Мышечное утомление. Как нагрузка влияет на развитие утомления мышц и как быстро восстановить силы? Влияние вида работы на утомление мышц

Расслабление мышцы.

Теория сокращения мышц (скольжение нитей)

Сокращение мышцы связано с возникновением потенциала действия на мембране мышечного волокна, который распространяется по сарколемме и поступает во внутрь волокна. Распространяющийся нервный импульс способствует выходу ионов кальция из саркоплазматического ретикулума. Вышедшие из ретикулума ионы кальция связываются с тропонином и тропомиозином. Эти белки изменяют свое положение на нити актина. В результате этого процесса устраняется препятствие, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ тормозило взаимодействие актиновых и миозиновых волокон. Головки миозина прикрепляются к актиновым нитям и осуществляют продольную тягу. В результате происходит скольжение актиновых нитей между миозиновыми.

Связывание кальцием тропонина ведет к освобождению миозин-АТФазы, которая расщепляет молекулу АТФ и освобождается энергия. Образовавшаяся молекула АДФ и неорганический фосфат удаляются с головки, а на их месте образуется новая молекула АТФ. Освободившаяся энергия расходуется для разрыва связи поперечного мостика актина и миозина.

Этот цикл может повторяться до тех пор, пока в саркоплазме есть ионы кальция и АТФ.

Восстановление потенциала покоя мембраны прекращает поступление из саркоплазматического ретикулума ионов кальция и дальнейший сократительный процесс. Кальций в миоплазме активирует Са-АТФ-азу, кальциевый насос осуществляет активный перенос этого иона в саркоплазматический ретикулум. Возврат мышцы в исходное, растянутое положение определяется массой костей скелœета͵ связанных с данными мышцами и создающими растягивающее усилие после прекращения процесса сокращения. Вторым моментом является упругость мышцы, которая преодолевается в момент сокращения.

Утомление – временное снижение работоспособности, наступающее в процессе выполнения мышечной работы и исчезающее после отдыха. Причины утомления:

1. Накопление продуктов обмена (молочная кислота) в мышцах, что ведет к угнетению генерации потенциала действия.

2. Кислородное голодание, ᴛ.ᴇ. к мышце не успевает доставляться кислород.

3. Истощение энергии.

4. Центрально-нервная теория утомления. По этой теории утомление нервных клеток наступает быстрее, чем мышц.

5. Утомление синапсов, через которые импульсы передаются к мышцам.

В целом нет ни первой, ни последней причины. Все они действуют одновременно.

Изучая влияние СНС на скелœетную мышцу лягушки А.Г. Гинœецинским было установлено, что если на мышцу утомленную до полной невозможности сокращаться подействовать стимуляцией симпатических волокон, а затем начать стимулировать ее через моторные нервы сокращения восстанавливались. Выяснилось что эти изменения связанны с тем, что под влиянием СНС в мышце происходит укорочение хроноксии, укорачивается время передачи возбуждения, повышается чувствительность к ацетилхолину, повышается потребление кислорода. Данное явление получило название феномена Орбели-Геницинского.

Утомление мышц. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Утомление мышц." 2017, 2018.

Занятия спортом, большие физические нагрузки и просто постоянные тренировки с целью поддержания отличной физической формы – все это влияет на состояние мышц. Особенность анатомии мышечной системы – утомляемость после некоторого времени получения нагрузки. Что же такое утомляемость? Как она проявляет себя и как воздействует на процесс тренировок? Все эти сведения обязательно должен знать спортсмен, опытный или начинающий – не важно.

Физиологические особенности мышечной системы: утомление мышц

Утомлением называют специфическое снижение работоспособности, иногда может наблюдаться полная невозможность двигаться или выполнять любую другую физическую работу. Все это является результатом усилений, длительной работы или тренировок, выполняемых достаточно долгое время.

Как проявляется утомление мышц и от чего оно зависит? Главное условие утомления не поступление крови к мышцам, а от волн возбуждения – сокращения, возникающие во время физической деятельности, которыми являются, в том числе и физические нагрузки.

