствие или недостаточность знаний о методике самостоятельных занятий физической культурой является серьезной проблемой. Физиологические механизмы усталости, утомления и переутомления являются своеобразным светофором для любого человека, занимающегося самостоятельно. Зная и разбираясь в этих механизмах можно добиться хороших спортивных результатов, предупредить и избежать травм, получить положительные эмоции от занятий.

1. Коц Я.М. - Спортивная физиология. Учебник для институтов физической культуры. - c 174.

2. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического воспитания и спорта: Учеб. для студ. сред, и высш. учебных заведений. — М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2002.— c 27.

Во время занятий спортом, ваше тело испытывает большие физические нагрузки – все это изменяет состояние ваших мышц. После интенсивной работы они утомляются и изменяются. В этой статье я расскажу вам, как нагрузка влияет на развитие утомления мышц, какие процессы происходят в мышечной ткани и как это влияет на тренировки. Эти знания должны быть в копилке каждого, кто занимается бодибилдингом, будь то любитель или профессионал, девушка или мужчина.

Что такое мышечное утомление

Это физиологический процесс, вызывающий снижение работоспособности мышечных волокон, из-за выполнения интенсивной или продолжительной работы, при этом уменьшается их длина, сила и скорость сокращения.

Утомленные мышечные волокна после снятия нагрузки остаются частично сокращёнными и могут восстанавливать свою работоспособность после отдыха.

Механизм утомления мышц

Для получения энергии в мышцах происходит расщепление молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) до аденозинфосфата (АДФ). В результате этой реакции выделяется энергия, которая используется для сокращения. Мышечная ткань постоянно воспроизводит молекулы АТФ, что позволяет ей работать без остановки.

Если кислород поставляется к мышцам своевременно, то они синтезируют АТФ из глюкозы, выделяя в процессе реакции углекислый газ и воду. Если кислорода недостаточно – реакция протекает не полностью. В результате синтеза образуется побочный продукт – молочная кислота (лактат), которая накапливается и вызывает быстрое нарастание усталости.

С чем связано утомление мышц

Ученые выявили несколько причин, вызывающих мышечную усталость:

Истощение энергетических ресурсов – запасов углеводов, которые содержатся в мышцах в виде гликогена.
Накопление продуктов обмена веществ в тканях.
Нарушение передачи нервных импульсов в центральной нервной системе и снижение нервно-мышечной связи.

Какая нагрузка влияет на развитие мышечного утомления

Чем интенсивнее работает мышца, тем быстрее она утомляется.

Интенсивность может быть двух типов:

Высокая скорость движений (например, в спринтерском беге).
Большое усилие, необходимое чтобы поднять вес (в тяжёлой атлетике или пауэрлифтинге).

Напротив легкая, не интенсивная нагрузка может поддерживаться организмом в течение многих часов. Примером такой работы является ходьба. В этом случае энергия к мышцам поставляется аэробной системой через окисление жиров кислородом.

Виды утомления мышц

В нашем организме есть несколько механизмов синтеза энергии:

После истощения углеводных запасов спортсмен переходит на энергообеспечение только за счёт расщепления жиров, при этом он теряет способность выполнять упражнения с высокой интенсивностью. В этот момент происходит снижение скорости и силы мышц.

Жиры могут расщепляться только в присутствии кислорода. Когда мышечные волокна питаются только за счёт жиров, они уже не могут выполнять движения максимальной мощности. Зато длительную лёгкую работу они могут делать ещё очень долго, потому что запасы жира в организме практически неисчерпаемы.

Энергетическая усталость возникает после 60-90 минут высокоинтенсивной тренировки, она связана с исчерпанием запаса гликогена, появляется слабость в ногах и руках, в таких условиях очень сложно продолжать занятия. При наступлении энергетической усталости можно быстро восстановить работоспособность мышечной системы – достаточно насытить организм быстрыми углеводами (сахар или глюкоза).

Утомление из-за накопления продуктов обмена веществ.

Если при небольших физических нагрузках, например при ходьбе, питание мышц может осуществляться полностью за счёт сжигания жира. То при увеличении интенсивности движений в энергообмен включается механизм расщепления углеводов.

