в связи с чем возникает мертвая точка у спортсмена
Второе дыхание
Содержание
«Второе дыхание» [ править | править код ]
Данный феномен чаще характерен для нетренированных людей, тогда как у профессиональных атлетов второго дыхания практически не наблюдается, поскольку молочная кислота быстро разрушается и мышцы не «закисляются» на начальном этапе нагрузки.
Почему открывается «второе дыхание»? [ править | править код ]
«Мертвая точка» и «второе дыхание» [ править | править код ]
Через несколько минут после начала напряженной и продолжительной работы часто возникает период дискомфорта: боли в ногах, усиление одышки (невозможность глубоко вдохнуть), сердцебиение, это особое состояние называют «мертвая точка». Чрезмерно интенсивное начало работы повышает вероятность появления такого состояния.
Признаки состояния «мертвой точки»:
Преодоление временного состояния «мертвой точки» требует больших волевых усилий. Если работа продолжается, то сменяется чувством внезапного облегчения. Где чаще всего появляется нормальное дыхание. Поэтому состояние, сменяющее «мертвую точку», называют «вторым дыханием». Чем интенсивнее работа, тем раньше наступает «второе дыхание».
«Второе дыхание» и подготовленные спортсмены [ править | править код ]
Поэтому стоит понимать что «второе дыхание» – это сигнал о плохой подготовке мышц к выполнению возложенных на них нагрузок.
Молекулярные основы [ править | править код ]
Во время физической нагрузки значительно увеличивается работа мышц. Основным источником энергии для мышечной ткани является окисление глюкозы (гликолиз). В обычных условиях окисление глюкозы происходит с участием кислорода (аэробный гликолиз). В интенсивно работающих скелетных мышцах, в условиях ограниченного доступа кислорода, включается анаэробное окисление во время которого пируват (пировиноградная кислота) превращается в лактат (молочную кислоту) без потребления кислорода. Именно накопление молочной кислоты даёт клиническую картину усталости, боль и жжение в мышцах.
Вы точно ловили второе дыхание. Знаете, в чем его загадка? А знаете, что это – плохой знак для здоровья?
Второе дыхание – один из самых загадочных физиологических процессов, с которым сталкивается каждый спортсмен при длительном беге, интенсивной игре или другой циклической нагрузке.
Вы точно помните ощущение, когда бежите на запредельном пульсе, жадно ловите легкими кислород, понимая, что ваши физические ресурсы исчерпаны и вот-вот наступит предел возможностей. Но вдруг организм словно перезагружается, обнаружив резерв – вы снова чувствуете себя относительно свежим и полным сил.
Что это? Разберемся научно.
Как у человека открывается второе дыхание
В эффекте нет ничего невероятного – это обычный химический процесс.
Механизм при этом максимально простой: в организме происходит смена энергообеспечения с кислородного на анаэробное (бескислородное), в котором задействованы альтернативные химические процессы.
На практике это работает так: через определенное время интенсивной работы организм достигает предела возможностей – у каждого человека он индивидуален. На этом фоне происходит резкое увеличение пульса и потоотделения, появляются проблемы с дыханием, острая нехватка кислорода и, как следствие, резкое снижение работоспособности.
В этот момент вам хочется все бросить: остановиться, наклониться и просто подышать. Это нормальная реакция организма на чрезвычайную нагрузку – фаза, которая называется мертвой точкой.
Если ее перетерпеть, можно дождаться второго дыхания.
Что происходит в организме в это время?
Химическое объяснение процесса специфично: из-за мощной работы в мышцах происходит окисление глюкозы, а при недостатке кислорода этот процесс запускает реакцию превращения пировиноградной кислоты в лактат.
Он выбрасывается в мышцы – и у плохо подготовленных спортсменов, накапливаясь, не перерабатывается в энергию. Но, чувствуя нехватку кислорода, организм меняет структуру гемоглобина в крови, обеспечивая дополнительное поступление кислорода к мышечным тканям.
А вы делаете заминку после тренировок? Знаете, когда она на самом деле полезна?
У топ-спортсменов такого не бывает?
Хорошо подготовленный спортсмен оперативно перерабатывает лактат в энергию за счет большого количества митохондрий в мышцах, не накапливая его. Поэтому его работоспособность управляется иными химическими процессами и зависит от энергетических запасов организма.
А это вообще безопасно?
Да, но только при идеальном здоровье.
В остальных случаях лучше не загонять себя в зону максимального кислородного голодания, а выбирать режим в средних пульсовых зонах – более экономичный и не требующий большой компенсации от организма.
Еще раз: эффект второго дыхания – спутник слабой функциональной подготовки, сигнал, что с выбранной нагрузкой организм не справляется.
В этом случае все системы – дыхательная, сердечно-сосудистая, нервная – работают за пределом своих возможностей. А значит любое заболевание (возможно, скрытое) может стать критическим и вызвать непредсказуемые последствия.
Второе дыхание: объяснение с научной точки зрения
В тоже время второе дыхание может и не открыться, а появляется мертвая точка, когда продолжать бег становится невозможным. Второе дыхание появляется не всегда и может носить не только хороший характер, но и плохой. Сегодня мы поговорим о том, что такое второе дыхание с научной точки зрения и как можно преодолеть мертвую точку.
Второе дыхание — что это?
Вторым дыханием называется особый физиологический эффект, который характеризуется увеличением работоспособности после мощного утомления, вызванного интенсивной физической нагрузкой. Скажем, у марафонцев второе дыхание чаще всего появляется ближе к финишу либо на второй половине дистанции. Здесь необходимо уточнить, что чаще всего второе дыхание наблюдается у нетренированного человека.
