Утомление при физической и умственной работе. Восстановление

     Утомление при физической и  умственной работе. Восстановление 

     Любая мышечная деятельность, занятия физическими  упражнениями, спортом повышают активность обменных процессов, тренируют и  поддерживают на высоком уровне механизмы, осуществляющие в организме обмен веществ и энергии, что положительным зарядом сказывается на умственной и физической работоспособности человека. Однако при увеличении физической или умственной нагрузки, объема информации в организме развивается особое состояние, называемое утомлением.

     Утомление – это функциональное состояние, временно возникающее под влиянием продолжительной и интенсивной  работы и приводящее к снижению ее эффективности. При утомлении уменьшается сила и выносливость мышц, ухудшается координация движений, возрастают затраты энергии при выполнении работы одинакового характера, замедляется скорость переработки информации, ухудшается память, затрудняется процесс сосредоточения и перераспределения внимания, усвоения теоретического материала. Утомление связано с ощущением усталости, и в то же время оно служит естественным сигналом возможного истощения организма и предохранительным биологическим механизмом, защищающим его от перенапряжения.

     Утомление наступает при физической и умственной деятельности. Оно может быть острым, т.е. проявляться в короткий промежуток времени, и хроническим, т.е. носить длительный характер (вплоть до нескольких месяцев); общим, т.е. характеризующим изменение функций организма в целом, и локальным, затрагивающим какую-либо ограниченную группу мышц, органов. Различают две фазы утомления:

     1. компенсированную (когда нет явно выраженного снижения работоспособности из-за того, что включаются резервные возможности организма); 

     2 .некомпенсированную (когда резервные мощности организма исчерпаны и работоспособность явно снижается). 

     Систематическое выполнение работы на фоне недовосстановления, непродуманная организация труда, чрезмерное нервно-психическое и  физическое напряжение могут привести к переутомлению, а следовательно, к перенапряжению нервной системы, обострениям сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической и язвенным болезням, снижению защитных свойств организма. Физиологической основой всех этих явлений является нарушение баланса возбудительно-тормозных нервных процессов.

     Умственное  переутомление опасно для психического здоровья человека, оно связано со способностью центральной нервной системы долго работать с перегрузками, а это в конечном итоге может привести к развитию запредельного торможения, к нарушению сна, разлаженности взаимодействия вегетативных функций.

     Известно, что нервная клетка является источником двигательных импульсов и трофических  влияний. В процессе мышечной деятельности, как в нервной клетке, так и  в мышцах расходуются источники  энергии и изменяются условия  внутренней среды организма. Поэтому во время развивающегося утомления состояние нервной клетки зависит от процессов, происходящих как в самой нервной клетке, так и в работающих органах.

На развитие утомления влияет:

     - ухудшение кровоснабжения мышц;

     - угнетение активности ферментов;

     - изменения рецепторов и сократительных структур мышцы;

     - нарушение гормональной функции эндокринного аппарата;

     - кислородное голодание тканей. 

     Снижение  во время работы интенсивности деятельности вегетативных систем, и в частности  желез внутренней секреции, во многих случаях является не результатом полного исчерпывания источников энергии, а имеет предупредительный характер, предохраняя организм от дальнейшего истощения.

     Различают четыре основных вида утомления:

     1) умственное (например, при игре в  шахматы);

     2) сенсорное (например, у спортсменов-стрелков  при напряженной функции анализаторов);

     3) эмоциональное (эмоции – неразлучные  спутники спортивной деятельности);

     4) физическое (в результате напряженной  мышечной деятельности). 

     Физическое  утомление многогранно. Нагрузки могут быть статистические и динамические. Выполняемые упражнения различаются по мощности. Движения бывают циклического и ациклического характера. Отсюда и причины возникновения утомления будут различны.

     При динамической работе наблюдается постоянное чередование сокращения и расслабления мышц, а следовательно, возбуждения и торможения нервных клеток, поэтому утомление возникает спустя некоторое время.

     Статистические  усилия характеризуются быстро наступающим  утомлением. В данном случае утомление обуславливается непрерывным и интенсивным потоком импульсов от мышц, находящихся в постоянном напряжении.

     В зависимости от числа мышц, участвующих  в работе, физическое утомление разделяют  на три вида:

     1) локальное;

     2) региональное;

     3) глобальное.

     Известно, что мышечная деятельность связана с образованием и расходом энергии. В качестве основного поставщика энергии выступает АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Так как ее запасы невелики, продолжение деятельности возможно только за счет постоянно происходящего ресинтеза.

     В зависимости от интенсивности выполняемой  работы ресинтез может осуществляться благодаря анаэробным и аэробным реакциям. Реакции, совершающиеся в  безкислородной среде получили название анаэробных. Они является энергетически  более эффективными по сравнению с аэробными.

     К анаэробным реакциям относят:

     -       креатинфосфокиназную реакцию, связанную  с расщеплением креатинфосфата;

     -       гликолиз – расщепление гликогена  до молочной кислоты.

     Утомление проявляется:

     - в сдваивании дыхательных циклов на один цикл движения (при гребле, плавании);

     - в притормаживании или временном прекращении дыхательных движений (при выполнении силовых упражнений);

     - в нарушении согласованности между дыханием и движением;

     - в более выраженных колебаниях продолжительности двигательных и дыхательных циклов. 

     Показатели, сигнализирующие о приближении  утомления:

     1)   увеличение числа ошибок и  брака как результат расстройства  координации в поведении;

     2)   неспособность к созданию и  усвоению новых, полезных навыков;

     3)   расстройство старых автоматических навыков.

