Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Реферат на тему: Структура и координирующая роль нервной системы, в частности, при выполнении физических упражнений

Содержание:

Введение

В связи с увеличением объема информации, интенсификацией всех сторон жизни человека в современном цивилизованном обществе проблема утомления становится одной из важнейших.

Усталость - это состояние, вызванное тяжелой работой и связанное со снижением работоспособности. Он может быть физическим (мышечным) или нервно-психическим (центральным). Обе формы усталости сочетаются с тяжелой работой и не могут быть строго отделены друг от друга. Тяжелая физическая работа приводит в первую очередь к утомлению мышц, а повышенная умственная или монотонная работа вызывает утомление центрального происхождения. Следует четко различать утомляемость и утомляемость, связанную со сном.

Утомляемость - это состояние, которое возникает в результате работы с недостаточными восстановительными процессами и проявляется в снижении работоспособности, нарушении координации регуляторных механизмов, взаимодействия органов и систем, чувстве утомления.

Утомление служит сигналом о возможном истощении работающего организма и защитным механизмом, предохраняющим его от перенапряжения. В то же время возникающая во время упражнений утомляемость является стимулятором, мобилизующим как резервы организма, так и восстановительные процессы, что существенно влияет на развитие его работоспособности.

Восстановление - это процесс, который начинается, когда работа прерывается, уменьшается ее интенсивность или меняется характер; это соответствует снижению утомляемости и повышению работоспособности. Когда эти индикаторы вернутся к исходным уровням, процесс восстановления завершится.

Физиологические механизмы и процессы, обеспечивающие выздоровление, имеют принципиальное значение для целостных и частичных физиологических процессов у людей разного возраста, в разных условиях жизнедеятельности и окружающей среды. Под восстановлением понимается возврат физиологического состояния организма после изменения его функционального состояния к исходному (или близкому к нему) состоянию гомеостаза.

В целом проблема предотвращения развития утомляемости в разных условиях окружающей среды у лиц разного возраста перерастает границы физиологических проблем и все больше ассоциируется с социальными проблемами для обеспечения сохранения здоровья и эффективности труда всех возрастных групп населения.

Утомляемость и ее виды

Утомляемость возникает как при физической, так и при умственной работе. Оно может быть острым (возникает в течение короткого периода времени) и хроническим (связано с длительной кумуляцией - месяцами и годами - сдвигов в случае недовосстановления в различных функциональных системах и организме в целом). Утомляемость может быть как общей (характеризующей изменения функции организма в целом), так и локальной (связанной со снижением функции ограниченной группы мышц, отдельного анализатора и т. д.).

В основе разных видов усталости лежат изменения в разных органах и системах. В этом случае изменения в одной из систем, как правило, играют ведущую роль. Интегральные сдвиги связаны с нарушением функциональной активности и взаимосвязей нервных центров. Это выражается в снижении их активности, падении тонуса ретикулярной формации и тонизирующего действия симпатической нервной системы, а также в развитии торможения в высших отделах головного мозга. Отмечается отсутствие восстановительных процессов на всех уровнях жизнедеятельности организма. Усталость, если она не зашла слишком далеко, является обратимым снижением полезности функции и устраняется процессами восстановления.

Из-за сложности изменений в организме и их зависимости от уровня тренированности, характера психики переутомление у человека во многом носит индивидуальный характер.

Причины утомляемости

В произведениях разного характера на первый план выходят различные факторы утомления. В случае работы малых групп мышц - как динамической, так и статической - основную роль играют те токи возбуждения корковых центров, которые должны обрабатываться ими при мышечной деятельности. Это причины утомления при работе с пальцевым эргографом, жидкостным динамометром и аналогичными устройствами, используемыми для исследования утомляемости в физиологических лабораториях. В случае работы с большими группами мышц ведущую роль берут на себя различные причины, в зависимости от характера работы.

Силовая работа и статическое напряжение очень быстро вызывают утомление; это вызвано интенсивными потоками проприо- и хеморецептивных импульсов от мышц и возбуждениями корковых центров при формировании волевых импульсов на сокращение. Последние берут на себя особую роль, если выигрыши близки к максимальным; при этом в работу вовлекаются утомленные мышечные волокна с высоким порогом возбудимости, нарушение которой увеличивает нагрузку на корковый аппарат, форсируя посылку волевых импульсов. Так как при статическом напряжении нервных центров возникает ситуация, при которой очень быстро наступает утомление.

При динамической деятельности, когда периоды возбуждения определенных нервных центров чередуются с периодами их торможения (при напряжении мышц-антагонистов), утомление развивается гораздо медленнее, и в зависимости от интенсивности работы ведущую роль играют различные причины. Наиболее подходящим подразделением работы в соответствии с их способностями является подразделение, принятое в физиологии спорта.

