Физиологический механизм утомления

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО По ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский государственный экономический университет»

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине:	Физиология и психология труда
На тему:	Физиологический механизм утомления
Вариант №	2

 

 

Выполнена: студентом	Жихарев Игорь Анатольевич
	Ф.И.О.
	Этр-09-Ек
	группа
Проверена: преподавателем	Кулькова Инна Анатольевна
	Ф.И.О.
	К.э.н., доцент
	научная степень

 

 

 

 

Екатеринбург

2009

 

СОДЕРЖАНИЕ:

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Данная контрольная  работа посвящена утомлению и его физиологическим механизмам. Утомление является одной из важнейших проблем прикладной физиологии – физиологии труда и спорта. Знание механизмов утомления и его признаков необходимо, чтобы правильно оценить функциональное состояние и работоспособность человека и должно учитываться при разработке мероприятий, направленных на сохранение здоровья и достижение высоких результатов в труде или спорте.

Цель контрольной работы – подробнее  познакомиться с утомлением, его признаками, причинами и физиологическими механизмами.

Для написания настоящей  контрольной использовались материалы, почерпнутые из разных источников (учебник, энциклопедии, тематические сайты), каждый из которых предлагает свой взгляд на утомление и механизмы его  
возникновения.

Любая производственная деятельность человека сопровождается мобилизацией функциональных резервов, разной степени выраженности – от весьма слабой (легкая работа) до предельной, характеризующей истощающую рабочую  
нагрузку. В зависимости от уровня требований к функциональным системам, связанным с рабочей загрузкой принято выделять разные степени тяжести труда. Широко известны классификации труда по тяжести и напряженности. Во всех случаях исследователи отмечают факт снижения работоспособности к концу работы, а иногда и в более ранние сроки (через 3-4 часа, и даже ранее). Речь идет об утомлении.

1 Понятие и признаки утомления

 

Утомление – функциональное состояние организма, вызванное умственной или физической работой, при котором могут наблюдаться временное снижение работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения усталости. Данное определение, на мой взгляд, наиболее близко отражает суть явления.

Умственное утомление  характеризуется снижением продуктивности интеллектуального труда, нарушением внимания (главным образом трудностью сосредоточения), замедлением мышления и др. Физическое утомление проявляется нарушением функции мышц: снижением силы, скорости, точности, согласованности и ритмичности движений. Исследования отдельных систем организма показали зачастую существенные сдвиги значительного числа показателей их функционирования, а так же нарушение координационных межсистемных связей. Быстрота утомления зависит от специфики труда: значительно скорее оно наступает при выполнении работы, сопровождающейся однообразной позой, напряжением мышц, менее утомительны ритмичные движения. Прекращение работы, как правило, приводит к восстановлению функций, наступающее через разные промежутки времени (до 5-10 часов). Длительность периода восстановления коррелирует с тяжестью работы. Чем тяжелее рабочая нагрузка, тем длительнее период восстановления.

Важную роль в появлении утомления играет также отношение человека к выполняемой работе. Хорошо известно, что у многих людей в период эмоционального напряжения длительное время не возникают признаки утомления и чувство усталости. Обычно, когда необходимо продолжать интенсивную работу при наступившем утомлении, человек расходует дополнительные силы и энергию – изменяются показатели отдельных функций организма (например, при физическом труде учащаются дыхание и сердцебиение, усиленное потоотделение и т.п.). При этом продуктивность работы снижается, а признаки утомления усиливаются.

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

2 Локально-гуморальная и центрально-нервная теории утомления

 

Исходной позицией локально-гуморальной 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. Думали об истощении, задушении или отравлении мышечной ткани, причем последний взгляд принадлежал  
Э. Пфлюгеру и стал разрабатываться особенно энергично. На основе экспериментов с изолированным нервно-мышечным препаратом лягушки был выдвинут ряд вариантов локально-гуморальной концепции. Сущность ее сводится к тому, что:

а) причиной утомления являются метаболиты работающей мышцы, прежде всего молочная кислота;

б) точкой приложения их токсического действия являются сами мышцы, или (согласно более поздним представлениям) мионевральные соединения.

Представления о роли молочной кислоты приобрели особую популярность и стали ведущими в зарубежной физиологии после известных работ Мейергофа и А. Хилла, выяснивших значение молочной кислоты в обмене веществ работающей мышцы.

Подобный взгляд на природу  утомления вполне обоснован с  позиций аналитической физиологии конца XIX – начала XX века. Тем более, что факты, лежащие в основе такой трактовки утомления, не вызывают сомнения. Работы последующих лет, вплоть до новейших, нисколько не отрицают наличия тех сдвигов в метаболических показателях, которые описаны физиологами прошлого. И сегодня вряд ли кто рискнет утверждать, что изменения в метаболизме работающих мышц не имеют отношения к процессу утомления организма. Речь скорее идет об удельном весе этих сдвигов в целостной реакции организма на физическую работу, а также об их месте в динамике развития процесса утомления.

Другая теория, названная центрально-нервной, связывает механизмы утомления со структурами центральной нервной системы (ЦНС). Появление центрально-нервной теории утомления связано с работами великих отечественных физиологов И.М. Сеченова и И.П. Павлова, их учеников и последователей. Под влиянием теории нервизма И.М. Сеченова уже в первых русских эргографических работах, выполненных в лаборатории И.Р. Тарханова, было выявлено существенное воздействие центрально-нервных факторов на работоспособность при мышечной деятельности человека. Окончательное обоснование центрально-нервной концепции дал И.М. Сеченов. 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.

