Изучением работоспособности и утомления мышц занимался павлов. Теории развития утомления
1.1. Физиологические и биохимические основы утомления при выполнении различных физических нагрузок
Проблема утомления считается актуальной общебиологической проблемой, представляет большой теоретический интерес и имеет важное практическое значение для деятельности человека в труде и спорте (Сеченов И.М.; Павлов И.П.; Ухтомский А.А.; Фольборт Г.В., Хилл А.В., 1951; Розенблат В.В., 1975; Моногаров В.Д., 1986, и др.)
Первую попытку решения проблемы утомления предпринял Г. Галилей (1564-1642 гг.), который столкнулся с этим явлением, анализируя механику работы мышц при подъёме тела по лестнице и при ходьбе.
По его мнению, в разбираемом случае мышцы утомляются в связи с тем, что им приходиться перемещать не только их собственный вес, но и вес остального тела. В противоположность этому сердце имеет дело только с собственным весом, и оно неутомимо.
По мере развития физиологической науки отдельные исследователи, особенно в XVIII и в первой половине XIX века, пытались затрагивать проблему утомления, но такие работы были единичными.
Физиологические исследования процессов утомления развернулись в основном с середины XIX века, в ходе которых сразу же обрисовались две основные теории: гуморально-локалистическая (периферическая) и центрально-нервная (Розенблат В.В., 1975).
Исходной позицией гуморально-локалистической теории , сторонниками которой были преимущественно зарубежные ученые, является представление об утомлении как мышечной слабости и усталости, т. е.
О процессах, происходящих под влиянием работы прежде всего в самой мышце. К тому же в исследованиях А. А. Ухтомского не только была дана глубокая критика гуморально-локалистических теорий утомления, но и показана огромная роль центральной нервной системы (ЦНС) в наступлении утомления.
Появление центрально-нервной теории утомления
связано с работами великих отечественных физиологов И. М.Сеченова и И.П. Павлова, их учеников и последователей. Суть её состоит в проявлении запредельного
торможения в нервных клетках на различных уровнях ЦНС при выполнении напряженной мышечной работы.
Разработка этой теории явилась важным шагом в раскрытии механизмов, предохраняющих нервную систему, а через неё весь организм от истощения, результатом которого может стать переутомление и перетренированность.
Однако центрально-нервная теория не позволяет объяснить многочисленные факты, характерные для развития утомления при напряженной мышечной деятельности.
В частности, в ряде исследований показано, что даже в состоянии глубокого утомления работа может быть продолжена, если изменить её интенсивность и особенно характер её обеспечения при сохранении состава работающих мышц (Зимкин Н.В., 1972; Волков Н.И., 1974; Данько Ю.И., 1974; Моногаров В.Д., 1986; Платонов В.Н., 1986; Hollmann W., Hettinger T., 1980).
Это, по мнению Ю. И.Данько (1972), свидетельствует о том, что в нервных центрах не наступало ни торможения, ни истощения, т.е. неотъемлемых механизмов утомления согласно центрально-нервной теории. Н.И. Волков (1974) отмечает, что центрально-нервная теория мышечного утомления является модернизированным вариантом прежних локалистических концепций с той лишь разницей, что в ней центр наиболее значительных изменений, приводящих к развитию утомления, был перенесён из периферических исполнительных органов в ЦНС.
Значительный вклад в изучение проблемы утомления внёс В. В. Розенблат (1975). Согласно разработанной им центрально-корковой теории начальным звеном утомления при мышечной работе человека являются изменения "кортикальных центров".
По его мнению, уровень работоспособности мышц, связанный с настройкой их возбудимости, тонуса и упруго-вязких свойств, с состоянием кровоснабжения и трофических процессов в них, определяется уровнем работоспособности нервных центров, управляющих мышцами.
Утомление корковых нервных клеток приводит, с одной стороны, к нарушению контролируемой ими сложнейшей координации процессов, а с другой - меняет характер установочных влияний коры мозга и связанных с ней нижележащих образований на исполнительные органы.
Вопрос о правильной трактовке процесса утомления долгое время оставался дискуссионным. Ныне оно рассматривается как состояние организма, возникающее вследствие выполнения физической работы и проявляющееся во временном снижении работоспособности, в ухудшении двигательных и вегетативных функций, их дискоординации и появлении чувства усталости (Лектман Л.Б., 1952; Кулак И.А., 1968; Розенблат В.В., 1975; ФарфельВ.С., 1979; Моногаров В.Д., 1986; Коц Я.М., 1986, и др.).
В физиологии утомление представляется как биологически целесообразная реакция, направленная против истощения функционального потенциала организма (Фарфель B.C., Коц Я.М., 1968; Фарфель B.C., 1978; Моногаров В.Д., 1986; Коц Я.М., 1986).
В настоящее время специалисты при изучении проблемы утомления учитывают такие понятия этого процесса, как локализация и механизм (Розенблат В.В., 1975; Коц Я.М., 1986). Такой подход берет своё начало с 60-х годов XX столетия, когда ученые сошлись во мнении о том, что локализация и механизмы утомления определены функциональным состоянием различных органов и систем организма, их координационными взаимоотношениями и обусловлены характером выполняемой работы и другими факторами.
Под характером работы подразумевается:
- режим деятельности мышц- изометрический, изотонический, ауксотонический;
- объём задействованной мышечной массы - локальная, региональная, глобальная мышечная работа;
- интенсивность и продолжительность мышечной работы - аэробный, анаэробный и смешанный режимы;
- уровень мотивации, факторы внешней среды и т.д.
При этом можно рассматривать три основные группы систем , обеспечивающих выполнение любого упражнения (Коц Я.М., 1986):
- регулирующие системы - центрально-нервная, вегетативная, нервная и гормонально-гуморальная;
- система вегетативного обеспечения мышечной деятельности - дыхания, крови и кровообращения;
- исполнительная система - двигательный аппарат.
К их числу можно отнести:
- вегетативные системы -дыхательную и сердечно-сосудистую, которые в конечном счете обуславливают снижение кислородно-транспортных возможностей организма;
- железы внутренней секреции - их роль особенно важна при выполнении упражнений, которые приводят к нарушению регуляции энергетического обеспечения мышечной работы.
Как показали исследования последних десятилетий, структуру той или иной мышцы составляют различные по функциональным особенностям и организации деятельности двигательные единицы (ДЕ), которые, как и мышечные волокна, имеют свои функциональные отличия. P. E. Burke (1975) предложил разделить ДЕ исходя из сочетания двух свойств - скорости сокращения и устойчивости к утомлению. Им было выдвинуто четыре типа ДЕ (табл. 1).
Есть мнение (Гидиков А.А., 1975; Козаров Д., Шапков Ю.Т., 1983), что у человека наиболее надёжно различаются лишь ДЕ, относящиеся к двум крайним типам - медленные, устойчивые к утомлению (S) и быстрые, быстро утомляемые (FF).
В развитии утомления различают скрытое (преодолеваемое) утомление , при котором сохраняется высокая работоспособность, поддерживаемая волевым усилием.
Экономичность двигательной деятельности в этом случае падает, работа выполняется с большими энергетическими затратами. Это компенсируемая форма утомления .
При дальнейшем выполнении работы развивается некомпенсированное (полное) утомление . Главным признаком этого состояния является снижение работоспособности. При некомпенсированном утомлении угнетаются функции надпочечников , снижается активность дыхательных ферментов, происходит вторичное усиление процессов анаэробного гликолиза (Розенблат В.В., 1975; Моногаров В.Д., 1986).
В спортивной практике приобретают особое значение диагностика и изучение показателей , которые сопровождают и сигнализируют об утомлении.
Отличают несколько наиболее общих направлений:
- увеличение числа ошибок "как результат расстройства координации движений";
- неспособность к созданию и усвоению новых полезных навыков, расстройство старых ранее приобретённых навыков;
- увеличение энергетических, прежде всего углеводных, трат на единицу произведённой работы и т.д. (Лектман Л.Б., 1952;Фарфель B.C., Коц Я.М., 1968; Талышев Ф.М., 1972).
В. Н. Волков (1973) составил классификацию клинических проявлений утомления (табл. 3).
Физиологическая и биохимическая характеристики стадий утомления даны в ряде работ (Гиппенрейтер B.C., 1962; Горкин М.Я., 1972; Граевская Н.Д., Иоффе Л.А., 1973; Яковлев Н.Н., 1974; Розенблат В.В., 1975; Зимкин Н.В., 1975; Волков В.М., 1977; Сорокин А.П., 1977; Фарфель B.C., 1979; Дудин Н.П., 1982; Дубровский В.И., 1985; Моногаров В.Д., 1986; Платонов В.Н., 1986, 1988; Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Коц Я.М., 1986; Павлова Э.С., 1987; Зотов В.П., 1990; Дубровский В.И., 1991, и др.).
В частности, при выполнении физической нагрузки в первой стадии утомления по сравнению с выполнением таковой в "устойчивом" состоянии происходят более глубокие сдвиги в показателях сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Во второй стадии утомления наблюдается дальнейшее снижение биоэлектрической активности коры большого мозга и более напряженная деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Третья стадия утомления характеризуется снижением биоэлектрической активности коры большого мозга (до 22% по сравнению с предыдущими двумя стадиями утомления) и ухудшением функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
В работающих мышцах при утомлении происходит исчерпание запасов энергетических субстратов (АТФ, КФ, гликоген), накапливаются продукты распада (молочная кислота, кетоновые тела) и отмечаются резкие сдвиги внутренней среды организма. При этом нарушается регуляция процессов, связанных с энергетическим обеспечением мышечного сокращения, появляются выраженные изменения в деятельности систем легочного дыхания и кровообращения (Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986).
Как известно запасы АТФ в мышцах незначительны, их едва хватает на 1 с напряженной мышечной работы. Запасов КФ, используемого для ресинтеза АТФ при работе максимальной интенсивности, хватает всего на 6-8 с (Мищенко B.C., 1990).
Снижение скорости ресинтеза АТФ
может явиться причиной наступающего утомления.
В скелетной мышце человека после максимальной кратковременной работы до отказа концентрация КФ падает почти до нуля, а концентрация АТФ - примерно до 60-70% значения в состоянии покоя.
В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нервных клетках и
- нарушается синтез ацетилхолина в синаптических образованиях, в результате чего нарушается деятельность ЦНС по формированию двигательных импульсов и передаче их к работающим мышцам;
- замедляется скорость переработки сигналов, поступающих от проприо- и хеморецепторов;
- в моторных центрах развивается охранительное торможение, связанное с образованием гамма-аминомасляной кислоты (Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Мищенко B.C., 1990).
При снижении скорости расщепления АТФ в миофибриллах автоматически уменьшается и мощность выполняемой работы. В состоянии утомления уменьшается активность ферментов аэробного окисления и нарушается сопряжение реакций окисления с ресинтезом АТФ. Для поддержания необходимого уровня АТФ происходит вторичное усиление гликолиза, сопровождающееся за-кислением внутренних сред и нарушением гомеостаза. Усиливающийся катаболизм белковых соединений сопровождается повышением содержания мочевины в крови.
