Утомление - физиология

Поволжская олимпийская академия

Волгоградская Государственная Академия Физической Культуры и спорта

Кафедра физиологии и биохимии

1тур олимпиады по спортивной физиологии

Проблема утомления и её значение для спортивной практики

Выполнил

Студент группы 311

Преображенский

Станислав Сергеевич

Волгоград 2005

ОГЛАВЛЕНИЕ:

ВСТУПЛЕНИЕ. ЧЕЛОВЕК МАЯТНИК.

1. Утомление и его проявления.

2. Теории утомления

3. Признаки утомления при физической работе и методы определения степени утомления

4. Способы временного преодоления утомления

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВСТУПЛЕНИЕ

Человек-маятник

Утомление (физиологическое состояние организма, возникающее в результате чрезмерной деятельности и проявляющееся в снижении работоспособности) может возникнуть при любом виде деятельности - и при умственной, и при физической работе. Умственное утомление характеризуется снижением продуктивности интеллектуального труда, нарушением внимания (главным образом трудностью сосредоточения), замедлением мышления и др. Физическое утомление проявляется нарушением функции мышц: снижением силы, скорости, точности, согласованности и ритмичности движений.

Быстрота утомления зависит от специфики труда: значительно скорее оно наступает при выполнении работы, сопровождающейся однообразной позой, напряжением мышц, менее утомительны ритмичные движения. Важную роль в появлении утомления играет также отношение человека к выполняемой работе. Хорошо известно, что у многих людей в период эмоционального напряжения длительное время не возникают признаки утомления и чувство усталости. Обычно, когда необходимо продолжать интенсивную работу при наступившем утомлении, человек расходует дополнительные силы и энергию–изменяются показатели отдельных функций организма (например, при физическом труде учащаются дыхание и сердцебиение, усиленное потоотделение и т.п.). При этом продуктивность работы снижается, а признаки утомления усиливаются.

Утомленный человек работает менее точно, допуская сначала небольшие, а затем и серьезные ошибки.

Недостаточный по времени отдых или же чрезмерная рабочая нагрузка в течение длительного времени нередко приводят к хроническому утомлению, или переутомлению. Различают умственное и психическое (душевное) переутомление. У молодых людей и лиц с определенным складом нервной системы интенсивный умственный труд может вести к развитию неврозов, которые возникают чаще при сочетании умственного переутомления с постоянным психическим напряжением, большим чувством ответственности, физическим изнурением и т.п. Психическое переутомление наблюдается у лиц, чрезмерно обремененных “душевными” волнениями и разного рода обязанностями.

Каждому человеку известны симптомы усталости. Когда он чувствует слабость, когда ему не хочется продолжать интересное дело и даже милое сердцу занятие может стать в тягость (общение с близкими симпатичными людьми, любимый спорт, интересные фильмы и книги). Иногда присоединяются и физические симптомы: тяжелая голова или даже головная боль, обострение хронических заболеваний.

Случается, что такая усталость бывает не просто часто, а каждый день: когда человек во второй половине дня не работоспособен; ему ничего не хочется делать, а если и хочется, то импульсами; появляются раздражительность, физические недомогания. Если такое состояние длится более двух недель, это уже можно назвать синдромом хронической усталости. На научном языке — астеническим синдромом ("stenos" (лат.) — сила), то есть бессилием.

Причины, которые могут вызвать астению, самые разные. Например, физическое переутомление, связанное с неполноценным питанием (буквально, нерегулярным), с перегрузками в спорте или на любимой даче, долгим пребыванием за рулем автомобиля или за компьютером. А бывает усталость, связанная с чрезмерным информационным потоком или наоборот, когда постоянно приходится принимать решения при недостаточности информации.

Тогда, как правило, и реализуется ситуация хронического стресса. Достаточно длительное время человек в таком состоянии живет и работает полноценно. Но эта компенсация существует за счет резервов организма. Если стрессовую ситуацию не устраняют, тогда ресурсы истощаются и наступает астенизация.