С дальнейшим ростом интенсивности скорость окисления углеводов увеличивается, но из-за нехватки кислорода расщепление части глюкозы проходит анаэробно. При этом образуется молочная кислота (лактат), которая накапливается в мышечной ткани. Такие процессы часто происходят, когда спортсмен, в забеге на длинную дистанцию, резко увеличивает темп на финишной прямой.

Накопление лактата быстро приводит к усталости. Возникают болезненные ощущения. Из-за высокой концентрации молочной кислоты повреждаются стенки клеток, а их содержимое попадает в кровь. Высокое содержание лактата в мышечной ткани нарушает координационные способности, приводит к микротравмам и уменьшает скорость обмена веществ.

Этот вид мышечной усталости заключается в изменении процесса передачи импульса в нервно-мышечном соединении. Это связано с невозможностью долго поддерживать высокую производительность нервной клетки, она снижается под воздействием нагрузки. Если уровень интенсивности долго сохраняется на высоком уровне, нервная клетка блокируется и перестаёт передавать нервные импульсы мышце.

Симптомы мышечного утомления

С увеличением усталости снижается высота и скорость сокращения мышц. Спортсмен начинает медленнее выполнять взрывную работу. Снижается скорость бега, высота прыжков, уменьшается частота и амплитуда движения. Наблюдается снижение координации, нарушается техника выполнения упражнения.

Это связано с тем, что волокна белых мышц, которые используют энергию углеводов, перестали получать питание или закислились из-за накопления молочной кислоты.

Возможные последствия и осложнения

Высокая концентрация лактата вызывает мышечную боль, возникают микроразрывы волокон, что может стать причиной травмы. Высокое содержание молочной кислоты снижает восстановление креатинофосфата и уменьшает скорость расщепления жиров.

Мышцам необходимо давать достаточно времени для восстановления после тренировки, в противном случае может возникнуть перетренированность.

Длительное восстановление пульса до нормальных значений после нагрузки и учащённое сердцебиение в состоянии покоя.
Быстрое наступление усталости, снижение спортивных показателей.
Отсутствие аппетита.
Боли в мышцах, связках и суставах.
Повышенная нервозность и чувство тревоги.
Бессонница.
Повышенная потливость.

Как следствие снижается интерес к занятиям, повышается риск травм, снижается иммунитет. Для восстановления организма требуется резко снизить интенсивность тренировок в течение 1-2 недель.

Как устранить мышечную усталость

Чтобы полностью восстановить тонус мышцы после интенсивной тренировки организму требуется от 24 до 96 часов отдыха.

Чтобы вывести 95% молочной кислоты из мышцы организму может потребоваться более 1 часа 20 минут пассивного отдыха. Чтобы ускорить этот процесс нужно выполнять лёгкую работу. Например, непрерывный бег трусцой позволит в два раза быстрее избавиться от лактата, чем при пассивном отдыхе.

После тренировки необходимо сделать растяжку, это позволит вернуть исходную длину мышечного волокна и расслабить его.

Если вы обнаружили у себя признаки перетренированности, вам следует предпринять следующие действия:

Исключить умственное напряжение.
Заняться приятными делами, развлечься, прогуляться на свежем воздухе.
Принять ванну, сходить в баню, сделать массаж.
Сократить интенсивность тренировок не менее чем на 50% в течение следующей недели.

Нельзя продолжать занятия с той же интенсивностью что и раньше. Не рекомендуется пассивный отдых, в этом случае для восстановления потребуется вдвое больше времени.

Спортивное питание и продукты для снятия усталости

Аминокислоты быстро восстанавливают разрушенные во время тренировок мышцы, эти соединения участвуют во всех физиологических процессах. Приём аминокислот ускорит восстановление, увеличит выработку нужных гормонов и улучшит общее состояние организма.
Креатин – вещество, которое непосредственно участвует в энергетическом обмене АТФ и АДФ. Креатин нейтрализует кислоты, вызывающие усталость, в том числе молочную. Согласно научным исследованиям и отзывам это вещество повышает выработку тестостерона.
Для быстрого восстановления спортсменам нужно употреблять в пищу достаточное количество продуктов насыщенных витаминами и минералами, в том числе: сырые овощи, фрукты и зелень.
Рыбий жир содержит полиненасыщенные жирные кислоты омега-3, которые участвуют в деятельности всех систем организма, начиная от головного мозга и вплоть до восстановления суставов.