приводит организм спортсмена к увеличению продуцирования в мышечных клетках молочной кислоты, диффундирующей затем в крови и вызывающей изменения кислотно-щелочного равновесия. Снижение рН внутренней среды влияет на активность ряда ферментов, которая бывает наивысшей в слабощелочной среде (рН = 7,35 - 7,40).Снижение рН в процессе физической нагрузки максимальной и субмаксимальной интенсивности приводит к уменьшению активности многих ферментов, в частности фосфофруктокиназы, АТФ-азы. У спортсменов величина рН может составлять 6,9 и ниже (после нагрузки высокой интенсивности в течение 40-60 с) (Osnes J.-B., Hermansen L, 1997).
Если в прошлые десятилетия в научно-методической литературе рассматривались преимущественно локалистические, центрально-нервные или другие гипотезы возникновения утомления, то в последние годы у специалистов сложилось мнение о многообразии факторов и причин, ставших первопричиной наступления снижения работоспособности.
Тренировочная и соревновательная деятельность спортсмена включает в себя выполнение упражнений различной мощности и продолжительности, циклических и ациклических, и т.д. При этом, естественно, возможно проявление различных механизмов и локализации утомления, показанные в табл. 4 (Коц Я.М., 1986; Меньшиков В.В., Волков Н.И., 1986; Мищенко B.C., 1990).
Научные исследования показали, что важное значение в определении функционального состояния спортсменов играют показатели активности симпато-адреналовой системы (САС) . Являясь интегральным нейро-гормональным индикатором, характеризующим стрессовую и эмоциональную реакцию спортсменов в ответ на тренировочные и соревновательные нагрузки, эта система играет важнейшую гомеостатическую и адаптационно-трофическую роль в организме.
Её можно использовать для оценки текущего состояния, эмоционального напряжения, в предстартовом периоде и на соревнованиях, развития утомления и адаптационных процессов в организме (Кассиль К.Н., 1976; Кассиль Г.Н., 1978; МищуковМ.С., ГалимовСД., 1980).
В исследовании В. В. Мехрикадзе (1985) было показано, что при кратковременной интенсивной нагрузке (тренировке, направленной на увеличение скорости бега) по сравнению с предтренировочным фоном наблюдалась достоверная активация гормонального и медиаторного звеньев САС. Было отмечено повышенное выделение адреналина (в 3 раза), норадреналина (в 1,5 раза), однако резервные возможности системы, оцениваемые по экскреции ДОФА, существенно не изменялись.
При длительной напряженной тренировочной нагрузке (30-60 с), направленной на совершенствование скоростной выносливости, наблюдалось достоверное увеличение активности звеньев САС. Так, экскреция адреналина и норадреналина по сравнению с фоном возрастала почти в 3 раза и дофамина более чем в 2 раза. Такая реакция САС на длительную нагрузку является положительной.
Таким образом, у спринтеров при нагрузке скоростной направленности САС преимущественно реагирует адреналовой реакцией. Это хорошо согласуется с известными представлениями о том, что адреналин -"гормон тревоги" ответствен за быструю мобилизацию энергетических ресурсов, быстрый переход организма из состояния покоя в состояние повышенной активности (Кассиль Г.Н., 1978).
Несмотря на большое внимание к проблеме утомления, имеющей важное прикладное значение, в том числе и для достижения высоких спортивных результатов, эта проблема, по мнению многих специалистов, далека от своего окончательного решения.
В заключение следует подчеркнуть, что напряженная и длительная физическая нагрузка обязательно сопровождается той или иной степенью утомления, которое, в свою очередь, вызывает процессы восстановления, стимулирует адаптационные перестройки в организме. Соотношение утомления и восстановления и есть, по существу, физиологическая основа процесса спортивной тренировки.
Под утомлением понимают понижение работоспособности, обусловленное выполнением определенной работы.
Изучением причин развития утомления начали заниматься в конце XIX столетия. Создан ряд теорий утомления, которые еще до сих пор поддерживаются некоторыми зарубежными физиологами.
Одной из первых появилась теория истощения в мышцах энергетических запасов - углеводов и липоидов. Обоснований такая теория не имеет, так как показано, что у животного, доведенного вследствие интенсивной работы до утомления, заканчивающегося смертью, в печени остается достаточный запас гликогена. При очень интенсивной работе утомление может наступить быстро, через 2-3 минуты, и трудно предположить, чтобы за это время исчезли из организма запасы гликогена и липоидов.
Появились также теории «отравления» организма или продуктами распада белков и углеводов (Пфлюгер), или специальными токсинами - кенотоксинами (Вейхардт). Эта теория обосновывалась тем, что кровь утомленного животного, введенная нормальному животному, вызывала у него состояние, похожее на утомление. Не трудно было доказать, что в этом случае нет никакого основания говорить об утомлении, так как кровь и неутомленного животного, введенная другому животному, вызывает подобное состояние, что является реакцией на введение чужеродного белка. Теория эта не только неверна, но и вредна, так как она пытается трактовать труд как отрицательный фактор в жизнедеятельности человека. Между тем хорошо известно, что труд стимулирует жизненные процессы, установлено, что процессы распада вызывают активные процессы восстановления.
Наконец, создана была теория засорения организма продуктами распада, в частности молочной кислотой (Хилл). Действительно, накопление молочной кислоты может сопутствовать утомлению; чем интенсивнее работа, тем больше может быть накоплено молочной кислоты. Однако молочная кислота не является причиной утомления. Это показано было прямыми опытами: накопление молочной кислоты не только не прекращало работы, а, наоборот, стимулировало ее; прекращение же работы вследствие утомления совпадало с уменьшением содержания молочной кислоты.
Все эти теории утомления оказались физиологически необоснованными, поскольку построены на результатах исследования изолированной мышцы вне связи с остальными функциями целого организма, а следовательно, и с регулирующей ролью центральной нервной системы. Авторы этих теорий принимали частные изменения за общие в целостном организме.
Еще И. М. Сеченов высказал мнение, что ощущение усталости нельзя связывать с состоянием работающих мышц, что источник ощущения усталости находится в центральной нервной системе. То, что центральная нервная система, а именно кора головного мозга, лимитирует работу, доказано многими фактами. У животного, у которого удалена кора головного мозга, двигательная активность не только не снижается, а, наоборот, увеличивается. Человек под влиянием суггестии может совершать тяжелую физическую работу при небольших энергетических затратах, без наступления утомления в течение длительного времени.
На основании учения Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского и особенно И. П. Павлова представилось возможным доказать связь прекращения работы вследствие утомления с состоянием центральной нервной системы, понять механизм этого явления и создать физиологически обоснованную теорию утомления.
Нормальная деятельность центральной нервной системы зависит от ее функционального состояния. Оно определяется рядом условий, согласованность которых создает функциональное единство, обеспечивающее центрально-нервное координирующее действие. Нарушение координирующей регуляционной функции ведет к понижению работоспособности или прекращению функций всей системы, т. е. утомлению.
Различают (М. И. Виноградов) быстро развивающееся утомление в результате непривычной или чрезмерной работы и медленно развивающееся утомление (вторичное) с нерезко выраженными изменениями в организме в результате хотя и привычной, но слишком длительной работы.
Быстро развивающееся утомление может наступить в результате значительных физических усилий или непривычной очень напряженной работы. Утомление в этом случае наступает вследствие нарушения центральной координации функций и возникновения экстренных очагов торможения в результате несоответствия рабочего задания функциональным возможностям организма. Действительно, в начале физического напряжения повышается условно-рефлекторная деятельность (усиление возбуждения) - возрастает величина условных рефлексов, укорачивается латентный период, но в то же время уже в начале работы растормаживается дифференцировка, появляются фазовые состояния, более ясно выраженные к концу работы (развитие тормозных процессов).
Восстановление исходного состояния происходит довольно быстро и проходит стадию экзальтации - повышенного возбуждения, которая характеризуется увеличением интенсивности рефлекса, укорочением латентного периода.
Соответственно изменяется электрическая активность коры головного мозга (биотоки): нормальная частота ритма (возбуждения) дезорганизуется и в дальнейшем полностью исчезает, усиливается β-ритм, а с развитием торможения появляются длинные волны - Δ-ритм. Восстановление происходит в обратном порядке. Такой же характер носят изменения электрической активности мышц: на максимуме увеличения амплитуды потенциалов действия (торможение) дальнейшая работа становится невозможной.
Характерной особенностью быстро развивающегося утомления является и быстрое восстановление функции после работы до исходного состояния. При этом чем больше статическое напряжение, чем быстрее развивается утомление, тем быстрее происходит восстановление.
Возникает в таком случае вопрос: можно ли отождествлять утомление и торможение? На этот вопрос нужно ответить отрицательно. По И. П. Павлову, торможение есть мера предохранения клетки от функционального «истощения», «разрушения». Период торможения является периодом восстановления клетки. Это показано исследованием обменных процессов коры головного мозга в состоянии возбуждения и торможения. Возбуждение характеризуется повышением обменных процессов в коре головного мозга - усилением гликолитических процессов, снижением содержания АТФ и креатинфосфата, увеличением количества аммиака и др.; торможение в нормальных физиологических условиях характеризуется восстановлением нарушенных процессов обмена.
Таким образом, торможение не есть истощение энергетических возможностей клетки, а состояние восстановления функции и мера предупреждения ее функционального истощения. Это состояние, по-видимому, позволяет клетке не реагировать на поступающие к ней импульсы, вследствие чего прекращается активная деятельность. Связь же утомления с торможением заключается в том, что охранительное торможение является одним из важных компонентов значительно более сложного процесса - утомления работающего человека (С. А. Косилов).
На скорость развития торможения большое влияние оказывает питание клетки, осуществляемое через систему кровообращения. Л. А. Орбели и его сотрудники показали, что таким трофическим (адаптационно-трофическим) механизмом для всех тканей является симпатическая нервная система (иногда парасимпатическая), усиливающая интенсивность химических процессов в организме, повышающая уровень физиологической возбудимости, оказывающая положительное влияние на физиологическую лабильность - подвижность нервных аппаратов.
При раздражении симпатических нервов функциональная способность утомленной мышцы повышается.
Медленно развивающееся утомление характеризуется постепенным снижением работоспособности в результате привычной, но чрезмерно длительной или монотонной работы.
Быстро развивающееся утомление, как уже указывалось, чаще всего наступает до приобретения трудовых навыков; в дальнейшем вследствие тренировки образуется динамический рабочий стереотип, дающий возможность выполнять работу длительное время при высокой работоспособности.
Быстро развивающееся утомление можно, по-видимому, считать возникающим уже на фоне привычной работы.
При первичном утомлении трудоспособность падает быстро вследствие развивающегося торможения; при вторичном же утомлении работоспособность снижается постепенно в результате медленного снижения лабильности, характеризующейся затягиванием физиологических интервалов. Иначе говоря, понижается функциональная деятельность, выражающаяся в общем снижении реактивности физиологической системы.
При первичном утомлении торможение быстро развивается и быстро исчезает после прекращения работы; оно ясно очерчено, концентрировано в определенных очагах.
