Тимчасове зниження працездатності цілого організму, органу чи тканини, що настає після роботи, називають втомою.
Втома зникає після більш менш тривалого відпочинку. Втома ізольованого м'яза легше можна спостерігати, якщо впливати на нього частими подразненнями.
Висота скорочень такого м'яза поступово зменшується, поки м'яз нарешті не перестане скорочуватися. Що частіше наноситься роздратування, то швидше настає втома (рис.).
Вивчення втоми в людини проводиться з допомогою спеціального приладу - эргографа (рис. 2).
Мал.ШВИДКІСТЬ НАСТУПУ ВСТАНОВЛЕННЯ ПРИ РІЗНІЙ ЧАСТОТІ ДРАЖЕНЬ 1-скорочення з частотою-один раз на секунду; 2 - скорочення з частотою один раз на 2 секунди: 3 - скорочення з частотою один раз на 4 секунди.
Ергограф є приладом, в якому фіксуються передпліччя, пензель , II та IV пальці досліджуваного. До середнього пальця підвішують вантаж і досліджуваному пропонують піднімати та опускати його, згинаючи та розгинаючи палець. Змінюючи ритм роботи, величину вантажу чи й інше, можна вивчити явище втоми, що настає у людини різних умовах.
Крива, яка у своїй виходить, називається эргограммой (рис. 3).
Для вивчення робочих рухів І. М. Сєченовим був сконструйований спеціальний ергограф, за допомогою якого досліджуваний відтворював рухи, що здійснюються при пилянні ручною пилкою.
Для пояснення втоми було висунуто кілька теорій. Одні пояснювали стомлення тим, що в результаті роботи енергетичні запаси виснажилися, інші ж припускали, що причиною стомлення є забруднення м'язів продуктами розпаду. Однак жодна з висунутих теорій не передставила вичерпного пояснення явищ втоми. При посиленій роботі в м'язі дійсно утворюються продукти розпаду, зокрема молочна кислота, яка значною мірою впливає на настання стомлення в працюючому м'язі, відбувається витрачання енергетичних запасів і т. д., але жоден з цих процесів окремо не може бути покладений у основу пояснення втоми. Всі ці теорії ігнорували роль нервової системи при настанні втоми.
Тим часом дослідженнями І. М. Сєченова, І. П. Павлова, Н. Є. Введенського та А. А. Ухтомського було показано, що в тривалому збереженні працездатності та в настанні втоми вирішальну роль відіграє центральна.
Мал. 2Ергограф, 1 - циліндр для запису, 2- записуючий важіль, 3- стійка, 4- трималка для руки, 5 - вантаж
Настання втоми м'яза при рефлекторному впливі у спеціальному досвіді спостерігав Н. Є. Введенський. Цей досвід був поставлений на такому м'язі, скорочення якого можна було рефлекторно викликати роздратуванням двох різних.доцентрових нервів. Роздратуванням одного з цих нервів досягалася втома м'яза. Коли ставало очевидним, що м'яз втомився, наносилося роздратування іншому доцентровому нерву. На це роздратування м'яз відповідав скороченням колишньої сили. Звідси було зроблено висновок, що стомлення насамперед настає над м'язі, а центральної нервової системі (нервове волокно практично невтомно).
Вплив кори головного мозку був показаний у досвіді, коли досліджуваному, що робить значну роботу, вселялося, що він виконує легку роботу; у своїй витрата енергії зменшувався, хоча інтенсивність роботи не знижувалася.
При виконанні легкої м'язової роботи енергетичні витрати різко зростають, якщо досліджуваному навіяти, що він виконує важку фізичну роботу.
Вплив вегетативної нервової системи, зокрема її симпатичного відділу, на втому було показано радянськими вченими Л. А. Орбелі та А. Г. Гінецінським.
Після того, як було викликано втому м'яза жаби, дратували симпатичну нервову систему та спостерігали відновлення працездатності м'яза. Роздратування симпатичного нерва викликає зміна обмінних процесів, що протікають у м'язі, внаслідок чого настає відновлення працездатності.
Таким чином, вперше було доведено вплив вегетативної нервової системи на процеси, що протікають у скелетному м'язі.
Рис.Ергограма
Симпатична , що грає, як було описано вище, важливу роль, сама знаходиться під безпосереднім регулюючим впливом центральної нервової системи. Будь-яка м'язова діяльність можлива лише завдяки координації з боку центральної нервової системи, куди у свою чергу безперервно надходить ціла низка імпульсів від рецепторів різних органів, що беруть участь у роботі.