При упражнениях максимальной интенсивности (бег на короткие дистанции, конькобежный спорт и др.) Общая продолжительность работы до 30-40 с, деятельность двигательного аппарата чрезвычайно интенсивна. Мышечная работа осуществляется в основном в анаэробных условиях. Было показано, что с увеличением темпа бега от 5,79 м / с потребление кислорода даже снижается из-за большой роли гликолитического фосфорилирования в этих условиях. В мышцах накапливается большое количество недостаточно окисленной пищи. Утомление здесь, как и при выполнении силовых упражнений, связано с мощными потоками центростремительных импульсов, однако импульсы от хеморецепторов мышц и сосудов играют несравнимо большую роль, чем в предыдущем случае.

В упражнениях субмаксимальной интенсивности (средние дистанции в различных видах спорта, продолжительность работы - от 35 с до 2-6 минут) и высокой интенсивности (длинные дистанции, продолжительность работы от 6 до 30-40 минут) недостаточное накопление недоокисленных продукты в крови приобретают ведущее значение. поступление кислорода в мозг и другие ткани и интенсивная деятельность нервных центров, регулирующих и координирующих вегетативные функции, особенно работу сердечно-сосудистой системы. Что касается участия кардиореспираторных функций в выполнении мышечной работы субмаксимальной и особенно высокой интенсивности, следует подчеркнуть, что в этих случаях достигаются самые высокие гемодинамические параметры.

При упражнениях средней интенсивности (сверхдальние дистанции, когда работа длится несколько часов и, естественно, ее мощность относительно высока) потребление кислорода полностью удовлетворяет потребность в кислороде, а недоокисленные продукты в организме не накапливаются до заметного уровня.. Между тем, усталость после таких упражнений, как марафонский бег, может быть весьма ощутимой. Здесь наряду с длительным возбуждением корковых центров, контролирующих мышцы и висцеральную сферу, возникает гипогликемия (из-за потребления значительной части углеводных запасов организма) и нарушения терморегуляции (повышение температуры тела до 39 градусов Цельсия и более) играют ведущую роль. В этих условиях высшие нервные центры не могут нормально функционировать.

Таким образом, причины утомляемости разнообразны; В зависимости от конкретных условий на первое место выступают различные факторы, но точкой приложения их влияния в первую очередь является моторный корковый анализатор.

Первичное звено центрального утомления

По вопросу о природе корковых сдвигов, которые являются основным звеном центральной усталости, за последнюю четверть века были разработаны две основные концепции. С одной стороны, М. И. Виноградов и его сотрудники развили идею о том, что суммирование поступающих возбуждений может приводить к неравномерному снижению лабильности различных элементов в сложной совокупности нервных центров или к общему удлинению физиологического интервала; это вызывает нарушение координации рабочих функций с развитием тормозных процессов в корковых центрах и падением работоспособности. С другой стороны, была выдвинута идея, согласно которой состояние корковых центров во время работы определяется соотношением трех процессов: расходования ресурсов, их восстановления в процессе работы и торможения. В этой концепции используются некоторые положения Г. В. Вольборта (1951) о закономерностях процессов утомления и восстановления, в частности, представление о роли биоэнергетического функционального потенциала корковых центров. Последний пока не может быть подробно описан, но есть основания полагать, что среди его биохимических компонентов важную роль играют ресурсы высокоэнергетических соединений фосфора, в первую очередь АТФ. Известно, что АТФ - универсальный источник энергии для биологических процессов в различных тканях, в том числе нервной. Распад АТФ и изменение соотношения между различными фосфатными макроэргами, происходящие при интенсивной активности нервных элементов, можно рассматривать как один из существенных аспектов процесса расходования ресурсов нервных клеток. Однако ряд других важных компонентов также может быть важным, включая как биоэнергетические факторы, так и состояние ферментных систем, которые изменяются со сдвигами в биохимической конъюнктуре. Кроме того, следует иметь в виду, что все больше раскрывается роль глии как своеобразного резервуара и поставщика энергоресурсов для нейронов.

Исходя из тенденций к синтезу идей в физиологической науке, следует признать, что подход, основанный на концепции функционального потенциала ткани, исходя из позиций школы И.П. Павловой, с акцентом на биохимические основы исследуемых процессов, нисколько не противоречит подходу, основанному на концепции лабильности тканей, вытекающему из позиции школы Н.Е. Введенского и ориентирующемуся на собственные физиологические законы.

Если уровень лабильности тесно связан с соотношением процессов расходования и восстановления ресурсов, то при значительном преобладании первых, даже при очень интенсивном восстановлении, лабильность снижается, выполняемая работа становится пессимальным стимулом. и развивается торможение. Прекращение работы в этих случаях означает прекращение функциональных отходов на высоком уровне процессов восстановления. В связи с этим можно обнаружить быстрое, резкое восстановление лабильности. Подобные материалы уже были описаны в опытах Я.А. Шейдин и В.Г. Куневич (1935), которые показали, что после статического напряжения до отказа продолжительность динамической работы может даже увеличиваться.