Это связано с тем, что у спортсменов молочная кислота быстро выводится и мускульные ткани не закисляются в начале работы. Также ученые установили, что второе дыхание открывается быстрее у тренированных людей и проявляется в виде нормализации работы психологических функций и желанием продолжать активную деятельность.
Мы в начале статьи говорили о втором понятии, связанном со вторым дыханием — мертвой точке. Под ним следует понимать определенное состояние организма, проявляющееся под воздействием интенсивных физических нагрузок. Чаще всего оно появляется спустя несколько минут с момента начала интенсивной физической деятельности.
В этот момент появляется неприятное чувство, сопровождающееся головокружением, отдышкой, пульсацией кровеносных сосудов в голове и стойким желанием прекратить физическую активность. Если выполняется длительная работа с высокой интенсивностью. А в некоторых ситуациях и средней интенсивности, возможно появление особого вида утомленности на фоне резкого падения работоспособности. Чаще всего мертвая точка появляется в тот момент, когда кислородный запрос организма превышает 1500 миллилитров.
Говоря о том, что такое второе дыхание с научной точки зрения, необходимо более подробно рассмотреть и состояние мертвой точки, так как они связаны между собой. Состояние мертвой точки возникает из-за того, что сердечнососудистой системы требуется определенное время в начале тренировки, чтобы выйти на требуемый уровень работоспособности. Только в этом случае мускульные ткани могут получать достаточное количество кислорода.
Если же интенсивность нагрузки оказалась чрезмерной с самого начала работы, то потребность организма в кислороде превышает возможности сердечнососудистой системы. Это в свою очередь приводит к тому, что в мускульных тканях накапливается большое количество молочной кислоты и других метаболитов энергетического обмена. Чтобы не допустить появление состояния мертвой точки, необходимо повышать интенсивность физических нагрузок постепенно.
В той ситуации, когда вы уже оказались в состоянии мертвой точки, преодолеть его возможно лишь благодаря силе воли. Если вы будете продолжать тренировку, то после мертвой точки и активируется второе дыхание. Это состояние говорит о том, что организм смог адаптироваться к физической нагрузке и у него появилась возможность удовлетворить потребности мускулов в энергии.
Ученые установили, что затрудненное дыхание, являющееся одним из симптомов состояния мертвой точки, связано с сужением щели между голосовыми связками. В результате сокращается объем воздуха, который может поступать в легкие. Это в свою очередь приводит к раздражению рецепторов, расположенных на поверхности голосовых связок.
Второе дыхание и потребность организма в кислороде
Говоря о том, что такое второе дыхание с научной точки зрения, необходимо рассмотреть это состояние применительно к потребности тканей в кислороде. Начнем с того, что процесс дыхания представляет собой обмен веществ между внешней средой и нашим организмом. В состоянии покоя все энергетические процессы протекают при непосредственном участии кислорода и носят название аэробные.
Однако под воздействием физических нагрузок организм может переключиться на анаэробные процессы энергообеспечения, для которых кислород не требуется. Скажем, для забега на дистанцию в сто метров атлету необходимо около семи литров кислорода, а в организм может поступить максимум 0.5 литра. Большее количество спортсмен просто не способен вдохнуть.
Хотя в этот момент учащается дыхание и увеличивается частота сердечных сокращений, дефицит кислорода все же создается и организм включает анаэробный режим. Таким образом, он начинает работать в долг, который затем погашается благодаря одышке и сильному сердцебиению после снятия физической нагрузки.
Второе дыхание на молекулярном уровне
Под воздействием физической нагрузки мускулы работают на максимуме своих возможностей. Основным механизмом энергообеспечения в этой ситуации является процесс гликолиза или окисление глюкозы. Как уже говорилось выше, в нормальном состоянии для этого необходимо кислород.
Если же нагрузка оказалась для организма чрезмерной и создается дефицит кислорода, то активируется анаэробный гликолиз. Он характеризуется процессом конвертации пировиноградной кислоты (пируват) в лактат. Это вещество многим известно под названием молочная кислота. Эта реакция не требует кислорода, а большое количество лактата, который накапливается в мускулах, вызывает чувство жжения и последующей усталости.
Рассказывая о том, что такое второе дыхание с научной точки зрения, необходимо рассмотреть это состояние и на молекулярном уровне. Когда под воздействием физических нагрузок организм начинает испытывать дефицит кислорода, то в эритроцитах появляется метаболит гликолиза — БФГ (бисфосфоглицерат). Это вещество способно вступать во взаимодействие с гемоглобином и изменять его сродство с кислородом.
Тетрамерная молекула гемоглобина имеет полость, образованную аминокислотными остатками протомеров. Именно к этой полости и присоединяется БФГ, снижая при этом сродство гемоглобина с кислородом. Кроме этого БФГ обладает значительно большей способностью диффундировать в ткани. Благодаря увеличению притока кислорода к тканям мускулов аэробный гликолиз сменяется анаэробным и в цикле Кребса сжигается молочная кислота.
Если говорить о том, что такое второе дыхание с научной точки зрения и рассмотреть макроуровень, то данное состояние возникает из-за резкого выброса крови из хранилищ. Кроме этого ускоряется процесс производства красных телец косным мозгом, печенью и селезенкой. Если человек пребывает в состоянии покоя, то не вся кровь циркулирует по телу и часть ее находится в специальных «резервуарах».
Наиболее значительные хранилища крови расположены в брюшной полости. Под воздействием сильной физической нагрузки печень с селезенкой растягиваются, а происходит это именно благодаря крови, составляющей резерв. Проблема усугубляется частым поверхностным дыханием. В это время диафрагма сокращается незначительно и в грудной полости практически не создается дополнительное разряжение.