Синдром хронической усталости не сразу проявляется знакомыми всем симптомами — например, человек может жаловаться на плохой сон. Хотя на работе он и устает, но заснуть ему не удается. Или бывает, что он хорошо засыпает, но под утро просыпается и больше не может уснуть.

Некоторые начинают жаловаться на боли в желудке, одни непонятно почему худеют, другие поправляются.

Итак, если самостоятельно не удается восстановить силы на протяжении 10-12 дней, тогда имеет смысл обратиться к специалисту и выяснить причину усталости. В первую очередь нужно исключить серьезные заболевания. К тому же цивилизованный человек, желающий сохранить работоспособность, быть эффективным, счастливым в конце концов, должен иметь представление о своем "уровне" здоровья. Ведь бывает так, что внешние события являются поводом для запуска механизма внутренних причин. Тогда здесь необходимо специальное лечение — просто отдых уже не поможет.

Проявление мышечной деятельности при физической работе.

Труд - это целесообразная деятельность человека и, как писал К. Маркс есть "вечное естественное условие человеческой жизни".

Трудовой процесс - это согласованное поднятие активности, функциональной дееспособности тканей, органов и организма в целом, регулируемое центральной нервной системой и корой головного мозга.

Внешним проявлением трудового процесса является мышечная деятельность человека при физической работе. При физической работе наблюдаются два проявления мышечной деятельности :

1)постоянное усилие без изменения длины мышцы - статическая работа ;

2)переменное мышечное усилие с изменением длины мышцы и перемещением тела - динамическая работа.

Динамическая работа менее утомительна - происходит чередование сокращений и расслабления мышц. При статической работе мышцы находятся длительное время в неизменном состоянии - усталость наступает раньше.

При выполнении физической работы работа мышц является смешанной. При возбуждении мышц во время работы происходит превращение потенциальной энергии питательных веществ в работу с выделением тепла.

Изменения в организме при трудовом процессе.

В процессе труда мышцам требуется в повышенном количестве кислород и питательные вещества (белки, углеводы и жиры) и в организме происходят изменения, обеспечивающие поддержание этих повышенных потребностей: в крови, в сердечно-сосудистой системе и системе дыхания.

Изменение в крови при трудовом процессе.

Во время работы в результате сложных превращений в мышцах образуются продукты обмена веществ - углекислота, вода и некоторые соли.

Доставка к мышцам и тканям кислорода, питательных веществ и перенос от них продуктов обмена веществ осуществляется кровью.

При работе происходит количественные и качественные изменения в крови. Количественные изменения выражаются увеличением числа эритроцитов и лейкоцитов. Эритроциты - клетки крови, участвующие в переносе кислорода кровью, а лейкоциты - клетки, выполняющие защитную роль (захватывают и переваривают бактерии, вырабатывают антитела, уничтожающие микробы).

Качественные изменения в крови - это усиление регенерации эритроцитов, т. е. в увеличении молодых их форм, которые интенсивнее отдают кислород тканям.

Перенесенный кровью из легких к тканям кислород, участвует в сложных химических превращениях, называемых тканевым дыханием. При этом дыхании, наряду с другими продуктами обмена, образуется углекислый газ, который, попадая в кровь, превращается в угольную кислоту.

При поступлении в легкие, углекислый газ освобождается и выдыхается с воздухом.

1)в состоянии покоя человек потребляет 300 куб. см кислорода в мин. , мозг - 1/6 часть этого;

2)углеводов потребляется 500 г/сут, мозг - г/сут - 1/5 часть.

3)скорость крови 15-20 см/с в аорте и до 0, 5 мм/с в капиллярах.

4)полный оборот частицы крови 20-24 с, а при тяжелой физической работе кругооборот увеличивается в 4-5 раз.

5)число сокращений сердца человека 72 раза/мин. , у новорожденного 120-140 раз/мин. сердце выбрасывает 25 л крови в час.

6)сердце весит 500 г, а выполняет за 10 мин работу, достаточную для поднятия человеком 65 кг на 10 м.