На схеме А показаны сдвиги в состоянии наиболее заторможенных элементов двигательного анализатора, которые во многом определяют общую динамику работоспособности при утомлении. Как видно из диаграммы, увеличение процесса расходования ресурсов, происходящее при интенсивной работе нервных центров, сопровождается усилением процесса восстановления, происходящего в процессе работы (ресинтез АТФ в нервной ткани и т. д.). Подчеркнем, что в функционирующей ткани этот процесс более интенсивен, чем в покоящейся, потому что, согласно хорошо известной позиции современной биохимии (В.А. Энгельгардт), первичный процесс расщепления всегда вызывает или усиливает реакцию, производящую синтез. Поэтому было бы неправильно полагать, что функциональные ресурсы корковых центров неуклонно снижаются с самого начала работы. На первом этапе деятельности поступающие потоки центростремительных импульсов тонизируют центры двигательного анализатора, повышают их лабильность - возникает явление, которое А.А. Ухтомский назвал усвоением ритма. Как известно, начальный период любой работы характеризуется протеканием учебного процесса, за счет которого возрастает дееспособность. Материальной основой этих благоприятных сдвигов лабильности (как и ее роста при нагрузке), по-видимому, является усиление трофических процессов в соответствующих нервных центрах, вызванное афферентными импульсами. Текущий процесс восстановления активирован. Увеличение скорости восстановительных реакций обеспечивает ускорение физиологического ритма деятельности.

В свете данных современной нейрофизиологии о роли ретикулярной формации ствола мозга и регуляции состояния высших нервных центров можно предположить, что в механизме тонизирования коркового аппарата на первом этапе работы Определенное значение имеют восходящие облегчающие воздействия ретикулярной формации, связанные с афферентными импульсами от мышц. Эти воздействия, а также связанные с ними эффекты симпатико-надпочечниковой системы, очевидно, не только увеличивают возбудимость корковых клеток, но и стимулируют в них процесс восстановления во время работы, тем самым переводя корковые центры на более высокий уровень активности.

Начавшееся снижение эффективности корковых центров, т. е. их утомление, происходит как из-за траты ресурсов, так и из-за торможения, потому что каждый из этих тесно взаимосвязанных процессов вызывает снижение лабильности и, следовательно, картину подавления функции.

Становится, в частности, очевидным, что смещения корковых центров при кратковременной интенсивной работе и длительной работе низкой интенсивности имеют существенные различия; Это позволяет говорить о двух типах утомления, выделенных М. И. Виноградовым - первичной (быстро развивающейся) и вторичной (медленно развивающейся) утомляемости.

В литературе иногда первый вид утомления называют центральным, а второй - периферическим или наоборот. С точки зрения, представленной здесь, в обоих случаях генезис утомления одинаков, важнейшим его звеном являются сдвиги в корковых центрах, но соотношение развивающихся в них процессов совершенно разное, и поэтому оба типа утомления характеризуется очень большими отличиями. Например, лица, более устойчивые к кратковременным большим нагрузкам, могут уступать другим людям при длительной малоинтенсивной работе, так как в первом случае ведущую роль играют индивидуальные особенности развития пессимума, во втором. - индивидуальные характеристики функциональных расходов. Возможно, в этом плане можно частично объяснить особенности конституционного строя лиц, предрасположенных к спринтерским и стайерским упражнениям.

В свете разработанных представлений можно говорить о принципиальном единстве механизмов утомления в статической и динамической формах мышечной деятельности. Наибольшая утомляемость статических нагрузок связана не с особенностями местного кровообращения при этом виде работы, а с непрерывной деятельностью ограниченного участка корково-моторного анализатора. В отличие от этого, при динамической работе происходит взаимное раздражение центров мышц-антагонистов за счет попеременного возбуждения и торможения этих центров, находящихся во взаимных отношениях.

Общий механизм утомления

Обсуждаемые выше сдвиги в состоянии корковых центров представляют собой лишь одно, хотя и очень важное звено в сложном и многогранном механизме утомления.

Причины, описанные в предыдущем разделе, действуют через афферентные системы и ретикуляторную формацию, а также, в определенной степени, непосредственно на высшие центры двигательного аппарата и вызывают снижение их активности. спектакль. Последнее влечет за собой сложный набор смен.

С одной стороны, происходит торможение рабочих воздействий моторной зоны коры, то есть импульсов на сокращение мышц. Субъективно это отражается на чувстве усталости. Чтобы преодолеть это внутреннее препятствие и продолжить работу, несмотря на торможение ряда функциональных единиц, необходимо мобилизовать волевое усилие. По-видимому, физиологическим выражением этой посылки импульсов, несмотря на торможение, является синхронизация токов мышечного действия - явление, столь типичное для режима работы нервных центров при утомлении.

С другой стороны, и это еще более важно, снижение работоспособности высших корковых центров вызывает различные изменения в состоянии всех звеньев опорно-двигательной системы, а также ряд других систем организма, приводит к общему задержки в физическом интервале и снижении функции исполнительных органов.

В разделе, посвященном доказательству ведущего звена утомления центральной нервной системы, уже приводился фактический материал, говорящий о вторичности ряда важных изменений состояния мышц. Давайте теперь попробуем понять их механизм. Здесь следует помнить о двух моментах.