Широко поширена думка, що найкращим способом відновлення працездатності є повний спокій. Проте дослідження І. М. Сєченова довели хибність такого уявлення. Він порівнював відновлення працездатності втомленої внаслідок тривалої роботи правої руки в умовах повного відпочинку, а також в умовахколи ліва рука виконувала певну роботу, тобто під час активного відпочинку. Виявилося, що працездатність відновлюється швидше за активного відпочинку, ніж пасивному.
Передбачається, що потік імпульсів, який прямує від працюючої руки в центральну нервову систему, діє збуджувально на стомлені або впадені в гальмування ділянки центральної нервової системи.
Розрізняють такі режими м'язового скорочення:
1. Ізотонічні скорочення. Довжина м'яза зменшується, а тонус не змінюється. У рухових функціях організму не беруть участь.
2. Ізометричне скорочення. Довжина м'яза не змінюється, але тонус зростає. Лежать основу статичної роботи, наприклад за підтримки пози тіла.
3. Ауксотонічні скорочення. Змінюються і довжина, і м'язовий тонус. З їх допомогою відбувається пересування тіла та інші рухові акти.
Максимальна сила м'язів– це величина максимальної напруги, яку може розвинути м'яз. Вона залежить від будови м'яза, його функціонального стану, вихідної довжини, а також статі, віку, ступеня тренованості людини.
Залежно від будови, виділяють м'язи з паралельними волокнами (наприклад кравецька), веретеноподібні (двоголовий м'яз плеча), перисті (литкові). У цих типів м'язів різна площа поперечного фізіологічного перерізу- Це сума площ поперечного перерізу всіх м'язових волокон, що утворюють м'яз. Найбільша площа поперечного фізіологічного перерізу, отже, і сила, у перистих м'язів. Найменша у м'язів із паралельним розташуванням волокон.
При помірному розтягуванні м'язу сила його скорочення зростає, але при перерозтягуванні зменшується. При помірному нагріванні сила збільшується, а при охолодженні знижується. Сила м'язів знижується при втомі, порушення метаболізму і т.д. Максимальна сила різних м'язових груп визначається динамометрами (кистовим, становим тощо).
Для порівняння сили різних м'язів визначають їх питому чи абсолютну силу. Вона дорівнює максимальній силі, поділеній на кв. див. площі поперечного перерізу м'яза. Питома сила литкового м'яза людини становить 62 кг/см 2 , триголовий – 16,8 кг/см 2 , жувальних – 10 кг/см 2 .
Роботу м'язів ділять на динамічну та статичну Динамічнавиконується під час переміщення вантажу. При динамічній роботі змінюється довжина м'яза та його напруга. Отже, м'яз працює в ауксотонічному режимі. При статичноїроботі переміщення вантажу немає, тобто. м'яз працює в ізометричному режимі.
Динамічна робота дорівнює добутку ваги вантажу на висоту його підйому або величину укорочення м'яза (А=М·h). Робота вимірюється в кг м, джоулях. Залежність величини роботи від навантаження підпорядковується закону середніх навантажень. У разі збільшення навантаження робота м'язів спочатку зростає. При середніх навантаженнях вона стає максимальною. Якщо збільшення навантаження продовжується, то робота знижується. Такий вплив на величину роботи надає її ритм. Максимальна робота м'яза здійснюється за середнього ритму. p align="justify"> Особливе значення в розрахунку величини робочого навантаження має визначення потужності м'яза - це робота виконується в одиницю часу (Р = А · Т). Одиниця виміру – ват (Вт).
Втома м'язів
Втома- Це тимчасове зниження працездатності м'язів у результаті роботи. Втома ізольованого м'яза можна викликати його ритмічним роздратуванням. Внаслідок цього сила скорочень прогресуюче зменшується. Чим вище частота, сила подразнення та величина навантаження, тим швидше розвивається втома. При стомленні значно змінюється крива одиночного скорочення. Збільшується тривалість латентного періоду, періоду укорочення та особливо періоду розслаблення, але знижується амплітуда. Чим сильніша втома м'яза, тим більша тривалість цих періодів. У деяких випадках повного розслаблення не настає. Розвивається контрактура- Це стан тривалого, мимовільного скорочення м'яза.
Робота та втома м'язів досліджуються за допомогою ергографії. У минулому столітті, на підставі дослідів із ізольованими м'язами, було запропоновано 3 теорії м'язової втоми.
