6.2.1. Працездатність, робота, стомлення, відпочинок

Робота — це прояв органом, системою органів або цілісним організмом властивої їм функції. Робота буває динамічною або статичною.

Перша визначається за формулою W = т • h, кг • м,

друга W = m/t, кг/год. де W — робота, т — маса тіла, h — відстань, t — час

Динамічна робота характеризується почерговим збудженням і гальмуванням нервових центрів і, як на­слідок, почерговим скороченням і розслабленням м'язів. Ці процеси забезпечують нормальний кровообіг, забез­печення органів і тканин поживними речовинами й кис­нем, відновленням функції нервових центрів.

При статичній роботі мають місце довготривалі збудження нервових центрів та відповідні скорочення м'язів, як наслідок погіршується кровообіг у них, бага­то витрачається енергії, але повільно відновлюються її резерви, перенапружуються нервові центри.

Тривалість використання моторного апарата з висо­ким робочим ефектом залежить від тренування людини, специфіки фізичних зусиль, темпу роботи.

М'язи ефективно працюють при середніх навантажен­нях (закон середніх навантажень) і середній швидкості.

Ритм — це багаторазове повторення елементів робо­ти, зміна періодів діяльності й відпочинку. Він тісно по­в'язаний з темпом, тобто кількістю повторних рухів за одиницю часу. Кількість здійсненої роботи за одиницю часу називається потужністю.

Дослідження І.М. Сєченова показали, що скорочен­ня м'язів шлуночків серця тривають 1/3 тривалості сер­цевого циклу, тобто протягом доби шлуночки працюють 8 годин, а 16 годин відпочивають, м'язи передсердь пра­цюють 1/10 циклу, тобто 2,4 години, а 21,6 години відпо­чивають. При надмірній роботі різко зменшується фаза відпочинку, що при дуже тривалій та інтенсивній роботі зумовлює порушення роботи серця, його перенапругу тощо.

З точки зору фізіології тяжкість роботи — це ступінь комплексної дії усіх факторів, що визначають умови праці (санітарно-гігієнічні, психофізіологічні тощо).

Класифікація окремих робіт за енерговитратами роз­різняє:

— легку працю, коли витрати енергії не перевищу­ють 150 ккал/год;

— працю середньої тяжкості, коли витрати в межах 150-250 ккал/год;

— тяжку працю, коли витрати енергії перевищують 250 ккал/год.

Загальні енергетичні витрати (Е) при роботі є сумою витрат енергії на механічну роботу (W) і витрати енергії на утворення тепла (Н), тобто

E = W + H

Механічна ефективність, або коефіцієнт корисної дії (і?), мускульної роботи визначається відношенням (%) виконаної мускульної роботи (W) до загальних енерго-витрат (Е):

(або )

Продуктивність мускульної роботи у людини краще розраховувати за споживанням кисню під час роботи та після неї у період відпочинку за формулою:

V₀₂ — це об'єм спожитого кисню, а множник 0,49 — це коефіцієнт еквівалентності між механічною роботою та об'ємом спожитого кисню, тобто при 100% працездатності для здійснення роботи з переміщення вантажу масою 1 кг на відстань 1 м необхідно спожити 0,49 мл кисню.

Якщо, наприклад, під час виконання роботи 120 кг/м було спожито 300 мл кисню, то продуктивність дорівнює:

Найбільш високий рівень продуктивності праці у людини (20-25%) спостерігається під час роботи за учас­тю великої кількості окремих мускульних груп. За про­дуктивністю можливо оцінити стан здоров'я людини.

Сила м'язів — це максимальна їхня напруга, яку до­вільно може розвинути людина. Вона буває абсолютною та відносною, коливається в межах 6-8 кг на 1 см² площі

розтину м'яза в поперечному напрямку його м'язових волокон.

Абсолютна сила — це відношення максимальної сили м'язів до їхнього фізіологічного поперечника, а віднос­на — до їхнього анатомічного поперечника.

Під впливом тривалих періодичних фізичних наван­тажень зростає анатомічний мускульний поперечник, тобто виникає робоча гіпертрофія м'язів, яка може бути саркоплазматичною та міофібрилярною.

Динамічні мускульні вправи з відносно невеликим навантаженням сприяють розвитку саркоплазматичної гіпертрофії, коли збільшується об'єм саркоплазми, енер­гетичні резерви, тобто вміст глікогену, креатинфосфату, міоглобіну тощо. Це забезпечує збільшення витрива­лості, проте сила зростає несуттєво.