Углеводы в крови находятся главным образом в виде глюкозы, которая непрерывно расходуется тканями организма, особенно мышцами при физической работе. При окислении глюкозы в тканях освобождается необходимая им энергия. Продуктом обмена углеводов является молочная кислота.

Изменения в сердечно-сосудистой и дыхательной системе.

При работе одного изменения состава крови недостаточно, возникает необходимость увеличения подачи крови - увеличения скорости ее движения, что обеспечивается усилением деятельности сердечно-сосудистой системы (усиление притока крови к сердцу, зависящим от интенсивности работы; большим наполнением и опорожнением сердца; учащением сокращений сердца;

увеличением объема крови, выбрасываемого сердцем в минуту).

Увеличение притока крови к работающим мышцам также связано с перераспределением ее в организме. Большая часть крови подается к работающим органам, что достигается за счет сосудистой реакции (расширения одних и сужение других сосудов). Кроме того, для увеличения циркулирующей крови используется возможность сосудистой системы (легких, кожи, печени) обеспечивать хранение запаса крови в "кровяных депо" - местных расширениях сосудов. При тяжелой физической работе сосуды, в которых депонируется кровь, сживаются и подают кровь в общий поток.

Основной путь поступления кислорода в организм - это система дыхания. Если в покое человек потребляет 150-300 куб. см кислорода в минуту, то при тяжелой работе эта потребность возрастает в 10-15 раз, что обеспечивается увеличением легочной вентиляции, т. е. количества воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого за одну минуту.

Теории утомления

При трудовом процессе может наступить такое состояние, когда его работоспособность снижается - наступает утомление.

Утомление - это состояние организма, вызванное физической или умственной работой, при котором понижается его работоспособность. Ощущение усталости является одним из признаков утомления.

Имеется ряд теорий утомления, считающих одной из причин утомления следующие:

а)накопление молочной кислоты и др. продуктов обмена в мышцах;

б)снижение работоспособности периферических нервных аппаратов;

в)утомление центрального (коркового) звена нервной системы.

Наиболее верной является центрально-корковая теория утомления при мышечной работе. Согласно этой теории утомление представляет корковую защитную реакцию и означает снижение работоспособности в первую очередь корковых клеток.

Признаки утомления при физической работе.

При физической работе утомление передается тремя признаками:

1)нарушением автоматичности движения : если в начале работы человек может выполнять и побочную работу (разговор и т. д. ), то по мере утомления эта возможность теряется и побочные действия наносят ущерб основной работе.

2)нарушением двигательной координации :при утомлении работа организма становится менее экономной, нарушается координация движений, что ведет к снижению производительности труда, росту брака, несчастных случаев.

3)нарушением вегетативных реакций и вегетативного компонента движений: обильное потоотделение, учащение пульса и т. п. Под вегетативными компонентами понимаются процессы во внутренних органах, регулируемые центральной нервной системой.

Фазы нервной деятельности при утомлении от умственной работы.

При умственной работе утомление появляется после сдвигов в вегетативной системе. Различают три фазы нервной деятельности:

1. Уравнительная гипнотическая фаза - человек одинаково реагирует на существенные и малозначительные события (все равно).

2. При развитии утомления наступает ПАРАДОКСАЛЬНАЯ фаза, когда человек на важные для него явления почти не реагирует, а малозначительные явления могут вызвать у него повышенные реакции (раздражение).

Если после первой фазы достаточно небольшого отдыха для восстановления работоспособности, то после второй фазы требуется более продолжительное время отдыха.

При нарушении режима труда и отдыха может возникнуть состояние переутомления, выражающееся в снижении работоспособности в начале работы.

3. Переутомление и хроническое утомление может возникнуть с появлением УЛЬТРА ПАРАДОКСАЛЬНОЙ фазы в нервной деятельности: когда человек реагирует отрицательно на то, что вызвало у него в обычном состоянии положительную реакцию и наоборот.