На наступление утомления влияет высота сокращений – чем оно выше, тем быстрее оно проявит себя. В начале работы – физической нагрузки в случае спортивных тренировок, высота сокращений сначала увеличивается, а затем постепенно снижается. Признаками, на которые спортсмен должен в обязательном порядке обратить внимание, утомления являются:

• уменьшение периодических сокращений, производимых мышцами;
• увеличение их временной продолжительности;
• нарастание напряженности.

В первую очередь развитию утомления способствует изменение в обмене веществ, после процессы изменяются и в системе кровообращения. Температура тела постепенно увеличивается, что является основным признаком физической усталости. Важно знать, что чем выше обмен веществ и активнее кровообращение спортсмена, тем позднее наступает слабость и утомление. Во время физических нагрузок – спортивных тренировок, утомление наступает быстрее, если использовать груз – штанги, тренажеры и прочий спортивный инвентарь. Соответственно, если не применять дополнительный спортивный инвентарь – утомление насупит намного позже, но и эффект от тренировки будет ниже.

Медицинские основы утомления мышц

Многочисленные медицинские исследования дали возможность понять природу наступления утомления. Чаще всего помогает в этом обычный электрический ток – раздражение мышц наступает после воздействия направленным небольшим разрядом, как только прекратить подобное воздействие – утомление прекращается.

Быстрое восстановление можно объяснить также очень просто – дело в том, что в клетках быстро происходят различные химические реакции, в том числе, изменение химического состава белка. Энергию выделяет и гликоген, распад которого и позволяет наделять мышцы силой, как только энергия заканчивается, наступает усталость, а затем и утомление.

Важно знать для хорошей тренировки

Каждому спортсмену, который выбрал физические тренировки основой для поддержания хорошей формы, важно знать, что запасы гликогена, имеющегося в организме не безграничны – составляют всего лишь около 350 г. Такого запаса хватит, при условии интенсивной нагрузки, хватит на 2 часа, после этого в крови будет отмечено снижение сахара. Все это приведет к снижению работоспособности, а затем и к полной невозможности выполнять работу дальше.

Раньше существовала теория, что в процессе распада гликогена выделяется своеобразное вещество – кинотоксин, который и влияет на утомляемость, однако все проведенные исследования и медицинские наблюдения за спортсменами позволило полностью опровергнуть ее.

Однако доказательства утомления мышц из-за отравления продуктами обмена веществ имеются. Основные элементы, определяющие усталость – фосфорная и молочная кислоты. Процесс усталости начинает проявлять себя в момент их образования. Существует теория засорения организма, согласно которой, остаточные продукты, которые образуются в результате химических процессов в результате обмена веществ, способствуют скорейшему наступлению утомляемости мышц, следовательно, и снижению производительности всего организма.

Накопление фосфорной и молочной кислот постепенно, но в значительной степени к концу тренировок уменьшает работоспособность мышцы. Исходя из этого для хорошей и продуктивной работы мышц, качественной работы и видимых результатов, важно поддерживать необходимый уровень гликогена в крови, а также употреблять большое количество пищи, содержащий белок.

Особенности мышечной структуры (работа и сила мышц)

Как выяснила медицина, мышечное волокно, находящееся в изолированном состоянии, утомляется быстрее, нежели целая мышца, задействованная в работе, даже если нагрузка будет в каждом случае одинаковой. Такое поведение мышечной структуры объяснить достаточно просто: конечные продукты, образующиеся в результате обмена веществ, быстрее удаляются из волокон мышечной ткани.

Важно помнить также, что в тренированной мышце утомляемость наступает позднее, так как синтез веществ происходит в ней быстрее, в нетренированной же все происходит с точностью до наоборот. Особенность – если промыть кровеносные сосуды и удалить из них продукты распада, возникающие в процессе интенсивного обмена веществ, то изолированные мышцы вновь готовы к работе и большим нагрузкам, а спортсмен перестает чувствовать утомление. Это происходит несмотря на то, что не полностью восстановился запас углеводов и кислорода, который также присутствует в тканях и обеспечивает полноценный рабочий процесс.