1. Теорія Шіффа: стомлення є наслідком виснаження енергетичних запасів у м'язі
2. Теорія Пфлюгера: стомлення обумовлено накопиченням у м'язі продуктів обміну
3. Теорія Ферворна: стомлення пояснюється недоліком кисню в м'язі
Справді, ці чинники сприяють стомленню в експериментах ізольованих м'язах. У них порушується ресинтез АТФ, накопичується молочна та піровиноградна кислоти, недостатньо вміст кисню. Однак в організмі м'язи, що інтенсивно працюють, отримують необхідний кисень, поживні речовини, звільняються від метаболітів за рахунок посилення загального і регіонального кровообігу. Тому було запропоновано інші теорії втоми. Зокрема, певну роль у втомі належить нервово-м'язових синапсів. Втома в синапсі розвивається через виснаження запасів нейромедіатора. Однак головна роль у втомі рухового апарату належить моторним центрам ЦНС. У минулому столітті І.М. Сєченов встановив, що й настає втома м'язів однієї руки, їх працездатність відновлюється швидше під час роботи інший рукою чи ногами. Він вважав, що це пов'язано з перемиканням процесів збудження з одних рухових центрів на інші. Відпочинок із включенням інших м'язових груп він назвав активним.
В даний час встановлено, що рухова втома пов'язана з гальмуванням відповідних нервових центрів, в результаті метаболічних процесів у нейронах, погіршенням синтезу нейромедіаторів та пригніченням синаптичної передачі.
Під час занять спортом, ваше тіло зазнає великих фізичних навантажень – все це змінює стан ваших м'язів. Після інтенсивної роботи вони стомлюються та змінюються. У цій статті я розповім вам, як навантаження впливає на розвиток втоми м'язів, які процеси відбуваються у м'язовій тканині та як це впливає на тренування. Ці знання повинні бути в скарбничці кожного, хто займається бодібілдингом, будь то любитель чи професіонал, дівчина чи чоловік.
Це фізіологічний процес, що викликає зниження працездатності м'язових волокон через виконання інтенсивної або тривалої роботи, при цьому зменшується їх довжина, сила і швидкість скорочення.
Після зняття навантаження залишаються частково скороченими та можуть відновлювати свою працездатність після відпочинку.
Механізм втоми м'язів
Для отримання енергії у м'язах відбувається розщеплення молекули аденозинтрифосфату (АТФ) до аденозинфосфату (АДФ). Внаслідок цієї реакції виділяється енергія, яка використовується для скорочення. М'язова тканина постійно відтворює молекули АТФ, що дозволяє працювати без зупинки.
Якщо кисень поставляється до м'язів своєчасно, вони синтезують АТФ з глюкози, виділяючи у процесі реакції вуглекислий газ і воду. Якщо кисню недостатньо – реакція протікає в повному обсязі. В результаті синтезу утворюється побічний продукт – молочна кислота (лактат), яка накопичується та викликає швидке наростання втоми.
З чим пов'язано стомлення м'язів
Вчені виявили кілька причин, що викликають м'язову втому:
- Виснаження енергетичних ресурсів – запасів вуглеводів, які у м'язах як глікогену.
- Накопичення продуктів обміну речовин, у тканинах.
- Порушення передачі нервових імпульсів у центральній нервовій системі та зниження нервово-м'язового зв'язку.
Яке навантаження впливає на розвиток м'язової втоми
Чим інтенсивніше працює м'яз, тим швидше він стомлюється.
Інтенсивність може бути двох типів:
- Висока швидкість рухів (наприклад, у спринтерському бігу).
- Велике зусилля необхідно підняти вагу (у важкій атлетиці або пауерліфтингу).
Навпаки, легке, не інтенсивне навантаження може підтримуватися організмом протягом багатьох годин. Прикладом такої роботи є ходьба. В цьому випадку енергія до м'язів поставляється аеробною системою через окислення жирів киснем.
Види втоми м'язів
- Енергетична втома.
У нашому організмі є кілька механізмів синтезу енергії:
- Фосфатний механізм синтезу АТФ використовує наявні запаси фосфатів у м'язах. Він швидко наново синтезує АТФ із АДФ, використовуючи високоенергетичну речовину креатинфосфат (КрФ). Але запасів КрФ вистачає лише на 8-10 секунд роботи з максимальною інтенсивністю.
- Після виснаження креатинфосфату синтезу фосфатів м'язи починають спалювати вуглеводи. Глюкоза відкладається у м'язовій тканині та печінці у вигляді глікогену. Люди різної тренованості кількість глікогену відрізняється, але у середньому його вистачає на 60-90 хвилин інтенсивних занять. Енергія з вуглеводів може синтезуватися як з участю кисню – аеробно, і без нього – анаеробно.
Після виснаження вуглеводних запасів спортсмен переходить на енергозабезпечення лише за рахунок розщеплення жирів, при цьому він втрачає здатність виконувати вправи з високою інтенсивністю. У цей момент відбувається зниження швидкості та сили м'язів.
- Жири можуть розщеплюватися лише у присутності кисню. Коли м'язові волокна живляться лише рахунок жирів, вони не можуть виконувати руху максимальної потужності. Проте тривалу легку роботу вони можуть робити ще дуже довго, тому що запаси жиру в організмі практично невичерпні.