Во-первых, утомление корковых центров приводит к нарушению управляемой или сложной координации нейрогуморальных регуляторных процессов, связанных с выполнением работы. Эта дискоординация и увеличение количества физиологических потерь на единицу работы являются характерной чертой утомляемости. Для уставшего организма такая же работа дороже, чем для неутомимого.

Во-вторых, утомление корковых центров меняет характер установочных влияний коры больших полушарий и связанных с ней регуляторных систем на исполнительный аппарат. Экспериментально доказано, что угнетение центров может приводить к снижению лабильности периферии, к удлинению физиологического интервала. Напомним данные об углублении пессимума нервно-мышечного аппарата при реципрокном торможении его нервных центров и о повышении эффективности мышц при снятии торможения в соответствующем сегменте спинного мозга.

Уровень работоспособности мышц, связанный с регулировкой их возбудимости, тонуса и упруговязких свойств, с состоянием кровоснабжения мышц и трофических процессов в них, определяется уровнем работоспособности нервных центров, контролирующих мышцы.

Одним из наиболее важных способов, посредством которых состояние нервных центров влияет на рабочее состояние мышц, является симпатическая нервная система, адаптивно-трофические воздействия, которые регулируются высшими отделами головного мозга.

Вот некоторые материалы, характеризующие нарушение координации функций организма при утомлении.

Прежде всего, это интересные данные, иллюстрирующие роль корковых центров в координации рабочих процессов. Было показано, что у крыс с удаленными полушариями головного мозга накопление молочной кислоты в крови увеличивается во время работы; Таким образом, можно думать об ухудшении всего комплекса рабочих процессов в организме.

Интересный дополнительный механизм был раскрыт H. Laborit et al. (1958), Х. Лабори (1961). При переутомлении, а также при различных состояниях агрессии отмечается гипераммониемия. Автор объясняет это следующим образом. Дискоординация вегетативных функций нарушает нормальную регуляцию висцеральных сосудов, они сужаются; это нарушает режим работы слизистой оболочки кишечника и печени, дезорганизует цикл Кребса и увеличивает поступление аммиака из кишечника в кровь. Гипераммониемия поражает нервные центры, что усугубляет нарушение координации функций.

Итак, гуморальные сдвиги при утомлении чрезвычайно разнообразны и значительны. Среди доступных гуморальных сдвигов есть взаимосвязанные изменения, вызванные работой и связанные с первопричинами утомления (избыток недоокисленных продуктов, гипогликемия и т. д.), и сдвиги, обусловленные вегетативно-эндокринной предрасположенностью. Последние, в свою очередь, усиливают сдвиги первого рода и т. д.

Таким образом, при утомлении разыгрывается очень сложный комплекс изменений в организме. Это целостный процесс с ограничивающим кортикальным звеном. Когда маленькие группы мышц работают, усталость играет в основном в опорно - двигательном аппарате; при работе крупных мышечных групп включаются описанные выше вегетативно-эндокринные и гуморальные сдвиги, выступающие и как причины, и как составляющие утомления.

Понимание того, что утомление - это целостный процесс, позволяет правильно понять вопрос о факторах, определяющих работоспособность организма при мышечной деятельности.

Утомляемость при двигательной активности человека бесконечно разнообразна. Он выражается в изменениях во время родов, занятий спортом и других форм его деятельности и захватывает как все тело, так и его часть.

Утомляемость при локальной физической активности

Утомление от локальной нагрузки наблюдается при работе отдельной мышцы или группы мышц. В экспериментах на эргографе Моссо было показано, что когда человек работает в процессе нарастания утомления, амплитуда, сила и скорость мышечных сокращений уменьшаются. Нарушается взаимодействие мышц-антагонистов. Сокращается продолжительность работы. Эти же факты подтверждаются экспериментами на изолированных мышцах лягушки и теплокровного животного. Если эти препараты ритмически стимулировать, то сила и амплитуда мышечных сокращений уменьшаются. Кривая, записанная в этом случае, была названа кривой усталости. Ее анализ показывает, что по мере развития утомляемости латентный период и продолжительность одиночного сокращения увеличиваются. Особенно удлиняется фаза расслабления, которая не длится много секунд. Остаточное укорочение мышцы с чрезвычайно медленным расслаблением называется контрактурой. При переутомлении работоспособность мышцы снижается.

Роль разных уровней регуляции в развитии утомления

Утомление, возникающее при местных физических нагрузках, связано с изменением функций нервных центров, нервно-мышечного синапса, а также самой мышцы.

Изменения функции нервных центров связаны со снижением их активности и лабильности, нарушением баланса возбуждающих и тормозных процессов. Может развиться трансцендентное торможение, имеющее защитное значение для нейронов. В результате нарушения реципрокной иннервации нарушается координация взаимодействия мышц-антагонистов.