Переутомление — это патологической состояние, развивающееся у человека вследствие хронического физического или психологического перенапряжения, клиническую картину которого определяют функциональные нарушения в центральной нервной системе. В основе заболевания лежит перенапряжение возбудительного или тормозного процессов, нарушение их соотношения в коре больших полушарий головного мозга. Это позволяет считать патогенез переутомления аналогичным патогенезу неврозов. Существенное значение в патогенезе заболевания имеет эндокринная система и в первую очередь гипофиз и кора надпочечников. Так, по данным Г. Селье (1960), при действии сильного раздражителя (стрессора) в организме развивается адаптационный синдром, или стресс, в процессе которого усиливается деятельность передней доли гипофиза и коры надпочечников.

Эти изменения в эндокринной системе во многом определяют развитие адаптационных реакций в организме к интенсивной физической или психологической деятельности. 0днако хроническое перенапряжение может привести к истощению коры надпочечников и тем самым к нарушению в организме выработанных ранее адаптационных реакций. Следует подчеркнуть, что в процессе развития переутомляемости центральная нервная система включает и регулирует стрессорные реакции. В основе же патогенеза переутомляемости лежит нарушение процессов корковой нейродинамики аналогично тому, как это имеет место при неврозах.

При неврозе изменяется также функциональное состояние нижележащих отделов центральной нервной системы. При этом часто наблюдаемые при переутомлении висцеральные расстройства можно рассматривать как следствие изменений функционального состояния мозга, которые регулируют нейрогуморальные процессы в организме и контролируют вегетативные, гормональные и висцеральные функции. Обычно в клинике заболевания выделяют нечетко отграниченные друг от друга три стадии.

I стадия. Для нее характерно отсутствие жалоб или изредка человек жалуется на нарушение сна, выражающееся в плохом засыпании и частых пробуждениях. Весьма часто отмечается отсутствие чувства отдыха после сна, снижение аппетита, концентрации внимания и реже —снижение работоспособности.

Объективными признаками заболевания являются ухудшение приспособляемости организма к психологическим нагрузкам и нарушение тончайших двигательных координаций, силой). Никаких объективных данных нет.

II стадия. Для нее характерны многочисленные жалобы, функциональные нарушения во многих органах и системах организма и снижение физической работоспособности. Так, люди предъявляют жалобы на апатию, вялость, сонливость, повышенную раздражительность, на снижение аппетита. Многие люди жалуются на легкую утомляемость, неприятные ощущения и боли в области сердца, на замедленное втягивание в любую работу. В ряде случаев такой человек жалуется на потерю остроты мышечного чувства, на появление неадекватных реакций на физическую нагрузку [Летунов С. П., Мотылянская Р. Е., 1975; Venerando А., 1975]. Прогрессирует расстройство сна, удлиняется время засыпания, сон становится поверхностным, беспокойным с частыми сновидениями нередко кошмарного характера. Сон, как правило, не дает необходимого отдыха и восстановления сил.

Часто эти люди имеют характерный внешний вид, выражающийся в бледном цвете лица, впавших глазах, синеватом цвете губ и синеве под глазами.

Нарушения деятельности нервной системы проявляются в изменениях суточной периодики функций и суточного динамического стереотипа. В результате этого максимальное нарастание всех функциональных показателей отмечается у человека не в те часы, когда он обычно максимально занимается, например, во вторую половину дня, а рано утром либо поздно вечером, когда он не занимается. Изменяется также характер биоэлектрической активности головного мозга: понижается амплитуда фонового альфа-ритма, а после длительной мыслительной работы выявляется нерегулярность и нестабильность электрических потенциалов [Васильева В. В., 1970].

В сердечно-сосудистой системе функциональные нарушения проявляются в неадекватно большой реакции на психологические нагрузки, в замедлении восстановительного периода после них и в нарушениях ритма сердечной деятельности, и в ухудшении приспособляемости сердечной деятельности к нагрузкам. Нарушения ритма сердечной деятельности наиболее часто проявляются в виде синусовой аритмии, экстрасистолии и атриовентрикулярной блокады I степени.