Полученные данные в результате исследований и наблюдений доказывают, что остаточные продукты, которые неизбежно возникают, как результат распада веществ - одна из основных причин ее утомления при выполнении силовых упражнений.

Существует научно – медицинская теория, именуемая удушением, согласно которой, утомление тканей в том числе и мышечной, наступает в том момент, когда заканчивается кислород. Между тем, известно немало случаев того, когда спортсмен мог выполнять серию упражнений, когда уровень кислорода в клетках и тканях был минимальным. Когда потребление кислорода вновь достигает высоких значений, оно все же не обеспечивает потребность организма в в полном объеме и именно поэтому работа в интенсивном режиме может продолжаться не больше получаса.

Учитывая все эти параметры и особенности работы мышечной системы, спортсмен должен соблюдать следующие правила:

• употреблять много белковой пищи;
• совершать ежедневные прогулки для того чтобы организм смог насытиться кислородом;
• следить за уровнем гликогена;
• не забывать о водном балансе, так как жидкость регулирует правильный обмен веществ.

Таким образом, мышечная утомляемость – процесс сложный, требующий постоянного наблюдения за собственными ощущениями. Не следует заниматься более 30 минут без перерыва, тогда тренировка будет действительно полезной и продуктивной для спортсмена.

Во время занятий спортом, ваше тело испытывает большие физические нагрузки – все это изменяет состояние ваших мышц. После интенсивной работы они утомляются и изменяются. В этой статье я расскажу вам, как нагрузка влияет на развитие утомления мышц, какие процессы происходят в мышечной ткани и как это влияет на тренировки. Эти знания должны быть в копилке каждого, кто занимается бодибилдингом, будь то любитель или профессионал, девушка или мужчина.

Это физиологический процесс, вызывающий снижение работоспособности мышечных волокон, из-за выполнения интенсивной или продолжительной работы, при этом уменьшается их длина, сила и скорость сокращения.

После снятия нагрузки остаются частично сокращёнными и могут восстанавливать свою работоспособность после отдыха.

Механизм утомления мышц

Для получения энергии в мышцах происходит расщепление молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) до аденозинфосфата (АДФ). В результате этой реакции выделяется энергия, которая используется для сокращения. Мышечная ткань постоянно воспроизводит молекулы АТФ, что позволяет ей работать без остановки.

Если кислород поставляется к мышцам своевременно, то они синтезируют АТФ из глюкозы, выделяя в процессе реакции углекислый газ и воду. Если кислорода недостаточно – реакция протекает не полностью. В результате синтеза образуется побочный продукт – молочная кислота (лактат), которая накапливается и вызывает быстрое нарастание усталости.

С чем связано утомление мышц

Ученые выявили несколько причин, вызывающих мышечную усталость:

1. Истощение энергетических ресурсов – запасов углеводов, которые содержатся в мышцах в виде гликогена.
2. Накопление продуктов обмена веществ в тканях.
3. Нарушение передачи нервных импульсов в центральной нервной системе и снижение нервно-мышечной связи.

Какая нагрузка влияет на развитие мышечного утомления

Чем интенсивнее работает мышца, тем быстрее она утомляется.

Интенсивность может быть двух типов:

• Высокая скорость движений (например, в спринтерском беге).
• Большое усилие, необходимое чтобы поднять вес (в тяжёлой атлетике или пауэрлифтинге).

Напротив легкая, не интенсивная нагрузка может поддерживаться организмом в течение многих часов. Примером такой работы является ходьба. В этом случае энергия к мышцам поставляется аэробной системой через окисление жиров кислородом.

Виды утомления мышц

• Энергетическое утомление.

В нашем организме есть несколько механизмов синтеза энергии:

• Фосфатный механизм синтеза АТФ использует имеющиеся запасы фосфатов в мышцах. Он быстро заново синтезирует АТФ из АДФ, используя высокоэнергетическое вещество креатинфосфат (КрФ). Но запасов КрФ хватает всего на 8-10 секунд работы с максимальной интенсивностью.
• После истощения креатинфосфата для синтеза фосфатов мышцы начинают сжигать углеводы. Глюкоза откладывается в мышечной ткани и печени в виде гликогена. У людей разной тренированности количество гликогена различается, но в среднем его хватает на 60-90 минут интенсивных занятий. Энергия из углеводов может синтезироваться как с участием кислорода – аэробно, так и без него – анаэробно.

