Мышечная выносливость

Мышечную выносливость можно оценивать по предельному времени выполнения заданной статической или динамической работы.

При статической работе она определяется по времени, в течение которого поддерживается постоянная сила давления или удерживается в постоянном положении некоторый груз. Выполненная при этом «работа» может быть определена как произведение силы давления (F) или груза на время работы (t), т. е. как импульс силы: F t. Для того чтобы сравнивать статическую работу, выполненную различными людьми или производимую разными мышцами, необходимо либо вычислять (или прямо измерять) силу напряжения этих мышц (если известны величины длины плеч рычагов и углы приложения силы сокращающихся мышц), либо выражать проявляемую силу сокращения в долях (процентах) от максимальной произвольной силы этой же мышечной группы.

Предельное время статической работы (статическая выносливость) находится в обратной зависимости от F. При малых величинах нагрузок статическая работа может выполняться в течение очень длительного времени (практически «бесконечно долго»). Предельная величина такой нагрузки характеризует критический уровень статической работы. При увеличении нагрузок выше этого уровня, предельное время статической работы уменьшается. В среднем величина критического уровня статической работы составляет примерно 20% от величины максимальной силы мышцы.

В диапазоне силы давления (груза) 20 - 80 % от максимальной силы предельное время статической работы уменьшается с увеличением силы давления (груза) согласно гиперболической зависимости. Эта приводит к тому, что даже небольшое снижение силы статического сокращения приводит к значительному удлинению времени, в течение которого возможно поддержание этого сокращения. Максимальное же произвольное сокращение мышц может поддерживаться лишь несколько секунд. Если статическая работа периодически прерывается фазами отдыха, то общее ее количество, которое может быть выполнено, возрастает.

Выносливость при динамической работе (динамическая выносливость) может быть оценена по предельному времени в течение которого выполняется предельная работа заданной мощности.

Мощность выполняемой работы - это отношение работы (выраженной в килограммометрах или джоулях) к времени, затраченному на ее выполнение. Различают пиковую мощность, представляющую собой максимальную мощность, которая может быть достигнута в какой-то момент выполнения динамической работы и критическую мощность динамической работы - которая может поддерживаться в течение длительного времени (на протяжении многих часов). Она аналогична критическому уровню для статической работы и отражает величину при превышении которой продолжительность динамической работы (т.е. выносливость) ограничена.

При выполнении динамической работы, мощность которой выше критической, время от начала до момента отказа от нее есть предельное время работы с данной мощностью, а общее количество работы, выполненной за этот отрезок времени, представляет собой предельную работу. Оба эти показателя снижаются с увеличением и повышаются с уменьшением мощности выполняемой динамической работы.

Мощность выполняемой работы может быть определена как отношение предельной работы к предельному времени ее выполнения. Кривая характеризующая взаимосвязь между мощностью и предельным временем динамической работы имеет такой же характер (гипербола), как и кривая зависимости предельной длительности статической работы от силы статического сокращения мышц.

Критическая мощность динамической работы составляет менее 1/10 от пиковой мощности.

В основе статической и динамической выносливости лежат различные физиологические механизмы

Поэтому эти два вида выносливости между собой связаны слабо. Соответственно систематическое применение упражнений, требующих статической выносливости, позволяет намного повышать ее, но мало изменяет динамическую выносливость. Длительные же динамические упражнения вызывают значительное повышение динамической выносливости без заметного изменения статической.

Рассматривая физиологические механизмы, определяющие такие различия, следует иметь в виду, что изменения в структурных, биохимических и физиологических особенностях тренируемых мышц и в характере их нервной регуляции специфически связаны с используемыми в тренировках видами упражнений и режимом их применения.

Утомление и восстановление при мышечной работе.

Вопросы для самоподготовки

1. Физиологическое содержание утомления. Теории утомления. Субъективные и объективные критерии утомления

2. Виды утомления.

3. Механизм и условия развития мышечного утомления Локализация утомления Концепции утомления.

4. Проявления утомления перетренировка перенапряжение переутомление

5. Соотношение утомления и восстановления при физических нагрузках

Базовая информация.

Проблема утомления считается актуальной общебиологической проблемой, представляет большой теоретический интерес и имеет важное практическое значение для деятельности человека в труде и спорте

Первую попытку решения проблемы утомления предпринял Г. Галилей (1564-1642 гг.), который столкнулся с этим явлением, анализируя механику работы мышц при подъёме тела по лестнице и при ходьбе. По его мнению, мышцы утомляются в связи с тем, что им приходиться перемещать не только их собственный вес, но и вес остального тела. Поскольку сердце имеет дело только с собственным весом, оно, по мнению Галилея, неутомимо.

Позже, серьезные физиологические исследования процессов утомления развернулись только с середины XIX века, и в них сразу же обрисовались два основных направления: гуморально-локалистическая (периферическая) и центрально-нервная теории.