Енергетична втома виникає після 60-90 хвилин високоінтенсивного тренування, вона пов'язана з вичерпанням запасу глікогену, з'являється слабкість у ногах та руках, за таких умов дуже складно продовжувати заняття. При настанні енергетичної втоми можна швидко відновити працездатність м'язової системи – достатньо наситити організм швидкими вуглеводами (цукор чи глюкоза).
- Втома через накопичення продуктів обміну речовин.
Якщо при невеликих фізичних навантаженнях, наприклад, при ходьбі, живлення м'язів може здійснюватися повністю за рахунок спалювання жиру. При збільшенні інтенсивності рухів в енергообмін включається механізм розщеплення вуглеводів.
З подальшим зростанням інтенсивності швидкість окислення вуглеводів збільшується, але через брак кисню розщеплення частини глюкози проходить анаеробно. При цьому утворюється молочна кислота (лактат), що накопичується у м'язовій тканині. Такі процеси часто відбуваються, коли спортсмен у забігу на довгу дистанцію різко збільшує темп на фінішній прямій.
Накопичення лактату швидко призводить до втоми. Виникають болючі відчуття. Через високу концентрацію молочної кислоти пошкоджуються стінки клітин, які вміст потрапляє у кров. Високий вміст лактату в м'язовій тканині порушує координаційні здібності, призводить до мікротравм та зменшує швидкість обміну речовин.
- Нервово-імпульсна втома.
Цей вид м'язової втоми полягає у зміні процесу передачі імпульсу в нервово-м'язовому з'єднанні. Це з неможливістю довго підтримувати високу продуктивність нервової клітини, вона знижується під впливом навантаження. Якщо рівень інтенсивності довго зберігається високому рівні, нервова клітина блокується і перестає передавати нервові імпульси м'язу.
Симптоми м'язової втоми
Зі збільшенням втоми знижується висота та швидкість скорочення м'язів. Спортсмен починає повільніше виконувати вибухову роботу. Знижується швидкість бігу, висота стрибків, зменшується частота та амплітуда руху. Спостерігається зниження координації, порушується техніка виконання вправи.
Це з тим, що волокна білих м'язів, які використовують енергію вуглеводів, перестали отримувати харчування чи закислились через накопичення молочної кислоти.
Можливі наслідки та ускладнення
Висока концентрація лактату, виникають мікророзриви волокон, що може спричинити травму. Високий вміст молочної кислоти знижує відновлення креатинофосфату та зменшує швидкість розщеплення жирів.
М'язам необхідно давати достатньо часу для , в іншому випадку може виникнути перетренованість.
Ознаки перетренованості:
- Тривале відновлення пульсу до нормальних значень після навантаження та прискорене серцебиття у стані спокою.
- Швидкий наступ втоми, зниження спортивних показників.
- Відсутність апетиту.
- Болі в м'язах, зв'язках та суглобах.
- Підвищена нервозність та почуття тривоги.
- Безсоння.
- Підвищена пітливість.
Як наслідок, знижується інтерес до занять, підвищується ризик травм, знижується імунітет. Для відновлення організму потрібно різко зменшити інтенсивність тренувань протягом 1-2 тижнів.
Як усунути м'язову втому
Щоб повністю відновити м'язовий тонус після інтенсивного тренування організму потрібно від 24 до 96 годин відпочинку.
Щоб вивести 95% молочної кислоти з м'яза організму, може знадобитися більше 1 години 20 хвилин пасивного відпочинку. Щоб прискорити цей процес, потрібно виконувати легку роботу. Наприклад, безперервний біг підтюпцем дозволить вдвічі швидше позбутися лактату, ніж при пасивному відпочинку.
Це дозволить повернути вихідну довжину м'язового волокна та розслабити його.
Якщо ви виявили у себе ознаки перетренованості, вам слід вжити таких дій:
- Виключити розумову напругу.
- Зайнятися приємними справами, розважитись, прогулятися на свіжому повітрі.
- Прийняти ванну, сходити до лазні, зробити масаж.
- Скоротити інтенсивність тренувань щонайменше ніж 50% протягом наступного тижня.
Не можна продовжувати заняття з тією ж інтенсивністю, як і раніше. Не рекомендується пасивний відпочинок, у цьому випадку для відновлення буде потрібно вдвічі більше часу.
Спортивне харчування та продукти для зняття втоми
- Амінокислоти швидко відновлюють зруйновані під час тренувань м'язи, ці сполуки беруть участь у всіх фізіологічних процесах. , збільшить вироблення необхідних гормонів та покращить загальний стан організму.
