Физиологическое обоснование активного отдыха при утомлении

ВВЕДЕНИЕ

Утомление возникает как следствие работы. Однако при некоторых условиях динамическая мышечная работа может совершаться длительное время без признаков утомления. Такими условиями являются: оптимальный ритм и темп работы, оптимальная величина нагрузки и полное расслабление мышц после каждого сокращения. «Для работы без устали, -- писал И. М. Сеченов, -- необходимо совершенно определенное соотношение между факторами работы (частотой и силой движений, а также величиной преодолеваемых препятствий) и продолжительностью ᴨȇриодов покоя». При этих условиях различные сдвиги во время мышечных сокращений полностью комᴨȇнсируются восстановительными процессами во время фаз покоя, и работа протекает без признаков утомления. Примером такой действительно неутомимой деятельности скелетных мышц является ритмическая работа дыхательной мускулатуры, совершающаяся непрерывно в течение всей жизни человека.

  В спортивной практике в  большинстве случаев встречаются  виды мышечной деятельности, ритм, темп и напряженность которых  выходят за оптимальные пределы. При этом утомление (большее или  меньшее, раньше или позже) возникает  неизбежно. Чередование работы и  отдыха - необходимое условие совершенствования  функциональных свойств организма . При полном пассивном отдыхе  утомление после совершенной  работы по-стеᴨȇнно проходит. Однако  является ложным мнение, что отдых  всегда и во всех случаях  должен состоять в абсолютном  покое. Хорошо известно, что в  ряде случаев так называемый  активный отдых, т. е. не абсолютный  покой, а отдых, в известной мере  сопровождающийся движениями, является  более действенным видом отдыха (И. М. Сеченов).

ГЛАВА 1 ФИЗИОЛОГИЯ УТОМЛЕНИЯ

     1.1 Определение и физиологические механизмы развития утомления

Утомление является важнейшей проблемой физиологии спорта и одним из наиболее актуальных вопросов медико-биологической оценки тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов. Знание механизмов утомления и стадий его развития позволяет правильно оценить функциональное состояние и работоспособность спортсменов и должно учитываться при разработке мероприятий, направленных на сохранение здоровья и достижение высоких спортивных результатов.

К настоящему времени имеется около 100 определений понятия утомления и ряд теорий его происхождения. Обилие формулировок само по себе указывает на еще недостаточное знание этого сложного явления и его механизмов. С физиологической точки зрения утомление является функциональным состоянием организма, вызванным умственной или физической работой, при котором могут наблюдаться временное снижение работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения усталости (Солодков А.С., 1978). Исходя из этого, принято выделять два основных вида утомления - физическое и умственное, хотя такое деление достаточно условно.

Таким образом, главным и объективным признаком утомления человека является снижение его работоспособности. Однако понижение работоспособности не всегда является симптомом утомления. Работоспособность может снизиться вследствие пребывания человека в неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность воздуха, пониженное парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе и др.). С другой стороны, длительная работа с умеренным напряжением может протекать на фоне выраженного утомления, но без снижения производительности. Следовательно, снижение работоспособности является признаком утомления только тогда, когда известно, что оно наступило вследствие конкретно выполненной физической или умственной работы. При утомлении работоспособность снижается временно, она быстро восстанавливается при ежедневном обычном отдыхе. Состояние утомления имеет свою динамику - усиливается во время работы и уменьшается в процессе отдыха (активного, пассивного и сна). Утомление можно рассматривать как естественное нормальное функциональное состояние организма в процессе труда.

Другим важным критерием оценки утомления является изменение функций организма в период работы. При этом в зависимости от степени утомления функциональные сдвиги могут носить различный характер. В начальной стадии утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели отличаются неустойчивостью и разнонаправленным характером изменений, однако их колебания, как правило, не выходят за пределы физиологических нормативов. При хроническом утомлении, и особенно переутомлении, имеет место однонаправленное значительное ухудшение всех функциональных показателей организма с одновременным снижением уровня профессиональной деятельности человека (Солодков А.С., 1978, 1990).

Процесс утомления характеризуется и еще одним признаком -субъективным симптомом, усталостью (тяжесть в голове, конечностях, общая слабость, разбитость, вялость, недомогание, трудность выполнения работы и т. д.). А. А. Ухтомский усмотрел в усталости не только субъективный признак наличия развивающегося утомления, но и нечто другое и большее, что имеет весьма важное практическое значение. Он считал, что усталость является одновременно и "натуральным предупредителем утомления". Ощущая усталость, человека снижает темп работы или вовсе ее прекращает. Этим самым предотвращается "функциональное истощение" корковых клеток и обеспечивается возможность быстрого восстановления работоспособности человека. Автор считал ощущение усталости одним из наиболее чувствительных показателей утомления.