При вторичном утомлении торможение развивается медленно, оно неустойчиво, неглубоко и постепенно приобретает характер как бы застойного торможения.
При утомлении величина условных двигательных рефлексов волнообразно колеблется, доходит до уровня ниже исходного. Резко ослабляются рецепторные функции: снижается лабильность зрительного и слухового анализаторов, нарушаются мышечный баланс глаз, координация движений, их точность, равновесие тела при стоянии.
Динамика лабильности в течение рабочего дня изменяется параллельно изменению работоспособности. Снижение лабильности указывает на начинающееся утомление, что в производственных условиях может выразиться в падении почасовой производительности труда, увеличении брака и продолжительности отдельных операций за счет микропауз.
Вторичное утомление может накапливаться изо дня в день и перейти в переутомление, являющееся уже патологическим состоянием. Переутомление может привести к повышенной заболеваемости.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Министерство образования и науки Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«МАТИ - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени. К.Э. ЦИОЛКОВСКОГО»
Кафедра «Природная и техногенная безопасность и управление риском»
по дисциплине «Медико-биологические основы безопасности»
«Работоспособность. Утомление»
Студент: Нестерова А.А.
Руководитель: Кукин П.П.
МОСКВА 2013
Введение
1. Работоспособность и возраст
2. Факторы, влияющие на работоспособность
3. Оценка работоспособности
4. Основные стадии работоспособности в ходе занятий физкультурой
5. Динамика работоспособности. Работоспособность и утомление
6. Причины утомления и факторы, способствующие его развитию
7. Утомление и его виды
8. Определение переутомления и борьба с ним
9. Теории утомления
Заключение
Список литературы
Введение
Возрастание роли человеческого фактора в эпоху ускорения научно-технического прогресса определяет необходимость усиления внимания к решению ряда теоретических и прикладных проблем физиологического обеспечения высокой работоспособности человека и сохранения его профессионального здоровья. Одно из центральных мест среди этих проблем занимает проблема утомления. Полтора века интенсивных исследований этой проблемы в области физиологии труда и спорта, решая одни вопросы, выдвигают другие. Проблема содержит и сегодня ряд спорных вопросов, а некоторые установившиеся положения заслуживают обсуждения в свете новых фактов и идей. работоспособность здоровье утомление человек
С точки зрения самой сущности рассматриваемого понятия, утомление есть функциональное состояние организма, процесс снижения работоспособности под влиянием труда или состояние состоянии сниженной работоспособности. Работоспособность зависит не только от функционального состояния организма (в частности, утомления), но и от уровня профессиональной подготовленности, мотивации, интереса к работе и других факторов, не связанных с содержанием рабочей нагрузки. Отсюда необходимо уяснить соотношение понятий утомления и работоспособности. Если понимать под утомлением функциональное состояние организма, то в его определении, по-видимому, следует ввести как внутренне (состояние функций), так и внешние (эффективность и качество труда) его проявления.
При определении понятия утомления рассматриваем его в двух аспектах: как функциональное состояние определенной категории специалистов и как состояние, развивающееся под влиянием конкретного вида деятельности, если она не определяет специфические причины и признаки его развития.
Дискуссионным является вопрос о формах и стадиях развития утомления (переутомления), о принципах классификации этого состояния.
В области изучения механизмов утомления несомненный интерес представляют суждения о роли регуляторных и энергетических процессов и, в частности, об особенностях динамики этих процессов в центрально-корковых аппаратах и периферических отделах рабочих органов.
В отношении причин утомления следует остановиться на вопросе о том, какова роль в развитии этого состояния, помимо рабочей нагрузки, других внешних и внутренних факторов деятельности и состояния человека.
В плане симптоматики и диагностики утомления требуют обсуждения вопросы о содержании его специфических и неспецифических признаков применительно к различным формам утомления и разным видам трудовой и спортивной деятельности, о дифференциальной диагностике утомления и других функциональных состояний организма (гипоксия, монотония, десинхроноз и т. д.), о дискоординации функций организма при развитии утомления и последовательности нарушений различных профессиональных и функциональных показателей
1. Работоспособность и возраст
Работоспособность - это способность человека к труду. В науке есть такое понятие трудоспособный возраст. Он не зависит от нашего календарного (хронологического) возраста, т.е. того, что указан в нашем паспорте или свидетельстве о рождении. Он не имеет ограничений по временной шкале ни вверх, ни вниз и зависит только от личных возможностей каждого. Он начинается тогда, когда человек становится способен к труду, и заканчивается, когда такая способность им утрачивается.
Например, работоспособность и трудоспособный возраст самых юных актеров кино, вроде Макколея Калкина, сыгравшего главную роль в популярных фильмах «Один дома - 1» и «Один дома - 2», и ставшего миллионером еще задолго до получения удостоверения личности, наступает, когда им нет еще и 10 лет.
А у многих выдающихся ученых и деятелей искусства он заканчивается, когда им далеко за 80, а фактически одновременно с жизнью. Так до последних дней своей жизни работали физиолог И.П. Павлов (скончался на 87-ом году жизни), химик Н.Д. Зелинский (на 93-ем), микробиолог Н.Ф. Гамалея (на 91-ом), биолог И.В. Мичурин (на 80-ом). Микеланджело творил в 90 лет, Тициан в 99, Айвазовский написал блестящие картины в возрасте 80-82 лет, И.Е. Репин создал свои лучшие картины в возрасте 80-85 лет. Верди сочинил последнюю оперу в 80 лет, Лев Толстой, Вольтер, Гете, Гюго, Бернард Шоу создавали свои шедевры в возрасте 80-90 лет, а Софокл написал свою гениальную трагедию «Эдип» на сотом году жизни. Этот список можно продолжать до бесконечности.
В печати и по телевидению мы сегодня часто видим лица и имена людей в возрасте 100 и даже 130-150 лет, которые нормально себя чувствуют и не утратили работоспособности и ясности ума.
Еще 25 лет назад в нашей стране после выхода на пенсию продолжали трудиться лишь 16,7 % человек, сегодня - каждый четвертый (т. е. 25 %). Потому что ощущение нужности обществу положительно влияет на здоровье человека. Статистика утверждает, что, если сравнивать, как чувствуют себя люди одного возраста, то среди работающих в 2 раза больше тех, кто чувствует себя хорошо и 1, 5 раза меньше тех, кто чувствует себя плохо. Кроме того, работающий человек чувствует себя увереннее и спокойнее в наше сложное время.
Хочу привести несколько фактов о рекордной по возрасту работоспособности, в частности в спорте.
Самая юная чемпионка мира в истории спорта Гертруда Кэролайн Эдерлс установила в 1919 г. мировой рекорд в плавании на 880 ярдов вольным стилем в возрасте 12 лет 10 месяцев.
Самой молодой золотой медалисткой Олимпийских игр стала участница американской команды, выигравшей на Олимпиаде в 1952 г. в Хельсинки эстафетный бег 4x100 м Барбара Перл Джонс. Ей было всего 15 лет и 4 месяца.
Самой пожилой покорительницей Эвереста стала японская пенсионерка, совершившая восхождение в возрасте 63 лет. Через 2 года, в 65 лет, она поднялась на 8 516-метровую вершину Лотсе в Гималаях. А ее соотечественник Дзюитиро Миура поднялся на Эверест, когда ему уже исполнилось 70 лет.
Еще один пожилой японский спортсмен, 95-летний Кодзо Харагути из города Миядзаки, установил рекорд среди спринтеров в возрасте от 95 до 99 лет. Он пробежал 100 м за 22, 04 секунды, улучшив свое собственное достижение на 2 секунды. А 5 лет назад он пробегал те же 100 м за 18,08 секунд. Интересно, что бегом он стал заниматься только в 65 лет.
Англичанка Джерти Эдвартс Ланд доказала, что представления о спаде физической активности и работоспособности (умственной и физической) к ней не относятся, сдав на водительские права в 1988 г., когда ей уже было 90 лет и 7 месяцев.
Но, к сожалению, сегодня немало и других фактов, когда еще молодые люди или люди среднего возраста, становятся неработоспособными в силу различных причин и обстоятельств (болезни, травмы и как следствие инвалидность). Значительно «помолодели» сердечно-сосудистые, эндокринные, онкологические и некоторые другие виды заболеваний.
2 . Факторы, влияющие на работоспособность
Работоспособность и самочувствие, точно зеркало, отражают общее состояние нашего здоровья.
Работоспособность человека не бывает строго постоянной, она изменяется под влиянием многих причин. На нее влияют состояние здоровья, условия питания, трудовые и бытовые факторы, настроение и многое другое.
Она достаточно сильно зависит от продолжительности и характера сна, во время которого человек отдыхает и восстанавливает силы. Здоровый и в меру уставший человек обычно засыпает быстро и спит глубоким сном до утра, к утру его сон становится менее глубоким и более поверхностным. При правильном режиме потребность сна наступает после равных промежутков бодрствования (примерно через 16 часов).
Принято считать, что человеку для сна достаточно примерно 8 часов в сутки. Наиболее приемлемое время для сна - с 11-12 часов вечера до 7-8 часов утра. Профессор медицинского центра Чикагского университета Ева Ван Браун утверждает, что современные люди не только стали спать меньше, чем спали 100 лет назад, но и перестали соизмерять свой сон с сезонными колебаниями продолжительности дня и ночи. Сейчас практически исчезла корреляция числа зачатий со временем года, явно выраженная еще перед Первой мировой войной (1914-1918 гг.) и связанная с продолжительностью зимних ночей.
Сон - пассивный отдых, он устраняет утомление и предупреждает истощение нервных клеток, способствует восстановлению работоспособности организма, т.к. во время сна у человека не только замедляется дыхание, реже становится пульс, расслабляются мышцы, снижается деятельность почек, желудочно-кишечного тракта, но резко изменяется и работа центральной нервной системы. В ней наступает торможение. Сон необходим человеку для выживания.
Современные люди любят похвастаться своей работоспособностью, заявляя, что умеют обходиться всего несколькими часами сна. Но ученые обнаружили, что хроническое недосыпание может представлять серьезную угрозу здоровью и жизни человека.
Люди тысячи лет жили на планете без искусственного освещения, в его организме установились суточные биоритмы. Рассеяв тьму с помощью искусственного освещения всего каких-нибудь 200-250 лет назад, человек стал жить так, будто каждая ночь коротка, как в разгаре лета. Ему нет дела до того, что его клетки хранят память о сложившихся биоритмах, он стремиться, как можно дольше не ложиться спать, игнорируя наступление бионочи, а потом удивляется тому, что уже после 50-55 лет его мучает бессонница. Ведь предыдущие 30-35 лет он только тем и занимался, чтоб украсть у сна лишний час для бодрствования, расстраивая свои биологические часы. Больше других страдают те, у кого скользящий график работы, и те, кто работает по ночам. Среди них особенно высок уровень желудочно-кишечных, сердечно-сосудистых заболеваний, а также бесплодия и хронической усталости.
