Нервно рефлекторная теория утомления

Утомление организма при мышечной работе, прежде всего, связано с утомлением центральной нервной системы, так как интенсивная мышечная деятельность является в то же время и интенсивной деятельностью нервных центров. Последняя в результате длительной напряженной работы нарушается. Выражением этого нарушения является изменение нормального взаимоотношения процессов возбуждения и торможения, причем тормозной процесс начинает преобладать. В результате расстраивается нормальное течение рефлекторных процессов, нарушаются регуляция вегетативных функций и координация движений, двигательный аппарат постепенно приходит в недеятельное состояние (Павлов С.Е., 1999; Павлов С.Е. и др., 2001; Селье Г., 1960; Суркина И.Д. и др., 1991; Хмелева С.Н. и др., 1997).

Нервная система наиболее чувствительна к изменениям внутренней среды. Такие факторы утомления, как накопление в крови продуктов работы клеток, уменьшение содержания в крови сахара, недостаток при некоторых условиях кислорода в крови, понижают работоспособность организма не прямо, а главным образом опосредствованно — через центральную нервную систему
Эти возможности коры больших полушарий и других отделов мозга, осуществляемые через посредство интрацентральных путей и вегетативных нервов, реализуются с помощью регулирующих влияний на все органы и ткани, в том числе также и на центральную нервную систему. В активизации этих влияний ведущая роль принадлежит условнорефлекторным реакциям, возникающим при действии самых разнообразных сигнальных раздражителей.

Среди условных раздражителей для человека огромное значение имеет словесный раздражитель, оказывающий свое влияние через вторую сигнальную систему коры больших полушарий, взаимодействующую с первой сигнальной системой. Механизм влияния различных эмоциональных факторов на работоспособность организма при утомлении должен рассматриваться в свете взаимодействия двух сигнальных систем. Различные речевые воздействия (словесные поощрения, призывы и т. д.) могут существенно влиять на течение явлений утомления.

Следует указать на интересные опыты с гипнотическим словесным внушением различных двигательных представлений при выполнении работы. Испытуемый в состоянии гипноза поднимал легкий или тяжелый груз, причем при поднимании легкого груза ему внушалось, что он поднимает тяжелый, а при поднимании тяжелого — внушалось, что он поднимает легкий.
В первом случае — при совершении легкой работы на фоне внушенного представления о тяжелой работе — физиологические сдвиги были выше и утомление наступало значительно быстрей, чем в контрольных опытах с выполнением той же работы вне гипноза. Во втором случае —при совершении тяжелой работы на фоне внушенного представления о легкой работе — наблюдалось противоположное явление.

Опыты с выполнением работы на фоне тех или иных внушенных двигательных представлений убедительно показывают, что утомление и усталость зависят от состояния центральной нервной системы и, прежде всего, от процессов в коре больших полушарий, которые могут изменяться условнорефлекторным путем, в частности через посредство второй сигнальной системы.
В физиологии принято различать понятия утомление и усталость. Утомление — состояние организма, возникающее вследствие работы и объективно характеризующееся снижением работоспособности, усталость— это субъективная сторона проявления утомления, психическое переживание, связанное с утомлением, чувство утомления.

Степень усталости большей частью соответствует степени дей-ствительного снижения работоспособности, что в свою очередь связано с количеством и качеством проделанной работы. Однако нередки случаи, когда усталость и другие признаки утомления по своей выраженности друг другу не соответствуют, например, когда усталость чувствуется большая, а объективных данных для резкого снижения работоспособности нет, так как работа проделана незначительная. Это наблюдается, если работа совершается без интереса и желания, без ясного представления цели данной работы или ближайших ее результатов. Могут быть другие случаи, когда налицо все данные для выраженного утомления, так как работа произведена большая, а усталость тем не менее не чувствуется. Это бывает тогда, когда выполнение работы сопровождается эмоциональным подъемом, обусловливаемым заинтересованностью в работе, сознанием высокой цели и т. п.