Рефлекторная стимуляция при локальной двигательной активности выявляет разную степень сопротивления утомлению двигательного и сенсорного нервных центров. В случае, если двигательный нервный центр утомлен и не реагирует на стимулы, возникающие при стимуляции определенного анализатора, он может восстановить генерацию ответов, если стимуляция передается другому анализатору, который снова его стимулирует.

Такой опыт показывает, что двигательный центр утомляется меньше, чем сенсорные центральные системы, которые его стимулируют.

Роль нервно-мышечной передачи в развитии утомления раскрывается в следующем эксперименте. Если после наступления переутомления и отказа от работы раздражение прикладывается непосредственно к двигательному нерву, то сокращения мышц снова восстанавливаются. При дальнейшем воздействии раздражения на нерв мышечные сокращения снова прекращаются. Это зависит от дисфункции нервно-мышечного синапса, что связано со снижением чувствительности постсинаптической мембраны мышечного волокна к ацетилхолину. В результате снижаются лабильность и возбудимость скелетных мышц, резко снижается сила и скорость их сокращения. Углубление утомления приводит к тому, что в конечном итоге биоэлектрические потенциалы синаптической пластинки снижаются ниже порогового значения и возникновение потенциалов в мышечном волокне прекращается. После прекращения движений мышечные сокращения снова станут возможными, если электрические раздражители будут применяться непосредственно к мышце. Утомление в самой мышце связано с нарушением процессов ресинтеза АТФ и креатинфосфата для сокращения мышц. При этом в тренировочной мышце возникает утомление без накопления молочной кислоты. Нарушение баланса ионов Са и К приводит к угнетению активности мышечных волокон. Итак, ионы K, диффундирующие из мышечных волокон в межклеточное пространство, оказывают угнетающее действие на способность постсинаптической мембраны генерировать потенциалы действия. Развитие утомления также связано с нарушением или отсутствием внутримышечной координации сокращения двигательных единиц (смещение их функциональной активности, разная динамика их сокращений).

В то же время исследования наличия энергетических веществ (гликогена и др.) В мышцах при прекращении произвольных сокращений указывают на то, что их запасы не исчерпаны. Таким образом, двигательный нервный центр и нервно-мышечная передача являются наиболее утомленными в нервно-мышечных системах. Сама мышца и особенно нервный проводник - наименее утомляемые звенья. Блокада, которая развивается в нервно-мышечном синапсе при прохождении нервного импульса, представляет собой механизм, не допускающий истощения энергетических ресурсов в самой мышце.

Развитие утомления во многом зависит от кровоснабжения работающей мышцы. Это можно наблюдать в эксперименте по сравнению производительности наручного эргографа при нормальных условиях кровообращения и при его нарушении из-за наложения жгута, нарушающего кровоток в работающей мышце. В последнем случае резко снижается КПД.

При развитии моторной гипоксии происходит усиление кровотока в работающей мышце за счет дополнительного развития капилляров и активации активных. При крайней степени утомления отмечается раскрытие шунтирующих артериол и направление кровотока непосредственно в венулы, что дополнительно нарушает питание и, как следствие, работоспособность мышцы.

Скорость, с которой наступает утомление, зависит от степени нагрузки на работающие мышцы и ритма, с которым выполняется работа. При частых и быстрых движениях при выполнении циклической работы сначала уменьшается их сила, а затем четкость в поддержании их амплитуды и скорости мышечных сокращений. Тяжелые нагрузки ускоряют изменение силы, скорости и выносливости. Высокий уровень общей физической подготовки отделяет усталость от местных упражнений. В то же время работоспособность мышц при локальных нагрузках (например, с пианистом и т. д.) Может быть колоссальной даже при низком уровне общей физической подготовки.

При местных физических нагрузках также развивается общая утомляемость. Центр тяжести в развитии этого процесса перемещается в более высокие отделы центральной нервной системы.

Утомляемость при полной нагрузке

Общая нагрузка характеризуется участием в работе многих групп мышц и активацией функции вегетативных систем. Возникающие при этом общие изменения развития утомления связаны с процессами, характерными для локальной работы.

Нарушения функции центральной нервной системы играют ведущую роль в развитии общей утомляемости. Несогласованность во взаимодействии различных двигательных нервных центров и их взаимодействии с центрами, обеспечивающими работу вегетативных органов и систем. Общее подавление функции центральной нервной системы выражается в снижении способности к сознательной мобилизации и координации двигательных действий. Этот процесс идет быстрее, если человек сознанием пытается контролировать конкретные детали координации выполняемых двигательных актов (как поставить или согнуть ногу, что делать пальцами и т. д.). При этом вмешательство сознания в реализацию деталей моторики не улучшает, а ухудшает координацию (в процессе обучения необходимо активное участие сознания). Как известно, автоматизация двигательных навыков дает возможность сосредоточиться на целях двигательной активности или одновременно с выполнением двигательного акта задуматься о задачах, далеких от этого движения. Так, например, балерина может быть драматической актрисой только в том случае, если она в совершенстве владеет всей массой балетных технических двигательных приемов, их автоматизацией. В то же время ходьба, бег, игра на пианисте и т. д. При автоматизации моторики менее утомительны. В этом случае сознание не вмешивается в детали нервно-мышечной координации, а направлено на достижение цели и мобилизацию тела.