- Креатин – речовина, яка бере участь безпосередньо в енергетичному обміні АТФ і АДФ. Креатин нейтралізує кислоти, що викликають втому, зокрема молочну. Відповідно до наукових досліджень та відгуків.
- Для швидкого відновлення спортсменам потрібно вживати достатню кількість продуктів насичених вітамінами та мінералами, у тому числі: сирі овочі, фрукти та зелень.
- Риб'ячий жир містить поліненасичені жирні кислоти омега-3, які беруть участь у діяльності всіх систем організму, починаючи від головного мозку і аж до відновлення суглобів.
Вплив втоми на імунну систему
Фізичні навантаження, інфекції та імунітет тісно пов'язані між собою. Помірні аеробні тренування стимулюють імунну систему, а тривалі виснажливі заняття спортом навпаки пригнічують її. Фізичні навантаження можуть призводити до пошкодження тканин та створювати осередки запалення.
При перевищенні інтенсивності тренувань 70% від максимальних можливостей їх позитивний вплив на імунітет сходить нанівець.
Висновок
М'язова втома це природний процес, який захищає м'язи та нервову систему від руйнування. Ми відчуваємо втому через виснаження поживних речовин, накопичення молочної кислоти та зменшення нервово-м'язових зв'язків. Дуже важливо під час занять бодібілдингом прислухатися до своїх м'язів не перетренуватися, дотримуватись режиму сну та харчування. Тільки в цьому випадку можна отримати максимальні результати тренування.
Якщо вас зацікавила ця стаття, поділіться їй у соціальних мережах. Підписуйтесь на мою групу Вконтакте та Facebook, там ви знайдете тренувальні комплекси, поради зі спортивного харчування та рекомендації щодо створення красивого та привабливого тіла.
Вконтакте
Втомоюназивається тимчасове зниження працездатності клітини, органу або цілого організму, що настає в результаті роботи та зникає після відпочинку.
Якщо довго дратувати ритмічними електричними стимулами ізольований м'яз, до якого підвішений вантаж, то амплітуда її скорочень поступово зменшується, поки не дійде до нуля. Отримана таким чином крива називається кривою втоми.
Поряд із зміною амплітуди скорочення при втомі наростає латентний період скорочення та збільшуються пороги подразнення та хронаксія, тобто знижується збудливість. Ці зміни виникають не відразу після роботи, а через деякий час, протягом якого спостерігається збільшення амплітуди поодиноких скорочень м'язів. Цей період називається періодом впрацьовування. При подальшому тривалому подразненні розвивається втома м'язових волокон.
Зниження працездатності ізольованого з організму м'яза при її тривалому роздратуванні обумовлено двома основними причинами: першою з них є те, що під час скорочень у м'язі накопичуються продукти обміну речовин (зокрема, молочна, фосфорна кислоти і т. д.), що пригнічують вплив на працездатність м'яза. Частина цих продуктів, а також іони калію дифундують з волокон назовні в навколоклітинний простір і впливають на здатність збудливої мембрани генерувати потенціали дії.
Якщо ізольований м'яз, поміщений у розчин Рінгера, довести тривалим роздратуванням до повної втоми, то достатньо лише змінити рідину, що омиває її, щоб відновити скорочення м'яза.
Іншою причиною розвитку втоми ізольованого м'яза є поступове виснаження в ньому енергетичних запасів. При тривалій роботі ізольованого м'яза відбувається різке зменшення запасів глікогену, внаслідок чого порушуються процеси ресинтезу АТФ та креатинфосфату, необхідні здійснення скорочення.
Втома нервово-м'язового препарату обумовлена такими причинами. При тривалому подразненні нерва порушення нервово-м'язової передачі розвивається задовго до того, як м'яз, а тим більше нерв через стомлення втрачає здатність до проведення збудження. Пояснюється це тим, що у нервових закінченнях при тривалому роздратуванні зменшується запас "заготовленого" медіатора. Тому порції ацетилхоліну, що виділяються у синапсах у відповідь на кожен імпульс, зменшуються та постсинаптичні потенціали знижуються до підпорогових величин.
Поруч із при тривалому подразненні нерва відбувається поступове зниження чутливості постсинаптичної мембрани м'язового волокна до ацетилхоліну. В результаті зменшується величина потенціалів кінцевої платівки. Коли їх амплітуда падає нижче за деякий критичний рівень, виникнення потенціалів дії в м'язовому волокні припиняється. З цих причин синапси швидше втомлюються, ніж нервові волокна та м'язи.
Слід зазначити, що нервові волокна мають відносну невтомність. Вперше Н.Є. Введенський показав, що нерв в атмосфері повітря зберігає здатність до проведення збуджень навіть при багатогодинному безперервному подразненні (близько 8 годин).