После истощения углеводных запасов спортсмен переходит на энергообеспечение только за счёт расщепления жиров, при этом он теряет способность выполнять упражнения с высокой интенсивностью. В этот момент происходит снижение скорости и силы мышц.

• Жиры могут расщепляться только в присутствии кислорода. Когда мышечные волокна питаются только за счёт жиров, они уже не могут выполнять движения максимальной мощности. Зато длительную лёгкую работу они могут делать ещё очень долго, потому что запасы жира в организме практически неисчерпаемы.

Энергетическая усталость возникает после 60-90 минут высокоинтенсивной тренировки, она связана с исчерпанием запаса гликогена, появляется слабость в ногах и руках, в таких условиях очень сложно продолжать занятия. При наступлении энергетической усталости можно быстро восстановить работоспособность мышечной системы – достаточно насытить организм быстрыми углеводами (сахар или глюкоза).

• Утомление из-за накопления продуктов обмена веществ.

Если при небольших физических нагрузках, например при ходьбе, питание мышц может осуществляться полностью за счёт сжигания жира. То при увеличении интенсивности движений в энергообмен включается механизм расщепления углеводов.

С дальнейшим ростом интенсивности скорость окисления углеводов увеличивается, но из-за нехватки кислорода расщепление части глюкозы проходит анаэробно. При этом образуется молочная кислота (лактат), которая накапливается в мышечной ткани. Такие процессы часто происходят, когда спортсмен, в забеге на длинную дистанцию, резко увеличивает темп на финишной прямой.

Накопление лактата быстро приводит к усталости. Возникают болезненные ощущения. Из-за высокой концентрации молочной кислоты повреждаются стенки клеток, а их содержимое попадает в кровь. Высокое содержание лактата в мышечной ткани нарушает координационные способности, приводит к микротравмам и уменьшает скорость обмена веществ.

• Нервно-импульсное утомление.

Этот вид мышечной усталости заключается в изменении процесса передачи импульса в нервно-мышечном соединении. Это связано с невозможностью долго поддерживать высокую производительность нервной клетки, она снижается под воздействием нагрузки. Если уровень интенсивности долго сохраняется на высоком уровне, нервная клетка блокируется и перестаёт передавать нервные импульсы мышце.

Симптомы мышечного утомления

С увеличением усталости снижается высота и скорость сокращения мышц. Спортсмен начинает медленнее выполнять взрывную работу. Снижается скорость бега, высота прыжков, уменьшается частота и амплитуда движения. Наблюдается снижение координации, нарушается техника выполнения упражнения.

Это связано с тем, что волокна белых мышц, которые используют энергию углеводов, перестали получать питание или закислились из-за накопления молочной кислоты.

Возможные последствия и осложнения

Высокая концентрация лактата , возникают микроразрывы волокон, что может стать причиной травмы. Высокое содержание молочной кислоты снижает восстановление креатинофосфата и уменьшает скорость расщепления жиров.

Мышцам необходимо давать достаточно времени для , в противном случае может возникнуть перетренированность.

Признаки перетренированности:

• Длительное восстановление пульса до нормальных значений после нагрузки и учащённое сердцебиение в состоянии покоя.
• Быстрое наступление усталости, снижение спортивных показателей.
• Отсутствие аппетита.
• Боли в мышцах, связках и суставах.
• Повышенная нервозность и чувство тревоги.
• Бессонница.
• Повышенная потливость.

Как следствие снижается интерес к занятиям, повышается риск травм, снижается иммунитет. Для восстановления организма требуется резко снизить интенсивность тренировок в течение 1-2 недель.

Как устранить мышечную усталость

Чтобы полностью восстановить тонус мышцы после интенсивной тренировки организму требуется от 24 до 96 часов отдыха.