Как только физическая нагрузка становится чрезмерной, запасы крови подключаются к работе, чтобы уменьшить дефицит кислорода. В результате к внутренним органам поступает большое количество крови, которая не успевает от них оттекать. Все это приводит к тому, что размеры печени и селезенки значительно увеличиваются и кровь давит на свои капсулы.
Одновременно увеличивается концентрация кортизола, под воздействием которого капсула селезенки начинает активно сокращаться и выбрасывает большое количество крови в общий кровоток. Наверняка вам приходилось испытывать болевые ощущения в области живота после высокоинтенсивных физических нагрузок. На данный момент точного объяснения этому явлению нет, и ученые располагают лишь несколькими гипотезами.
Второе дыхание
Второе дыхание — это физиологический эффект, который проявляется значительным увеличением физической работоспособности после сильного утомления на фоне выполнения интенсивной нагрузки. Например во время марафона, «второе дыхание» открывается на второй половине дистанции и к моменту финиша.
Данный феномен чаще характерен для нетренированных людей, тогда как у профессиональных атлетов второго дыхания практически не наблюдается, поскольку молочная кислота быстро разрушается и мышцы не «закисляются» на начальном этапе нагрузки.
Почему открывается «второе дыхание»?
Мертвая точка и второе дыхание
Через несколько минут после начала напряженной и продолжительной работы часто возникает период дискомфорта: боли в ногах, усиление одышки (невозможность глубоко вдохнуть), сердцебиение, это особое состояние называют «мертвая точка». Чрезмерно интенсивное начало работы повышает вероятность появления такого состояния.
Признаки состояния мертвой точки:
Преодоление временного состояния «мертвой точки» требует больших волевых усилий. Если работа продолжается, то сменяется чувством внезапного облегчения. Где чаще всего появляется нормальное дыхание. Поэтому состояние, сменяющее «мертвую точку», называют «вторым дыханием». Чем интенсивнее работа, тем раньше наступает «второе дыхание».
Второе дыхание и подготовленные спортсмены
У подготовленного спортсмена большинство работающих при определенной нагрузке мышечных волокон — окислительного типа, т.е. мышечное волокно содержит огромное количество митохондрий. В итоге у таких людей весь лактат и все ионы водорода почти мгновенно перерабатываются в митохондриях для образования энергии. Такой подготовленный спортсмен может производить работу выбранной мощности без усталости так долго, насколько хватит запасов энергии (глюкозы, гликогена и жиров).
Поэтому стоит понимать что «второе дыхание» – это сигнал о плохой подготовке мышц к выполнению возложенных на них нагрузок.
Молекулярные основы
Во время физической нагрузки значительно увеличивается работа мышц. Основным источником энергии для мышечной ткани является окисление глюкозы (гликолиз). В обычных условиях окисление глюкозы происходит с участием кислорода (аэробный гликолиз). В интенсивно работающих скелетных мышцах, в условиях ограниченного доступа кислорода, включается анаэробное окисление во время которого пируват (пировиноградная кислота) превращается в лактат (молочную кислоту) без потребления кислорода. Именно накопление молочной кислоты даёт клиническую картину усталости, боль и жжение в мышцах.
Аэробный гликолиз
Анаэробный гликолиз или анаэробное окисление. (Пируват превращается в молочную кислоту)
Общая схема получения энергии клеткой
В условиях недостатка кислорода в эритроцитах образуется побочный продукт гликолиза — 2,3-бисфосфоглицерат (БФГ). Присоединяясь к гемоглобину, БФГ ослабляет его связь с кислородом (О2). В центре тетрамерной молекулы гемоглобина есть полость, образованная аминокислотными остатками всех четырёх протомеров. Центральная полость — место присоединения 2,3-бисфосфоглицерата. Присоединения БФГ вызывает конформационные изменения структуры гемоглобина, что в свою очередь способствует диссоциации кислорода из оксигемоглобина и переходу его в ткани. Увеличенный приток кислорода к мышцам переводит анаэробный гликолиз в аэробный, что «сжигает» молочную кислоту в цикле Кребса.
Мертвая точка» и «второе дыхание»
Напряженная работа не может продолжаться длительное время. Через несколько минут или даже секунд такой работы наступающие в организме изменения заставляют прекратить мышечную деятельность. Фактором, ограничивающим продолжительность такой работы, являются изменения во внутренней среде организма, способствующие развитию торможения в нервных центрах, которое возникает в связи с усилением афферентных импульсов.
Большую роль в ограничении продолжительности интенсивной работы играют также постепенное нарушение внутриклеточного обмена и обусловленное этим изменение функционального состояния мозга, сердца и скелетных мышц.
«Мертвую точку» и «второе дыхание»у спортсменов впервые обнаружил Кольб (1888). Позднее Эдвиг (1926) подробно описал эти состояния у гребцов. Он отметил, что при «мертвой точке» резко учащается дыхание, увеличиваются легочная вентиляция, поглощение кислорода и выведение углекислоты. Несмотря на увеличение легочной вентиляции при «мертвой точке» напряжение углекислоты в крови и в альвеолярном воздухе повышается. Учащение дыхания при этом сочетается с некоторым уменьшением его амплитуды и нарушением ритма. Частота сердцебиений резко увеличена, кровяное давление повышено, рН крови снижено до 7,2. Артерио-венозная разность по кислороду при «мертвой точке» резко увеличена.