Однако выраженность усталости не всегда соответствует степени утомления, т.е. объективным прямым и косвенным показателям работоспособности. В основе этого несоответствия в первую очередь лежит разная эмоциональная настройка работающего на выполняемую работу. При выполнении приятной или социально-значимой работы, при высокой мотивации работающего, усталость не возникает у него в течение длительного времени. Наоборот, при бесцельной, неинтересной работе усталость может возникнуть, когда объективно утомление или вовсе ещё не наступило, или выраженность его далеко не соответствует степени усталости.

Следовательно, один и тот же признак утомления является информативным только в конкретных условиях деятельности и при определенном состоянии организма. Поэтому для констатации утомления в каждом виде работы целесообразно использовать особый набор прямых и косвенных показателей, адекватный для данного вида труда.

Настойчивые попытки многих исследователей проникнуть в тайны физиологических механизмов утомления привели к накоплению обширного экспериментального материала. На основе этих данных создано много гипотез и теорий, но в настоящее время в качестве самостоятельных они могут выступать только в историческом аспекте. К их числу следует отнести теорию истощения энергетических ресурсов в мышцах Шиффа (1868), теорию засорения мышц продуктами обмена Пфлюгера (1872), теорию отравления метаболитами Вейхарда (1902) и теорию задушения (вследствие недостатка кислорода) Ферворна (1903). Все эти так называемые локально-гуморальные теории не полностью вскрывают механизмы утомления, так как в качестве его основной причины рассматриваются лишь местные изменения в мышечной ткани и частные сдвиги принимаются за общие процессы. Однако каждая из этих теорий правильно отражала одну из многих сторон сложного процесса утомления.

Наиболее распространенная в нашей стране центрально-нервная теория утомления, сформулированная И.М. Сеченовым в 1903 году, всесторонне развитая и дополненная А.А.Ухтомским, связывает возникновение утомления только с деятельностью нервной системы, в частности, коры больших полушарий. При этом предполагалось, что основой механизма утомления является ослабление основных, нервных процессов в коре головного мозга, нарушение их уравновешенности с относительным преобладанием процесса возбуждения над более ослабленным процессом внутреннего торможения и развитием охранительного торможения.

Однако современные электрофизиологические и биохимические методы исследования и полученные на их основе экспериментальные данные не позволяют свести причины утомления к изменениям в каком-то одном органе или системе органов, в том числе нервной системе.

Следовательно, приписывать возникновение первичного утомления какой-либо одной системе неправомерно. В зависимости от состояния функций организма и характера деятельности человека первичное возникновение утомления вариативно и может наблюдаться в различных органах и системах организма.

Мышечная работа связана с вовлечением в деятельность многих органов и формированием в организме специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека. Поэтому на снижение работоспособности влияет возникновение функциональных изменений не только в нервной системе, но и в других рабочих звеньях -скелетных мышцах, органах дыхания, кровообращения, системе крови, железах внутренней секреции и др. Таким образом, согласно современным представлениям о физическом утомлении, оно связано, во-первых, с развитием функциональных изменений во многих органах и системах, во-вторых, с различным сочетанием деятельности органов и систем, ухудшение функций которых наблюдается при том или ином виде физических упражнений. Поэтому создание общей теории о физиологических механизмах утомления не может основываться на отдельных системах организма и должно учитывать все многообразие и вариативность характера сдвигов функций, обуславливающих ту или иную деятельность человека. В зависимости от характера работы, ее напряженности и продолжительности ведущая роль в развитии утомления может принадлежать различным функциональным системам.

Итак, утомление является нормальной физиологической реакцией организма на работу. С одной стороны, оно служит очень важным для работающего человека фактором, так как препятствует крайнему истощению организма, переходу его в патологическое состояние, являясь сигналом к необходимости прекратить работу и перейти к отдыху Наряду с этим, утомление играет существенную роль, способствуя тренировке функций организма, их совершенствованию и развитию. С другой стороны, утомление ведет к снижению работоспособности спортсменов, к неэкономичному расходованию энергии и уменьшению функциональных резервов организма. Эта сторона утомления является невыгодной, нарушающей длительное выполнение спортивных нагрузок.

ГЛАВА 2 ФИЗИОЛОГИЯ  «АКТИВНОГО ОТДЫХА»

2.1 Научные основы  «активного отдыха»

В ходе научно-технического прогресса  открылись мощные источники энергии, создаются механизмы, освобождающие  человека на производстве и в быту от утомительных физических напряжений. Все это не только ставит человека в новые для него условия, но и содействует повышению культурно-технического уровня, всестороннему развитию его физических и духовных способностей.