Відносна невтомністьнерва частково залежить від того, що нерв витрачає при своєму збудженні порівняно мало енергії. Завдяки цьому процеси ресинтезу в нерві можуть покривати його щодо малі витрати при збудженні навіть у тому випадку, якщо це збудження триває багато годин.
Стомлення ізольованого скелетного м'яза при її прямому подразненні є лабораторним феноменом. У природних умовах стомлення рухового апарату при тривалій роботі розвивається складніше і залежить від більшої кількості факторів.
1. В організмі м'яз безперервно постачається кров'ю, і, отже, отримує з нею певну кількість поживних речовин (глюкоза, амінокислоти) і звільняється від продуктів обміну, які порушують нормальну життєдіяльність м'язових волокон.
2. У цілому організмі втома залежить не тільки від процесів у м'язі, а й від процесів, що розвиваються в нервовій системі, що беруть участь у керуванні руховою діяльністю.
Так, наприклад, втома супроводжується дискоординацією рухів, збудженням багатьох м'язів, які не беруть участь у виконанні роботи.
Втома– це тимчасове зниження працездатності, викликане глибокими біохімічними, функціональними, структурними зрушеннями, що виникають у ході виконання фізичної роботи, що проявляється у суб'єктивному відчутті втоми. У стані стомлення людина не здатна підтримувати необхідний рівень інтенсивності та (або) якості (техніки виконання) роботи або змушена відмовитися від її продовження.
З біологічної точки зору втома – це захисна реакція, що запобігає наростанню фізіологічних змін в організмі, які можуть стати небезпечними для здоров'я чи життя.
Механізми розвитку втоми різноманітні і в першу чергу залежать від характеру виконуваної роботи, її інтенсивності і тривалості, і навіть від рівня підготовленості спортсмена. Але в кожному конкретному випадку можуть виділятися провідні механізми стомлення, що призводять до зниження працездатності.
При виконанні різних вправ причини втоми неоднакові. Розгляд основних причин втоми пов'язаний із двома основними поняттями:
- Локалізація втоми, Т. е. виділення тієї провідної системи (або систем), функціональні зміни в якій і визначають настання стану втоми.
- Механізми втомит. е. ті конкретні зміни у діяльності провідних функціональних систем, які зумовлюють розвиток втоми.
Три основні системи де локалізується втома
- регулюючі системи - центральна нервова система, вегетативна нервова система та гормонально-гуморальна система;
- система вегетативного забезпечення м'язової діяльності - системи дихання, крові та кровообігу, утворення енергетичних субстратів у печінці;
- виконавча система - руховий (периферичний нервово-м'язовий) апарат.
Механізми втоми
- Розвиток охоронного (заграничного) гальмування;
- Порушення функції вегетативних та регуляторних систем;
- Вичерпання енергетичних резервів та втрата рідини;
- Утворення та накопичення в організмі лактату;
- Мікроушкодження м'язів.
Розвиток охоронного (позаграничного) гальмування
При виникненні в організмі під час м'язової роботи біохімічних та функціональних зрушень з різних рецепторів (хеморецепторів, осморецепторів, пропріорецепторів та ін.) до ЦНС афферентними (чутливими) нервами надходять відповідні сигнали. При досягненні значної глибини цих зрушень у головному мозку формується охоронне гальмування, що поширюється на рухові центри, що іннервують скелетні м'язи. У результаті мотонейронах зменшується вироблення рухових імпульсів, що у результаті призводить до зниження фізичної працездатності.
Суб'єктивно охоронне гальмування сприймається як почуття втоми. Втома знижується за рахунок емоцій, дії кофеїну чи природних адаптогенів. При дії седативних засобів, у тому числі препаратів брому, охоронне гальмування виникає раніше, що призводить до обмеження працездатності.
Порушення функції вегетативних та регуляторних систем
Втома може бути пов'язана із змінами у діяльності вегетативної нервової системи та залоз внутрішньої секреції. Роль, останніх особливо велика за тривалих вправ (А. А. Віру). Зміни у діяльності цих систем можуть вести до порушень у регуляції вегетативних функцій, енергетичного забезпечення м'язової діяльності тощо.
При виконанні особливо тривалої фізичної роботи можливе зниження функції надниркових залоз. Внаслідок цього зменшується виділення в кров таких гормонів як адреналіну, кортикостероїдів, що викликають в організмі зрушення сприятливі для функціонування м'язів.
Мал. 1. Гормони у крові при навантаженні 65% від МПК
Причиною розвитку втоми можуть бути багато змін, у діяльності, передусім дихальної і серцево-судинноїсистем, що відповідають за доставку кисню та енергетичних субстратів до працюючих м'язів, а також за видалення з них продуктів обміну. Головне наслідок таких змін - зниження кисневотранспортних можливостей організму працюючої людини.