Чтобы вывести 95% молочной кислоты из мышцы организму может потребоваться более 1 часа 20 минут пассивного отдыха. Чтобы ускорить этот процесс нужно выполнять лёгкую работу. Например, непрерывный бег трусцой позволит в два раза быстрее избавиться от лактата, чем при пассивном отдыхе.

Это позволит вернуть исходную длину мышечного волокна и расслабить его.

Если вы обнаружили у себя признаки перетренированности, вам следует предпринять следующие действия:

• Исключить умственное напряжение.
• Заняться приятными делами, развлечься, прогуляться на свежем воздухе.
• Принять ванну, сходить в баню, сделать массаж.
• Сократить интенсивность тренировок не менее чем на 50% в течение следующей недели.

Нельзя продолжать занятия с той же интенсивностью что и раньше. Не рекомендуется пассивный отдых, в этом случае для восстановления потребуется вдвое больше времени.

Спортивное питание и продукты для снятия усталости

1. Аминокислоты быстро восстанавливают разрушенные во время тренировок мышцы, эти соединения участвуют во всех физиологических процессах. , увеличит выработку нужных гормонов и улучшит общее состояние организма.
2. Креатин – вещество, которое непосредственно участвует в энергетическом обмене АТФ и АДФ. Креатин нейтрализует кислоты, вызывающие усталость, в том числе молочную. Согласно научным исследованиям и отзывам .
3. Для быстрого восстановления спортсменам нужно употреблять в пищу достаточное количество продуктов насыщенных витаминами и минералами, в том числе: сырые овощи, фрукты и зелень.
4. Рыбий жир содержит полиненасыщенные жирные кислоты омега-3, которые участвуют в деятельности всех систем организма, начиная от головного мозга и вплоть до восстановления суставов.

Влияние усталости на иммунную систему

Физические нагрузки, инфекции и иммунитет тесно связаны между собой. Умеренные аэробные тренировки стимулируют иммунную систему, а продолжительные изнурительные занятия спортом напротив подавляют её. Физические перегрузки могут приводить к повреждению тканей и создавать очаги воспаления.

При превышении интенсивности тренировок 70% от максимальных возможностей, их положительное влияние на иммунитет сходит на нет.

Заключение

Мышечное утомление это естественный процесс, который защищает мышцы и нервную систему от разрушения. Мы испытываем усталость из-за истощения питательных веществ, накопления молочной кислоты и уменьшения нервно-мышечных связей. Очень важно во время занятий бодибилдингом прислушиваться к своим мышцам не перетренировываться, соблюдать режим сна и питания. Только в этом случае можно получить максимальные результаты от тренировки.

Если вас заинтересовала эта статья, делитесь ей в социальных сетях. Подписывайтесь на мою группу Вконтакте и Facebook, там вы найдёте тренировочные комплексы, советы по спортивному питанию и рекомендации по созданию красивого и привлекательного тела.

Вконтакте

Утомление – это временное снижение работоспособности, вызванное глубокими биохимическими, функциональными, структурными сдвигами, возникающими в ходе выполнения физической работы, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

С биологической точки зрения утомление – это защитная реакция, предупреждающая нарастание физиологических изменений в организме, которые могут стать опасными для здоровья или жизни.

Механизмы развития утомления многообразны и зависят в первую очередь от характера выполняемой работы, ее интенсивности и продолжительности, а также от уровня подготовленности спортсмена. Но в каждом конкретном случае могут выделяться ведущие механизмы утомления, приводящие к снижению работоспособности.

При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями:

1. Локализация утомления , т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления.
2. Механизмы утомления , т. е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.

Три основные системы где локализуется утомление

1. регулирующие системы — центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система;
2. система вегетативного обеспечения мышечной деятельности — системы дыхания, крови и кровообращения, образование энергетических субстратов в печени;
3. исполнительная система — двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

Механизмы утомления

• Развитие охранительного запредельного) торможения;
• Нарушение функции вегетативных и регуляторных систем;
• Исчерпание энергетических резервов и потеря жидкости;
• Образование и накопление в организме лактата;
• Микроповреждения мышц.