Теории утомления (причины и сущности утомления)

Любая целенаправленная работа представляет собой функционирование сложно организованной системы (функциональной системы), в которой можно выделить исполнительный и управляющий аппарат, эффективное взаимодействие между ними представляет ос­новное условие для получения полезного результата.

Исторически сложилось так, что наиболее исследовано было утомление, возникающее при физической работе. Поэтому все теории, в основном, касаются именно физического утомления, а не умственного.

Теории утомления делят на 2 группы: гуморально-локалистические и центрально-нервные.

Первыми возникни представления о том, что утомление обусловлено нарушениями в работающих мышцах, которые перестают воспринимать сигналы, идущие из ЦНС и вызывающие в норме сокращение. Опыты с изолированными мышцами, например, портняжной или икроножной мышцами лягушки показывают, что при ритмической электростимуляции мышцы можно наблюдать все три классические фазы работоспособности — врабатывания, устойчивой максимальной работоспособности и падения работоспособности, связанное с утомлением. Предполагалось, что такое утомление возникает из-за нехватки энергетичес­ких запасов — гликогена, жира (теория истощения Шиффа), или из-за недостатка кислоро­да (теория задушения Ферворна), или по причине засорения мышцы молочной кислотой или токсинами утомления (теория засорения Пфлюгера).

Справедлива ли эта теория для мышц, работающих в условиях целостного организма? Да, в тех случаях, когда мощность работы высокая, то основные причины отказа от работы (утомления) — это недостаток энергии, недостаток притока кислорода, накопление про­дуктов обмена, например, молочной кислоты. Доказано, что при тренировке — в процессе адаптации к физической нагрузке — в мышцах повышается мощность ферментов, участву­ющих в энергообразовании, происходит биохимическая адаптация, например, у спринте­ров повышается мощность ферментов, участвующих в гликолизе, а у стайеров — мощность ферментов цикла Кребса (Яковлев Н.Н., 1970—1980 гг.). Нами установлено, что в процессе утомления изолированной мышцы может происходить разобщение электромеханического сопряжения: в ответ на генерацию потенциала действия мышца не сокращается, так как передача деполяризации через систему Т-трубочек на цистерны саркоплазматического ретикулюма при утомлении изолированной мышцы блокируется (Циркин В.И., 1972). Любо­пытно, что при обработке изолированной мышцы глицерином происходит разобщение эле­ктромеханического сопряжения: такая мышца способна часами генерировать потенциал действия в ответ на электростимуляцию, но при этом она не сокращается и в ней не накап­ливаются продукты метаболизма, не истощаются запасы энергетических ресурсов.

При работе малой и средней мощности лимитирующим звеном, отказ от работы которо­го должен привести к утомлению, являются структуры, расположенные за пределами рабо­тающей мышцы: синапс, альфа-мотонейрон, нейроны экстрапирамидной и пирамидной си­стемы, нейроны коры, ответственные за формирование замысла движения. Это отражается в представлениях центрально-нервной теории утомления. Среди множества вариантов этой теории многие годы особой популярностью пользуется центрально-корковая теория утом­ления Н.К. Верещагина и В.В. Розенблата: накопление в мышцах молочной кислоты или другие процессы, происходящие в ней, не имеют значения для развития утомления, не яв­ляются его причиной. Основная причина утомления — это процессы утомления ЦНС и, главным образом, в двигательной коре больших полушарий. Предполагается, что в процес­се работы к нейронам коры больших полушарий поступают огромные потоки импульсов от работающих мышц: одновременно в крови появляются метаболиты работающих мышц, ко­торые вместе с потоком афферентной импульсации вызывают торможение нейронов корко­вого отдела двигательного анализатора. Это торможение, в конечном итоге, возникает в результате преобладания расхода энергетических веществ над их синтезом и по своей при­роде является вторичным торможением.