Зниження функціональної активності печінкитакож сприяє розвитку втоми, оскільки під час м'язової роботи в печінці протікають такі важливі процеси як глікогенез, бета-окислення жирних кислот, кетогенез, глюконеогенез, які спрямовані на забезпечення м'язів найважливішими джерелами енергії: глюкозою та кетоновими тілами. Тому для спортивної практики використовують гепатопротектори для покращення обмінних процесів у печінці.
Таблиця 1. Зовнішні ознаки втоми при фізичному напруженні
| Ознаки | Невелика фізична втома | Значна втома (гостра перевтома І ступеня) | Різка перевтома (гостра перевтома II ступеня) |
| Дихання | Прискорене (до 22-26/хв на рівнині та до 3-6/хв на підйомі) | Прискорене (38-46/хв), поверхневе | Різке (більше 50-60/хв), прискорене, через рот, що переходить в окремі вдихи, що змінюється безладним диханням |
| Рух | Бадьора хода | Невпевнений крок, легке похитування, відставання на марші | Різкі похитування, поява некоординованих рухів, відмова від подальшого руху |
| Загальний вигляд, відчуття | Звичайний | Втомлений вираз обличчя, порушення постави (сутулість, опущені плечі), зниження інтересу до оточуючого | Виснажений вираз обличчя, різке порушення постави («ось-ось впаде»), апатія, скарги на різку слабкість (до прострації), сильне серцебиття, головний біль, печіння в грудях, нудота, блювання |
| Міміка | Спокійна | Напружена | Спотворена |
| Увага | Хороше, безпомилкове виконання вказівок | Неточне виконання команд, помилки під час зміни напряму | Уповільнене, неправильне виконання команд; сприймається лише гучна команда |
| Пульс | 110-150 уд/хв | 160-180 уд/хв | 180-200 уд/хв і більше |
Вичерпання енергетичних резервів та втрата рідини
Як відомо, виконання фізичної роботи супроводжується великими енерговитратами, тому при м'язовій діяльності відбувається швидке вичерпання. енергетичних субстратів. Під цим розуміється та частина вуглеводів, жирів та амінокислот, яка може бути джерелом енергії при виконанні м'язової роботи. Такими джерелами енергії вважається м'язовий креатинфосфат, який може повністю використаний при інтенсивній м'язовій роботі. м'язового та печінкового глікогену, частина запасів жиру, що знаходиться в жирових депо, а також амінокислоти, які починають окислюватися при дуже тривалих навантаженнях. Енергетичним резервом вважатимуться підтримку у крові під час фізичної роботи необхідного рівня глюкози.
Мал. 2. Динаміка АТФ, АДФ та креатинфосфату при роботі
Мал. 3. Схема зміни вмісту глюкози в крові та глікогену в печінці та скелетних м'язах під час тривалої роботи
Мал. 4. Витрата глікогену в м'язі при тривалому навантаженні та суб'єктивне відчуття тяжкості навантаження
Мал. 5. Енергетична ємність різних джерел
Вичерпання енергетичних субстратів, веде до зниження вироблення АТФ та зниження балансу АТФ/АДФ. Зниження цього у нервової системі призводить до порушення формування та передачі нервових імпульсів, в.т.ч. керуючих скелетною мускулатурою. Таке порушення у функціонуванні СР є одним із механізмів розвитку охоронного гальмування.
Зниження швидкості синтезу АТФ у клітинах скелетних м'язів та міокарда порушує скорочувальну функцію міофібрил, наслідком чого стає зниження потужності виконуваної роботи.
Для підтримки енергетичних ресурсів під час виконання тривалої роботи (лижні перегони, марафон та інших. шосейні велогонки) організується харчування дистанції.
Рясне потовиділенняпід час тривалих спортивних вправ супроводжується значною втратою хлоридів та зміною кількісного співвідношення іонів натрію, калію та кальцію, хлору та фосфору в крові та тканинах тіла, що так само веде до зниження працездатності.
Втома при тривалій роботі в умовах високої температурита високої вологості навколишнього середовища може посилюватися внаслідок перегрівання. Це порушує діяльність центральної нервової системи і може призвести до теплового удару (головний біль, помутніння свідомості, а також у тяжких випадках його втрата).
Фактором, що сприяє розвитку втоми, є охолодження організму.
Утворення та накопичення в організмі лактату
Молочна кислота у найбільших кількостях в організмі утворюється при виконанні навантажень субмаксимальної потужності, що суттєво впливає на функціонування м'язових клітин.