Развитие охранительного (запредельного) торможения

При возникновении в организме во время мышечной работы биохимических и функциональных сдвигов с различных рецепторов (хеморецепторов, осморецепторов, проприорецепторов и др.) в ЦНС по афферентным (чувствительным) нервам поступают соответствующие сигналы. При достижении значительной глубины этих сдвигов в головном мозге формируется охранительное торможение, распространяющееся на двигательные центры, иннервирующие скелетные мышцы. В результате в мотонейронах уменьшается выработка двигательных импульсов, что в итоге приводит к снижению физической работоспособности.

Субъективно охранительное торможение воспринимается как чувство усталости. Усталость снижается за счет эмоций, действия кофеина или природных адаптогенов. При действии седативных средств, в том числе препаратов брома охранительное торможение возникает раньше, что приводит к ограничению работоспособности.

Нарушение функции вегетативных и регуляторных систем

Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Роль, последних особенно велика при длительных упражнениях (А. А. Виру). Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.

При выполнении особенно продолжительной физической работы, возможно снижение функции надпочечников. В результате уменьшается выделение в кровь таких гормонов как адреналина, кортикостероидов, вызавающих в организме сдвиги благоприятные для функционирования мышц.

Рис. 1. Гормоны в крови при нагрузке 65% от МПК

Причиной развития утомления могут служить многие изменения, в деятельности, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем , отвечающих за доставку кислорода и энергетических субстратов к работающим мышцам, а также за удаление из них продуктов обмена. Главное следствие таких изменений — снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.

Снижение функциональной активности печени также способствует развитию утомления, поскольку во время мышечной работы в печени протекают такие важные процессы как гликогенез, бета–окисление жирных кислот, кетогенез, глюконеогенез, которые направлены на обеспечение мышц важнейшими источниками энергии: глюкозой и кетоновыми телами. Поэтому для спортивной практики используют гепатопротекторы для улучшение обменных процессов в печени.

Таблица 1. Внешние признаки утомления при физических напряжениях

Исчерпание энергетических резервов и потеря жидкости

Как известно, выполнение физической работы сопровождается большими энергозатратами, и поэтому при мышечной деятельности происходит быстрое исчерпание энергетических субстратов . Под этим понимается та часть углеводов, жиров и аминокислот, которая может служить источником энергии при выполнении мышечной работы. Такими источиками энергии считается мышечный креатинфосфат , который может полностью использован при интенсивной мышечной работе, большая часть мышечного и печеночного гликогена , часть запасов жира , находящаяся в жировых депо, а также аминокислоты, которые начинают окисляться при очень продолжительных нагрузках. Энергетическим резервом можно считать поддержание в крови во время физической работы необходимого уровня глюкозы.

Рис. 2. Динамика АТФ, АДФ и креатинфосфата при работе

Рис. 3. Схема изменения содержания глюкозы в крови и гликогена в печени и скелетных мышцах во время длительной работы

Рис. 4. Расход гликогена в мышце при длительной нагрузке и субъективное ощущение тяжести нагрузки

Рис. 5. Энергетическая емкость различных источников

Исчерпание энергетических субстратов, ведет к снижению выработки АТФ и снижению баланса АТФ/АДФ. Снижение этого показателя в нервной системе приводит к нарушению формирования и передачи нервных импульсов, в.т.ч. управляющих скелетной мускулатурой. Такое нарушение в функционировании НС является одним из механизмов развития охранительного торможения.

Снижение скорости синтеза АТФ в клетках скелетных мышц и миокарда нарушает сократительную функцию миофибрилл, следствием чего становится снижение мощности выполняемой работы.

Для поддержания энергетических ресурсов при выполнении продолжительной работы (лыжные гонки, марафон и др. шоссейные велогонки) организуется питание на дистанции.

Обильное потоотделение во время длительных спортивных упражнений сопровождается значительной потерей хлоридов и изменением количественного соотношения ионов натрия, калия и кальция, хлора и фосфора в крови и тканях тела, что так же ведет к понижению работоспособности.

