Утомление и функциональные резервы организма

Парадокс заключается  в том, что и отсутствие физической деятельности, называемое гиподинамией, тоже порождает своеобразное утомление уже от детренированности мышц. К тому же нервная система, лишенная поддержки со стороны мышц, не может наладить правильную регуляцию функций. Вот почему при гиподинамии развиваются разнообразные, особенно сердечно-сосудистые, заболевания. Все это означает, что человек должен жить в определенном диапазоне оптимальных нагрузок.

Нередко общая усталость  появляется при отсутствии утомления. На первый взгляд это может показаться странным. Однако память практически каждому из читателей может подсказать подобные ситуации. Возьмем, к примеру, школьников. Они часто жалуются, что быстро устают в классе. Специалисты установили, что это далеко не всегда связано с истинным утомлением. Гигиенисты пишут об особой форме школьной усталости. Она развивается зимой в душных классах со спертым, «мертвым» воздухом. Достаточно посидеть в таком помещении полчаса - час, и возникают сонливость, вялость, плохое настроение. Собственно утомления здесь нет, его вызывает только работа. При заболевании нервной системы усталость иногда становится хронической. Врачи тогда говорят об астеническом состоянии. Утомления здесь тоже нет.

Еще одна особенность - при легкой, но однообразной деятельности утомление возникает и развивается значительно быстрее, чем при разнообразном труде. К тому же оно имеет, как правило, локальный характер. Устают только отдельные работающие органы, обычно руки, спина, зрение или слух. Это связано с особенностями монотонной работы, вызывающей повышенное нервно-психическое напряжение. Имеют значение и особенности психики человека. Общительные люди, стремящиеся к активному контакту с внешним миром (экстраверты), особо чувствительны к монотонии. Замкнутые люди, углубленные в свои внутренние переживания, меньше подвержены ее действию. Причины локальной усталости лежат в утомлении нервных центров. Она развивается значительно раньше, чем периферическое утомление мышц. Чем тяжелее работа, тем большее значение приобретает периферический компонент.

С позиций физиологии утомление - это диспропорция между расходованием и восстановлением энергетических веществ. Чувствуем ли мы это? Конечно. Усталость появляется обычно в тот момент, когда организм израсходовал большую долю энергоресурсов, а их активное пополнение еще не началось. Как только включаются энергетические резервы, возбуждается кора головного мозга и работать становится легче - открывается «второе дыхание». Это - стадия компенсируемого утомления. Если же нагрузка продолжается, то чувство усталости нарастает, «третье дыхание» не возникает, и работа выполняется за счет силы воли. Это - стадия некомпенсированного утомления.

Воля контролируется корой больших полушарий, в которой  развивается охранительное торможение. Оно защищает мозг от избыточного  количества сигналов от рабочих органов и предохраняет его от повреждения. Чрезмерная работа приводит к стадии парабиотического торможения в коре больших полушарий. Тогда уже не срабатывает и воля - человек вынужден прекратить работу.

Таким образом, повышение  работоспособности и ускорение  роста производительности труда должны быть связаны не только с его облегчением, но и умением человека получать радость от деятельности, активно преодолевать утомление, включать свои резервы.

УТОМЛЕНИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВЫ ОРГАНИЗМА

Проблема утомления  является одной из актуальных в физиологии и неразрывно связана с представлениями об адаптации, о работоспособности, восстановлении и функциональных резервах организма. С медико-биологических позиций утомление целесообразно связать с особенностями мобилизации и использования функциональных резервов клеточного, тканевого, органного, системного и организменного уровней.

Функциональные резервы  адаптации могут быть представлены в виде гетерогенной, биосоциальной  системы, фундаментом которой выступает  подсистема биохимических резервов, а вершиной - подсистема психологических резервов. Базовым (центральным) звеном системы является подсистема физиологических резервов, объединяющая составляющие элементы системы функциональных резервов за счет нейрогуморальной регуляции.