При выходе из «мертвой точки» поглощение кислорода и артерио-венозная разность сразу же уменьшаются. Легочная же вентиляция и выведение углекислоты некоторое время еще повышены, что объясняется необходимостью освобождения организма от накопившейся углекислоты. Постепенно при «втором дыхании» происходит относительное восстановление кислотно-щелочного равновесия.
При «мертвой точке» начинается потоотделение, резко усиливающееся при «втором дыхании». Это свидетельствует о настройке теплорегуляционных механизмов на необходимый уровень, что играет большую роль в поддержании работоспособности. Усиление потоотделения при «втором дыхании» наблюдается столь часто, что были попытки объяснить выход из «мертвой точки» освобождением организма от избытка молочной кислоты путем выделения с потом. Однако в дальнейшем было доказано, что «второе дыхание» может опережать возникновение усиленного потоотделения.
Механизм появления «мертвой точки» не вполне выяснен. Предполагают, что она обусловлена временным нарушением соответствия в деятельности скелетных мышц и органов, обеспечивающих доставку кислорода. Возникающие при этом неблагоприятные изменения в состоянии нервных центров усиливают разлад в работе отдельных физиологических систем. Выход из «мертвой точки» обусловлен прежде всего восстановлением нормальных соотношений между возбудительными и тормозными процессами в центральной нервной системе. Нарушение нервной деятельности при «мертвой точке» подтверждается наступающими при ней некоторыми изменениями показателей электроэнцефалограммы. В преобладании тормозных процессов при «мертвой точке» свидетельствует также угнетение условных рефлексов. При выходе из «мертвой точки» условно-рефлекторная деятельность нормализуется (Ю.И. Данько)
Возникающее при «мертвой точке» несоответствие в деятельности отдельных систем организма может быть преодолено не при всякой работе. Например, это не наблюдается при работе максимальной, а иногда и субмаксимальной активности. «Второе дыхание» в этих случаях не наступает и работа продолжается при нарастающем несоответствии в деятельности отдельных физиологических систем.
При разной по длительности и интенсивности работе «мертвая точка» возникает в разные сроки. Например, при беге на 5 и 10км – через 5-6 мин после начала работы; при беге на более длинные дистанции – позднее.
Время возникновения, продолжительность и степень проявления «мертвой точки» зависят от многих факторов. Главнейшие из них – степень тренированности спортсмена и интенсивность выполняемой работы. У более тренированных «мертвая точка» наступает относительно позднее и протекает менее тяжело, иногда почти незаметно. Быстрое включение в интенсивную деятельность ускоряет возникновение «мертвой точки» и усиливает ее. При постепенном же увеличении интенсивности работы «мертвой точки» может и не быть. Проведение разминки в одних случаях предупреждает, в других облегчает явления «мертвой точки» и способствует более быстрому наступлению «второго дыхания».
Преодоление «мертвой точки» требует значительного волевого напряжения. В процессе тренировочных занятий спортсмен должен быть приучен к неприятным ощущениям возникающим при кислородной недостаточности и накопления в организме кислых продуктов обмена. Наступлению «второго дыхания» способствуют усиленные дыхательные движения. Особенно эффективны при этом повторные глубокие выдохи, освобождающие организм от накопившейся уже углекислоты и тем самым способствующие восстановление кислотно-щелочного равновесия. Преодоление «мертвой точки» может быть ускорено понижением интенсивности работы. Но это, как и медленный темп в начале работы, не может быть рекомендовано при соревнованиях. Нецелесообразно это и на тренировочных занятиях, в процессе которых должна происходить адаптация организма к деятельности в условиях значительно измененной внутренней среды.
Утомление
Даже оптимальная работа на уровне устойчивого состояния не может продолжаться очень долго, так как энергетические ресурсы организма ограничены: с их исчерпанием должна прекратиться и работа. В условиях целостного организма полного исчерпания энергетических ресурсов не бывает. Это объясняется тем, что под влиянием работы в организме постепенно развивается особое физиологическое состояние – утомление, которое сигнализирует о приближении к существенным биохимическим и функциональным изменениям, автоматически снижает работоспособность и предохраняет от чрезмерных сдвигов.
Утомлением называют состояние, возникшее как следствие работы и проявляющееся в изменении характера координации функций, в понижении работоспособности и в ощущении усталости. Утомление – не результат истощения, а лишь сигнал о его возможности. Даже у очень утомленного человека имеются еще значительные энергетические запасы. Этот «аварийный запас» при необходимости может быть использован благодаря волевому, эмоциональному или фармакологическому снятию утомления. В этом случае происходит «работа из последних сил». Большую роль в таком снятии утомления играет симпатическая нервная система.
Физиологическая природа утомления сложна. Многочисленные факты показывают, что основным процессом, приводящим к снижению работоспособности, является постепенное угнетение деятельности центральной нервной системы. Под влиянием длительной работы большой и умеренной интенсивности возбудимость и лабильность нервных клеток постепенно снижается. Это при резко выраженном утомлении приводит к развитию запредельного торможения. Нарушение должного соотношения между процессами возбуждения и торможения ведет к угашению двигательной доминанты, ухудшению координации движений, разладу в деятельности двигательного аппарата, дыхательной, кровеносной и других систем. Торможение обусловлено прекращением проведения импульсов через синапсы, прилегающие к нервным клеткам. Вследствие этого торможения, возникающее при утомлении, играет охранительную роль, защищая нервные клетки от истощения (И.В.Павлов)
Развитие утомления способствует недостаток кислорода, накопление продуктов обмена веществ, расходование энергетических ресурсов. Связанные с этим изменения внутриклеточного метаболизма снижают возбудимость и лабильность нервных клеток, что ведет к развитию запредельного торможения.