Исходной позицией гуморально-локалистической теории, является представление об утомлении как мышечной слабости и усталости, т. е. о процессах, происходящих под влиянием работы, прежде всего, в самой мышце. Самые известные теории этого направления: теория «отравления» немецкого учёного Э. Пфлюгера (1872), теория «истощения» М. Шиффа (1868, Швейцария), «обменная теория» английского исследователя А. Хилла (1929) и др. сегодня имеют только исторический интерес.

Появление центрально-нервной теории утомления связано с работами И. М.Сеченова и И.П. Павлова. Сегодня признаны две группы теорий, на основании которых первичными считаются изменения в нервных центрах. Согласно одной из них – утомление результат гипоксических, (т. е. связанных с недостаточностью кислородного снабжения), нарушений в нервных структурах и, прежде всего, медиаторного обмена и химических процессов возникновения и передачи возбуждений. Суть второй состоит в проявлении запредельного торможения в нервных клетках на различных уровнях ЦНС при выполнении напряженной мышечной работы. Разработка этой теории явилась важным шагом в раскрытии механизмов, предохраняющих нервную систему, а через неё весь организм от истощения, результатом которого может стать переутомление и перетренированность.

Однако центрально-нервная теория не позволяет объяснить многочисленные факты, характерные для развития утомления при напряженной мышечной деятельности. Например, показано, что даже в состоянии глубокого утомления работа может быть продолжена, если изменить её интенсивность и особенно характер её обеспечения даже при сохранении состава работающих мышц. Значит, в нервных центрах не наступало ни торможения, ни истощения, т.е. неотъемлемых механизмов утомления согласно центрально-нервной теории.

Согласно разработанной В. В. Розенблатом (1975) центрально-корковой теории, начальным звеном утомления при мышечной работе человека являются изменения «кортикальных центров». Утомление клеток этих центров приводит, с одной стороны, к нарушению контролируемой ими сложнейшей координации процессов, а с другой – меняет характер установочных влияний коры мозга и связанных с ней нижележащих образований на исполнительные органы.

Вопрос о правильной трактовке процесса утомления долгое время оставался дискуссионным. Ныне утомление рассматривается как особый вид функционального состояния организма, временно возникающий под влиянием продолжительной и интенсивной физической или умственной работы, проявляющийся в дискоординации двигательных и вегетативных функций и приводящий к временному снижению работоспособности и.

Снижение работоспособности можно считать одним из основных, объективных критериев развития утомления.

Работоспособность — потенциальная способность человека на протяжении заданного времени и с определенной эффективностью выполнить максимально возможное количество работы. Работоспособность человека зависит от уровня его тренированности, степени закрепленности рабочих навыков и опыта, его физического и психического состояния и других факторов. На протяжении рабочей смены работоспособность меняется в широких пределах, её изменения включают несколько фаз: фаза врабатывания, фаза устойчивой работоспособности, фаза снижения работоспособности, фаза утомления.

Проявлениями снижения работоспособности являются изменения количественных и качественных показателей работы, а также физиологических функций во время работы или в ответ на предъявление специальных тестов.

Снижение работоспособности связано с влиянием как внешних, так и внутренних факторов. Среди внешних факторов ведущее значение имеют условия окружающей среды и степень физиологической рациональности организации трудового процесса (особенности режимов труда и отдыха, рабочей позы и рабочего места, характер организации труда с точки зрения эргономики и др.). Из внутренних факторов выделяют такие, как мотивация и эмоциональная сторона труда, уровень функциональной активности в момент работы, величина физической подготовленности человека, особенности его личности и др.

Вопросами изучения механизмов повышения работоспособности, организации и обоснования условий для рационализации труда обеспечения производственного обучения занимается прикладная физиология труда

Утомление, обычно сопровождается чувством усталости; появление которого можно считать субъективным критерием утомления. Следует видеть разницу между утомлением – являющимся сложным физиологическим процессом и усталостью – являющейся чувством, появление которого обусловлено потребностью во сне и которое, в норме, после сна исчезает.

Усталость возникает параллельно с развитием утомления и отражает совокупность изменений физических, биохимических и психофизиологических функций, возникающих во время длительной или интенсивной работы, и вызывает желание либо прекратить ее, либо снизить нагрузку. Однако, надо иметь в виду, что в детстве, особенно раннем, чувство усталости может формироваться позже (и иногда значительно позже) начала развития утомления, что и обеспечивает во многом удивительную физическую активность детей. Эту особенность следует учитывать при планировании режима дня ребенка, организации занятий по физической подготовке и обеспечении отдыха

Таким образом, биологическая роль утомления состоит в своевременной защите организма от истощения при длительной или напряженной мышечной работе. Такая защита может проявляться по-разному. Так, у низших животных утомление развивается относительно медленно, но достигает большей глубины, чем у высших животных. У высших животных, формируются активные механизмы восстановления в ответ на развитие утомления.

Наиболее сложно утомление протекает у человека. Это связано с тем, что и в развитии утомления и в обеспечении восстановления у человека особую роль играют социальные факторы. Физиологические сдвиги при резко выраженном утомлении носят черты стрессовой реакции, сопровождающейся нарушением постоянства внутренней среды организма. В то же время, повторное утомление, не доводимое до чрезмерного, является средством повышения функциональных возможностей организма.