Эксперименты с внушением также указывают на большое значение, которое центральная нервная система играет в развитии утомляемости. Итак, если испытуемый, держащий легкий предмет, убежден, что работает с тяжелым весом, он быстро откажется от работы, и вегетативные сдвиги в его теле будут соответствовать работе с тяжелым весом.

Переключение двигательной активности с одной координации (формы движений) на другую, если человек к этому не подготовлен, ускоряет наступление утомления. Таких примеров очень много и в труде, и в спорте, и в повседневной практике.

Двигательная активность организма в целом вызывает утомление различных групп мышц, неодновременное и в разной степени (меняется топография функций различных групп мышц). При этом меняется характер их взаимодействия, что приводит сначала к нарушению их координационных отношений (в частности, реципрокных), а затем к снижению силы, скорости их сокращений и выносливости.

Высокая работоспособность достигается за счет оптимального сочетания двигательного навыка с качественными характеристиками двигательной активности (сила, скорость, выносливость, ловкость). При утомлении отмечается нарушение этой связи, которое называется разобщением качественных особенностей двигательной активности и умения. В основе этого лежит нарушение механизмов управления движениями функционального состояния мышц и вегетативных систем.

Изменения вегетативных функций

При развитии общей утомляемости отмечается ослабление силы сердечных сокращений и одновременно увеличение их частоты, что, в свою очередь, снижает эффективность восстановительных процессов. Изменения артериального давления. Максимальное давление уменьшается, а минимальное увеличивается. Это приводит к снижению пульсового давления. Тонус сосудов изменяется во многих органах. Следовательно, нарушается перераспределение кровотока в рабочих органах. В частности, по мере развития утомления сосудистая реакция работающих мышц может быть нарушена. Это выражается в том, что с определенного этапа развития утомления сосуды в работающей мышце начинают сужаться, что распространяется на сосуды соседних мышц. Извращенная реакция более выражена у нетренированных и легко утомляемых людей. Интересно, что сокращение неутомимой мышцы приводит к нормальному расширению сосудов во всех конечностях, включая утомленные группы мышц. Работа неутомимой группы мышц приводит не только к восстановлению кровообращения, но и к повышению работоспособности всех остальных мышц.

Изменение дыхания характеризуется его учащением и возможными нарушениями координации брюшного и грудного дыхания. Показатели легочной вентиляции и значения абсорбции О снижаются на 1 кг массы тела.

Сниженные запасы энергии организма в результате истощения запасов гликогена в печени. В то же время использование запасов гликогена из неработающих мышц затруднено. В опытах, где работа велась с одной ногой, на велоэргометре было показано, что запасы гликогена в его мышцах резко снижаются, а в мышцах неработающей ноги - не изменяются. Таким образом, передача электрических веществ от одной мышцы к другой незначительна, а резервы поступают из центральных депо. Отмечается потливость.

Особенности физиологических сдвигов при статических усилиях

Под статическими усилиями понимается длительное непрерывное напряжение как отдельной группы мышц, так и общее напряжение многих групп мышц, обеспечивающих поддержание позы при различных видах деятельности (при двигательной работе, рабочая поза в родах, общие нагрузки во время физических упражнений и др.). Поддерживать одинаковую позу утомительнее, чем выполнять динамическую работу. Это связано с работой нервных центров, для которой характерно постоянное возбуждение ограниченных групп нервных клеток. При этом отмечается дезорганизация их деятельности; возбуждение нарастает, что, в конце концов, вызывает защитное торможение, а статическое напряжение уменьшается и прекращается.

Постоянное напряжение мышц затрудняет циркуляцию и дыхание напряженных мышц и препятствует активизации продолжающегося восстановления. Статические усилия часто связаны с напряжением, которое затрудняет движение крови по легким и создает дополнительную нагрузку на правое сердце.

Такая координация движений на фоне поддержания общей позы, особенно напряженной, требует большой тренировки. Чрезмерное усилие приводит к перенапряжению.

Перенапряжение (острая утомляемость) возникает при выполнении динамических физических нагрузок и статических нагрузок, не соответствующих уровню физической подготовленности человека (особенно часто возникает на фоне переутомления). При статических усилиях может возникнуть острая сердечная недостаточность, нарушение координации в регионарном кровообращении, одышка, цианоз, нарушение координации движений.

Острая утомляемость возникает, когда работа значительной интенсивности не соответствует уровню непосредственной готовности к упражнению и предварительной готовности организма.