Существует четыре основных направления в рамках центрально-нервной теории. Разработка первого направления связана в первую очередь с именем  
Л.Л. Васильева и М.И. Виноградова. Здесь ведущая роль в развитии утомления отводится процессам торможения в центральной нервной системе. В качестве основных факторов, обуславливающих это тормозное состояние, выступают затухание рабочей доминанты, чрезмерный афферентный поток от работающих мышц и влияние на нервные центры биохимических сдвигов в крови, возникающих при активной мышечной работе.

Второе направления центрально-нервной теории утомления связывает его развитие с возникновением дисбаланса во взаимодействии коры больших полушарий и центров вегетативной нервной системы. При этом центры вегетативного обеспечения деятельности выступают в качестве защитных по отношению к коре и исполнительным органам, посылая к ним тормозные сигналы, предупреждая, таким образом, возможные нежелательные последствия чрезмерной физической нагрузки. Иными словами, речь идет о «коллизии между сознательно-волевой и автономно-вегетативной сферами».

Третье направление, имеющее наибольшее число сторонников, разрабатывается с позиции теории доминанты А.А. Ухтомского. В основе утомления приверженцы этого подхода видят нарушения координации процессов, обеспечивающих деятельное состояние, и в первую очередь – в центральной нервной системе. В работе «Современное состояние проблемы утомления» /1934/ А.А. Ухтомский писал: «Роль прежних теоретических факторов утомления  
(истощения, задушения, засорения, рабочего ритма) приобретает более конкретную характеристику в свете новых данных о метаболизме в тканях. Каждый из этих факторов может принимать участие в образовании синдрома утомления, и ни в одном из них нельзя видеть исключительную причину утомления». Таким образом, подчеркивается множественность механизмов утомления при ведущей  
роли ЦНС.

Четвертое направление рассматривает развитие мышечного утомления в связи с ослаблением адаптационно-трофического влияния симпатической на соматическую нервную систему. Этот взгляд на природу утомления сходен с подходом В.А. Левицкого. В.В. Розенблатом предложена центрально-корковая теория мышечного утомления человека. В.В. Розенблат полагает, что первичное звено утомления следует искать в корковом конце двигательного анализатора, отмечая при этом, что сдвиги во всех других звеньях двигательной системы и иных системах организма являются вторичными. По В.В. Розенблату, эти вторично возникшие изменения в вегетативной, эндокринной и мышечной системах, сопровождающиеся изменением биохимических параметров, в свою очередь влияют на первичное звено утомления (двигательную кору и двигательные центры ЦНС), усугубляя состояние последних. М.И. Виноградов также выделяет два вида утомления – первичное и вторичное. По М.И. Виноградову, первичное, остро возникающее утомление, развивается вследствие непривычной или чрезмерной работы, а вторичное (медленно развивающееся) – как результат хотя и привычной, но длительной активности. Он меньшее значение придает биохимическим сдвигам в работающем организме, связывая развитие и первичного, и вторичного утомления с процессами дезорганизации преимущественно в центральной нервной системе.

После выхода монографии В.В. Розенблата в 1975 году вопрос о первичном звене в процессе утомления и о противоречиях между гуморально-локалистическим и центрально-нервным направлениями в литературе не дискутируется. Признано, что в различных условиях деятельности вес тех или иных факторов может изменяться.

 

3 Физиологические изменения в организме в период утомления

 

Трудовая деятельность осуществляется благодаря затратам энергии мускулов, нервов, человеческого мозга. В результате сложных химико-биологических процессов энергия, получаемая в результате расщепления углеводов, используется для выполнения механической работы. При этом количество кислорода, расходуемое на окислительные процессы в мышцах, может отчасти служить показателем интенсивности выполняемой физической работы. При физическом утомлении существует кислородная задолженность, которая свидетельствует об отставании потребления кислорода во время выполнения работы от потребности в нем организма. При физическом утомлении изменяются не только мышцы, но и другие органы и системы организма, в частности:

– происходят изменения сердечно-сосудистой системы, где утомление вызывает повышение максимального артериального давления;

– происходят биохимические изменения крови, уровень сахара в крови несколько повышается, причем при значительном утомлении возможны симптомы, свидетельствующие о начинающемся истощении углеводных резервов организма или о недостаточной их мобилизации;

– появляются сдвиги разных отделов ЦНС, в том числе и коры головного мозга, понижается корковая возбудимость, нарушается условно-рефлекторная деятельность, а также повышается порог чувствительности зрительного, слухового и тактильного анализаторов;

– могут наблюдаться определенные изменения водно-солевого обмена, при этом значительное повышение деятельности потовых желез может снижать выделительную функцию почек;

– возможно торможение секреции и моторной функции желудка, а также замедление переваривания и всасываемости пищи.

Некоторые особенности физиологических изменений в организме имеют место при умственном утомлении. Отмечено, что при интенсивной умственной деятельности (в отличие от физической работы) газообмен или совсем не  

 

изменяется, или изменяется незначительно. При умственном утомлении:

– повышается кровяное давление, учащается дыхание, увеличивается кровенаполнение сосудов мозга, уменьшается кровенаполнение сосудов конечностей и брюшной полости;