Начало утомления характеризуется тем, что привычный стереотип движений начинает меняться. Это обусловлено возникновением новой комбинации в деятельности нервных клеток, благодаря чему создается возможность в течение какого-то времени еще поддерживать высокую работоспособность. Например, конькобежец, бежавший при определенной длине и частоте шагов, при утомлении может некоторое время поддерживать высокую скорость путем учащения шагов и уменьшения их длины. Однако это продолжается недолго. По мере развития утомления неизбежно уменьшается частота шагов, что ведет к падению скорости (В.С.Фарфель)
Снижение работоспособности при утомлении связано также с изменениями в самом двигательном аппарате. В этом случае уменьшается возбудимость и лабильность скелетных мышц, сокращения становятся более слабыми и медленными, особенно затрудняется расслабление. Развивается «контрактура утомления». Проведение импульсов через нервно-мышечные окончания ухудшается. Величина коэффициента полезного действия мышцы уменьшается. Эти функциональные изменения и происходят в связи с нарушением нервной регуляции мышечной деятельности, а также под влиянием физико-химических и биохимических изменений, совершающихся в самих мышечных волокнах при длительной работе. Значительную роль при этом играет накопление молочной кислоты и других продуктов обмена веществ, а также постепенное расходование веществ, богатых энергией (АТФ, креатинфосфат, углеводы,). В ряде случае существенным фактором утомления является недостаток кислорода. При длительной работе недостаточное снабжение тканей кислородом может возникнуть из-за утомления дыхательных мышц.
В связи со спецификой физиологических процессов при разных видах физической работы конкретные причины утомления, возникающие в процессе выполнения упражнений, наряду с общими чертами имеют некоторые особенности.
При циклической работе максимальной интенсивности основное значение имеет способность центральной нервной системы и двигательного аппарата производить работу в высоком темпе. Главной причиной снижения работоспособности при кратковременной работе максимальной интенсивности является уменьшение подвижности нервных процессов и развитие торможения в нервных центрах. Это торможение есть результат сильного возбуждения под влиянием высокого ритма и темпа афферентных импульсов, посылаемых работающими мышцами. Большое значение имеет изменение функциональных свойств самих мышц.
Физиологические причины, обусловливающие возникновение утомления при циклической работе субмаксимальной интенсивности, происходит постепенное угнетение деятельности нервных центров из-за высокого темпа работы. Этому угнетению способствует резкий недостаток кислорода: кислородный долг достигает предельно возможных величин. В связи с недостатком кислорода и анаэробным характером внутриклеточного метаболизма значительно увеличивается расходование веществ, богатых энергией, и накапливаются продукты обмена, в частности молочная кислота. Эти изменения происходят не только в мышечных клетках, но и в нервных, способствуя угнетению их деятельности.
При циклической работе большой интенсивности, т.е. при работе на уровне кажущегося устойчивого состояния, существенную роль в развитии утомления играет длительно действующая гипоксия. Кислородный долг при этой работе хотя и не так велик, как при работе субмаксимальной интенсивности, но все же значителен и действует на ткани тела длительно, в течение многих минут. Это приводит к снижению работоспособности центральной нервной системы и двигательного аппарата. Определенную роль в угнетении нервных центров на длинных дистанциях может играть монотонное действие на нервные клетки афферентных импульсов, периодически посылаемых работающими мышцами.
При циклической работе умеренной интенсивности основной причиной развития утомления является возникновение запредельного торможения под влиянием многократного однообразного раздражения нервных центров афферентными импульсами. Угнетение деятельности нервных центров при работе умеренной интенсивности приводит к расстройству координации движений.
Угнетение центральной нервной системы, анализаторов и двигательного аппарата способствует часто наблюдаемое уменьшение содержания сахара в крови, происходящее из-за расходования запасов углеводов. Известную роль, особенно в конце работы, может играть иногда возникающий в связи с утомлением дыхательных мышц недостаток кислорода.
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.
Ациклическая работа также приводит к утомлению. Основную роль в развитии утомления при физических упражнениях этого типа играет изменение функционального состояния нервных центров.
Во время спортивных игр, когда приходится решать сложные двигательные задачи, предъявляются высокие требования к подвижности нервных процессов. Наличие многообразных меняющихся раздражителей, подчас противоположных по сигнальному значению, создает условие для «ошибки» нервных процессов (И.П. Павлов) и для возникновения запредельного торможения. В ряде случаев при ациклической работе, характеризующейся высокой интенсивностью (баскетбол, хоккей и др.) понижение работоспособности может быть обусловлено и изменениями вегетативных функций. Большую роль при этом играет накопление кислородного долга.
При силовых и скоростно-силовых упражнениях в тяжелой и легкой атлетике необходима высокая мобилизационная способность нервных центров – способность развить максимальную деятельность за короткое время. Многократное повторение этих упражнений также ведет к утомлению центральной нервной системы.
Основная причина утомления при статических усилиях состоит в относительно быстром развитии запредельного торможения в нервных центрах под влиянием мощного потока афферентных импульсов от напряжения мышц.
Степень функциональных сдвигов в организме при утомлении и быстрота восстановления в период отдыха зависят от тренированности человека. Та работа, которая у нетренированных вызывает значительное утомление, сопровождающееся нарушением физиологических функций, у тренированного может сопровождаться умеренными функциональными сдвигами и приятным чувством небольшой усталости. Борьба с утомлением должна вестись не путем искусственного внимания этого состояния возбуждающими средствами, а путем правильно организованной тренировки.
Следовательно, утомление является нормальным физиологическим состоянием. Оно служит сигналом не только приближения к предельной зоне физиологических изменений, но и того, что работа произвела необходимое воздействие на организм.