Влияние усталости на иммунную систему

Физические нагрузки, инфекции и иммунитет тесно связаны между собой. Умеренные аэробные тренировки стимулируют иммунную систему, а продолжительные изнурительные занятия спортом напротив подавляют её. Физические перегрузки могут приводить к повреждению тканей и создавать очаги воспаления.

При превышении интенсивности тренировок 70% от максимальных возможностей, их положительное влияние на иммунитет сходит на нет.

Заключение

Мышечное утомление это естественный процесс, который защищает мышцы и нервную систему от разрушения. Мы испытываем усталость из-за истощения питательных веществ, накопления молочной кислоты и уменьшения нервно-мышечных связей. Очень важно во время занятий бодибилдингом прислушиваться к своим мышцам не перетренировываться, соблюдать режим сна и питания. Только в этом случае можно получить максимальные результаты от тренировки.

Если вас заинтересовала эта статья, делитесь ей в социальных сетях. Подписывайтесь на мою группу Вконтакте и Facebook, там вы найдёте тренировочные комплексы, советы по спортивному питанию и рекомендации по созданию красивого и привлекательного тела.

Утомление — это обратимое состояние организма, характеризующееся снижением работоспособности и/или физического, психического или душевного самочувствия (Steinacker, 2003).

Утомление может по-разному отрицательно влиять на спортивную работоспособность. Физическая активность в течение продолжительного времени или многостороннее и неоднократное выполнение заданий на координацию движений, требующих концентрации, могут привести к утомлению центральной нервной системы, которое проявляется в нарушении восприятия раздражителя и ослабленной реакции на его действие, в результате чего подобное задание не может быть выполнено. Такую форму утомления называют центральным утомлением.

Oт центрального утомления следует отличать мышечное утомление, которое также называют периферическим утомлением. В большинстве случаев оно тесно связано с центральным утомлением, и эти два вида утомления обычно тесно связаны друг с другом. Мышечное утомление является результатом воздействия интенсивной или продолжительной мышечной нагрузки. Формы его проявления разнообразны и имеют прямое отношение к виду предшествующей нагрузки. Так, физиологические причины утомления после 100-метрового бега и после марафона будут абсолютно разными.

Обычно в спорте понятие утомления используется для описания снижения мышечной работоспособности. Одновременно утомление инициирует процессы регенерации, приводящие к восстановлению мышечной работоспособности. Способность к восстановлению после нагрузки — это характерная черта мышечного утомления, отличающая его от мышечной слабости, например, вследствие заболевания мышц (миопатии).

Запомните: Важным признаком, отличающим мышечное утомление от мышечной слабости, является способность мышц к регенерации и восстановлению мышечной силы после нагрузки (Green, 1997).

Физиологические основы мышечного утомления имеют комплексный характер и требуют дальнейшего изучения. Причинами утомления мышц помимо изменения в проведении импульса могут быть уменьшение энергетических запасов, накопление продуктов обмена веществ и изменения сократимости мышечных волокон. Кроме того, ученые не исключают, что причиной утомления мышц может быть смещение ионного равновесия между внутриклеточным пространством и ин-терстицием. Разные причины утомления мышц часто присутствуют одновременно, но каждая из них, в зависимости от формы нагрузки, имеет свою долю в общем процессе утомления. Многосторонний характер мышечного утомления осложняет возможность точного измерения этого состояния. Широко используются такие методы, как измерение снижения мышечной работоспособности, анализ крови, биопсия мышц, электромиография и опросники субъективных ощущений утомления (Nicol et al„ 2006).

Факторы воздействия на мышечное утомление так же многогранны, как и методы измерения. Решающую роль играют такие параметры, как продолжительность, интенсивность и вид мышечной нагрузки. Важными характеристиками являются тренированность, возраст, пол, конституция, а также внешние факторы, например температура и атмосферное давление (Glaister et al., 2005).

