Утомление и восстановление. Физиологические механизмы. Средства восстановления.
Кратко:
УТОМЛЕНИЕ - представляет собой последовательные изм-ния специфической деят-сти органов, их систем и орг-зма в целом в период вып-ния работы (физ-кой или умст-ной).
В этом состоянии нарушается координация взаимодействия органов и систем, т.к. происходит перестройка регуляции функций от оптимального режима работы к экстремальному для поддержания работосп-сти на прежнем режиме.
ВИДЫ утомл.
1. ОСТРОЕ – резкое снижение работосп-сти во время тяжелой работы.
2. ХРОНИЧЕСКОЕ – напряженная работа продолж-ся в течении длительного времени и повторяется слишком часто.
3. ОБЩЕЕ – снижение функций ограниченной группы мышц.
ПРИЗНАКИ утомл.
1. ВНЕШНИЕ – чрезмерная потливость, нарушение координации движений, снижение эффек-сти спорт-ной деят-сти, побледнение и одышка.
2. ВНУТРЕННИЕ – различают.
а). Объективные признаки – снижение показателей работы кислородо-транспортной системы (минутный объем дыхания, потребление кислорода). Усиление функций серд.-сосуд. и дых-ной систем (рост ЧСС). Нарушение координации сокращение мышц, укорачив-ся длина шага, но увелич-ся частота шагов.
б). Субъективные признаки – физиол-ские «сдвиги» в орг-зме, вызванные утомл-ем. Происходит изм-ния в ЦНС и нарушение вегет-ных функций. Возникает чувство усталости, которое предупреждает об опасности для орг-зма дальнейшей работы.
УСТАЛОСТЬ делится.
а). Компенсированная – когда работа еще не снижена и за счет изменения спорт-ой техники, эмоц-ного напряжения, волевых усилий поддерживается необходимый уровень работы.
б). Некомпенсированная – когда орг-зм исчерпывает свои физиолг-ие резервы и вынужден прекратить работу.
В целом, утомл. играет защитную роль орг-зма. Способствует росту тренированности, особенно когда разв-ся выносливость.
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ процессы осуществляются постоянно (перед работой, во время работы и после нее).
Различают ПЕРИОДЫ восст-ия.
1. НЕРАВНОМЕРНОСТЬ.
Скорость потребления кислорода на первых
2-3мин снижается очень быстро с урежением частоты дыхания и сердечных сокращений. Через 30-60мин. происходит ликвидация кислородного долга.
2. ГЕТЕРОХРОННОСТЬ (разновременность).
Восстановление вегетативных функций зависит от хар-ра мышечной работы и роли самих функций в обеспечении двигат-ной активности.
3. ВОЛНООБРАЗНОСТЬ (фазность восст-ния).
По уровню работосп-сти орг-зма в восстановит-ом периоде различают фазы пониженной и повышенной (суперкомпенсация) работосп-сти. Далее повышенная работосп-сть вновь снижается.
СРЕДСТВА восст-ия делятся на группы.
1. ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ – рациональное исп-ние Ф.нагрузки.
2. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ – восст-ние нервно-эмоцинального состояния (разнообразный досуг, создающий положит-ный эмоц-ный фон).
3. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ – питание, режим отдыха, медицинские препараты.
Использование этих средств зависит от конкретных признаков утомления.
СЛИШКОМ Полный:
Процесс утомления – это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих, в конце концов, к невозможности ее выполнения.
Состояние утомления характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности или качества (техники) работы и вынужден отказаться от продолжения ее выполнения.
В выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы, функциональные возможности которых, определяют работоспособность человека выполнить определенное упражнение на требуемом уровне интенсивности и качества. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям предопределяет продолжительность выполнения данного упражнения: т.о., функциональные возможности ведущих систем определяют и лимитируют интенсивность и продолжительность выполнения упражнения.
При выполнении разных физических упражнений причины утомления неодинаковы. Поэтому, выделяют 1) Локализацию утомления – это выделение ведущей системы (или систем), функциональные изменения, в которой определяют наступление утомления; и 2) Механизмы утомления – это конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обуславливают развитие утомления.
По локализации утомления выделяют три основные группы систем:
1. Регулирующие системы – ЦНС, вегетативная нервная система, гармонально-гуморальная система;
2. Система вегетативного обеспечения мышечной деятельности – системы дыхания, крови, кровообращения;
3. Исполнительная система – двигательный аппарат (периферический нервно-мышечный аппарат).
При выполнении физического упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью. Проявлениями центрально-мышечного утомления являются нарушения в координации функций (в частности движений). По теории Павлова механизмы центрально-мышечного утомления, есть проявление охранительного торможения, возникающего в результате их интенсивной активности.
Утомление может быть связано с изменениями деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности (снижение кислородтранспортных возможностей организма).
Утомление может быть связано с изменениями в самом исполнительном аппарате – в работающих мышцах (мышечных волокнах, в нерно-мышечных синапсах).
При любой из локализаций мышечной утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц.
Основные механизмы мышечного утомления:
1. Истощение энергетических ресурсов;
2. Засорение или отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ;
3. Задушение в результате недостаточного поступления кислорода.
При выполнении анаэробных упражнений важную роль в развитии мышечного утомления играет истощение внутримышечных запасов фосфагенов и гликогена печени. Для упражнений максимальной и околомаксимальной анаэробной мощности эти субстраты служат основным энергетическим продуктом, и их истощение ведет к невозможности поддерживать необходимую мощность мышечных сокращений.
При выполнении упражнений околомаксимальной и субмаксимальной анаэробной мощности, существенную роль в энергообеспечении работающих мышц играет анаэробный гликолиз. В результате образуется большое количество молочной кислоты, что приводит к снижению скорости гликолиза и соответственно скорость энергоподукции, необходимая для поддержания требуемой мощности мышечных сокращений.
За время выполнения максимальной анаэробной мощности мышечный гликолиз не успевает развернуться, поэтому накопление лактата в мышцах невелико.
Чем ниже мощность нагрузки в упражнениях аэробной мощности, тем меньше роль анаэробного гликолиза мышечной энергопродукции и соответственно ниже содержание лактата в мышцах в конце работы. Следовательно, выполнение упражнений в этих мощностях не может привести к развитию мышечного утомления.
В некоторых упражнениях решающую роль в развитии утомления играет истощение углеводных ресурсов, а именно гликогена в рабочих мышцах и печени. Мышечный гликоген служит основным субстратом для энергетического обеспечения анаэробных и максимальных аэробных упражнений. При выполнении их, он расщепляется анаэробным путем до образования молочной кислоты. В результате происходит тормозящее действие в скорости расходования мышечного гликогена, что предопределяет кратковременность таких упражнений. Расход мышечного гликогена невелик, поэтому этот механизм не может рассматриваться как важный фактор мышечного утомления.
В околомаксимальных и субмаксимальных аэробных упражнениях, углеводы (мышечный гликоген, глюкоза крови), служат основным энергетическим субстратом работающих мышц. В процессе выполнения субмаксимальных аэробных упражнений мышечный гликоген расходуется особенно значительно, так, что момент отказа от продолжения их, часто совпадает с почти полным расходованием гликогена в основных рабочих мышцах.
В энергообеспечении аэробных упражнений более низкой интенсивности (средней, малой), значительную роль играют углеводы и жиры. В конце выполнения таких упражнений содержание гликогена в рабочих мышцах снижено, поэтому мышцы в большей степени используют глюкозу крови, которая служит основным субстратом для нервной системы. Из-за увеличения использования глюкозы работающими мышцами, уменьшаются запасы гликогена в печени, расщепление его обеспечивает поступление глюкозы в кровь. Поэтому снижение содержания глюкозы в крови может привести к нарушению деятельности ЦНС и утомлению. Прием углеводов до старта или на дистанции предотвращает эти явления.
Восстановление.
После окончания физической работы деятельность физиологических систем, обеспечивающих ее выполнение, постепенно уменьшается и достигает до рабочего уровня. Этот процесс называется восстановлением, на протяжении него количественные показатели работы систем кровообращения и дыхания возвращаются к исходным параметрам, удаляются продукты метаболизма, восполняются энергетические субстраты. В этот период происходят также процессы, обеспечивающие повышение работоспособности организма, т.е. имеет место явление суперкомпенсации.
Сразу после прекращения работы происходят многообразные изменения в деятельности различных функциональных систем, и можно выделить 4 фазы:
1. быстрого восстановления;
2. замедленного восстановления;
3. суперкомпенсации (или перевосстановления);
4. длительного (позднего) восстановления;
Длительность и характер этих фаз варьируется для разных функций. Общие закономерности восстановления состоят в следующем:
1. Скорость и длительность восстановления большинства функциональных показателей находится в прямой зависимости от мощности работы: чем выше мощность работы, тем выше скорость восстановления.
2. Восстановление различных функций происходит с разной скоростью. Поэтому о завершении процесса восстановления, следует судить по возвращению к исходному уровню наиболее медленно восстанавливающегося показателя.
3. Работоспособность и многие определяющие ее функции организма могут превышать предрабочий уровень, т.е. достигать уровня перевосстановления.
В процессе мышечной работы расходуются: кислородный запас организма, фосфагены (АТФ, КрФ), углеводы (гликоген мышц и печени, глюкоза крови), и жиры. После работы происходит их восстановление, исключение составляют жиры.
Процессы восстановления происходящие в организме после работы, находят свое отражение в повышенном ПО2 после работы – кислородном долге – это избыточное потребление кислорода, которое обеспечивает энергией организм для восстановления до предрабочего состояния. Восстанавливаются энергетические запасы организма, устраняеися молочная кислота. Скорость ПО2 после работы на протяжение первых 2-3 минут снижается очень быстро (быстрый алактатный компонент О2 долга), а затем более медленно (медленный лактатный компонент О2 долга), пока не достигнет постоянной величины близкой к предрабочей.
После работы мощностью до 60% от МПК, кислородный долг ненамного превышает кислородный дефицит. Чем выше мощность работы, тем кислородный долг больше превышает кислородный дефицит.
Быстрый (алактатный) компонент кислородного долга связан главным образом с использованием кислорода на быстрое восстановление израсходованных во время работы фосфагенов в рабочих мышцах и восстановления нормального содержания кислорода в венозной крови.
Медленный (лактатный) компонент кислородного долга связан в большей мере с устранением лактата из крови и тканевых жидкостей. Кислород здесь используется в окислительных реакциях, обеспечивающих ресинтез (восстановление) гликогена из лактата крови. Также, повышение потребления кислорода связано с поддержанием усиленной деятельности дыхательной системы в период восстановления.
Восстановление запасов кислорода. Кислород находится в мышцах в форме химической связи с миоглобином. Эти запасы не велики, 1 кг. мышечной массы содержит 11 мл кислорода (приблизительно 0,5 л). В процессе работы кислород быстро расходуется, а в период восстановления быстро восстанавливается. Скорость его восстановления зависит от его доставки к мышцам. Восстановление происходит за несколько секунд вследствие достаточного обеспечения кислородом в послерабочий период.
Восстановление фосфагенов. Фосфагены, особенно АТФ восстанавливаются очень быстро. После прекращения работы восстанавливается до 70% израсходованных фосфагенов, а полное восстановление происходит спустя несколько минут. Причем исключительно за счет энергии аэробного метаболизма, т.е. благодаря кислороду. Чем больше расход фосфагенов, за время работы, тем больше требуется кислорода для их восстановления.
Восстановление гликогена. Израсходованный за время работы гликоген синтезируется из молочной кислоты на протяжении 1 – 2 часов, после работы. Восстановление гликогена в мышцах может длится до 2 – 3 дней. Восстановление гликогена в печени и мышцах возможно при достаточном потреблении углеводов после физической работы. При пищевом рационе с высоким содержанием углеводов, процесс восстановления гликогена ускоряется.
Устранение молочной кислоты. В период восстановления происходит устранение молочной кислоты из работающих мышц, крови, тканевой жидкости, причем тем быстрее, чем меньше образовалось молочной кислоты во время работы.
Большую роль играет послерабочий режим. Например: после максимальной нагрузки для полного устранения накопившейся молочной кислоты требуется 60 – 90 минут полного покоя, но при активном отдыхе – устранение молочной кислоты происходит быстрее.
Существует 4 пути устранения молочной кислоты.
1. Окисление до СО2 и Н2О;
2. Превращение в гликоген (в мышцах и печени) и в глюкозу (в печени);
3. Превращение в белки;
4. Удаление с мочой и потом.
Эффект активного отдыха (по Сеченову).
Характер и деятельность восстановительных процессов может изменяться в зависимости от режима деятельности спортсменов в послерабочий, восстановительный период.
Положительный эффект активного отдыха наблюдается при переключении на работу других мышечных групп, а также при выполнении той же работы с меньшей интенсивностью. Молочная кислота устраняется из крови быстрее при активном отдыхе, чем при пассивном.
Средства восстановления.
В настоящее время средства восстановления подразделяют на 3 группы:
1. педагогические;
2. психологические;
3. медико-биологические.
Использование этих средств зависит от конкретной нагрузки, этапа тренировки и восстановления, состояния здоровья спортсмена, уровня его подготовленности и индивидуальных особенностей – все это составляет систему восстановления.
1. Педагогические средства, общепризнанно, являются основными. Поскольку, какие бы эффективные медико-биологические средства для стимулирования процессов восстановления ни применялись, они могут рассматриваться только как вспомогательные, т.к. содействуют ускорению восстановления и повышению спортивных результатов только при рациональном построении процесса тренировки и режима спортсмена (разнообразные, хорошо продуманные и подобранные разнообразные упражнения, их дозированность, рационально построенное тренировочное занятие).
2. Не менее важны психологические средства, направленные на быстрейшее восстановление нервно-эмоционального статуса спортсмена. Восстановление двигательной и вегетативной сферы и работоспособности, с учетом его личностных качеств, степени и характера утомления.
Применяются психорегулирующая тренировка, приемы мышечной релаксации, цветовое и музыкальное воздействие.
3. К медико-биологическим средствам восстановления относятся: сбалансированное питание, естественные и физические факторы (электро-, свето-, гидровоздействие, массаж), некоторые естественные растительные и фармакологические препараты, адекватный суточный режим.