Ведущим фактором возникновения физиологических изменений является нарушение функции ЦНС, центры которой в результате срочности мобилизации не обеспечивают постоянного развития активности и координации деятельности органов и органов. системы. Снижается подвижность нервных процессов и развивается торможение в нервных центрах, которое происходит под влиянием высокого ритма и скорости афферентных раздражителей, связанных с интенсивными мышечными сокращениями. Возможна коллизия нервных процессов и возникновение запредельного торможения. Задерживается и активация функции желез внутренней секреции. В результате вегетативные системы не выполняют свою роль по обеспечению организма питательными веществами и восстановлению работоспособности. Недостаток потребления кислорода и потребность в кислороде в организме резко возрастают. Сердечно-сосудистая и дыхательная системы не обеспечивают снабжение организма кислородом. Продукты обмена и, в частности, молочная кислота быстро накапливаются. В этих условиях из-за перенапряжения сердца и неадекватного изменения тонуса сосудов может развиться коллапс.

У нетренированных лиц состояние острой усталости может развиться на ранних этапах длительных физических нагрузок в результате резкого нарушения регуляторных механизмов и истощения резервов восстановления в органах и системах организма.

Острая утомляемость быстрее развивается в условиях высокой температуры и влажности. При этом усиливается потоотделение, что приводит к потере организмом хлоридов и изменению количественного соотношения ионов натрия, калия, кальция, хлора и фосфора в крови и тканях организма. Острая утомляемость пожилым людям тяжело переносится, а выздоровление затягивается и требует специальных лечебных мероприятий.

Хроническая усталость

Хроническая усталость - это результат кумуляции сдвигов в нервно-мышечной и вегетативной системах организма, возникающих в результате повторяющейся утомительной работы. Может возникнуть в результате систематического недовосстановления при общей и локальной нагрузке. Ведущими явлениями, характеризующими хроническую усталость, являются расстройства центральной нервной системы, проявляющиеся в неспособности организма мобилизовать усилия, прогрессирующем снижении общей работоспособности и нарушении координации со сложными общими и локальными движениями.

Также отмечаются тахикардия, повышение минимального артериального давления, снижение потребления кислорода на 1 кг массы тела, потливость.

При сохранении способности реализовывать старые автоматизированные навыки отмечается неспособность овладеть новыми полезными навыками и действиями. В дальнейшем происходит расстройство старых закрепленных навыков и действий. Физиологическая основа этого явления - нарушение баланса возбуждающих и тормозных нервных процессов. Возможно снижение способности сохранять концентрацию и бдительность в рабочих условиях и дома, бессонница. Снижается сопротивляемость организма неблагоприятным факторам окружающей среды. Человек легко заболевает. Восстановление организма после нагрузки затягивается.

Устранение и предупреждение психической и физической усталости

Устранить и отсрочить утомление можно за счет повышения общей и специальной физической подготовленности организма, оптимизации его умственной и эмоциональной активности. Мобилизация других аспектов умственной деятельности и двигательной активности, не связанных с теми, которые привели к утомлению, помогает дистанцировать умственное утомление и предотвращать его. Вся система средств и методов, обеспечивающих дистанцирование переутомления, приобретает особое значение в условиях адаптации, во время которой снижается сопротивляемость организма. Субъективные ощущения являются важными предупреждающими симптомами, которые служат сигналами для принятия мер по борьбе с утомляемостью и перенапряжением (острая утомляемость). Чрезмерные волевые усилия, направленные на устранение переутомления, могут привести к переутомлению и возникновению патологических процессов в различных органах и системах, а также в организме в целом.

Чтобы отвлечься от усталости, необходим активный отдых, а также переключение на другие занятия. И.М. Сеченов, открывший феномен активного отдыха, показал, что восстановление работоспособности одной конечности происходит быстрее, если в период ее покоя работу выполняет другая конечность. Эти факты объясняются особенностями восстановительных процессов, протекающих в нервных центрах и в межцентральных отношениях. После наступления утомления при работе правой рукой происходит угнетение ее иннервирующих центров. Возбуждение нервных центров при работе левой рукой усиливает торможение в центрах правой руки (механизм отрицательной индукции). Это положительно сказывается на восстановлении работы правой руки. Однако в ряде случаев отмечается иррадиация возбуждения на центры покоя, что затрудняет их восстановление. С увеличением тренированности эффективность активного отдыха для восстановления повышается, в частности, за счет повышения устойчивости индукционных межцентровых отношений. Активный отдых наиболее эффективен при работе со средней степенью тяжести.

Переключение двигательной активности с одной координации на другую откладывает наступление утомления. Например, если вы несете в руках ведро с водой и держите его ручку в кулаке ладонью вперед, то через некоторое время наступает усталость. Однако, если повернуть руку ладонью назад, вы можете продолжать носить ведро. В этом случае изменение функциональной активности в различных отделах нервно-мышечного аппарата позволяет продолжить работу. Однако следует иметь в виду, что переключения дают эффект усталости на расстоянии только в том случае, если человек подготовлен к такому изменению двигательных навыков. Так, например, если вы едете на велосипеде ритмично, крутите педали, усталость наступает не скоро. Если велосипедист, не подготовленный к переключению передач, меняет ритм и усилие при педалировании, он относительно быстро устает. То же самое и с беговыми лыжами. Если лыжник не обладает разными навыками при ходьбе по ровной и пересеченной местности, утомление развивается быстрее, чем у лыжника, использующего другую технику катания на лыжах. Подобные примеры можно привести из области различных рабочих и домашних навыков. Положительные эмоции также могут помочь избавиться от явлений усталости и восстановить работоспособность.