Энергетическому утомлению подвержены все компоненты системы энергетического снабжения. По данным биопсии мышц было показано, что утомление после многочисленных максимальных сокращений было связано с исчерпанием запасов креатинфосфата. Утомление при этом было установлено как на основе субъективных параметров (ощущение утомления), так и объективных показателей (снижение мышечной работоспособности). Также после многочисленных высокоинтенсивных сокращений мышц можно измерить сокращение запасов АТФ в мышцах. Поскольку энергетическая система постоянно синтезируют АТФ, его концентрация снижается незначительно и медленнее, чем концентрация креатинфосфата. Уменьшение концентрации обоих энергоносителей при кратковременной нагрузке, по всей видимости, синергетически влияет на возникновение состояния утомления (Green, 1997).

Запасы АТФ в мышцах поддерживаются за счет аэробной и анаэробной ферментации гликогена и жирных кислот. При нагрузках более нескольких секунд гликоген является основным источником АТФ. При более продолжительных нагрузках, как было показано при биопсии, утомление повышается одновременно с уменьшением мышечных запасов гликогена. При продолжительных нагрузках количество гликогена постоянно уменьшается и организм переходит на синтез энергии за счет метаболизации жиров. Количество гликогена наиболее заметно уменьшается в течение первых 75 мин нагрузки, что оказывает соответствующее влияние как на субъективные, так и на объективные показатели утомления. Марафонцы, пробежав дистанцию 29-35 км, ощущают резкое увеличение утомления, которое помимо психологических факторов обусловливается, по-видимому, низким содержанием гликогена в мышцах. Биопсия мышц показала, что расщепление гликогена в мышце происходит неравномерно. Так, при нагрузке, направленной на развитие выносливости, исчерпываются запасы гликогена в мышечных волокнах типа I, в то время как в мышечных волокнах типа II даже после марафона остается достаточный резерв гликогена (Green, 1997).

Непрерывный расход мышечных запасов гликогена влечет за собой все большее поступление глюкозы из крови и печени в мышцы. Поскольку процесс транспорта глюкозы из печени протекает относительно медленно, высокий расход мышечного гликогена при интенсивной нагрузке приводит к недостатку глюкозы в печени, что, в свою очередь, является причиной быстрого утомления. Таким образом, создается впечатление, что снижение уровня гликогена оказывает только опосредованное влияние на утомление. Более правдоподобным представляется предположение о том, что здесь речь идет только о первой ступени каскада утомления. Для того чтобы в условиях окислительного энергообмена поддержать процесс метаболизма в цикле лимонной кислоты и дыхательной цепи, необходимо определенное количество мышечного гликогена. Особое значение имеет при этом постоянное производство восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАД+), необходимое для поддержания окислительного метаболизма (Wagenmakers, 1998). При снижении синтеза НАД+ наступает резкое утомление, несмотря на достаточное количество жирных кислот. Подобным образом ведет себя и оксалацетат, ограничивающий метаболизм жиров.

Накопление промежуточных и конечных продуктов гликолиза и окислительного метаболизма, как и наличие субстратов, вносит свой вклад в возникновение субъективного и объективного утомления. При очень кратко длящихся и быстрых сокращениях мышц одновременно снижается концентрация креатинфосфата и увеличивается количество креатина и свободного фосфата. Утомлению мышц особенно способствует повышение концентрации внутриклеточного фосфата. При расслаблении эта реакция идет в обратном направлении и креатинфосфат образуется заново.