В преодолении быстрой утомляемости большую роль играет полноценное питание. Питание должно пополнять энергетические запасы организма и повышать его работоспособность. То есть рацион человека, занимающегося спортом или тяжелой физической работой должно быть высококалорийным, небольшим по объему, чтобы не перегружать пищеварительный аппарат, и легкоусвояемым. Например, прекрасным легкоусвояемым продуктом является мед, он полезен и период восстановления, когда надо улучшить питание мышцы сердца и повысить ее работоспособность. Являясь высококалорийным продуктом (100 г его содержится 315-335 ккал), он позволяет быстро восполнить затраченную организмом энергию, например, при занятиях физической культурой и спортом.
Умственная и физическая работоспособность человека зависит от таких факторов как время дня, суток, недели, времени года, состояние здоровья и биологических ритмов.
Все явления, происходящие во Вселенной (вращение земли вокруг Солнца и собственной оси, чередование времен года, морские приливы и отливы, смена дня и ночи и многие другие) происходят ритмично. Суточные и сезонные колебания освещенности, температуры, влажности воздуха, атмосферного давления извечны. С ними рождается и существует все живое. Они связаны с вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, с процессами, происходящими на самом светиле. Еще в начале XX в. сгинувший потом в сталинских лагерях ученый А.Л. Чижевский писал: «Жизнь в значительно большей степени есть явление космическое, чем земное». И все живые организмы, в т.ч. человек, в процессе эволюции выработали тончайшие механизмы, с помощью которых они приспосабливают к этой меняющейся внешней среде деятельность своих систем, органов, клеток и внутриклеточных структур. К простым примерам существования физиологических ритмов относятся ритм бодрствования и сна, годичный ритм спячки у животных, ритм дыхания, сердечных сокращений.
В настоящее время учеными установлено, что у человека более 100 различных физиологических функций, для которых характерна ритмичность.
Исследованиями было установлено, что температура тела человека к вечеру повышается, а утром становится ниже. Меняется частота пульса, кровотока в тканях, артериальное и внутриглазное давление. Не случайно ведь замечено, что некоторые болезни, в частности сердечно-сосудистые, обостряются в вечерние и ночные часы. В крови ночью уменьшается число эритроцитов и лейкоцитов. Изменяется в известной последовательности и содержание в ней химических веществ. Кислотность желудочного сока наиболее высока в утренние часы. Сила мышц у человека максимальна днем, а утром и к ночи она уменьшается. В определенном ритме работают сердце, легкие, пищеварительные органы, эндокринные железы. Ритмичность работы нервной системы обусловливает работоспособность организма в целом.
Исследованиями установлено, что на протяжении суток человек по-разному реагирует на физические нагрузки; выносливость, сила мышц, скорость изменяются волнообразно, подчиняясь общим ритмическим процессам, протекающим в организме. Наиболее слабым по своим функциональным возможностям человек бывает с 3 до 5 часов и с 12 до 16 часов. Первый период спада хорошо знаком всем, кто хоть раз испытал бессонницу, предрассветную безысходность. С 12 часов дня на большинство людей накатывает сонливость, сознание притупляется и заметно возрастает число аварий на производстве и транспорте. Большинство людей, именно в эти часы, заболевает, впадает в депрессию из-за неприятностей или накопившейся хронической усталости, умирает.
Исследователями давно замечено, что у большинства людей работоспособность наиболее высока утром с 8 до 12 часов и вечером с 16 до 18 часов.
Кроме того, у каждого органа в организме человека есть свои «критические часы», когда они наименее работоспособны.
Суточный, многодневный и годичный ритмы имеют большое значение на влияние работоспособности человека, поэтому в начале рабочей недели работоспособность человека хорошая, в середине рабочей недели работоспособность человека максимальна, а в конце недели она идет на спад.
Также ученые давно обратили внимание на спад трудоспособности у некоторых людей весной и осенью. Чередование света и тьмы - главная «пружина» биологических часов. Если человек соблюдает устоявшийся режим жизни, он практически очень редко испытывает чувство дискомфорта и утомляется в эти периоды, т. к. организм человека хорошо приспособлен к ритмичности природных явлений. Но когда происходят нарушения в режиме жизни человека или исчерпываются адаптационные возможности организма, работоспособность человека падает, он чаще утомляется, ослабевает, а то и заболевает.
Последние 25 лет в нашей стране приняты переходы на «летнее» и «зимнее» время, которые выражаются в переводе часов. Многие люди очень плохо переносят это, при чем, чем старше человек, тем хуже. Мне приходилось неоднократно слышать от практически здоровых и работоспособных людей 40-45 -летнего возраста, что осенью, после перевода часов они в течение 1-1,5 месяца просыпаются на час раньше и из-за этого фактически не досыпают и чувствуют себя дискомфортно. Со временем их организм подстраивается под новый ритм.
Но, если у человека есть проблемы со здоровьем, то у него этот процесс идет дольше, он затягивается и у детей, т. к. их организм еще не достаточно готов к таким перестройкам.
Как выяснили экономисты, экономические прибыли, которые получает государства от перевода стрелок часов, невелики, зато потери в работоспособности человека, ущерб его здоровью достаточно ощутим.
С некоторых пор внимание ученых привлекает воздействие Солнца на биологические ритмы людей. Его «возмущения», связанные с усилением термоядерных реакций, тоже, как выяснилось, строго периодичны - происходят в среднем раз в 9-11 лет. В это время изменяются наэлектризованность воздуха и состояние магнитного поля Земли, возрастает рентгеновская радиация, интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений. В годы повышенной солнечной активности изменяется свертывающая способность крови, замедляются реакции организма на сигналы, возрастает количество сердечно-сосудистых заболеваний, чаще происходят вспышки гриппа и некоторых других эпидемических заболеваний.
Но люди, рожденные в годы солнечной активности, более устойчивы к неблагоприятным погодным и климатическим условиям. Они легче переносят стрессы, реже болеют, более активны и работоспособны. Это касается тех, кто родился в 1917-1918, 1928-1929, 1937-1939, 1947-1949, 1956-1959, 1968-1970, 1978-1981, 1989-1990, 2001-2002, сейчас также наблюдаются сильные вспышки на солнце и пик его активности. Дети, рожденные ныне, могут обладать вышеуказанными свойствами, но, конечно, при условии, что их матери не болели во время беременности.
Кроме того, исследователи утверждают, что у здоровых людей в периоды активности Солнца геофизические возмущения стимулируют подъем физической и умственной работоспособности. Так что, спешите творить, разумно придерживаясь рационального образа жизни!
Кстати, А.Л. Чижевский, о котором упоминалось выше, сделал вывод, что в годы солнечной активности на Земле чаще происходят природные катаклизмы и социальные потрясения
Если после труда, учебной деятельности, занятий спортом у вас хорошее самочувствие, аппетит, сон, есть и в дальнейшем желание работать, учиться, заниматься спортом, то это положительные факторы, которые указывают, что организм успешно справляется с нагрузками и их можно постепенно увеличивать.
3. Оценка работоспособности
Физическую работоспособность оценивают с помощью целого ряда тестов. Одни из них предусматривает характеристику физической работоспособности по длительности работы при заданной мощности. Другие - по величине частоты максимального потребления кислорода (МПК), третьи - по величине частоты сердечных сокращений (ЧСС) при выполнении нагрузки определенной мощности или по величине той мощности работы, которая необходима для повышения ЧСС до определенного уровня (например, до 130, 150 или 170 уд/мин).
Наиболее точны так называемые «максимальные» тесты, например МПК. Однако методика их проведения сложна и требует специально обученного персонала и связана с необходимостью выполнения максимальной физической нагрузки, что порой нежелательно даже для спортсмена, т.к. может отрицательно повлиять на его спортивную работоспособность, а для лиц среднего и пожилого возраста может быть даже опасна для здоровья.
В связи с этим наибольшее распространение получили «субмаксимальные» тесты, в которых используются сравнительно умеренные мышечные нагрузки.
Среди них наибольшее распространение получил Гарвардский степ-тест, 12- минутный тест Купера, проба PWC170 (что означает: физическая работоспособность при пульсе 170 уд/мин) и некоторые другие.
4 . Основные стадии работоспособности в ходе занятий физкультурой
Рассмотрим несколько стадий изменения работоспособности при занятии физической культурой и спортом. Выделяют следующие стадии: стартовое состояние, врабатывание, разминка, «мертвая точка» и «второе дыхание», устойчивое состояние.
Стартовое состояние - такое состояние, когда в организме наступают физиологические изменения, сходные с теми, которые вызываются мышечной работой, т. к. у человека в организме уже заранее начинаются физиологические сдвиги, необходимые для интенсивной физической нагрузки. В его основе лежит условный рефлекс на предстоящую тренировку или соревнование. Условными раздражителями здесь служат обстановка (вид спортзала, площадки, бассейна, соперников, товарищей, болельщиков тренера и т. д.). Сама мысль о тренировке или соревновании тоже является условным раздражителем. Безусловным раздражителем, на базе которого возникают условные рефлексы, является уже сама мышечная работа.
Врабатывание - стадия, связанная с налаживанием условно-рефлекторных связей. Играет важную роль в процессе постепенного вхождения организма в физическую нагрузку. Рост работоспособности в начале физической нагрузки зависит от ряда физиологических процессов, происходящих в организме. Аппарат кровообращения постепенно включается в работу, большинство капилляров мышц в покое закрыто, а теперь они раскрываются, снабжая мышцы кровью. Сопротивление мышц кровотоку уменьшается, облегчается работа сердца, дыхание учащается и углубляется. Работоспособность зависит от степени возбудимости нервной системы, которая в покое относительно низкая, но при нагрузке начинает увеличиваться. Основной показатель работоспособности нервных центров - лабильность (показатель, выражающийся в максимальной частоте нервных импульсов).
Разминка - имеет в своей основе, все вышеуказанные процессы и позволяет регулировать врабатывание, доводя его в определенный момент до того (например, во время старта), чтобы организм достиг необходимо высокого уровня работоспособности.
«Мертвая точка» или «второе дыхание». Мертвая точка» - состояние, когда у спортсмена резко падает работоспособность, ощущается скованность движений, затруднение дыхания, наблюдается учащение сердцебиения, снижение частоты и силы движений. Такое состояние может быть связано с недостаточностью врабатываемости организма, когда из-за высокой интенсивности движений происходит запредельное торможений в двигательных нервных центрах. Наступившая «мертва точка» вынуждает или уменьшить темп или прекратить занятия.
Если спортсмен усилием воли продолжил соревнование или занятие, снизив темп, через некоторое время наступает «второе дыхание». Организм постепенно налаживает координацию между дыханием, кровообращением и интенсивностью движений и работоспособность его вновь повышается.
Таким образом, «мертвая точка» - результат торможения, наступившего вслед за сильным возбуждением, а «второе дыхание» - это возбуждение, пришедшее на смену торможению.
Устойчивое состояние - период, когда процесс врабатывания закончился, деятельность всех органов и систем организма достигла определенного постоянного уровня, позволяющего длительно выполнять нагрузку в заданном режиме. Такое состояние наблюдается у бегунов на стайерских и марафонских дистанциях, у участников лыжных кроссов, велогонок и пр.