В покое у человека может быть тахикардия и повышенное артериальное давление либо резкая брадикардия и гипотония вместо бывших в обычном состоянии умеренной брадикардии и нормального артериального давления. В ряде случаев развивается вегетативная дисфункция. Для нее характерны неадекватные реакции сосудов на температурный раздражитель, неустойчивое артериальное давление и преобладание симпатотонии или ваготонии.

Нередко у человека наблюдается нарушение регуляции венозного сосудистого тонуса, проявляющееся в виде усиленного рисунка венозной сети на бледной коже (мраморная кожа).

В состоянии переутомления у человека повышается основной обмен и часто нарушается углеводный обмен. Нарушение углеводного обмена проявляется в ухудшении всасывания и утилизации глюкозы. Количество сахара в крови в покое уменьшается. Нарушается также течение окислительных процессов в организме. На это может указывать резкое понижение в тканях содержания аскорбиновой кислоты [Яковлев Н. Н., 1977].

Масса тела у человека в состоянии переутомления падает. Это связано с усиленным распадом белков организма.

В состоянии переутомления у человека могут выявляться признаки угнетения адренокортикотропной функции передней доли гипофиза и недостаточность деятельности коры надпочечников [Летунов С. П., Мотылянская Р. Е., 1975]. Так, в состоянии переутомления в крови человека определяется уменьшение гормонов коры надпочечников и эозинофилия.

У человека в состояния переутомления часто имеет место повышенная потливость. У женщин отмечаются нарушения менструального цикла, а у мужчин в ряде случаев может быть понижение или повышение половой потенция. В основе этих изменений лежат нервные и гормональные расстройства.

Все отмеченные при II стадии переутомления изменения являются следствием нарушения регуляции деятельности и снижения функционального состояния органов, систем органов и всего организма человека.

Они также объясняют наблюдающееся при переутомлении понижение сопротивляемости организма к вредному воздействию факторов внешней среды и, в частности, к инфекционным заболеваниям. Последнее во многом определяется также понижением основных иммунобиологических защитных реакций организма, а именно снижением фагоцитарной способности нейтрофилов крови, бактерицидных свойств кожи и уменьшением комплемента в крови [Немирович-Данченко О.Р., 1975; Илясов Ю.М., Левин М.Я., 1977; Вязьменский В.Ю. и др., 1977; Шубик В.М., 1978; Иванов Н.И., Талько В.В., 1981].

III стадия. Для нее характерно развитие неврастении гиперстенической или гипостенической формы и резкое ухудшение общего состояния. Первая форма является следствием ослабления тормозного процесса, а вторая—перенапряжения возбудительного процесса в коре головного мозга. Клиника гиперстенической формы неврастении характеризуется повышенной нервной возбудимостью, чувством усталости, утомления, общей слабостью и бессонницей. Клиника гипостенической формы неврастении характеризуется общей слабостью, истощаемостью, быстрой утомляемостью, апатией и сонливостью днем.

При переутомлении I стадии следует снизить психологическую нагрузку и изменить режим дня на 2—4 нед, а именно уменьшить общий объем нагрузки, исключить длительные и интенсивные занятия. Основное внимание в режиме дня уделить общей физической подготовке, которая проводится с небольшой нагрузкой.

В процессе улучшения общего состояния режим постепенно расширяется и через 2—4 нед. он возвращается к прежнему объему.

При переутомлении II стадии занятия на 1—2 нед заменяются активным отдыхом. Затем в течение 1—2 мес проводится постепенное включение в обычный режим, как это описано при лечении I стадии переутомления. Все это время запрещается нарушение режима труда и отдыха.

В III стадии переутомления первые 15 дней отводятся на полный отдых и лечение, которые следует проводить в клинических условиях. После этого человеку назначается активный отдых. Постепенное включение в обычный режим дня проводится еще 2—3 мес. Все это время запрещается большая психологическая или физическая нагрузка.