Современный уровень знаний позволяет считать, что представления Н.К. Верещагина и В.В. Розенблата требуют коррекции. Вряд ли, например, можно полностью согласиться, что утомление есть процесс вторичного торможения. В то же время, несомненно, что пред­ставление о нарушении работы корковых нейронов и нейронов других отделов ЦНС, участ­вующих в регуляции двигательной активности, является верным, но оно требует дальней­ших исследований. Очевидно, что в процессе тренировки (адаптации к физической работе) совершенствуются механизмы управления двигательной активностью, что отодвигает на­ступление утомления.

При умственном утомлении, вероятно, тоже имеет место процесс торможения в нейро­нах, локализованных в различных отделах коры.

Любая целенаправленная работа представляет собой функционирование сложно орга­низованной системы (функциональной системы), в которой можно выделить исполнитель­ный и управляющий аппарат, эффективное взаимодействие между ними представляет ос­новное условие для получения полезного результата.

Исторически сложилось так, что наиболее исследовано было утомление, возникающее при физической работе. Поэтому все теории, в основном, касаются именно физического утомления, а не умственного.

Теории утомления делят на 2 группы: гуморально-локалистические и центрально-нервные.

Первыми возникли представления о том, что утомление обусловлено нарушениями в работающих мышцах, которые перестают воспринимать сигналы, идущие из ЦНС и вызы­вающие в норме сокращение. Опыты с изолированными мышцами, например, портняжной или икроножной мышцами лягушки показывают, что при ритмической электростимуляции мышцы можно наблюдать все три классические фазы работоспособности — врабатывания,

устойчивой максимальной работоспособности и падения работоспособности, связанное с утомлением. Предполагалось, что такое утомление возникает из-за нехватки энергетичес­ких запасов — гликогена, жира (теория истощения Шиффа), или из-за недостатка кислоро­да (теория задушения Ферворна), или по причине засорения мышцы молочной кислотой или токсинами утомления (теория засорения Пфлюгера).

Справедлива ли эта теория для мышц, работающих в условиях целостного организма? Да, в тех случаях, когда мощность работы высокая, то основные причины отказа от работы (утомления) — это недостаток энергии, недостаток притока кислорода, накопление про­дуктов обмена, например, молочной кислоты. Доказано, что при тренировке — в процессе адаптации к физической нагрузке — в мышцах повышается мощность ферментов, участву­ющих в энергообразовании, происходит биохимическая адаптация, например, у спринте­ров повышается мощность ферментов, участвующих в гликолизе, а у стайеров — мощность ферментов цикла Кребса (Яковлев Н.Н., 1970—1980 гг.). Нами установлено, что в процессе утомления изолированной мышцы может происходить разобщение электромеханического сопряжения: в ответ на генерацию потенциала действия мышца не сокращается, так как передача деполяризации через систему Т-трубочек на цистерны саркоплазматического ре-тикулюма при утомлении изолированной мышцы блокируется (Циркин В.И., 1972). Любо­пытно, что при обработке изолированной мышцы глицерином происходит разобщение эле­ктромеханического сопряжения: такая мышца способна часами генерировать потенциал действия в ответ на электростимуляцию, но при этом она не сокращается и в ней не накап­ливаются продукты метаболизма, не истощаются запасы энергетических ресурсов.

При работе малой и средней мощности лимитирующим звеном, отказ от работы которо­го должен привести к утомлению, являются структуры, расположенные за пределами рабо­тающей мышцы: синапс, альфа-мотонейрон, нейроны экстрапирамидной и пирамидной си­стемы, нейроны коры, ответственные за формирование замысла движения. Это отражается в представлениях центрально-нервной теории утомления. Среди множества вариантов этой теории многие годы особой популярностью пользуется центрально-корковая теория утом­ления Н. К. Верещагина и В. В. Розенблата: накопление в мышцах молочной кислоты или другие процессы, происходящие в ней, не имеют значения для развития утомления, не яв­ляются его причиной. Основная причина утомления — это процессы утомления ЦНС и, главным образом, в двигательной коре больших полушарий. Предполагается, что в процес­се работы к нейронам коры больших полушарий поступают огромные потоки импульсов от работающих мышц: одновременно в крови появляются метаболиты работающих мышц, ко­торые вместе с потоком афферентной импульсации вызывают торможение нейронов корко­вого .отдела двигательного анализатора. Это торможение, в конечном итоге, возникает в результате преобладания расхода энергетических веществ над их синтезом и по своей при­роде является вторичным торможением.