У разі підвищеної кислотності знижується скорочувальна здатність білків, що у м'язової діяльності. Знижується активність білків-ферментів АТФ-азна активність міозину та активність кальцієвої АТФ-ази (кальцієвий насос). Змінюються властивості мембранних білків, що зумовлює підвищення проникності біологічних мембран.
Лактат призводить до набухання м'язових клітин, внаслідок надходження в них води, що знижує скорочувальні можливості м'язів.
Передбачається, що лактат пов'язує частину іонів Са і тим самим погіршує керування процесами скорочення та розслаблення м'язів, що особливо позначається на швидкісних властивостях м'язів.
Мал. 6. Динаміка лактату залежно від тривалості Nmx
Таблиця 2. Підключення різних механізмів енергозабезпечення залежно від тривалості навантаження максимальної потужності
| Тривалість навантаження | Механізми енергозабезпечення | Джерела енергії | Примітки |
| 1-5 з | АТФ | ||
| 6-8 з | Анаеробний алактатний (фосфатний) | АТФ + КрФ | |
| 9-45 з | Анаеробний алактатний (фосфатний) + анаеробний лактатний (лактатний) | АТФ, КрФ + глікоген | Великий виробіток лактату |
| 45-120 з | Анаеробний лактатний (лактатний) | Глікоген | У міру збільшення тривалості навантаження вироблення лактату знижується |
| 120-240 з | Аеробний (кисневий) + анаеробний лактатний (лактатний) | Глікоген | |
| 240-600 з | Аеробний | Глікоген + жирні кислоти | Чим більша частка участі жирних кислот в енергозабезпеченні навантаження, тим більша її тривалість |
Мікропоушкодження м'язів
Периферична втома може бути зумовлена як метаболічними чинниками, а й мікроушкодженнями м'язових волокон внаслідок частих сильних скорочень.
Важливо!Вважають, що такі мікроушкодження призводять до післятренувальної міалгії — «крипатури».
Ексцентричні м'язові скорочення призводять до більш виражених мікроушкоджень, ніж концентричні або ізометричні.
Певний внесок у мікропошкодженні м'язів при тривалому ексцентричному навантаженні (наприклад, біг на довгі дистанції) можуть вносити інші фактори:
- виснаження ресурсів,
- зміни транспорту кальцію,
- та утворення активних форм кисню,
- перекисним окисненням ліпідів (ПОЛ).
Незначна частина О2, що надходить в організм з повітря, перетворюється на активні форми, які називаються вільними радикалами. Вільні радикали, володіючи високою хімічною активністю, викликають окислення білків, ліпідів та нуклеїнових кислот.
Найчастіше піддається окисленню, ліпідний шар біологічних мембран. Таке окиснення називається перекисним окисненням ліпідів (ПОЛ). Припускають, що до підвищення швидкості вільно-радикального окиснення наводить ацидоз та стресорні гормони. Надмірна активація ПОЛ негативно впливає м'язову діяльність.
Так проникність мембран нервових волокон і саркоплазматичного ретикулуму міоцитів, що підвищується, ускладнює передачу рухових нервових імпульсів і знижує скорочувальні здатності м'яза. Пошкодження клітинних цистерн, що містять іони кальцію, призводить до порушення функції кальцієвого насоса та погіршення розслаблюючих властивостей м'язів. При пошкодженні мітохондральних мембран знижується ефективність тканинного дихання.
Таблиця 3. Характеристика кількісних критеріїв ресинтезу АТФ
Таблиця 4. Зони відносної потужності роботи
| Показник | Зони відносної потужності роботи | |||
| Максимальна | Субмаксимальна | Велика | Помірна | |
| Граничний час роботи | 20 с | Від 20 до З-5 хв | Від 3-5 до 30 хв | Більше 30 хвилин |
| Граничні енерговитрати, Ккал/с | 4 | 1.5-0.6 | 0.5-0.4 | до 0.3 |
| Сумарні знерговитрати, Ккал | 80 | 150-450 | 750-500 | До 2-3 тисяч і більше |
| Характер енергозабезпечення | Анаеробний, алактатний | Анаеробно-аеробний | Аеробно-анаеробний | Аеробний |
| Споживання кисню | Незначна | Зростає до максимальної | Максимальна | Пропорційно потужності |
| Вентиляція легень та кровообіг | Незначна | Зростає до максимальної | Максимальна | Пропорційно потужності |
| Відношення кисневого споживання до запиту | <1/10 | 1/3 | 5/6 | 1/1 |
| Кисневий борг | Субмаксимальний,<8л | Максимальний, 20-22 л | Менше, 12 л | Менше, 4 л |
| Гранична концентрація лактату крові мМоль/л | До 12 | До 20-25 | 10 | До 2 |
Мал. 7. Механізми енергозабезпечення