В процессе адаптации к деятельности мобилизация функциональных резервов организма осуществляется в соответствии с особенностями деятельности, уровнем и спецификой адаптированности и текущего функционального состояния организма. Возникновение утомления обусловлено исчерпанием определенной очереди мобилизуемых функциональных резервов адаптации. Продолжение деятельности на фоне развивающегося утомления обеспечивается включением более высокого уровня эшелона мобилизуемых резервов адаптации. Исчерпание функциональных резервов адаптации происходит сообразно характеру деятельности или действия адаптогенного фактора.

МЫШЕЧНОЕ УТОМЛЕНИЕ  С ПОЗИЦИИ ТЕОРИИ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ  СИСТЕМ

Многочисленные литературные данные, характеризующие мышечное утомление, свидетельствуют о том, что эта проблема исследуется по двум основным направлениям: первое – это изучение роли самой мышцы в процессе утомления, второе развивает представление И.М.Сеченова о том, что при мышечной работе утомление наступает в первую очередь в нервных центрах.

С позиции теории функциональных систем, разработанной П.К.Анохиным, утомление следует рассматривать не как локальный процесс, происходящий только в мышце или только в центральной нервной системе, а как новый уровень саморегуляции в системе, определяющей двигательную активность организма. Такая функциональная система  включает следующие основные звенья:

исполнительное звено  – сократительный аппарат мышцы, работа которого тесно связана с  обменом веществ в ней и  зависит от кровоснабжения, гормональных и нервных влияний; центральное звено – нейроны различных уровней центральной нервной системы, обеспечивающие через афферентные пути работу исполнительного звена; рецепторы результата – проприорецепторы мышцы, посылающие в центральную нервную систему по афферентным проводникам импульсацию, выполняющую роль трех типов афферентаций (обстановочной, пусковой и обратной), сформулированных в теории функциональных систем.

Полезным результатом  этой функциональной системы является обеспечение двигательной активности без нарушения гомеостаза в организме. Если между сократительной активностью и метаболическими возможностями мышцы имеется динамическое равновесие, то все звенья системы работают по принципу саморегуляции согласованно, работоспособность мышцы при этом не снижается. Так, при некоторой оптимальной частоте сокращений мышца может работать практически без утомления. Если же сократительная деятельность превышает метаболические возможности (слишком велик груз, частота сокращений) или сократительная деятельность невелика, но метаболические возможности снижены (например, при нарушении кровообращения), то есть, если в исполнительном звене наблюдается рассогласование, проприорецепторы информируют об этом центральное звено. Изменения в крови при этом еще не обнаруживаются.  Исследования показали, что в процессе длительной работы мышцы происходит постепенное уменьшение поступающей из нее афферентной импульсации. Изменение афферентного потока, поступающего в центральную нервную систему, вызывает перестройку саморегуляции двигательной системы, переход ее на низкий уровень функционирования.

С позиции теории функциональных систем утомление – это не истощение, а процесс, который, как писал  А.А.Ухтомский, не допускает истощения  организма.

ДИНАМИКА УТОМЛЕНИЯ. ПЕРЕУТОМЛЕНИЕ

Утомление - временное снижение работоспособности, вызванное предшествующей деятельностью. Оно проявляется в уменьшении мышечной силы и выносливости, возрастании количества ошибочных и лишних действий, изменении частоты сердечных сокращений и дыхания, увеличении артериального давления, времени переработки поступающей информации, времени зрительно-моторных реакций. При утомлении ослабляются процессы внимания, его устойчивость и переключаемость, ослабляются выдержка, настойчивость, снижаются возможности памяти, мышления. Выраженность изменений состояния организма зависит от глубины утомления. Изменения могут отсутствовать при незначительном утомлении и приобретать крайне выраженный характер при глубоких стадиях утомления организма.

Субъективно утомление  проявляется в виде ощущения усталости, вызывающего желание прекратить работу или снизить величину нагрузки.

Различают 3 стадии утомления. В первой стадии производительность труда практически не снижена, чувство усталости выражено незначительно.