Современный уровень знаний позволяет считать, что представления Н.К. Верещагина и В.В. Розенблата требуют коррекции. Вряд ли, например, можно полностью согласиться, что утомление есть процесс вторичного торможения. В то же время, несомненно, что пред­ставление о нарушении работы корковых нейронов и нейронов других отделов ЦНС, участ­вующих в регуляции двигательной активности, является верным, но оно требует дальней­ших исследований. Очевидно, что в процессе тренировки (адаптации к физической работе) совершенствуются механизмы управления двигательной активностью, что отодвигает на­ступление утомления.

При умственном утомлении, вероятно, тоже имеет место процесс торможения в нейро­нах, локализованных в различных отделах коры.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ УТОМЛЕНИЯ

Без утомления нет тренировки, не происходит адаптация организма к физической или умственной деятельности. Утомление стимулирует процесс восстановления, расширяет резервные возможности организма. Следовательно, утомление выполняет не только охра­нительную роль, но и имеет важное значение в совершенствовании рабочих механизмов организма.

МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ УТОМЛЕНИЯ И БОРЬБЫС НИМ

И.М. Сеченов утверждал, что утомление лучше предупредить, чем бороться с ним. Он считал, что своевременный отдых — одно из лучших средств профилактики утомления. В на­стоящее время известно, что улучшение условий труда, в том числе за счет рациональной орга­низации режима труда и отдыха является оптимальным средством профилактики утомления.

Меры борьбы с развивающимся утомлением:

1. Своевременное назначение отдыха — активного или пассивного (см. Режимы труда и
отдыха); при неглубоком, невыраженном утомлении даже кратковременный отдых, напри­
мер, 3—5 минут в среднем, дает положительный эффект.

2. Увеличение микропауз — промежутков между отдельными операциями.

3. Регламентация физической и умственной нагрузки; при развитии утомления целесо­
образно снизить мощность выполняемой работы.

4. Использование функциональной музыки.

5. Применение факторов, повышающих поток афферентных импульсов в ЦНС — напри­
мер, выполнение производственной гимнастики, раздражение кожных покровов при выпол­
нении самомассажа и взаимомассажа головы, лица, шеи, туловища.

6. Аутогенная тренировка, дыхательная гимнастика.

Для повышения умственной работоспособности, профилактики умственного утомле­ния и борьбы с ним, предлагаются следующие фармакологические препараты:

— адреномиметики непрямого действия — фенамин, центедрин, реактиван;

— ингибиторы фосфодиэстеразы и антагонисты аденозина — кофеин, теофиллин и дру­
гие ксантины;

— стимуляторы ЦНС с общетонизирующим действием — стрихнин, китайский лимон­
ник, левзея, женьшень, элеутерококк, желтый сахар;

— антидепрессанты с преобладанием активирующего эффекта типа ниаламида.

2. Вещества, повышающие процессы медиации в структурах мозга, имеющих отноше­
ние к процессам обучения:

— антихолинэстеразные вещества (галантамин и др.);

— олигопептиды памяти — фрагменты АКТГ, кортикотропин, меланоцитстимулирую-
щий гормон, лизил-вазопрессин.

3. Вещества, активирующие энергетический и пластический обмен мозга:

— психоэнергизаторы, ноотропные вещества (пирацетам, мефексамид);

— актопротекторы типа пирувата.