Лечение переутомления будет успешным только в тех случаях, когда устраняются все причины, вызвавшие ее, и нагрузка приводится в соответствии с общим режимом жизни. Необходимо проводить витаминизацию организма, особенно витамином С, комплексом витаминов группы В и витамином Е. Хороший результат дает назначение седативных и ноотропных средств (настойка валерианы,новопассит, пирацетама, ноотропила), средств, улучшающих микроциркуляцию сосудов головного мозга (трентал, циннаризин и др.) [Соколов И. К. и др., 1977; Бутченко Л. А., 1980]. При лечении III стадии переутомления можно применять гормоны коры надпочечников и гормоны половых желез.

Профилактика переутомления строится на устранении вызывающих ее причин. Поэтому интенсивные нагрузки должны применяться только при достаточной предварительной подготовке.

В состоянии повышенной нагрузки интенсивные занятия следует чередовать с физическими нагрузками, особенно в дни после экзаменов или зачетов. Все нарушения режима жизни, работы, отдыха, сна и питания, а также физические и психические травмы, интоксикация организма из очагов хронической инфекции должны быть устранены. Усиленные занятия после какого-либо заболевания или в состоянии реконвалесценции после перенесенных заболеваний должны быть запрещены.

Переутомление в I стадии ликвидируется без каких-либо вредных последствий. Переутомление II и особен­но III стадии может привести к длительному снижению работоспособности.

Для изучения реакции организма на проведенное лечение существуют специальные тесты с физической или психологической нагрузкой. Широкое применение нашли велоэргометрия, телеэлектрокардиологический контроль плавания, ходьбы, гребли, функциональные пробы (PWC_170, комбинированная проба и т.д.). В настоящее время весьма показательны психологические тесты - цветовой тест Люшера, СМОЛ, САН, тест Спилбергера, Айзенка и другие, которые достаточно легко поддаются анализу и проводятся с использованием персонального компьютера.

Чем лучше реакция и быстрее восстановление, тем выше уровень адаптации, а, следовательно, и восстановление нормального состояния человека.

Итак, утомление – это состояние человека, вызванное работой. Физическому утомлению способствуют динамические нагрузки – длительные ходьба, бег и статические нагрузки – подъем тяжестей, их удержание, перенос и др. Умственное утомление вызывается перегрузкой органов чувств (зрения, слуха, осязания), сильным напряжением внимания, ответственной, эмоциональной работой и др.

Чрезмерные нагрузки вызывают переутомление. Чувство усталости служит сигналом к отдыху от физического труда. При умственной работе усталость выражена не так резко, обычно в форме снижения интереса, но больше опасностей развития чрезмерного нервно-психического перенапряжения. Симптомы утомления быстро проходят. При переутомлении они принимают стойкий характер. В случае легкой степени переутомления достаточно перерыва в работе, привычного отдыха и сна, чтобы силы восстановились. Тяжелая степень переутомления требует длительного прекращения работы и специального лечения. Если эти меры не будут приняты – разовьется заболевание. Следовательно, утомление – нормальное состояние организма, переутомление – пограничное состояние между здоровьем и болезнью.

Парадокс заключается в том, что и отсутствие деятельности, называемое гиподинамией, тоже порождает утомление. К тому же нервная система, лишенная поддержки со стороны мышц, не может наладить правильную регуляцию функций.

Вот почему при гиподинамии развиваются разнообразные, особенно сердечно-сосудистые, заболевания. Значит, человек должен жить в определенном диапазоне оптимальных нагрузок.

Нередко общая усталость появляется при отсутствии утомления. На первый взгляд это может показаться странным. Возьмем, к примеру, школьников_0ни часто жалуются, что быстро устают в школе. Гигиенисты даже пишут об особой форме школьной усталости. Она развивается зимой в душных классах со спертым, «мертвым» воздухом. Достаточно посидеть в таком помещении полчаса -час и возникают сонливость, вялость, плохое настроение. Утомления здесь на самом деле нет, его вызывает только работа. При заболеваниях нервной системы усталость иногда становится хронической. Врачи тогда говорят об астеническом состоянии. Утомления здесь тоже нет.