Утомление при длительной работе в условиях высокой температуры и высокой влажности окружающей среды может усиливаться в результате перегревания. Это нарушает деятельность центральной нервной системы и может привести к тепловому удару (головная боль, помутнение сознания, а также в тяжелых случаях потеря его).

Фактором, способствующим развитию утомления, является и охлаждение организма.

Образование и накопление в организме лактата

Молочная кислота в наибольших количествах в организме образуется при выполнении нагрузок субмаксимальной мощности, что существенно влияет на функционирование мышечных клеток.

В условиях повышенной кислотности снижается сократительная способность белков, участвующих в мышечной деятельности. Снижается активность белков-ферментов АТФ-азная активность миозина и активность кальциевой АТФ-азы (кальциевый насос). Изменяются свойства мембранных белков, что приводит к повышению проницаемости биологических мембран.

Лактат приводит к набуханию мышечных клеток, вследствие поступления в них воды что снижает сократительные возможности мышц.

Предполагается, что лактат связывает часть ионов Са и тем самым ухудшает управление процессами сокращения и расслабления мышц, что особенно сказывается на скоростных свойствах мышц.

Рис. 6. Динамика лактата в зависимости от продолжительности Nmx

Таблица 2. Подключение различных механизмов энергообеспечения в зависимости от продолжительности нагрузки максимальной мощности

Микроповреждение мышц

Периферическое утомление может быть обусловлено не только метаболическими факторами, но и микроповреждениями мышечных волокон вследствие частых сильных сокращений.

Важно!!! Полагают, что такие микроповреждения приводят к послетренировочной миалгии — «крипатуре».

Эксцентрические мышечные сокращения приводят к более выраженным микроповреждениям чем концентрические или изометрические.

Определенный вклад в микроповреждении мышц при длительной эксцентрической нагрузке (например бег на длинные дистанции) могут вносить другие факторы:

• истощение ресурсов,
• изменения транспорта кальция,
• и образование активных форм кислорода,
• перекисным окислением липидов (ПОЛ).

Незначительная часть О2, поступающего в организм из воздуха, превращается в активные формы, называемые свободными радикалами. Свободные радикалы, обладая высокой химической активностью, вызывают окисление белков, липидов и нуклеиновых кислот.

Чаще всего окислению подвергается, липидный слой биологических мембран. Такое окисление называется перекисным окислением липидов (ПОЛ). Предполагают, что к повышению скорости свободно-радикального окисления приводит ацидоз и стрессорные гормоны. Чрезмерная активация ПОЛ негативно влияет на мышечную деятельность.

Так повышаемая проницаемость мембран нервных волокон и саркоплазматического ретикулума миоцитов затрудняет передачу двигательных нервных импульсов и снижает сократительные способности мышцы. Повреждение клеточных цистерн, содержащих ионы кальция, приводит к нарушению функции кальциевого насоса и ухудшения расслабляющих свойств мышц. При повреждении митохондральных мембран снижается эффективность тканевого дыхания.

Таблица 3. Характеристика количественных критериев ресинтеза АТФ

Таблица 4. Зоны относительной мощности работы

Рис. 7. Механизмы энергообеспечения

Временное понижение работоспособности целого организма, органа или ткани, наступающее после работы, называют утомлением.

Утомление исчезает после более или менее продолжительного отдыха. Утомление изолированной мышцы легче можно наблюдать, если воздействовать на нее частыми раздражениями.

Высота сокращений такой мышцы постепенно уменьшается, пока мышца, наконец, не перестанет сокращаться. Чем чаще наносится раздражение, тем быстрее наступает утомление (рис.).

Изучение утомления у человека производится при помощи специального прибора - эргографа (рис. 2).

Рис. БЫСТРОТА НАСТУПЛЕНИЯ УТОМЛЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ЧАСТОТЕ РАЗДРАЖЕНИЙ 1-сокращение с частотой-один раз в секунду; 2 — сокращения с частотой один раз в 2 секунды: 3 - сокращения с частотой один раз в 4 секунды.