     Одно  из проявлений дискоординации функции  в период утомления – увеличение энергетических трат на единицу произведенной  работы как следствие повышения  физиологической стоимости работы.

     На  начальном этапе развития утомления снижение силы мышечных сокращений может быть восполнено увеличением темпа движений.

     Устранить утомление возможно, повысив уровень  общей и специализированной тренированности  организма, оптимизировав его физическую, умственную и эмоциональную активность.

     Профилактике  и отдалению умственного утомления  способствует мобилизация тех сторон психической активности и двигательной деятельности, которые не связаны  с теми, что привели к утомлению. Необходимо активно отдыхать, переключаться  на другие виды деятельности, использовать арсенал средств восстановления.

     Восстановление  – процесс, происходящий в организме  после прекращения работы и заключающийся  в постепенном переходе физиологических  и биохимических функций к  исходному состоянию. Время, в течение  которого происходит восстановление физиологического статуса после выполнения определенной работы, называют восстановительным периодом. Следует помнить, что в организме как во время работы, так и в предрабочем и послерабочем покое, на всех уровнях его жизнедеятельности непрерывно происходят взаимосвязанные процессы расхода и восстановления функциональных, структурных и регуляторных резервов. Во время работы процессы диссимиляции преобладают над ассимиляцией и тем больше, чем значительнее интенсивность работы и меньше готовность организма к ее выполнению

     Мышечное  расслабление рассматривают как  выражение тормозного процесса соответствующих  структур центральной нервной системы. При этом в нервных центрах  происходит активация восстановительных  процессов, и это обеспечивает отдых в ходе деятельности. Наоборот, при неполном расслаблении мышц происходит излишняя трата энергии, что приводит к более быстрому развитию утомления.

     Характер  мышечного расслабления зависит:

     1) от скорости выполнения движений  – с увеличением скорости движений способность к расслаблению ухудшается;

     2) от величины произведенной работы  – в условиях развивающегося  утомления расслабление становится  менее полным;

     3) от степени овладения двигательным  навыком – для ранних этапов  освоения движений характерна  излишняя напряженность, которая в дальнейшем, по мере спортивного совершенствования, исчезает. 

     В восстановительном периоде преобладают  процессы ассимиляций, а восстановление энергетических ресурсов происходит с  превышением исходного уровня (сверхвосстановление, или суперкомпенсация). Это имеет огромное значение для повышения тренированности организма и его физиологических систем, обеспечивающих повышение работоспособности.

     Различают раннюю и позднюю фазу восстановления. Ранняя фаза заканчивается через  несколько минут после легкой работы, после тяжелой – через  несколько часов; поздние фазы восстановления могут длиться до нескольких суток.

     Функции различных систем организма восстанавливаются не одновременно. К примеру, после длительного бега первой возвращается к исходным параметрам функция внешнего дыхания (частота и глубина); через несколько часов стабилизируется частота сердечных сокращений и артериальное давление; показатели же сенсомоторных реакций возвращаются к исходному уровню спустя сутки и более; у марафонцев основной обмен восстанавливается спустя трое суток после пробега.

     Рационально сочетать нагрузки и отдых необходимо для того, чтобы сохранить и  развить активность восстановительных процессов. Дополнительными средствами восстановления могут быть факторы гигиены, питания, массаж, биологически активные вещества (витамины). Главный критерий положительной динамики восстановительных процессов – готовность к повторной деятельности, а наиболее объективным показателем восстановления работоспособности служит максимальный объем повторной работы.

     Чтобы ускорить процесс, восстановления, в  спортивной практике используется активный отдых, т.е. переключение на другой вид  деятельности. 

     Биологические ритмы и работоспособность

     Биологические ритмы – регулярное, периодическое  повторение во времени характера  и интенсивности жизненных процессов, отдельных состояний или событий. В той или иной мере биоритмы присущи  всем живым организмам. Они характеризуются периодом, амплитудой, фазой, средним уровнем, профилем и делятся на экзогенные (вызванные воздействием окружающей среды) и эндогенные (обусловленные процессами в самой живой системе). Существуют биоритмы клеток, органа, организма, сообщества. По выполняемой функции биологические ритмы делят на:

     - физиологические – рабочие циклы, связанные с деятельностью отдельных систем (дыхание, сердцебиение), период (частота) физиологического ритма может изменяться в широких пределах в зависимости от степени функциональной нагрузки (от 60 удар/мин сердца в покое до 180–200 удар/мин при выполнении работы);

     - экологические, или адаптивные, служащие для приспособления организма к периодичности окружающей среды (например, зима – лето), период экологических ритмов сравнительно постоянен, закреплен генетически (т.е. связан с наследственностью), в естественных условиях захвачен циклами окружающей среды, выполняет функцию «биологических часов».

     Известным, примером действия биологических часов  служат «совы» и «жаворонки». Замечено, что в течение дня работоспособность меняется, ночь же нам природа предоставила для отдыха. Установлено, что период активности, когда уровень физиологических функций высок, это время с 10 до 12 и с 16 до 18 часов. К 14 часам и в вечернее время работоспособность снижается.

     В современных условиях приобрели  значимость социальные ритмы, в плену  которых мы находимся постоянно: начало и конец рабочего дня, укорочение отдыха и сна, несвоевременный прием  пищи, ночные бдения. Социальные ритмы  оказывают все возрастающее давление на ритмы биологические, ставят их в зависимость, не считаясь с естественными потребностями организма. Студенты отличаются большей социальной активностью и высоким эмоциональным тонусом, и, видимо, не случайно им присуща гипертоническая болезнь более, чем их сверстникам из других социальных групп.