Еще одним известным промежуточным продуктом обмена веществ является молочная кислота, которая образуется при интенсивной нагрузке краткой или средней продолжительности. Повышение кислородного долга приводит к экспоненциальному повышению концентрации молочной кислоты, которая в результате диссоциации образует лактат и ионы водорода (Н+) (Wagenmakers, 1998). Когда физиологическая буферная емкость исчерпывается, ионы Н+ способствуют снижению показателя кислотности (pH) в мышцах и крови, т. е. их закислению. Базовый уровень pH, при физиологических условиях составляющий 7,1, при изнуряющей мышечной нагрузке может снижаться до 6,6-6,4, что оказывает отрицательное влияние на активность различных ферментов, участвующих в обмене веществ и энергии. Важным ферментом, зависящим от уровня pH, считается фосфофруктокиназа (ФФК), которая участвует в процессе гликолиза и непосредственно влияет на скорость образования АТФ. Снижение pH до 6,4 приводит к быстрому уменьшению содержания АТФ и, таким образом, к утомлению мышц. По всей видимости, снижение pH при нагрузках продолжительностью не более минуты является основной причиной утомления, которое проявляется в неспособности мышц к дальнейшим сокращениям. Такая форма утомления наблюдается, например, когда у спортсмена, пробежавшего 400 м, на финишной прямой высота махового движения коленом становится значительно меньше. На восстановление оптимального значения pH после интенсивной нагрузки в спринте уходит около 30-35 мин (Ross et al., 2001).

Ранее считалось, что причиной мышечного утомления является изменение положения заряженных частиц в мышцах. Это было основано на данных, показывающих, что после повторяющейся и продолжительной нагрузки изменялся процесс распространения возбуждения, а также соотношение ионов в мышечных волокнах и интерстициальной жидкости. Было отмечено, что после продолжительной нагрузки содержание ионов калия (К+) в интерстициальной жидкости увеличивалось, что приводило к сокращению величины потенциала действия. Также был описан важный механизм изменения внутриклеточных сигнальных процессов. Исследователи показали, что уменьшение потенциала действия при утомлении оказывает отрицательное влияние на выброс внутриклеточного кальция в саркоплазматический ретикулум (Clausen, Nielsen, 2007). Вследствие этого снижаются возбудимость и сократимость мышц. И наоборот, было продемонстрировано, что вещества, которые прямо или косвенно активируют АТФ-зависимый натрий-калиевый насос, поддерживают выброс кальция, что позволяет отсрочить наступление утомления (McKenna et al., 1996).

Вышеописанные формы утомления опираются на механизмы, действующие внутри мышечных волокон. Еще один вид мышечного утомления заключается в изменении процесса передачи возбуждения в области нервно-мышечного соединения. Это видно по изменению ЭМГ-сигнала при росте утомления. Причина изменения нервно-мышечной передачи пока неизвестна. Полагают, что изменение передачи потенциалов действия обусловлено снижением концентрации нейромедиатора ацетилхолина в синаптической щели. Возможными причинами этого могут быть уменьшение выделения либо синтеза ацетилхолина или гиперактивность холестериназы, фермента, расщепляющего ацетилхолин. Еще одной причиной нервно-мышечного утомления может быть десенсибилизация постсинаптической мембраны мотонейронов из-за постоянного возбуждения. Обратная сенсибилизация постсинаптической мембраны возможна только после прекращения нагрузки.

Утомление мышцы

Утомлением называется временное понижение работоспособности клетки, органа или целого организма, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха.

Если длительно раздражать ритмическими электрическими стимулами изолированную мышцу, в которой подвешен небольшой груз, то амплитуда ее сокращений постепенно убывает, пока не дойдет до нуля. Полученная таким образом кривая называется кривой утомления мышцы . Измерив и суммировав высоту всех сокращений, можно узнать общую высоту подъёма груза, а умножив груз на эту величину, определить количество работы, выполненной мышцей до наступления полного утомления.

Понижение работоспособности изолированной из организма мышцы при ее длительном раздражении обусловлено двумя основными причинами. Первой из них является то, что во время сокращений в мышце накапливаются продукты обмена веществ (в частности, молочная кислота, образующаяся при расщеплении гликогена), оказывающие угнетающее влияние на работоспособность мышечных волокон. Часть этих продуктов, а также ионы калия диффундируют из волокон наружу в околоклеточное пространство и оказывают угнетающее влияние на способность возбудимой мембраны генерировать потенциалы действия.

Если изолированную мышцу, помещенную в раствор Рингера, довести длительным раздражением до полного утомления, то достаточно только сменить омывающую ее жидкость, чтобы восстановились сокращения мышцы.