Ізометричні вправи з використанням великих мускуль­них зусиль (понад 2/3 від їхньої максимальної можливості) забезпечують розвиток міофібрилярної гіпертрофії, коли збільшується кількість скоротливих білків, що підвищує силу такого м'яза. У клітинах гіпертрофованого м'яза збільшується рівень нуклеїнових кислот, АТФ.

Особливу роль у розвитку гіпертрофії м'язів відігра­ють чоловічі гормони — андрогени. Вони сприяють збільшенню м'язової тканини у період росту, особливо в період статевого дозрівання (11-15 років). Більша кількість та сила м'язів у чоловіків, порівняно з жінка­ми, пояснюється статевими відмінностями, а саме у чо­ловіків андрогени утворюються в сім'яниках і наднир-никах, а у жінок — лише у наднирниках. Загалом у жінок м'язова сила на 20% менша, ніж у чоловіків од­накового віку й маси, проте, якщо у жінок через якісь причини збільшується утворення андрогенів, то відпов­ідно зростає маса м'язів та їхня сила.

Величина м'язової сили людини залежить насампе­ред від її здоров'я, а також від психічного стану та три-

валості фізичного тренування, яке впливає на кількість одночасно задіяних мускульних груп та ступеня довіль­ного керування їхньою роботою.

Найкраще проявляється працездатність людини в умовах функціонального комфорту, тобто коли засоби й умови праці конкретної людини цілком відповідають її функціональним можливостям, а сама діяльність вик­ликає позитивне емоційне ставлення. Це забезпечує до­сить високу активність та оптимальну мобілізацію на­явних нервових і психічних функцій людини.

Проте створити ідеальні умови будь-якому видові людської діяльності неможливо, завжди існують більші або менші, зовнішні або внутрішні перешкоди, які по­значаються на стані функціонального комфорту. Це може призвести до стресу, монотонічного стану, фруст­рації та тривоги (занепокоєння).

Монотонія (від monos — один, єдиний, tonos — на­пруга, наголос) — стан, який виникає через зниження тонусу нервової системи, тобто він є протилежним стре­су. Характеризується зниженням рівня життєдіяльності при тривалій дії одноманітних подразників. Проявами робочої монотонії є притуплення уваги, пильності, кмітливості (тямущості), ослаблення волі, сонливість, емоційне незадоволення.

Фрустрація (від f rustratio — невдача) — це психоло­гічний стан, який виникає внаслідок незадоволення власною професією (працею), її змістом і наслідками. Якщо у реальності досягти бажаної мети людині не вда­лося, то вона дає вихід своєму невдоволенню шляхом утечі у світ фантазій або агресивною поведінкою.

Фізична праця розвиває м'язову систему людини, стимулює обмінні процеси, але вона має і недоліки:

а) висока напруга фізичних сил, тому при роботі з витратою енергії 8 ккал/хв час на відпочинок повинна тривати 50% від загального робочого часу;

б) виконання певного виду фізичної праці зумовлює посилений розвиток лише тих м'язів, які задіяні у вико­нанні певних рухів, а решта м'язів залишається на по­передньому рівні або навіть зменшується у розмірі.

Утома

Утома — це зменшення або повне зниження працез­датності м'язів. При цьому знижується збудливість м'язів, їх лабільність, що зменшує їхню силу, ампліту­ду скорочення. Висувалось кілька теорій, які мали по­яснити появу втоми, а саме: гуморальні або локальні теорії виснаження (І. Шифф) та теорія отруєння (Е. Пф-люгер), а також центральна або нервова концепція вто­ми (М.Є. Введенський, І.М. Сєченов, О.О. Ухтомський).

Стомленість — це суб'єктивне відчуття втоми. Якщо, не звертаючи уваги на утому, робота продовжується, то виникає виснаження. Воно може бути гострим або хрон­ічним. Гостре виснаження — це різке зниження працез­датності відразу після виконання важкої роботи, а хро­нічне — унаслідок недостатнього відпочинку та віднов­лення сил після попереднього періоду напруженої або важкої праці. Виснаження часто буває у спортсменів після тривалих або надмірних тренувань.

Відпочинок — це стан спокою або особливий, специф­ічний організований вид діяльності, який знімає втому і сприяє відновленню працездатності. Тому відпочинок може бути пасивним та активним (за І.М. Сєченовим).

Активний відпочинок — це коли людина виконує інший вид роботи, який відрізняється від її звичайної праці. Так, наприклад, інтенсивну розумову роботу слід замінити фізичною активністю та навпаки.