Первая, начальная стадия отличается тем, что постоянное возрастание за счет увеличения волевого напряжения уровня возбуждения всех центральных (корковых, подкорковых, спинальных) структур моторного аппарата обеспечивает рекрутирование дополнительных нейромоторных единиц и таким образом осуществляет компенсацию снижения величины сократительного эффекта наиболее легко утомляемых (из состава задействованного в выполняемую деятельность нейромоторного пула) волокон в работающих мышцах.

Во второй стадии производительность труда снижена существенно, чувство усталости выражено ярко.

Вторая стадия утомления  характеризуется активным торможением  мышечной деятельности со стороны программно-контрольного механизма (акцептор результатов действия по П.К. Анохину) при наличии высокого уровня активации всех центральных структур моторной системы и наличии определенных резервов в мышечной системе, создающих возможность еще некоторое время продолжать выполнение мышечной работы.

В третьей стадии производительность труда может быть снижена до нулевых показателей, а чувство усталости сильно выражено, сохраняется после отдыха и иногда еще до возобновления работы.

Конкретный момент прекращения  деятельности определяется программно-контрольным механизмом в соответствии с характером мотивации и некоторыми другими условиями выполнения этой деятельности.

Эту стадию иногда характеризуют  как стадию хронического, патологического  утомления, или переутомления. Переутомление проявляется в снижении производительности труда, творческой активности и умственной работоспособности, росте заболеваемости. Происходит и изменение периодики продукции биологически активных веществ.

Различают 4 степени переутомления: начинающееся, легкое, выраженное и тяжелое. Меры борьбы с ними должны соответствовать выраженности психофизиологических проявлений. Так, начинающееся переутомление хорошо компенсируется при четкой регламентации времени труда и отдыха. Легкая степень переутомления эффективно снимается в период очередного отпуска при рациональном его использовании. Выраженное переутомление требует срочного лечения в санатории, а тяжелая степень переутомления требует лечения в условиях клиники. В зависимости от характера труда различают физическое и умственное утомление.

Функциональные системы  трудовой деятельности человека отражают интеграцию центральных и периферических структур и механизмов, определяющих эффективное достижение полезных результатов труда. Утомление сопряжено с определенными изменениями, возникающими как в эфферентном, так и в центральном звеньях этих функциональных систем. В историческом плане первыми были разработаны теории утомления периферического звена. Теория Шиффа связывала развитие утомления с недостаточностью энергетических запасов - гликогена, жирных кислот (теория истощения). Теория Ферворна связывала развитие утомления с недостатком кислорода (теория удушения). Пфлюгер объяснял утомление появлением в мышцах молочной кислоты или токсинов утомления (теория засорения). Современные исследования дают основание считать, что все вышеизложенные причины утомления могут иметь место при напряженной физической работе. В результате в мышцах может наблюдаться процесс разобщения электромеханического сопряжения.

При работе малой и  средней интенсивности утомление  развивается в центральном звене - в синапсах спинальных центров работающих мышц, а также в клетках коры большого мозга, формирующих произвольные (рабочие) движения. Эти положения нашли отражение во множестве вариантов центрально-нервной теории утомления. Согласно одному из них, к нейронам коры большого мозга поступает огромный поток сигналов от работающих мышц, зрительного, слухового и других анализаторов. Одновременно на эти же нейроны действуют метаболиты из работающих мышц, снижая их лабильность. Сочетанное действие этих факторов приводит к угнетению активности нейронов коркового отдела двигательного анализатора. Развитие торможения в центральных механизмах управления приводит к существенным сдвигам в состоянии регуляторных систем на периферии, в эффекторах.

Механизмы утомления  при физической работе во многом сходны с таковыми при работе умственной. В обоих случаях лимитирующим звеном является утомление в центральных механизмах, которые могут быть общими для физического и умственного труда. Поэтому физическое и умственное утомление существенно влияют друг на друга. При физическом утомлении умственная деятельность малопродуктивна, равно как при умственном утомлении снижается физическая работоспособность, поскольку в обоих случаях имеет место существенное эмоциональное напряжение, сопровождаемое сходными вегетативными сдвигами.

Таким образом, различия между умственным и физическим утомлением имеют относительный характер. Поэтому и в методах профилактики утомления при различных видах труда много общего.

МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ УТОМЛЕНИЯ