5 . Динамика работоспособности. Работоспособность и утомление
В целом динамика работоспособности любого человека включает фазы:
1) мобилизации, т.е. подготовки к деятельности;
2) первичной реакции, отражающей процесс количественного уравновешивания;
3) гиперкомпенсации, т.е. поиска оптимального решения, когда работоспособность адекватна требованиям деятельности;
4) субкомпенсации, постепенного истощения сил организма;
Чрезмерная и длительная нагрузка, превышающая пределы работоспособности организма (перегрузка), часто приводит к снижению и физической и умственной работоспособности. Человек начинает делать большое количество ошибок, темп его работы замедляется, нарушается координация движений, точность выполнения операций, появляется рассеянность, а иногда головная боль и бессонница. Такое состояние называют усталостью - субъективным (т.е. свойственным какому-то определенному лицу, субъекту) утомлением.
Время наступления усталости (субъективного утомления) у разных людей при физической нагрузке проявляются неодинаково. Утомление - показатель того, что организм не может работать в полную силу.
Признаки утомления при статической работе, например, можно выявить, проведя простую лабораторную работу. Необходимо взять в руку груз (3-4 кг) и вытянуть ее в сторону строго горизонтально, предварительно отметив уровень, на котором находится рука на стене.
6 . Причины утомления и факторы, способствующие его развитию
Основной причиной утомления в мышцах может быть накопление большого количества не окисленной молочной кислоты. Это затрудняет дальнейший распад энергетических веществ и снижает работоспособность мышц.
Оно может быть связано с изменениями функции желез внутренней секреции (например, изменение соотношения между работой желез, частичное истощение некоторых желез и др.).
Утомление может наступить вследствие недостаточной работоспособности сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Из-за недостатка кислорода и избытка углекислого газа меняется кислотность крови, падает уровень сахара в ней.
Но ведущую роль в развитии утомления играет центральная нервная система. Нервные клетки очень чувствительны к изменениям в составе омывающих ее тканевых жидкостей. Скелетные мышцы еще могут сохранять свою работоспособность, а в нервных клетках она уже снижается, падает лабильность, уменьшается возбудимость нервных клеток, нарушается нормальный процесс соотношения процессов возбуждения и торможения, развивается запредельное торможение.
Утомление - совокупность изменений в физическом, психическом состоянии человека, развивающихся в результате деятельности и ведущих к временному снижению эффективности работоспособности.
Утомление - процесс, возникающий по ходу работы и ограничивающий ее продолжительность. Оно характерно для всех фаз работоспособности, начиная с субкомпенсации, когда наступает значительное снижение физиологических резервов, и организм переходит на энергетически менее выгодные виды реакций, например, поддержание минутного кровотока за счет увеличения частоты сокращений сердца вместо более выгодной реакции увеличения ударного объема. Или, например, осуществление двигательных реакций осуществляется большим числом функциональных мышечных единиц при ослаблении силы сокращений отдельных мышечных волокон, т.е. нарушении чередования периодов работы и отдыха мышечных групп, участвующих в сокращении. У человека в начальных стадиях утомления снижается эффективность работоспособности, т.е. возрастает величина физиологических и психологических затрат, необходимых для одного и того же трудового акта, действия, а уже затем падает и производительность труда и эффективность деятельности.
При утомлении, прежде всего, нарушаются устойчивость вегетативных функций, сила и скорость мышечного сокращения, ухудшаются регуляция функций, выработка и торможение условных рефлексов. Вследствие чего, как было сказано выше, и происходит замедление темпов деятельности, нарушаются ритмичность, точность и координация движений и получается, что для одной и той же деятельности требуются большие энергетические затраты. Повышаются пороги сенсорных (чувствительных) систем, в процессах принятия решения доминируют при умственной деятельности готовые стереотипные решения, внимание человека ослаблено и с трудом переключается. Для утомления характерны увеличение числа ошибок и изменение их структуры, так в начальных фазах утомления доминируют количественные ошибки, а последующих фазах - появляются и качественные.
Развитие картины утомления можно в целом охарактеризовать как нарушение адекватной (правильной) ответа организма требованиям, предъявляемым характером деятельности. При этом нарушаются все 3 основные требования адекватности:
Оптимальность частных реакции, лежащих в основе в основе деятельности;
И их согласование друг с другом;
Качественное и количественное соответствие ответа организма требованиям задачи и минимизация расхода физиологических резервов.
При выраженном утомлении наблюдается полное прекращение работы.
Утомление у человека, как и животного, связано с рядом механизмов, связанных с биохимическими изменениями на клеточном уровне и нарушением условно-рефлекторной деятельности. Но динамика и ряд структурных механизмов утомления у человека регулируются еще и мотивами деятельности, ее целями, характером. Поэтому утомление у животного и у человека имеет ряд принципиальных различий. В частности, у животных не наблюдается строгого развития фаз утомления, более характерно просто последовательное количественных показателей и менее выражено изменение структуры деятельности. У них утомление практически не подавляется волевым усилием.
На динамику утомления влияет характер деятельности, в первую очередь ее интенсивность и темп. Существует оптимальная интенсивность деятельности, при которой утомление наступает позже. Увеличение или уменьшение этой интенсивности ускоряет наступление утомления.
Например, всем хорошо известно, что наиболее быстро развивается утомление при монотонной, статической работе и сенсорно (чувственно) обедненной деятельности. Если человек длительное время выполняет одну и туже операцию, физическое упражнение, требующие ограниченного набора движений, его внимание снижается быстро, угасают положительные мотивы деятельности. Это обычно происходит при узкоспециализированной работе на конвейере, при сборке каких-либо механизмов, изготовлении деталей (монотонная работа).
Быстро устает человек, выполняющий работу в статической позе (вязание, вышивание, печатание, работа за компьютером и т. д.).
На утомление влияют и внешние раздражители, поступающие к человеку, например, звуковые и световые сигналы, содержащие сведения об условиях деятельности. Например, водитель проделал путь в 500 км в условиях светового дня и при хороших погодных условиях, он чувствует усталость. Но этот же водитель, проехавший тот же путь при плохих погодных условиях (туман, ночь, сильный дождь), однозначно устанет еще больше. Высокий уровень шума утомляет человека, но и полная тишина могут вызывать у человека раздражение и утомление. Поэтому на производстве должно уделяться большое внимание микроклимату рабочей среды: температуре воздуха, его влажности, составу, наличию в нем химических примесей, шуму, вибрации, освещенности и т.д.
Скорость возникновения и развития усталости зависит и от ряда психологических характеристик личности - уровня тревожности, волевых качеств, в т. ч. настойчивости и других активационных параметров, т.е. таких функциональных свойств человека, которые обеспечивают степень реализации в конкретной деятельности его потенциальных возможностей. Например, внимание, как активационный параметр обеспечивает большие возможности для запоминания. А высокий уровень волевых качеств личности позволяет поддерживать необходимо высокий уровень деятельности даже при выраженном чувстве усталости.
Развитие утомления зависит от состояния здоровья человека и его физической подготовки, которые не только обусловливают большие физиологические резервы, но и способствуют более быстрой и устойчивой мобилизации и формированию функциональных систем. Например, физически крепкий и здоровый при необходимости может пройти в день 5-10 км и при этом будет чувствовать себя прекрасно, хотя до этого он давно не испытывал подобных физических нагрузок. Больному человеку это может просто оказаться не по силам, либо он будет крайне утомлен, а может оказаться и неработоспособным в течение длительного времени. Или другой пример, водитель со стажем, не чувствует усталости, хотя он провел в пути много часов подряд, а водитель новичок, совершивший поездку из одного населенного пункта в другой (даже, если это всего несколько десятков километров), может чувствовать себя очень уставшим.
7 . Утомление и его виды
В зависимости от вида выполняемой работы выделяют умственное и физическое утомление.
При изменениях, появляющихся вследствие интенсивных процессов репродуктивной деятельности, связанной с обработкой информации по жесткой схеме или правилам (например, счет или разнесение информации одновременно по многим рубрикам), формируется умственное утомление. Оно возникает также при продуктивной деятельности, включающей процессы преобразования информации, формирование суждений, понятий, умозаключений. Такой вид утомления характерен и для эвристической (поисковой) деятельности, либо творческой деятельности, осуществляемой по индивидуальным, неявным алгоритмам.
При физическом утомлении учитывают отклонения энергетических показателей обмена, например, изменение температуры тела, биоэлектрических потенциалов.
В связи с тем, что обнаружилась принципиальная общность этих двух видов утомления, все большее распространение приобретает классификация, основанная на преимущественной локализации утомления в звеньях нервной системы, обеспечивающей деятельность человека.
Так различают сенсорное утомление и его виды (перцептивное и информативное) и эффекторное утомление.
Кроме того, выделяют общее утомление.
Сенсорное утомление развивается в результате длительного или интенсивного воздействия раздражителя (сильный шум, свет), при котором первичные изменения возникают в сенсорных системах, начиная от рецептора и кончая корковым концом анализатора.
Перцептивное утомление, локализованное преимущественно в корковом конце анализатора, связано с трудностью обнаружения сигнала (например, при больших помехах, при его малой интенсивности, трудности дифференцирования).
Информационное утомление развивается вследствие недостаточной информации или при информативной перегрузке, когда наибольшая нагрузка падает на динамику межцентральных отношений, заключающуюся в замыкании временных связей между различными структурами в центральной нервной системе и оживлении ассоциативных связей, позволяющих правильно отразить в сознании объективную картину окружающей среды. Например, человек быстро устает, если вынужден из-за шума постоянно прислушиваться, из-за плохой видимости и освещенности приглядываться, либо из-за того, что информация быстро меняется, мелькает или просто очень объемна.
Эффекторное утомление возникает при локализации изменений преимущественно в отделах центральной нервной системы, формирующих двигательный акт.
Начальные фазы утомления оказывают благотворное влияние на устойчивость организма, способствуют в последующем более быстрой и совершенной мобилизации резервов и компенсаторных функций, они ускоряют овладения навыками и способствуют их закреплению.
Но ярко выраженное утомление отрицательно влияет на организм, уменьшая производительность труда, работоспособность человека в целом. И даже приводит к предпатологической фазе срыва.
Вместе с тем в утомлении есть не только отрицательная сторона, но и положительная. Чувство утомления предохраняет организм человека от перенапряжения и препятствует истощению нервной системы.
8 . Определение переутомления и борьба с ним
После каждой умственной и физической нагрузки, тренировочного занятия организм отдыхает и постепенно опять становится работоспособным. Причем, чем интенсивнее была умственная или физическая деятельность, тем дольше будет идти процесс восстановления.
Чередование работы с отдыхом имеет важное значение в жизни человека. Отдых считается полноценным, когда педагогу всегда собранному в классе аудитории, где масса людей шум, удалось посидеть спокойно, помолчать. Когда продавцу, проведшему день, стоя за прилавком, удалось полежать, удалось полежать, послушать тихую музыку. А студентам, аспирантам, ученым, которые часами сидят за столом в аудитории, библиотеке, лаборатории, удалось вырваться на пикник, где все веселятся, поют, танцуют, поют, играют в мяч.