Устранение утомления происходит за счет идеальной координации движений (мышечная, внутримышечная, динамика сокращения и расслабления и др.), Стабильности соотношения силы, скорости, выносливости и моторики. Длительное сохранение пауз между последовательными сокращениями мышц, а также их ритма вместе с высокой амплитудой их сокращения - признак устойчивости организма к утомлению. Об этом же говорят адекватные и стабильные сдвиги вегетативных функций под влиянием длительных физических нагрузок.

Желательно устранить острую усталость, снять ее физиологическими средствами, чтобы она не перешла в хроническую. Это, прежде всего, своевременный отдых и правильная организация умственного и физического труда.

Специальная диета благотворно влияет на профилактику умственного переутомления. Например, для профилактики утомляемости успешно используется пищевой режим, добавляя небольшие дозы дополнительных факторов питания в виде аминокислот, витаминов, солей и т. д. К обычному рациону, чтобы активировать процесс синтеза в головном мозге и улучшить реакции общего обмена веществ. Это приводит к улучшению психофизиологической активности при интенсивной умственной работе и физических нагрузках. Режим питания не только предотвращает развитие процессов хронического умственного и физического утомления, но и снижает эффект кумуляции острого умственного утомления, усиливает адаптацию к интенсивным интеллектуальным и физическим нагрузкам.

Настоящее средство борьбы с переутомлением - оптимальное сочетание умственного и физического труда. Однако это правило не является абсолютным и для достижения успеха требует учета характера работы, как умственной, так и физической. Это связано с тем, что физические упражнения и психическое напряжение в той или иной степени захватывают и активируют различные вегетативные и соматические системы в организме человека и вызывают сдвиги в центральной нервной системе различной сложности и интенсивности. Еще в 1913 г. Д. Гельхорн и М. Левин указали, что астеническая реакция приводит к расширению сосудов головного мозга, а астеническая реакция вызывает сужение сосудов. Умственная работа может привести к сужению сосудов конечностей и чем больше, тем оно интенсивнее. При переутомлении, как от физического, так и от умственного труда, последующий умственный труд может дать обратную реакцию, вызывая расширение сосудов конечностей. В то же время есть исследования, в которых показано, что решение легких арифметических задач повышает физическую работоспособность, а сложные задачи - снижают. Работа с легкими весами стимулирует умственную деятельность, а с тяжелыми весами и упражнениями, которые трудно координировать, усложняет ее.

Например, игра в настольный теннис не может служить отдыхом после напряженной умственной работы, так как требует повышенного внимания и сосредоточенной умственной деятельности. Напротив, ходьба на лыжах, бег трусцой в лесу и другие подобные упражнения, вызывающие явления переключения центральной нервной системы и ритмическую активность различных функций, служат прекрасным средством восстановления после напряженного рабочего дня.

С другой стороны, высокий уровень общей физической подготовки в значительной степени способствует улучшению умственной деятельности. Это было показано в экспериментах на школьниках, студентах и лицах разных возрастов и специальностей. Например, успеваемость физически подготовленных школьников была на 10-15% выше, особенно к концу учебного года. Однако сложные и интенсивные упражнения, которые приводят к утомлению, напрямую не повышают умственную работоспособность.

В целом проблема предупреждения развития умственного утомления в разных условиях окружающей среды у лиц разного возраста перерастает границы физиологических проблем и все больше ассоциируется с социальными проблемами для обеспечения сохранения здоровья и эффективности труда всех возрастных групп населения. численность населения.

Заключение

В организме как во время работы, так и в покое, на всех уровнях его жизнедеятельности непрерывно происходят тесно взаимосвязанные процессы потребления и восстановления функциональных, структурных и регуляторных резервов. В покое эти процессы относительно сбалансированы.

При возникновении острой или хронической усталости в результате работы, как общего, так и местного характера, расход вышеуказанных резервов преобладает над их восстановлением. Другими словами, катаболизм преобладает над анаболическими процессами.

Отмечается отсутствие восстановительных процессов на всех уровнях жизнедеятельности организма. Усталость, если она не зашла слишком далеко, является обратимым снижением полезности функции и устраняется процессами восстановления.

Список литературы

Физиология труда, Экологическая физиология - Г. Ульмер. 2001.
Пособие по физиологии труда - И.А. Сидоров. 2011.
Физиология - А.В. Коробков. 2012.
Нормальная физиология - В.В. Розенблат. 2003.
Физиология умственного труда - Л.Я. Зыбковец, А.О. Навакатикян. 2009.
Физиология трудовых процессов - Агаджанян Н.А., Циркина В.И. 1999.
Основы физиологии - И.А. Аршавский. 2000.
Физиология - Протусевич Ю.М. 2010.