4. Вещества, оптимизирующие эмоциональный статус и уровень возбудимости мозга в
стрессовых ситуациях и у больных:

— транквилизаторы, антидепрессанты с преобладанием седативного (успокаивающего) действия, бета-адреноблокаторы типа обзидана, анаприлина.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

При трудовом процессе может наступить такое состояние, когда его работоспособность снижается - наступает утомление.

Утомление - это состояние организма, вызванное физической или умственной работой, при котором понижается его работоспособность. Ощущение усталости является одним из признаков утомления.

Имеется ряд теорий утомления, считающих одной из причин утомления следующие:

а) накопление молочной кислоты и др. продуктов обмена в мышцах;

б) снижение работоспособности периферических нервных аппаратов;

в) утомление центрального (коркового) звена нервной системы.

Наиболее верной является центрально-корковая теория утомления при мышечной работе. Согласно этой теории утомление представляет корковую защитную реакцию и означает снижение работоспособности в первую очередь корковых клеток.

При физической работе утомление передается тремя признаками:

1) нарушением автоматичности движения: если в начале работы человек может выполнять и побочную работу (разговор и т.д.), то по мере утомления эта возможность теряется и побочные действия наносят ущерб основной работе.

2) нарушением двигательной координации: при утомлении работа организма становится менее экономной, нарушается координация движений, что ведет к снижению производительности труда, росту брака, несчастных случаев.

3) нарушением вегетативных реакций и вегетативного компонента движений: обильное потоотделение, учащение пульса и т.п. Под вегетативными компонентами понимаются процессы во внутренних органах, регулируемые центральной нервной системой.

При умственной работе утомление появляется после сдвигов в вегетативной системе. Различают три фазы нервной деятельности:

1. Уравнительная гипнотическая фаза - человек одинаково реагирует на существенные и малозначительные события (все равно).

2. При развитии утомления наступает ПАРАДОКСАЛЬНАЯ фаза, когда человек на важные для него явления почти не реагирует, а малозначительные явления могут вызвать у него повышенные реакции (раздражение). Если после первой фазы достаточно небольшого отдыха для восстановления работоспособности, то после второй фазы требуется более продолжительное время отдыха. При нарушении режима труда и отдыха может возникнуть состояние переутомления, выражающееся в снижении работоспособности в начале работы.

3. Переутомление и хроническое утомление может возникнуть с появлением УЛЬТРА ПАРАДОКСАЛЬНОЙ фазы в нервной деятельности: когда человек реагирует отрицательно на то, что вызвало у него в обычном состоянии положительную реакцию и наоборот.

Пути повышения работоспособности.

Меры борьбы с утомлением должны быть направлены на повышение работоспособности, отдаления наступления утомления и обеспечения активного отдыха.

Для снижения утомления необходимо учитывать следующие факторы:

1. Улучшение общей рабочей обстановки, санитарно-гигиенических условий труда и окружающей среды.

2. Рационализация трудовых процессов (рабочая зона, рациональные движения, механизация труда; рациональная конструкция и расположение рукояток, приборов). Здесь важное значение имеет тренировка и усвоение эффективных навыков в работе.

3. Правильная организация труда: постепенность входа в работу, ритмичность и равномерность распределения работы во времени, чередование труда и отдыха, смена форм труда. Здесь важное значение имеет эмоциональное возбуждение: заинтересованность в работе, постановка определенных целей; кроме того, полезна временная перемена рабочих операций, производственная гимнастика.

4. Благоприятное отношение общества к труду.

Принципы организации отдыха.

Для повышения работоспособности важное значение играет форма отдыха. Отдых должен быть активным, при этом соблюдаются следующие принципы:

1) применять среднюю степень нагрузки и раздражителей;

2) при интенсивной работе использовать во время отдыха меньшие нагрузки, а при длительной малоинтересной работе - наоборот;

3) при отдыхе стремиться к возбуждению мышц-антагонистов (мышц левой руки при работе правой и наоборот);

4) шире использовать эмоции при отдыхе.