Наиболее благоприятен активный отдых. Он может быть ежедневным, еженедельным и ежегодным.
Каждый человек, при желании может выделить в течение дня 0,5-1,5 часа для прогулки на свежем воздухе (пройти несколько остановок пешком, если дом далеко от работы, или вообще пойти пешком, если он недалеко) или танцев. Последние очень благотворно влияют на организм человека, снимают раздражительность, угрюмость, нормализуют артериальное давление, расширяют и наполняют сосуды, питающие мышцы.
Очень важно планировать активный отдых в выходные дни. Прогулка в лес или хотя бы в парк, работа на дачном участке, посещение тренажерного зала, спортивной площадки или бассейна, занятия спортом и физической культурой, танцы просто необходимы тем, кто всю неделю был занят преимущественно умственной работой. Сбор грибов или охота, рыбалка, пребывание на свежем воздухе увеличивают общую работоспособность и являются важными составляющими успешной подготовки к новой неделе.
Для тех, кто всю неделю занимался преимущественно физическим трудом, спортом, наоборот больше подойдут иные виды отдыха: посещение музея или выставки и т.д. Им не помешает лишний час-два спокойного, глубокого сна днем, лучше всего в те часы, когда наш организм наиболее слаб (между часом дня и четырьмя часами пополудни). В целом сон не мешает никому.
Ежегодный отдых - это не просто отпуск и в лучшем случае многодневная поездка к морю, где человек будет есть, спать и часами лежать на пляже. Это, конечно, тоже отдых, но пассивный. Это время, которое можно использовать более рационально и большей пользой для организма. Чтобы хорошо отдохнуть, надо переключиться, побывать там, где вы еще не были, заняться чем-то, противоположным повседневности. Пеший, водный, горный туризм, велотуризм, охота, рыбная ловля, в различных комбинациях, в сочетании с работой по дому (ремонт, генеральная уборка) или на даче, с экскурсионной поездкой дадут больший эффект. Такие варианты хороши и для тех, кто ведет малоподвижный образ жизни в течение года, и для тех, кто много работает физически. Пребывая на воздухе среди природы в разное время дня и года, человек подвергается воздействию смены разных температур, солнечной инсоляции, движению воздуха и т. д. все эти факторы закаливают организм, укрепляют его здоровье и работоспособность.
Нерациональный также отдых ведет к развитию патологического состояния переутомления. Однажды может так случиться, что работоспособность снизится и для восстановления потребуется более длительный отдых, чем обычно. Так обычно дает о себе знать переутомление или болезнь. Оно может сопровождаться неврозами и сосудистыми заболеваниями.
В научно-популярной и медицинской литературе довольно часто встречается понятие - синдром «весенней усталости». Одна из причин этого синдрома неправильная организация труда, учебной деятельности или спортивных тренировок. Во-вторых, человек сталкивается с ним, потому что весной наш организм проходит своеобразную сезонную адаптацию, о чем уже говорилось выше. Чтобы сгладить этот процесс адаптации, необходимо избегать чрезмерной физической и умственной нагрузки, «авралов» на работе и в учебе, наладить режим дня. Под ним понимается правильное чередование периодов работы и отдыха, их продолжительность, рациональное распределение во времени в течение не только дня, но и недели, и месяца. Необходимо уделять отдыху достаточное время, высыпаться. Хороший иммунитет не только противостоит болезням, но и увеличивает работоспособность человека, поддержать его весной поможет прием поливитаминов.
Для быстрого восстановления сил и профилактики утомления переутомления в свой распорядок жизни человеку следует включать физически активные и информативно-познавательные виды отдыха, которые упоминались выше.
Определить причины переутомления не так уж и легко, поэтому и необходимо обращение к врачу.
Симптомы переутомления желательно распознать как можно раньше, поэтому тем, кто серьезно занимается спортом, тренеры часто советуют вести дневник, в котором спортсмен учиться контролировать свое состояние.
Субъективные признаки физического утомления человека - неприятные ощущения в работающих мышцах и суставах, при статической позе - боль и чувство затекания в мышцах спины, живота и шеи, появление боли в области лба и затылка, последние симптомы характерны и при умственном утомлении. Для обоих видов утомления характерно нарушение сосредоточенности, легкая отвлекаемость, вначале некоторое увеличение, а затем резкое ограничение контактов с окружающими, неосознанное стремление делать перерывы в работе более частыми и длительными.
Следует принять во внимание, единичные случаи плохого засыпания и бессонницы могут иногда быть при очень больших нагрузках или накануне каких-либо ответственных мероприятий (соревнования, контрольные, зачеты, экзамены и т. д.), но постоянный плохой сон указывает на переутомление. Отсутствие сна (бессонница), аппетита и резкая потеря веса - тревожные сигналы, свидетельствующие о переутомлении.
Утомление может стать хроническим и перейти в переутомление. В таком случае врачи говорят о синдроме «хронической усталости». И все чаще звучит такое знакомое слово - депрессия, характеризующая общее утомление, подчеркивающая при этом наиболее выраженные нарушения в центральной нервной системе.
В этом случае человеку, а тем более спортсмену, следует обратиться к врачу. Хроническая усталость может быть результатом больших нагрузок одновременно не только, тренировке, но и в учебном процессе или на работе, если идет их совмещение. Часто в этом, как уже отмечалось выше, повинен неправильный образ жизни.
Симптомы «хронической усталости» таковы:
Стойкое нарушение сна (бессонница или наоборот сонливость);
Резкое нарушение аппетита (его утрата или наоборот резкое возрастание);
Нарушение функции кишечника (запоры);
Повышенная утомляемость при обычных физических и интеллектуальных нагрузках, постоянная слабость, головокружение;
Боли и различные неприятные ощущения в теле (например, в области сердца, желудка, мышцах);
Снижение либидо (сексуального влечения).
Методы борьбы с утомлением стали разрабатываться практически одновременно с теориями утомления.
Борьба с утомлением осуществляется на производстве, в учебных заведениях и быту.
На производстве это осуществляется путем внедрения рациональных режимов труда и отдыха, эргономических рекомендация по организации рабочего места, панелей и пультов управления, рациональным распределением функций между человеком и машиной (это так называемая научная организация труда - НОТ). Кроме того, разработаны комплексы производственной гимнастки для различных категорий работников (Смотри список литературы, № 12-16). На первый взгляд это невероятно и фантастично, но простые упражнения способны повлиять и на работоспособность человека и его здоровье.
В учебной деятельности, в частности в школе, это осуществляется через внедрение в учебно-педагогический процесс различных педагогических технологий (здоровье сберегающих, личностно-ориентированных и т. д.). Мощным средством борьбы с утомлением в учебной деятельности в целом и спорте, в частности, является тренировка, которая предусматривает формирование оптимальных функциональных систем, обеспечивающих минимальное расходование физиологических резервов при заданной интенсивности, упрочение навыков, правильное распределение микропауз и перерывов в работе. Так, например, перерывы между уроками, учебными занятиями не должны быть менее 10 минут, т. к. это минимальное время, которое нужно организму человека для перестройки с одного вида деятельности на другой. В течение учебного дня предпочтительнее дать учащимся две больших перемены (по 20 минут), нежели одну (30-40 минут). Чтобы избежать перегрузки учащихся и как следствие их утомления и переутомления, при составлении расписания также учитываются сложность изучаемого предмета, его положение в расписании на день и на неделю, количество уроков в день и неделю. Так наиболее продуктивными учебными днями, сточки зрения психологов и физиологов, являются среда и четверг, а часами - 2-3 уроки.
В быту проблему переутомления призвано решить улучшение условий обитаемости. Например, нежелательно, чтобы человек добирался на работу или с работы транспортом более 45 мин, т. к. после этого времени начинает развиваться так называемая «транспортная усталость». Человек не должен тратить на походы по магазинам и другим предприятиям бытовых услуг ежедневно более 1,5-2 часов, добираясь домой с работы. У себя дома каждый человек решает проблем преодоления усталости самостоятельно, покупая различную бытовую технику, облегчающую труд и экономящую наше время. Но, кстати, если человек не будет дома заниматься физическим трудом да еще и на работе будет преимущественно заниматься умственной деятельность - грозит ему гиподинамией. С ней связано повышение веса, рост сердечно-сосудистых заболеваний. Таким образом, в объеме физических и умственных нагрузок должна быть «золотая середина».
Серьезное значение в борьбе с переутомлением имеет эмоциональное и мотивационное содержание деятельности. Чем значимее мотивы труда, тем позже наступает усталость, особенно если это мотивы высокого социального значения или они имеют соревновательный характер. Они обуславливают интерес к работе, творческое отношение к ней. Положительные эмоции обеспечивают быстрое включение в ритм трудовой деятельности, способствуют сохранению оптимальной работоспособности, более полной мобилизации физиологических резервов организма.
Занятия физической культурой и спортом, правильный размеренный образ жизни и питания, душевное равновесие - вот слагаемые долголетия, сохранения здоровья и работоспособности. Плановость и организованность позволят достичь наивысшей работоспособности и избежать утомления. Известный академик Н.Е. Введенский, автор одной из теорий утомления, писал: «Каждый молодой организм в нормальных условиях носит в себе огромный запас сил и энергии».
9 . Теории утомления
Теории утомления стали возникать дано. Из многочисленных теорий утомления теория «отравления» немецкого ученого Э. Пфлюгера (1872), «истощения» М. Шиффа (1868, Швейцария), «обменная теория» английского исследователя А. Хилла (1929) и другие имеют только исторический интерес. Э. Пфлюгер предполагал, что утомление мышц наступает из-за отравления или засорения ее ядовитыми продуктами. М. Шифф предполагал, что мышца истощается от недостатка питательных веществ. Однако все эти теории не объясняли причин утомления. В результате возникло предположение, что причина утомления кроется не в мышце. Была высказана гипотеза об утомлении нервов. Однако И.М. Сеченов и Н.Е. Введенский доказали, что нервные проводники практически неутомляемы. Путь к разгадке тайны утомления открыл И.М. Сеченов.
Сегодня признаны 2 группы теорий, на основании которых первичными считаются изменения в нервных центрах.
Согласно одной из них, основой утомления являются гипоксические, т. е. связанные с недостаточностью кислородного снабжения, нарушения в нервных структурах, регулирующих процессы гомеостаза, в особенности изменения медиаторного обмена и химических процессов возникновения и передачи возбуждений.
Сторонники второй группы теорий отрицают единый механизм возникновения утомления. По их мнению, появление утомления может быть обусловлено целым рядом факторов или их комбинациями, начиная с недостаточности кровообращения при локальном мышечном утомлении и заканчивая изменением структуры гомеостатической регуляции со стороны высших отделов центральной нервной системы (охранительное торможение) при общей усталости.
Большую роль в разработке современных теорий утомления сыграли, как уже отмечалось выше, известный физиолог И.М. Сеченов, академии Н.Е Введенский, а также Нобелевский лауреат 1904 г. физиолог И.П. Павлов, А.А. Ухтомский и Л.А Орбели. Последний, кстати, рассматривал утомление как нарушение адаптационно-трофической регуляции со стороны вегетативной нервной системы.