Тест по теме «Утомление»
1. Возникающее во время мышечной работы
а) приносит организму вред
б) защищает центральную нервную систему от истощения.
в) повышает функциональные способности организма
г) повышает его работоспособность
2. Утомление начинается в организме
а) одновременно во всех системах
б) в центральной нервной системе.
в) только в вегетативных системах вперед
г) двигательной системе
3. Утомление при различных видах работы возникает
б) наблюдается специфичность для каждого вида работы
в) зависит от возраста
г) от тренированности
4. Выберите причины, которые вызовут утомление при ситуационных видах спорта
а) изменение подвижности нервных процессов
б) предельное напряжение сердечно-сосудистой системы
в) нарушение деятельности зрительного анализатора.
г) однообразие раздражения афферентными импульсами
5. Причины, вызывающие утомление
а) снижение возбудимости нервных центров.
б) снижение деятельности выделительной системы
в) изменение химизма мышечной ткани
г) снижение работоспособности органов пищеварения
Восстановительные процессы
Физиологические процессы, обеспечивающие восстановление измененных при работе функций организма, называются восстановительными. Время же, в течение которого происходит восстановление называется восстановительным периодом.
Восстановительные процессы происходят не только после окончания той или иной деятельности, но и непосредственно при ее выполнении. Однако во время работы процессы диссимиляции все же преобладают над процессами ассимиляции. Нарушение балансе этих процессов выражено тем резче, чем больше интенсивность работы и чем меньше подготовлен к ней организм. Только при длительной работе, характеризующейся устойчивым состоянием, устанавливается динамическое равновесие между расщеплением богатых энергией веществ и их ресинтезом. Однако и при этой работе в конце концов процессы диссимиляции начинают преобладать, что ведет к понижению работоспособности.
В восстановительном периоде, наоборот, преобладают процессы ассимиляции. Пополнение энергетических запасов происходит при этом с превышением исходного уровня (суперкомпенсация), что имеет большое значение для повышения работоспособности.
В восстановительном периоде устраняются изменения во внутренней среде организма, часто возникающие при мышечной деятельности, возвращаются к исходному уровню возбудимость, лабильность и другие показатели функционального состояния тканей, повышается работоспособность.
Восстановительные процессы протекают волнообразно, в несколько фаз. Принято различать раннюю и позднюю фазы восстановления. Ранняя фаза восстановления после легкой работы заканчивается через несколько минут, после тяжелой – в течение нескольких часов. Поздние же фазы восстановления заканчиваются через несколько суток после произведенной работы.
Сразу же после окончания деятельности работоспособность организма в связи с утомлением понижена. Этот период восстановления называется фазой пониженной работоспособности. В дальнейшем работоспособность восстанавливается и, продолжая возрастать, становятся выше исходной. Этот период называется фазой повышенной работоспособности. Через некоторое время после этого работоспособность постепенно вновь снижается до исходного уровня.
Длительность фаз пониженной и повышенной работоспособности зависит от степени тренированности и от особенностей выполненной работы. Например, было установлено, что после жима штанги фаза пониженной работоспособности длится в среднем около 7-12 мин, затем работоспособность повышается и на некоторое время становится выше исходной. У менее тренированных мышц фаза пониженной работоспособности длительнее, чем у более тренированных.
Динамика восстановительных процессов определяет готовность к повторной деятельности. Наиболее точным показателем восстановления работоспособности служит максимальный объем повторной работы, которая может быть выполнена человеком. Однако в условиях спортивной практики этот прием не всегда применим. Поэтому о восстановлении работоспособности в данных условиях принято судить по динамике восстановления различных физиологических показателей. Одни исследователи считают наиболее целесообразным изучать восстановление двигательных функций, другие – восстановление сердечно-сосудистой системы и энергетики организма. Результаты при этом получаются разные, так как восстановление отдельных функций зависит от особенностей работы и не каждая из них может быть критерием восстановления общей работоспособности. Например, после выполнения статистических усилий восстановление силы кисти происходит быстрее, чем восстановление выносливости, от которой зависит объем выполненной работы. Если этого не происходит, то работоспособность снижается до исходного уровня и дальнейшие прогрессивные изменения в организме могут приостановиться.
Длительность интервалов отдыха между отдельными упражнениями на тренировочных занятиях, длительность тренировочных циклов и повторные выступления на соревнованиях должны планироваться с учетом того, что эффективность последующей работы будет больше тогда, когда утомление от предыдущей деятельности уже почти ликвидировано, а положительное последствие этой работы еще не сохранено. О наступлении этого более выгодного для последующей работы момента судят по динамике восстановления некоторых физиологических функций. Например, после скоростного бега на 60-80м кислородный долг ликвидируется в течение 5-8мин. Возбудимость же центральной нервной системы в течение этого времени еще сохраняется на высоком уровне. В связи с ликвидацией кислородного долга и сохранением повышенной возбудимости этот интервал, равный 5-8 мин, и будет оптимальным для повторения скоростной работы. С увеличением длительности работы при прочих равных условиях соответственно удлиняются и необходимые интервалы отдыха.
На тренировочных занятиях в связи с различным объемом выполняемой работы, тренированностью спортсменов и другими факторами оптимальная продолжительность интервалов отдыха между отдельными упражнениями колеблется от 1 до 20 мин.
Оптимальные интервалы отдыха между тренировочными занятиями могут быть различными, но длительность их не должна превышать 48 час. Для достижения максимальных спортивных результатов необходимо тренироваться с меньшими интервалами отдыха (5-6 раз в неделю). Но неполное восстановление не является препятствием для повторной работы.