Другой причиной развития утомления изолированной мышцы является постепенное истощение в ней энергетических запасов. При длительней работе изолированной мышцы происходит резкое уменьшение запасов гликогена, вследствие чего нарушаются процессы ресинтеза АТФ и креатинфосфата, необходимых для осуществления сокращения.

Рассматривая проблему утомления, следует подчеркнуть, что утомление изолированной скелетной мышцы при ее прямом раздражении является сугубо лабораторным феноменом и в естественных условиях существования организма утомление двигательного аппарата при длительной работе развивается совершенно отлично от того, что наблюдается в эксперименте. Обусловлено это не только тем, что в организме мышца непрерывно снабжается кровью и, следовательно, получает с кровью определённое количество питательных веществ (глюкозу, аминокислоты) и ocвобождается от продуктов обмена, нарушающих нормальную жизнедеятельность мышечных волокон. Главное отличие состоит в том, что в организме возбуждающие импульсы приходят к мышце с нерва. Нервно-мышечное coeдинение утомляется значительно раньше, чем мышечные волокна, в связи с чем блокирование передачи возбуждений с нерва на мышцу предохраняет последнюю от истощения, вызываемого длительной работой. В целостном организме еще раньше нервно-мышечных соединений утомляются при работе нервные центры.

Впервые И. М. Сеченов (1903) показал, что восстановление работоспособности утомленных мышц руки человека после длительной работы по подъему груза резко ускоряется, если в период отдыха производить работу другой рукой. Временное восстановление работоспособности мышц утомлённой руки может быть стигнутои при других видах двигательной активности, например при работе различных мышц нижних конечностей. В отличие от простого покоя такой отдых был назван И. М. Сеченовым активным. Сеченов рассматривал эти факты как доказательство того, что утомление прежде всего развивается в нервных центрах.

Убедительным доказательством роли изменения состояния нервных центров в развитии утомления в целом организме служат опыты с внушением. Так, исследуемый может длительно поднимать тяжелую гирю, если ему внушить, что в его руке находится легкая корзина. Напротив, если внушить исследуемому, поднимающему легкую корзину, что ему дана тяжелая гиря, то быстро развивается утомление. При этом изменения пульса, дыхания и газообмена находится в соответствии не с реальной, осуществляемой человеком работой, а с той, которая ему внушена (В. М. Василевский, Д. И. Шатенштейн).

Из изложенного выше следует, что утомление изолированной скелетной мышцы при ее прямом раздражении, утомление нервно-мышечного препарата при раздражении двигательного нерва и утомление двигательного аппарата в целом организме в условиях естественной деятельности сходны между собой лишь по своему внешнему выражению — уменьшению силы и величины мышечных сокращений.

По механизму же своего возникновения эти явления весьма значительно различаются.

Эргография . Для изучения мышечного утомления у человека в лабораторных условиях пользуются эргографами — приборами для записи амплитуды движения, ритмически выполняемого группой мышц.

Примером такого прибора может служить эргограф Моссо, записывающий движение нагруженного пальца при сгибании и разгибании и дающий суммарные сведения о работе собственного сгибателя этого пальца и общего сгибателя всех пальцев руки. Исследуемый, сгибая и разгибая палец, поднимает и опускает подвешенный к пальцу груз в ритме ударов метронома. Особый интерес представляют эргографы, воспроизводящие те или иные рабочие движения человека. Первым таким прибором был эргограф, примененный И. М. Сеченовым для изучения рабочих движений при пилке ручной пилой.

Меняя величину груза и частоту ударов метронома, можно установить тот ритм и груз, при которых данный индивидуум в данных условиях эксперимента выполняет наибольшую работу в кратчайший срок.

Форма кривой утомления и величина произведенной работы чрезвычайно варьируют у разных исследуемых и даже у одного и того же исследуемого при различных условиях. В этом отношении показательны эргограммы, записанные А. Моссо на самом себе до и после приема зачета у студентов. Эти эргограммы показывают резкое уменьшение работоспособности после напряженной умственной работы ( рис. 150 ).

Рис. 150. Две кривые утомления (эргограммы), записанные до и после приема в течение 6 часов зачетов от студентов (по Моссо).

Читайте также: