Определение и физиологические механизмы развития утомления

Утомление является важнейшей проблемой физиологии спорта и одним из наиболее актуальных вопросов медико-биологи­ческой оценки тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов. Знание механизмов утомления и стадий его развития позволяет правильно оценить функциональное состояние и работос­пособность спортсменов и должно учитываться при разработке ме­роприятий, направленных на сохранение здоровья и достижение вы­соких спортивных результатов.

К настоящему времени имеется около 100 определений понятия утомления и ряд теорий его происхождения. Обилие формулировок само по себе указывает на еще недостаточное знание этого сложного явления и его механизмов. С физиологической точки зрения утом­ление является функциональным состоянием организма, вызван­ным умственной или физической работой, при котором могут на­блюдаться временное снижение работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения усталости (СолодковА.С, 1978). Исходя из этого, принято выделять два ос­новных вида утомления — физическое и умственное, хотя такое де­ление достаточно условно.

Таким образом, главным и объективным признаком утомления че­ловека является снижение его работоспособности. Однако пониже­ние работоспособности не всегда является симптомом утомления. Работоспособность может снизиться вследствие пребывания челове­ка в неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность воздуха, пониженное парциальное давление кислорода во вдыхае­мом воздухе и др.). С другой стороны, длительная работа с умерен­ным напряжением может протекать на фоне выраженного утомле­ния, но без снижения производительности. Следовательно, сниже­ние работоспособности является признаком утомления только тогда, когда известно, что оно наступило вследствие конкретно выполнен­ной физической или умственной работы. При утомлении работоспо­собность снижается временно, она быстро восстанавливается при ежедневном обычном отдыхе. Состояние утомления имеет свою ди­намику — усиливается во время работы и уменьшается в процессе отдыха (активного, пассивного и сна). Утомление можно рассматри­вать как естественное нормальное функциональное состояние организ­ма в процессе труда.

Другим важным критерием оценки утомления является измене­ние функций организма в период работы. При этом в зависимости от степени утомления функциональные сдвиги могут носить различный характер. В начальной стадии утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели отличаются неустойчивостью и разнонаправленным характером изменений, однако их колебания, как правило, не выходят за пределы физиологических нормативов. При хроническом утомлении, и особенно переутомлении, имеет место од­нонаправленное значительное ухудшение всех функциональных пока­зателей организма с одновременным снижением уровня профессио­нальной деятельности человека (СолодковА.С, 1978,1990).

Процесс утомления характеризуется и еще одним признаком — субъективным симптомом, усталостью (тяжесть в голове, конечно­стях, общая слабость, разбитость, вялость, недомогание, трудность выполнения работы и т. д.). А. А. Ухтомский усмотрел в усталости не только субъективный признак наличия развивающегося утомления, но и нечто другое и большее, что имеет весьма важное практическое значение. Он считал, что усталость является одновременно и «нату­ральным предупредителем утомления». Ощущая усталость, человек снижает темп работы или вовсе ее прекращает. Этим самым предотв­ращается «функциональное истощение» корковых клеток и обеспе­чивается возможность быстрого восстановления работоспособности человека. Автор считал ощущение усталости одним из наиболее чув­ствительных показателей утомления.

Однако выраженность усталости не всегда соответствует степени утомления, т. е. объективным прямым и косвенным показателям ра­ботоспособности. В основе этого несоответствия в первую очередь лежит разная эмоциональная настройка работающего на выполняе­мую работу. При выполнении приятной или социально-значимой работы, при высокой мотивации работающего, усталость не возни­кает у него в течение длительного времени. Наоборот, при бесцель­ной, неинтересной работе усталость может возникнуть, когда объек­тивно утомление или вовсе еще не наступило, или выраженность его далеко не соответствует степени усталости.

Следовательно, один и тот же признак утомления является инфор­мативным только в конкретных условиях деятельности и при опреде­ленном состоянии организма. Поэтому для констатации утомления в каждом виде работы целесообразно использовать особый набор пря­мых и косвенных показателей, адекватный для данного вида труда.

Настойчивые попытки многих исследователей проникнуть в тайны физиологических механизмов состояния утомления приве­ли к накоплению обширного экспериментального материала. На основе этих данных было создано много гипотез и теорий, но в на­стоящее время в качестве самостоятельных они могут выступать только в историческом аспекте. К их числу следует отнести теори ю истощения энергетических ресурсов в мышцах Шиффа (1868), тео­рию засорения мышц продуктами обмена Пфлюгера (1872), теорию отравления метаболитами Вейхарда (1902) и теорию задушения (вследствие недостатка кислорода) Ферворна (1903). Все эти так на­зываемые локально-гуморальные теории не полностью вскры вают механизмы утомления, так как в качестве его основной причины рассматривают лишь местные изменения в мышечной ткани, и час­тные сдвиги принимаются за общие процессы. Однако каждая из этих теорий правильно отражала одну из многих сторон сложного процесса утомления.

Наиболее распространенная в нашей стране центрально-нервная теория утомления, сформулированная И. М. Сеченовым в 1903 году, всесторонне развития и дополненная А. А. Ухтомским, связывает воз­никновение утомления только с деятельностью нервной системы, в частности, коры больших полушарий. При этом предполагалось, что основой механизма утомления является ослабление основных не­рвных процессов в коре головного мозга, нарушение их уравновешен­ности с относительным преобладанием процесса возбуждения над бо­лее ослабленным процессом внутреннего торможения и развитием ох­ранительного торможения.

Однако современные электрофизиологические и биохимические ме­тоды исследования и полученные на их основе экспериментальные дан­ные не позволяют свести причины утомления к изменениям в каком-то одном органе или системе органов, в том числе нервной системе. Следовательно, приписывать возникновение первичного утомления какой-либо одной системе неправомерно. В зависимости от состоя­ния функций организма и характера деятельности человека первич­ное возникновение утомления вариативно и может наблюдаться в различных органах и системах организма.

Мышечная работа связана с вовлечением в деятельность многих органов и формированием в организме специальной функциональ­ной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятель­ность человека. Поэтому на снижение работоспособности влияет возникновение функциональных изменений не только в нервной системе, но и в других рабочих звеньях — скелетных мышцах, орга­нах дыхания, кровообращения, системе крови, железах внутренней секреции и др. Таким образом, согласно современным представле­ниям о физическом утомлении, оно связано, во-первых, с развитием функциональных изменений во многих органах и системах, во-вто­рых, с различным сочетанием деятельности органов и систем, ухуд­шение функций которых наблюдается при том или ином виде физи­ческих упражнений. Поэтому создание общей теории о физиологи­ческих механизмах утомления не может основываться на отдель­ных системах организма и должно учитывать все многообразие и вариативность характера сдвигов функций, обусловливающих ту или иную деятельность человека. В зависимости от характера рабо­ты, ее напряженности и продолжительности ведущая роль в разви­тии утомления может принадлежать различным функциональным системам.

Итак, утомление является нормальной физиологической реакцией организма на работу. С одной стороны, оно служит очень важным для работающего человека фактором, так как препятствует крайне­му истощению организма, переходу его в патологическое состояние, являясь сигналом необходимости прекратить работу и перейти к отдыху. Наряду с этим, утомление играет существенную роль, спо­собствуя тренировке функций организма, их совершенствованию и развитию. С другой стороны, утомление ведет к снижению работос­пособности спортсменов, к неэкономичному расходованию энергии и уменьшению функциональных резервов организма. Эта сторона утом­ления является невыгодной, нарушающей длительное выполнение спортивных нагрузок.