В спортивной практике используются различные приемы и средства, ускоряющие восстановительные процессы. В качестве одного из таких средств применяется активный отдых, т.е. переключение на другой вид деятельности.
Значение активного отдыха для восстановления работоспособности впервые было установлено И.М. Сеченовым. Он показал, что более быстрое восстановление работоспособности утомленной конечности происходит не при полном ее покое, а при работе другой конечности. В опытах И.М. Сеченова производилась работа правой рукой на эргографе в течение 25 мин. Затем ей предоставлялся полный 10-минутный отдых, в результате которого работоспособность ее несколько восстановилась, о все же оставалась ниже исходной. Последующая работа, выполненная левой рукой, превышала работу правой. И.М. Сеченов писал по этому поводу, что он был очень удивлен, что его левая рука работала значительно сильнее правой, хотя он и не был левшой. Работа левой руки повысила работоспособность отдыхающей в это время правой, которая в этих условиях смогла выполнить работу, несколько большую.
Факты, обнаруженные И.М.Сеченовым, объясняются особенностями восстановительных процессов, протекающих в центрах, и межцентральными отношениями, возникающими при активном отдыхе. После утомительной работы правой руки центры, иннервирующие ее мускулатуру, приторможены. При последующей работе левой руки возбуждение в центрах ее мышц усиливает торможение в центрах правой конечности (по механизму отрицательной индукции). Это способствует восстановлению работоспособности правой руки.
Однако такие благоприятные межцентральные отношения возникают при активном отдыхе не всегда. В некоторых случаях возбуждение центров работающих мышц иррадиируют в «отдыхающие центры», что задерживает протекающие там восстановительные процессы. Особенности межцентральных отношений при активном отдыхе зависят от степени подготовленности человека к выполняемой работе. После динамической работы максимальной интенсивности восстановление работоспособности лучше всего коррелирует с восстановлением легочной вентиляции потребления кислорода и хуже – с восстановлением сердечного ритма. При работе субмаксимальной интенсивности для восстановления работоспособности большое значение имеет ликвидация кислородного долга. Кислород же необходим для ресинтеза энергетических запасов, использованных при работе. Наличие кислородного долга служит показателем неполного восстановления этих запасов. Ликвидация кислородного долга происходит в течение различного времени. Это зависит от величины долга и интенсивности процессов восстановления. Но каким бы большим ни был кислородный долг, ликвидация его обычно продолжается не более 1,5-2 час. Однако, несмотря на погашение кислородного долга, потребление кислорода длительное время может быть выше исходной величины. Это обусловлено увеличением интенсивности окислительных процессов в восстановительном периоде. Расход энергии при этом повышен. Усиление окислительных процессов в послерабочем периоде ведет к относительно более резкому снижению оксигенации крови при задержке дыхания.
Частота сердцебиений и минутный объем крови резко снижается уже в первую минуту после окончания работы. Но дальнейшее урежение сердечного ритма происходит относительно медленно, затягиваясь иногда на многие часы. Кровяное давление, как правило, быстро возвращается к исходному уровню. Иногда оно становится даже ниже дорабочих величин, что зависит от сохраняющего после работы расширения сосудистого русла.
Большое значение для восстановления работоспособности имеет нормализация внутренней среды организма. Восстановление рН крови и ее щелочных резервов зависит от длительности и интенсивности работы. Например, после бега на 200 и 10000м эти показатели восстанавливаются быстрее, чем после бега на 400 и 5000м.
Восстановление форменных элементов крови происходит очень медленно. Например, лейкоцитов и сдвиги в лейкоцитарной формуле после напряженной работы ликвидируется в течение 2-3 суток. Такова же и длительность миогенного тромбоцитоза. При напряженной работе, характеризующейся эмоциональным возбуждением, количество эозинофилов в крови резко уменьшается. Восстановление этих клеток происходит в течение 1-2 суток.
Длительность восстановления отдельных физиологических показателей и работоспособности организма в целом зависит от степени тренированности и возраста человека, от его эмоционального состояния и многих других факторов.
Особенности восстановительных процессов должны приниматься во внимание при организации занятий физическими упражнениями. В частности, они необходимы для рационального планирования тренировочных нагрузок и выступлений на соревнованиях.
Повторные нагрузки целесообразно выполнять в фазе повышенной работоспособности. Тогда тренированность организма развивается наиболее интенсивно. При слишком коротких интервалах отдыха повторные нагрузки выполняются при еще сниженной работоспособности. Работа в таких условиях очень трудна и может вести к переутомлению. Однако повторная деятельность к короткими интервалами отдыха в ряде случаев необходима. При этом, например, наиболее интенсивно нарастает запасы креатинфосфатов, что играет важную роль в развитии быстроты и скоростной выносливости.
Слишком длинные интервалы отдыха между повторными нагрузками снижают эффективность тренировки. Повторная деятельность в этих случаях выполняется при уже снизившейся работоспособности, что не стимулирует ее дальнейшего развития. Повышение работоспособности, вызванное мышечной деятельностью должно подкрепляться последующей работой. Например, при непривычной работе правой рукой работа левой в целях активного отдыха не дает положительного эффекта. По мере же развития тренированности преимущество активного отдыха перед пассивным становится более ярким. Это объясняется тем, что при непривычной работе активный отдых вызывает иррадирование процессов возбуждения с рабочих центров на «отдыхающие». Когда же работа становится привычной, в центрах начинают преобладать индукционные отношения. Работа левой руки в этих условиях вызывает торможение в центрах правой с последующим (после прекращения работы левой руки) усилением в них возбуждения.