Глубокие преобразования характера  труда и всего образа жизни  человека в ходе научно-технической  революции существенно изменяют запросы к отдыху, вносят новое  качественное содержание в понимание  его форм и влияния, требуют отказа от привычных и перехода на новые  формы отдыха в условиях трудовой деятельности людей самых разных профессий. Все это позволяет понять, почему проблема активного отдыха, как никогда со времени классических исследований Сеченова, приобретает в наши дни исключительный интерес и практическую значимость.

Сеченов доказал, что отдых в  процессе трудовой деятельности должен сводиться не к полному покою, а к смене деятельности, а мышечная деятельность оказывается более  действенной в различных условиях, обеспечивающих восстановление работоспособности утомленных мышц. Кратковременный отдых такого рода (активный отдых) оказывается значительно эффективней, чем более продолжительный отдых, происходящий в условиях полного покоя. Принципиальная возможность стимуляции мышечной работоспособности за счет переключения деятельности на неутомленные мышцы послужила основой нового направления в физиологии мышечной деятельности. В ходе изучения Сеченовым активного отдыха были сделаны поражающие открытия.

В результате многочисленных опытов, а именно в эксперименте на лягушке, были сделаны следующие выводы:

1) способность нервных  центров суммировать  чувствительные, поодиночке не действительные  раздражения  (индукционные удары, приложенные к седалищному нерву) до импульса, дающего движение, если  эти раздражения достаточно часто  следуют друг за другом *;

2) сильная тетанизация чувствительных нервов дает  сильные двигательные последействия, состоящие в следующем: пока сильная тетанизация продолжается, движения угнетены, а как только раздражение прекращается, движения  проявляются в усиленной степени *; и

3) соответственный ряд  явлений замечается на  продолговатом  мозгу лягушки, а именно сильное  раздражение нерва подавляет  гальванические знаки возникающих  от времени до времени произвольно  в продолговатом мозгу двигательных  импульсов, а по прекращении раздражения  эти последние вновь появляются  в более сильной степени **.

    Первый из этих  фактов прямо доказывал способность  нервной системы заряжаться энергией, как ни объясняй это  явление, так как существенен только  тот факт, что нервные центры  играют роль аккумуляторов для  поступающих в них  раздражений. Два последних факта говорят  о том же, так как они могут  означать только следующее: если  раздражения, действующие на нервные  центры, с получающимися из них  импульсами не могут найти  естественного выхода (в наших  случаях и  движение), то они  накопляются в нервных центрах  и выступают в усиленной степени, как только задержка исчезнет.

И.М.Сеченов говорил "Источник ощущения усталости помещают обыкновенно  в работающие мышцы, я же помещаю  его при вышеупомянутом объяснении его исчезновения исключительно в ЦНС".

Это обоснование Сеченов доказал через следующий  опыт:

Происходила автоматическая работа рукой (т. е. не думая об  экскурсиях руки) до появления ясно выраженного чувства усталости, а затем испытуемый начал обращать внимание на каждую отдельную экскурсию, стараясь делать её возможно  большей. Чувство утомления исчезло при этом мгновенно и не появлялось вновь во все время работы, хотя он беспрерывно  работал таким способом в течение 1 часа (1200 подъемов). Это звучит парадоксально, но может быть легко объяснено. При  постоянной работе в одном ритме более или менее быстрое появление чувства утомления зависит от соотношения между силой  мышечных тяг и величиной преодолеваемых  сопротивлений. Если последние велики  сравнительно с первыми, то мышечные сокращения быстро уменьшаются, в противном же случае уменьшение долго остается незаметным. В  данном опыте в первой половине миограммы  соблюдено первое условие, во  второй — второе. Далее, ясно, что так как во время обеих половин опыта работала одна и та же группа мышц, то чувство  усталости, если бы его источник был в мышце, должно было бы скорее развиться во  второй половине опыта, чем в первой, так как работа в это время продолжалась гораздо дольше и была интенсивнее. Но произошло обратное ; значит, как в этом опыте так и в остальных, ему подобных (т. е. в  опытах с автоматическими движениями),  источник чувства утомления был не в мышцах, а в процессах, происходящих внутри  нервных центров. Конечно же это не говорит о том, чтобы мышцы вообще не участвовали в возникновении этого чувства. При  тяжелых работах их участие несомненно;  сказанное относится только к описанным в этом исследовании легким работам.  Вышеописанным так же было определенно, происходит ли и при новых  условиях возрастание работоспособности работавшей руки от  перенесения работы на другую руку. Два последних ряда  повышенных ординат с обычными знаками 1.А и г. А дали на этот вопрос утвердительный ответ. Впрочем опыт в этой форме был произведён только один раз.