Праця, посильна робота є найбільш потужним сти­мулом людської активності, а ступінь розвитку самої потреби у праці є основною ознакою культури людини.

Фізична активність

Розвиток моторних і вегетативних функцій організ­му у дітей, їхнє вдосконалення й підтримка на високому рівні у дорослих та людей похилого віку потребують оп­тимальної фізичної активності. Недостатня фізична ак­тивність викликає суттєві зміни фізіологічних функцій людини, що доведено як дослідами на тваринах, так і спостереженнями над людьми.

В умовах обмеження рухливості тварини швидко по­чинають хворіти, у них виникають негативні морфо­логічні зміни органів та функціональні розлади, що зу­мовлюють у подальшому їхню загибель.

Людина може жити за відсутності фізичної активності, але це призводить до значного погіршення соматичних, вегетативних і соціальних функцій. Такий стан називають гіподинамією (від hypo — знизу, dynamis — сила). При ньому спостерігаються суттєві зміни окремих органів.

Так, зменшуються розмір та сила скелетних м'язів. У піддослідних тварин у разі обмеження рухливості че­рез ЗО діб сила м'язів знижується до 1/3 від попередньої величини, а тривалість поодинокого скорочення зростає вдвічі, тому зменшується витривалість м'язів.

Гіподинамія негативно впливає на процеси збуджен­ня та гальмування у корі великих півкуль, на швидкість утворення умовних рефлексів, на формування психічних реакцій.

Зниження фізичної активності зумовлює зменшення розмірів серця, тому знижуються систолічний та хви­линний об'єми крові, прискорюється пульс, а також зменшуються об'єм легеневої вентиляції та основний обмін на 5-20%.

При гіподинамії спостерігається гіпофункція ендок­ринних залоз, особливо наднирників.

Одним із найбільш об'єктивних критеріїв здоров'я людей є рівень їхньої фізичної працездатності. Висока

фізична працездатність — це ознака міцного фізичного здоров'я, а її низьке значення є фактором ризику для здоров'я. У здоровому тілі — здоровий дух (Демокріт). За допомогою фізичних вправ людина здатна підви­щити рівень своєї фізичної працездатності, що зміцнює її здоров'я та подовжує період активного життя.

6.2.2. Роль фізичної активності в розвитку перехресної адаптації

У відповідь на дію різних факторів зовнішнього сере­довища організм реагує певними пристосувальними ре­акціями, які забезпечують збереження гомеостазу, а відповідно, і життя.

Жити — означає пристосовуватись, тобто адаптува­тись. В основі адаптації (від adaptatio — пристосування) лежить зміна обміну речовин, функції й структури органів і систем.

Деякі фактори навколишнього середовища викликають комплекс однотипних змін. Таким чином, при адаптації до певних факторів можливо набути підвищеної резистен­тності до дії інших, наприклад, пристосування до гіпоксії збільшують витривалість до холоду, фізичного наванта­ження тощо. Це явище отримало назву підвищення неспе­цифічної резистентності або перехресна адаптація.

Будь-які фактори, які підвищують функціональну активність органів і систем організму, викликають схо­жий наслідок, а саме: виникає дефіцит енергетичних ресурсів (макроергів), посилюється процес фосфорилю-вання, мобілізуються запаси, зокрема глікогену. Така зміна енергетичного обміну є сигналом для генетичного апарата клітин, що прискорює синтез нуклеїнових кис­лот та білків, більшого утворення мітохондрій та фер­ментів. Завдяки цьому збільшується синтеза АТФ, зро­стає об'єм клітин, вони починають розмножуватись. Усе це забезпечує кращу адаптацію організму до дії неспри-

ятливих факторів середовища. Таким чином, активація генетичного апарату клітин через дефіцит енергії забез­печує зростання енергетичного потенціалу, а це є підґрунтям підвищення неспецифічної резистентності.

Така схожість у механізмах адаптації дозволяє орган­ізму пристосуванням до дії одного фактора стати більш стійким до дії інших факторів. Тому фізично треновані люди стійкіші до умов гіпоксії, змін температури навко­лишнього середовища, крововтрати, радіації, збудників тощо (М.В. Зімкін, 1968).

Дія на організм стресорів завжди призводить до до­даткових енергетичних витрат, тому важливим кри­терієм адаптованості є здатність біосистеми зберігати постійний енергетичний потенціал.

Систематичні фізичні вправи тримають високою енер­гетичну потужність мітохондрій, що забезпечує протис­тояння клітин факторам зовнішнього середовища, тобто стабільність "неврівноваженої (відкритої) системи — організму людини.