Упражнения, применяемые с целью активного отдыха, могут быть разными. При их подборе следует учитывать особенности выполняемой работы и степень подготовленности к ней человека. Чаще для активного отдыха утомленных предшествующей работой мышц, производят работу другими мышцами. В некоторых случаях процессы восстановления можно ускорить продолжением той же работы, снизив ее интенсивность. Например, в интервалах между скоростным бегом рекомендуется медленный бег или ходьба. Некоторые авторы считают, что при активном отдыхе эффективны упражнения, требующие расслабления утомленных мышц.
Активный отдых дает наибольший эффект при работе средней тяжести. После легкой и кратковременной работы он не нужен, а после длительной и истощающей нецелесообразен. Длительность активного отдыха, структура выполняемых при этом движений и время его проведения также зависят от особенностей основной работы. Правильно организованный активный отдых не только укорачивает восстановительный период, но и облегчает врабатывание при последующей деятельности.
Кроме активного отдыха для более быстрого восстановления работоспособности, применяют вдыхание газовых смесей, богатых кислородом, водные процедуры, массажидругие раздражители умеренной силы.
Вдыхание воздуха, содержащего 65-75% кислорода ускоряет ликвидацию кислородного долга. (Это играет важную роль в интервалах отдыха между повторными нагрузками, например в интервалах между забегами или в перерывах при спортивных играх. В некоторых случаях рекомендуется пребывание в специальной палатке, воздух которой обогащен кислородом.
Водные процедуры оказывают благоприятное воздействие на центральную нервную систему. Это объясняется тем, что афферентные импульсы от рецепторов кожи вызывают новые очаги возбуждения в определенных отделах мозга и этим способствует установлению оптимальных межцентральных отношений.
Механизм воздействия массажа такой же, как и при водных процедурах. Афферентные импульсы от кожи и мышц изменяют функциональное состояние нервной системы. Особенно эффективным для усиления интенсивности восстановительных процессов оказывается вибрационный массаж.
Восстановительные процессы протекают у человека интенсивнее при наличии положительных эмоций. Однако чрезмерное возбуждение после работы отрицательно влияет на восстановление.
Прием кофеина, чая, кофе, шоколада, орехов, колы, фенатина и других возбуждающих средств укорачивает время восстановления. Повышая возбудимость некоторых отделов мозга, эти вещества способствуют повышению обмена веществ и обеспечивают более быструю ликвидацию утомления. Однако наиболее сильнодействующие в этом направлении вещества (допинги или стимуляторы) не должны применяться при занятиях спортом: они оказывают отрицательное воздействие на организм.
Для восстановления работоспособности организма имеет значение витамин В1, нормализующий нервную деятельность и способствующий установлению баланса процессов возбуждения и торможения.
В некоторых случаях после участия в соревнованиях, вызывающих чрезмерное эмоциональное возбуждение, для усиления восстановительных процессов рекомендуется прием не возбуждающих средств, а, наоборот, способствующих развитию торможения в центральной нервной системе.
Тест контроля по физиологическим состояниям вариант 1
1. Какое состояние организма возникает во многих жизненных ситуациях
2. Механизм предстартового состояния заключается
а) в образовании установочного рефлекса.
б) в обновлении условных связей
в) в образовании защитных рефлексов
г) в образовании временных связей
3. На формирование стартового состояния оказывают влияние раздражители
а) первой сигнальной системы
б) второй сигнальной системы
в) обе системы вместе.
Г) безусловные раздражители
4. Механизм разминки заключается
а) в образовании условных рефлексов
б) в обновлении следовых связей в Ц.Н.С..
в) по принципу отрицательной индукции
5. Периода врабатывания практически нет при работе
6. Длительность врабатывания зависит
а) степени тренированности.
б) характера разминки.
в) характера мышечной работы
г) типа высшей нервной деятельности
7. Состояние устойчивой работоспособности закономерно должно быть
б) после периода врабатывания.
в) после периода «мертвая точка»
г) после периода «второе дыхание»
8. Истинное устойчивое состояние возникает
а) при соответствии кислородного запроса и максимального потребления кислорода.
б) при кислородном запросе больше, чем потребление кислорода
в) при кислородном запросе, меньше чем потребление кислорода
9. У кого истинное устойчивое состояние более эффективно, экономично
б) у подростков 13-14 лет
10. Причиной «мертвой точки» является
а) нарушение работы вегетативных систем
б) торможение дыхательного центра
в) биохимические процессы в крови
г) рассогласование двигательной и вегетативной систем.
11. Средством, исключающим «мертвую точку» является
б) предстартовое и стартовое состояние
г) устойчивая работоспособность
12.Для возникновения второго дыхания необходимо
а) уменьшить нагрузку
б) уменьшить работу внутренних органов
в) установить одинаковый ритм нагрузки и внутренних органов.
г) провести разминку
13. Причины вызывающие утомление
а) снижение возбудимости нервных центров.
б) снижение деятельности выделительной системы
в) изменение химизма мышечной ткани.
г) снижение работы органов пищеварения
14. Утомление при различных видах работы возникает
б) наблюдается специфичность для каждого вида работы.
в) зависит от разминки
г) от индивидуальных особенностей
15. Восстановительный период имеет особенности
Тест контроля по физиологическим состояниям вариант 2
1. Предстартовое состояние формируется во время
а) подготовки к соревнованиям.
б) перед тренировкой
в) во время тренировки
г) перед экзаменами
2. Условным раздражителем в формировании предстартового состояния является
г) сигналы II системы.
3. Стартовое состояние зависит
а) от типа высшей нервной деятельности.
б) степени тренированности.
д) от лабильности возбуждения и торможения
4. Различают несколько видов разминки
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.