Проблему утомления изучали и физиологи советского периода Г.В. Фольборт, С.А. Косилов и другие.
В современных исследованиях вскрыт ряд тонких механизмов утомления, связанных с нарушением обмена макроэргических соединений, снижением активности окислительных ферментов, изменением характера эндокринной регуляции со стороны гипоталамуса. Например, зарегистрировано снижение функции надпочечников, угнетение выработки адренокортикотропного гормона гипофизом. Установлено, что вначале утомления повышается, а затем снижается активность инсулярного аппарата поджелудочной железы. Это ведет к увеличению недоокисленных продуктов в организме человека и к гипергликемии. Как следствие этих процессов у человека возникают вторичные изменения афферентной импульсации, что еще больше ухудшает состояние гомеостаза и ведет к нарушению согласованности вегетативных и двигательных рабочих реакций.
Еще И.М. Сеченов установил, что правая рука после длительной работы быстрее восстанавливала работоспособность, если в период ее отдыха работала левая рука. Нервные центры левой руки как бы заражали утомленные нервные центры правой руки. Оказалось, что утомление снимается быстрее, когда отдых одних органов сочетается с работой других. Своими опытами И.М. Сеченов наметил пути снятия утомления и способы разумной организации отдыха, о которых говорилось выше.
Заключение
В прикладном плане важными для обсуждения являются вопросы о методических приемах диагностики утомления. Возрастает внимание к методам оценки функциональных резервов организма, их качественным и количественным характеристикам, как показателям скорости развития утомления, адекватность и информативность профессиональных и функциональных нагрузочных проб. Интересны и возможности новых методических направлений, таких, как, например, оценка изменений уровня функциональной асимметрии парных органов.
Разработаны некоторые субъективные и объективные методы: тест определения локализации различных ощущении усталости, тест субъективного шкалирования утомления в различных регионах тела, метод измерений периметров конечностей человека.
Тест определения локализации ощущений усталости состоит из схемы членения поверхности человеческого тела на 100 регионов и небольшой анкеты. При субъективном шкалировании утомления изучаются те локализации, где заранее установлено, что признаки утомления особенно сильно выражены; используется от 5 до 11 шкал. Для определения периметров конечности применяются специальные комплекты измерения, состоящие из измерительных лент шириной от 1 до 3 мм и калиброванных линеек, имеющих деления от 0.1 до 0.2 мм.
Лабораторные исследования показали перспективность разработанных методов. Так, коэффициент корреляции между полученными данными субъективного шкалирования утомления и объективного измерения снижения работоспособности составлял 0.8 0.9, а между теми же субъективными показателями и увеличением периметров конечности до 0.75.
...Подобные документы
Работоспособность и возраст. Оценка работоспособности с применением тестов. Основные стадии и динамика ее изменения в ходе занятий физкультурой. Работоспособность и утомление. Причины утомления и факторы, способствующие его развитию. Теории утомления.
лекция , добавлен 27.01.2012
Определение работоспособности и характеристика её основных уровней. Понятие утомления и изучение классификации тяжести и напряжённости труда. Основные формы профилактики переутомления. Изучение общих режимов труда и отдыха при строительном производстве.
курсовая работа , добавлен 29.05.2014
Сущность, показатели и динамика работоспособности. Производственное утомление, его виды и причины. Снижение работоспособности в процессе труда. Современная теория утомления. Характер нейрофизиологического конфликта. Проектирование трудовых процессов.
контрольная работа , добавлен 10.11.2013
Физическая и умственная работоспособность человека и продуктивность его труда. Симптомы и проявление умственного утомления и усталости. Взаимосвязь умственной деятельности и физической активности. Обзор теории утомления. Характеристика усталости и апатии.
реферат , добавлен 09.12.2011
Взаимосвязь потребностей, мотивационных факторов и стимулов трудовой деятельности. Виды неблагоприятных состояний, причины их возникновения. Признаки и стадии утомления. Состояние монотонии и дистресса. Приемы управления эмоциями и выхода из стресса.
реферат , добавлен 21.02.2013
Формирование здорового образа жизни учащихся. Возможности, предупреждающие разрушение здоровья ребенка. Принцип здоровьеоберегающего подхода при формировании процесса обучения и воспитания. Понятие и профилактика утомления и снижении работоспособности.
реферат , добавлен 19.02.2009
Роль умственного труда, его физиологическая особенность. Различия физической трудовой деятельности и умственной. Повышение тонуса сосудов при неправильной организации труда, признаки утомления. Организация режима труда и профилактика переутомления.
реферат , добавлен 04.06.2010
Понятие и цели обеспечения нормальных условий труда, их влияние на здоровье и работоспособность персонала. Причины и виды утомления. Меры борьбы с шумом, вибрацией и загрязнением воздуха. Оплата труда на работах с тяжелыми (вредными, опасными) условиями.
презентация , добавлен 17.03.2014
Влияние эргономических характеристик рабочего места на работоспособность и здоровье работника. Особенности трудовой деятельности работников бухгалтерии, объем и интенсивность информационных потоков. Организация рабочего места и профилактика утомления.
реферат , добавлен 25.04.2009
Классификация основных форм деятельности человека. Физиологические изменения в организме при работе. Утомление и переутомление и их последствия. Профилактика утомления и основные пути повышения эффективности трудовой деятельности человека.
Зарубежные ученые, видя, что одними гуморальными теориями утомления не объяснить, стали заниматься изучением утомляемости нервных проводников. Они утверждали, что под влиянием длительного прохождения импульсов возбуждения (например при раздражении электрическим током) нервные проводники утомляются.
Русский же физиолог Н. Е. Введенский, подвергнув критике ряд ошибок в опытах западных ученых, доказал на фактах, что нервные проводники практически неутомляемы и что в нервах физиологическое проведение возбуждения происходит с минимальной тратой энергии. Следовательно, причина утомления крылась не в мышце и не в нервном проводнике. Естественно, что мысль ученых обратилась к изучению работоспособности нервных клеток.
Одним из первых, кто на ярком и интересном опыте сумел показать, куда тянутся нити утомления, был И. М. Сеченов. Усиленное изучение вопросов физиологии труда в нашем отечестве началось именно его блистательными работами. Прекрасные исследования И. М. Сеченова «Участие нервной системы в рабочих движениях человека» и «Очерк рабочих движений человека» и по сей день служат настольными руководствами для исследователей, изучающих физиологию труда. Занимаясь вопросами утомления, И. М. Сеченов искал не только причины утомления, но и стремился найти рациональные меры борьбы с этим состоянием.
Вообразим Ивана Михайловича Сеченова, сидящего за простым прибором, несколько напоминающим описанный выше эргограф. Только на сеченовском эргографе работал уже не один палец, а вся рука, движения которой были подобны тем, какие совершаются при пилке дров. Груз в определенном ритме поднимается и опускается с каждым взмахом руки. Проходит 4 часа, рука уже сделала 4800 движений, высота поднятия груза все более и более уменьшается, надвигается утомление. С этим неотвратимым явлением решает вступить в борьбу пытливый ум ученого, он ищет то «целебное лекарство», которое бы могло устранить утомление.
Ученый находит, что кратковременная работа левой руки снимает утомление правой руки гораздо быстрее, чем длительный отдых.
И. М. Сеченов объяснил это следующим образом: кратковременная работа левой (не работающей) рукой рождает в чувствующих нервах мышц импульсы возбуждения, несущиеся в центральную нервную систему, где они как бы перестраивают работу нервной системы, возбуждая и освежая ее, настраивая на новый плодотворный рабочий ритм. Если это так, рассуждал И. М. Сеченов, значит и легкое электрическое раздражение левой руки также должно снимать утомление. На самом деле так и оказалось: как внешние благотворные раздражения, сообщающие нам хорошее и приятное настроение (песня и музыка, соревнование и интерес к работе), вызывая возбуждение анализаторов, * повышают работоспособность нервной системы и нашего мозга, так и незначительная работа незанятой трудом левой рукой или слабые электрические раздражения ее уменьшают утомление. Таким образом И. М. Сеченов показал, что сущность утомления коренится в процессах, происходящих в центральной нервной системе.
Изучением явления, открытого И. М. Сеченовым, занимались и занимаются многие советские физиологи (Н. К. Верещагин, С. И. Крапивенцева, М. Е. Маршак, Г. В. Попов, А. Д. Слоним и др.). В последнее время, например, советский ученый Ш. А. Чахнашвили показал, что восстановление работоспособности утомленной руки происходит не только при активном отдыхе, связанном с деятельностью другой руки, но и при кратковременной работе, производимой во время отдыха нижними конечностями, мышцами туловища и шеи, жевательными мышцами. Оказалось, что сокращение мышц шеи (при движении головы) в течение 10-секундного отдыха увеличивает восстановление работоспособности утомленной руки на 61-75% по сравнению с «пассивным» отдыхом той же продолжительности.
* Анализатор представляет собой комплексное образование, включающее в себя рецептор, чувствительный нерв и нервный центр в коре больших полушарий. Рецепторы (от латинского слова recipio - воспринимаю) это чувствительные нервные окончания в мышце или другом органе (глаз, ухо). Восприятие внешних и внутренних раздражений осуществляется не рецепторами, как таковыми, а всей системой анализатора в целом. Учение об анализаторах впервые введено в физиологическую науку .
1.1. Утомление в изолированном нервно-мышечном аппарате. Теории развития утомления.
Утомление - сложное явление, развивающееся во всем организме. Развивающееся в опыте утомление изолированной мышцы в связи с ее длительной работой выражается в постепенном уменьшении амплитуды сокращений, удлинении фазы расслабления, а также в том, что расслабление постепенно становится все менее полным - развивается контрактура. Специальные исследования обнаружили, что в утомленной мышце уменьшается возбудимость (порог раздражения повышается), удлиняется скрытый период (отрезок времени от момента начала раздражения мышцы до момента начала сокращения), увеличивается вязкость. Необходимо отметить, что эти признаки имеют место и при двигательной деятельности в мышцах всего организма.
Нервно-мышечный препарат содержит в себе три элемента: мышечное волокно, нервно-мышечный синапс и нервное волокно. Опыт показывает, что при утомлении нервно-мышечного препарата изменение функциональных свойств наступает, в первую очередь, в нервно-мышечных синапсах, во вторую очередь, - непосредственно в мышечных волокнах. Что касается нервных проводников, то они, как впервые показал Н. Е. Введенский, практически «неутомимы». Изменение функциональных свойств нервно-мышечных синапсов выражается в нарушении процесса передачи возбуждения с нервных волокон на мышечные.
Существует несколько теорий развития утомления. Все они разрабатывались в условиях изолированной мышцы, на нервно-мышечном препарате.