Эргограф представляет собой прибор, в котором фиксируются предплечье, кисть, II и IV пальцы исследуемого. К среднему пальцу подвешивают груз и исследуемому предлагают поднимать и опускать его, сгибая и разгибая палец. Изменяя ритм работы, величину груза или и другое, можно изучить явление утомления, наступающее у человека в разных условиях.

Кривая, которая при этом получается, называется эргограммой (рис. 3).

Для изучения рабочих движений И. М. Сеченовым был сконструирован специальный эргограф, при помощи которого исследуемый воспроизводил движения, совершаемые при пилке ручной пилой.

Для объяснения утомления было выдвинуто несколько теорий. Одни объясняли утомление тем, что в результате работы энергетические запасы истощились, другие же предполагали, что причиной утомления является засорение мышц продуктами распада. Однако ни одна из выдвинутых теорий не пред ставляла исчерпывающего объяснения явлений утомления. При усиленной работе в мышце действительно образуются продукты распада, в частности молочная кислота, которая в значительной степени влияет на наступление утомления в работающей мышце, происходит расходование энергетических запасов и т. д., но ни один из этих процессов в отдельности не может быть положен в основу объяснения утомления. Все эти теории игнорировали роль нервной системы при наступлении утомления.

Между тем исследованиями И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского и А. А. Ухтомского было показано, что в длительном сохранении работоспособности и в наступлении утомления решающую роль играет центральная .

Рис. 2 Эргограф, 1 — цилиндр для записи, 2- записывающий рычажок, 3- стойка, 4- держалка для руки, 5 — груз

Наступление утомления мышцы при рефлекторном влиянии в специальном опыте наблюдал Н. Е. Введенский. Этот опыт был поставлен на такой мышце, сокращение которой можно было рефлекторно вызвать раздражением двух разных центростремительных нервов. Раздражением одного из этих нервов достигалось утомление мышцы. Когда становилось очевидным, что мышца утомилась, наносилось раздражение другому центростремительному нерву. На это раздражение мышца отвечала сокращением прежней силы. Отсюда был сделан вывод, что утомление в первую очередь наступает не в мышце, а в центральной нервной системе (нервное волокно практически неутомляемо).

Влияние коры головного мозга было показано в опыте, когда исследуемому, совершающему значительную работу, внушалось, что он выполняет легкую работу; при этом расход энергии уменьшался, хотя интенсивность работы не понижалась.

При совершении же легкой мышечной работы энергетические затраты резко возрастают, если исследуемому внушить, что он выполняет тяжелую физическую работу.

Влияние вегетативной нервной системы, в частности ее симпатического отдела, на утомление было показано советскими учеными Л. А. Орбели и А. Г. Гинецинским.

После того как было вызвано утомление мышцы лягушки, раздражали симпатическую нервную систему и наблюдали восстановление работоспособности мышцы. Раздражение симпатического нерва вызывает изменение обменных процессов, протекающих в мышце, в результате чего наступает восстановление работоспособности.

Таким образом, впервые было доказано влияние вегетативной нервной системы на процессы, которые протекают в скелетной мышце.

Рис 3. Эргограмма

Симпатическая , играющая, как было описано выше, важную роль, сама находится под непосредственным регулирующим влиянием центральной нервной системы. Любая мышечная деятельность возможна только благодаря координации со стороны центральной нервной системы, куда в свою очередь непрерывно поступает целый ряд импульсов от рецепторов разных органов, принимающих участие в работе.

Широко распространено мнение, что наилучшим способом восстановления работоспособности является полный покой. Однако исследования И. М. Сеченова доказали ошибочность такого представления. Он сравнивал восстановление работоспособности утомленной в результате длительной работы правой руки в условиях полного отдыха, а также в условиях, ко гда левая рука производила определенную работу, т. е. во вре мя активного отдыха. Оказалось, что работоспособность восстанавливается быстрее при активном отдыхе, чем при пассивном.

Предполагается, что поток импульсов, который направляется от работающей руки в центральную нервную систему, действует возбуждающе на утомленные или впавшие в торможение участки центральной нервной системы.