Одной из наиболее ранних теорий, пытавшихся объяснить происхождение утомления, была теория «истощения». Поскольку осуществление любой деятельности связано с превращениями энергии, предполагали, что утомление мышцы при ее работе есть следствие расхода энергетических веществ, т. е. результат истощения имеющихся в ней известных запасов этих веществ. Однако эксперименты показали, что значительное утомление изолированной мышцы наступает раньше, чем в действительности исчерпываются в ней запасы углеводов. Если же опыт проводится в условиях, когда мышца не отделена от организма и в ней поддерживается нормальное кровообращение, то содержание углеводов в утомленной мышце вообще мало отличается от исходных данных. Далее оказалось возможным восстановить работоспособность утомленной изолированной мышцы, промывая ее физиологическим раствором, который сам по себе не восполняет расхода энергетических веществ. Таким образом, теория «истощения» не дает должного объяснения утомления изолированной мышцы, тем более она неприемлема для объяснения утомления при мышечной деятельности целого организма.
Сущность теории «задушения» сводится к предположению, что утомление мышцы при работе вызывается нарастающей недостаточностью притока кислорода. Однако исследования показали, что мышца может совершать свою работу вообще без всякого доступа кислорода извне, например при нахождении изолированной мышцы в камере, наполненной азотом. Сокращение мышцы без доступа кислорода извне происходит за счет анаэробных процессов расщепления аденозинтрифосфата и креатинфосфата и распада гликогена до молочной кислоты. Утомление мышцы в бескислородной среде наступает все же значительно быстрее, чем в обычных условиях.
Теория «засорения» основывается на том, что мышечная работа связана с усиленным распадом энергетических веществ, что приводит к известному накоплению промежуточных продуктов этого распада. Этому обстоятельству авторы теории «засорения» придавали исключительное значение, причем роль главного «засоряющего» вещества приписывали молочной кислоте. Но в двадцатых годах тешущего столетия было впервые установлено, что мышца может сокращаться и в том случае, если углеводный обмен в ней совершенно выключен и, следовательно, молочная кислота вовсе не образуется. При этом, утомление мышцы происходит быстрее, чем при ненарушенном углеводном обмене. Несомненно, что при некоторых видах работы накопление в организме недоокисленных продуктов мышечного обмена имеет место и играет свою роль в развитии утомления, но этим не исчерпываются причины утомления.
Исторический интерес представляет теория «отравления». В 1912 г. немецким ученым было заявлено об открытии им «ядов утомления», якобы образующихся в мышцах во время работы. Указывалось, что будто бы возможно вызывать утомление у животных посредством впрыскивания им некоторых доз крови, взятой у утомленного животного. Обнаружение «ядов утомления» открывало принципиальную возможность выработки противоядий против утомления с помощью хорошо известных в микробиологии методов. Однако все опыты, послужившие основой для провозглашения теории «отравления», оказались глубоко ошибочными и несостоятельными.
Перечисленные теории затрагивают только отдельные звенья сложного и многогранного процесса утомления.
Утомление организма как результат сдвигов в функциональном состоянии центральной нервной системы. Мышечная работа - это целостная деятельность всего организма. Функционирование организма как целого и его взаимодействие с внешним миром осуществляется посредством нервной системы при ведущей роли ее высшего отдела - коры больших полушарий. Утомление организма вследствие мышечной работы является прежде всего результатом сдвигов в функциональном состоянии центральной нервной системы. И. М. Сеченов писал: «Источник ощущения усталости помещают обыкновенно в работающие мышцы: я же помещаю его... исключительно в центральную нервную систему» (Сеченов И. М., 1935). Исследования отечественных физиологов - И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского, Л. А. Орбели, Г. В. Фольборта и др. - убедительно обосновывают то важное положение, что в возникновении и развитии утомления нервная система играет ведущую роль.
Утомление организма при мышечной работе, прежде всего, связано с утомлением центральной нервной системы, так как интенсивная мышечная деятельность является в то же время и интенсивной деятельностью нервных центров. Последняя в результате длительной напряженной работы нарушается. Выражением этого нарушения является изменение нормального взаимоотношения процессов возбуждения и торможения, причем тормозной процесс начинает преобладать. В результате расстраивается нормальное течение рефлекторных процессов, нарушаются регуляция вегетативных функций и координация движений, двигательный аппарат постепенно приходит в недеятельное состояние (Павлов С.Е., 1999; Павлов С.Е. и др., 2001; Селье Г., 1960; Суркина И.Д. и др., 1991; Хмелева С.Н. и др., 1997).
Нервная система наиболее чувствительна к изменениям внутренней среды. Такие факторы утомления, как накопление в крови продуктов работы клеток, уменьшение содержания в крови сахара, недостаток при некоторых условиях кислорода в крови, понижают работоспособность организма не прямо, а главным образом опосредствованно - через центральную нервную систему (рис. 1).
Эти возможности коры больших полушарий и других отделов мозга, осуществляемые через посредство интрацентральных путей и вегетативных нервов, реализуются с помощью регулирующих влияний на все органы и ткани, в том числе также и на центральную нервную систему. В активизации этих влияний ведущая роль принадлежит условнорефлекторным реакциям, возникающим при действии самых разнообразных сигнальных раздражителей.
Среди условных раздражителей для человека огромное значение имеет словесный раздражитель, оказывающий свое влияние через вторую сигнальную систему коры больших полушарий, взаимодействующую с первой сигнальной системой. Механизм влияния различных эмоциональных факторов на работоспособность организма при утомлении должен рассматриваться в свете взаимодействия двух сигнальных систем. Различные речевые воздействия (словесные поощрения, призывы и т. д.) могут существенно влиять на течение явлений утомления.
Следует указать на интересные опыты с гипнотическим словесным внушением различных двигательных представлений при выполнении работы. Испытуемый в состоянии гипноза поднимал легкий или тяжелый груз, причем при поднимании легкого груза ему внушалось, что он поднимает тяжелый, а при поднимании тяжелого - внушалось, что он поднимает легкий.
В первом случае - при совершении легкой работы на фоне внушенного представления о тяжелой работе - физиологические сдвиги были выше и утомление наступало значительно быстрей, чем в контрольных опытах с выполнением той же работы вне гипноза. Во втором случае -при совершении тяжелой работы на фоне внушенного представления о легкой работе - наблюдалось противоположное явление.
Опыты с выполнением работы на фоне тех или иных внушенных двигательных представлений убедительно показывают, что утомление и усталость зависят от состояния центральной нервной системы и, прежде всего, от процессов в коре больших полушарий, которые могут изменяться условнорефлекторным путем, в частности через посредство второй сигнальной системы.
В физиологии принято различать понятия утомление и усталость. Утомление - состояние организма, возникающее вследствие работы и объективно характеризующееся снижением работоспособности, усталость- это субъективная сторона проявления утомления, психическое переживание, связанное с утомлением, чувство утомления.
Степень усталости большей частью соответствует степени действительного снижения работоспособности, что в свою очередь связано с количеством и качеством проделанной работы. Однако нередки случаи, когда усталость и другие признаки утомления по своей выраженности друг другу не соответствуют, например, когда усталость чувствуется большая, а объективных данных для резкого снижения работоспособности нет, так как работа проделана незначительная. Это наблюдается, если работа совершается без интереса и желания, без ясного представления цели данной работы или ближайших ее результатов. Могут быть другие случаи, когда налицо все данные для выраженного утомления, так как работа произведена большая, а усталость тем не менее не чувствуется. Это бывает тогда, когда выполнение работы сопровождается эмоциональным подъемом, обусловливаемым заинтересованностью в работе, сознанием высокой цели и т. п.
Условия, в которых выполнялась утомительная работа (факторы внешней среды, обстановка, коллектив, время суток и т. д.), могут по механизмам временных связей приобрести сигнальное значение, способствуя в дальнейшем развитию утомления и усталости. Эти же условия могут стать и сигналами, противодействующими развитию утомления и усталости, если сама работа на первых порах не была утомительной. Значение условнорефлекторных механизмов в развитии утомления исключительно велико (Васильева В.В. и др.,1977; Волков В.М.,1976; Жбанков О.В. и др.,1999; Сашенков С.Л. и др., 1995).
Существенное значение для развития явлений утомления имеют трофические воздействия центральной нервной системы через вегетативные нервы. Симпатические и парасимпатические нервы, как показал впервые Павлов на примере сердечной мышцы, осуществляют часть трофических влияний центральной нервной системы на органы. При раздражении симпатических нервов изменяются функциональные свойства и повышается работоспособность утомленных скелетных мышц. Последующие исследования вскрыли периферические механизмы, с помощью которых реализуются адаптационно-трофические влияния нервной системы на мышцу при ее утомлении. Было показано, что при раздражении симпатических нервов усиливаются окислительные процессы, увеличивается образование аденозинтрифосфорной кислоты, повышается забуференность (щелочной резерв) ткани, повышается электропроводность мышцы и ее упруговязкие свойства. Импульсы по симпатическому нерву влияют также на функцию нервно-мышечного синапса, улучшая процесс передачи возбуждения с нерва на мышцу, нарушающийся при утомлении. Трофические влияния центральной нервной системы (т. е. влияния на процессы обмена веществ) имеют всеобщее распространение в организме. Сущность этих влияний может выражаться в изменении функционального состояния различных органов. Возникающие безусловно- и условнорефлекторным путем стимулирующие трофические воздействия центральной нервной системы на все органы и ткани, играют важную роль в мышечной деятельности человека при производственной работе и спортивной деятельности. Эти воздействия в зависимости от своей интенсивности могут в большей или меньшей мере противодействовать наступающему утомлению или, в известной степени, «снимать» уже наступившее утомление (Карпман В.Л. и др., 1988; Куликов В.П. и др., 1998; Озолин Н.Н. и др., 1993; Суздальницкий Р.С. и др., 2000).
Каждой по 7 человек. Возраст испытуемых 15-16 лет. Все занимающиеся имели второй спортивный разряд. Планирование тренировочного процесса лыжников-гонщиков этих групп было направлено на решение основных задач по развитию специальной выносливости. За период исследования группами выполнено примерно одинаковый объем циклической работы. В неделю проводилось 4-6 тренировочных занятий, каждое занятие по...
Экспериментальная работа по развитию быстроты и ловкости у детей старшего дошкольного возраста Цель: Подобрать, разработать и апробировать комплекс подвижных игр способствующих развитию быстроты и ловкости у детей старшего дошкольного возраста. В ходе опытно – экспериментальной работы с детьми проводились подвижные игры способствующие развитию быстроты и ловкости. Работа с детьми проводилась...
Игры с облегченными правилами, массаж. Описанные занятия лечебной физкультурой при инфаркте миокарда могут быть использованы при других заболеваниях сердечно-сосудистой системы, но сроки перехода к более повышенным нагрузкам короче. 2. ЛФК при ишемической болезни сердца Ишемическая болезнь сердца - распространенное заболевание, которое проявляется стенокардией - болями в области...
Информации, церкви и т. д. Воспитание в педагогическом смысле – это специально организуемый и управляемый процесс, содействующий развитию личности. В данной работе рассматривается семейное воспитание. Семья выступает и в качестве социальной ячейки общества и, в то же время, как важнейший фактор формирования личности. Семья, с позиции социологов, представляет собой малую социальную группу, ...