Для борьбы с утомлением используются также различные стимулирующие вещества:

ХИМИЧЕСКИЕ - фенамин, первитин и др.

РАСТИТЕЛЬНЫЕ - препараты левзеи, золотого корня и др.

Но нужно помнить, что химические вещества вызывают ряд побочных и вредных явлений: бессонницу, потерю аппетита и др.

В. Вейхард выдвинул даже гипотезу, что при утомлении выделяет­ся особый белковый яд утомления — кенотоксин. Данная точка зре­ния просуществовала удивительно долго — до 1920-х гг.

Гуморально-локалистические теории, отражая существенные изме­нения в организме, не объясняют, однако, все наблюдаемые явления.

Сторонники центрально-нервной теории утомления считают, что причиной снижения работоспособности при утомлении являются на­рушения нормальной работы нервных клеток, особенно корковых. Одним из первых указал на значение нервной системы в развитии утомления Сеченов.

Известно, что при усталости, вызванной умственной работой, зна­чительно снижается работоспособность мышц. Француз А. Моссо в конце XIX в. выявил очень интересный и важный для понимания при­чины утомления факт: если полностью утомленную от произвольной деятельности мышцу раздражать электрическим током, она вновь дает сокращения. Дело, следовательно, может быть не в самой мышце, не в невозможности ее сокращения, а в отсутствии должных пусковых вли­яний со стороны нервной системы.

Матеев (1963) на основании данных электромиографических и электроэнцефалографических исследований разработал гипотезу о роли центральной нервной системы в физическом утомлении и меха­низме его преодоления. Согласно его представлению, биофизические и биохимические изменения, развивающиеся во внутренней среде работающей мышцы, приводят к всё увеличивающемуся потоку иду­щих от нее афферентных импульсов, что, в конце концов, вызывает за­предельное торможение альфа-мотонейронов передних рогов спинно­го мозга. Большое волевое усилие, прилагаемое человеком, активиру­ет кору, подкорковые ядра, гипоталамус и ретикулярную формацию. Посылаемые ими импульсы к альфа-мотонейронам спинного мозга повышают лабильность последних, и они вновь становятся способны­ми посылать к мышце моторные импульсы, соответствующие силе раздражений.

Интересную точку зрения на развитие и роль утомления высказал И.А.Кулак (1968). Он обнаружил, что с самого начала работы про­цесс расходования активных энергетических веществ идет с наиболь­шей интенсивностью, а интенсивность восстановительных процессов нарастает постепенно, становясь наибольшей лишь через некоторое время. Процессы расходования и восстановления регулируются раз­личными отделами нервной системы: процесс расходования — сома­тической, а восстановления — вегетативной нервной системой. Утом­ление, в понимании Кулака, становится посредником между про­цессами расходования и восстановления энергетических веществ, а главное — защитником целостности организма.

Кора головного мозга изменяет интенсивность процессов в рабо­тающем органе различными путями. Первый путь — прямой, через соматическую нервную систему — позволяет человеку произвольно менять интенсивность работы, а, следовательно, изменять и процесс расходования энергетических веществ. Второй — косвенный, через вегетативную нервную систему, потому что восстановительный процесс не находится в прямом подчинении коре головного мозга (той части, которая связана с произвольным регулированием). Получает­ся так, что человек по своему желанию может ускорить процесс рас­ходования энергетических веществ (для этого ему необходимо только увеличить внешнюю работу органа), но он не может в такой, же степе­ни ускорить процесс восстановления этих веществ, сразу восстановить функции утомленного органа. Необходимо некоторое время, даже при волевом усилии, чтобы этот процесс завершился сам по себе.

Виноградов (1966) писал о двух формах утомления:

1. быстро возни­кающем (остром) в результате более или менее внезапного столкнове­ния предъявленных повышенных требований с недостаточными в дан­ный момент возможностями организма, и

2. медленно развивающемся утомлении с малым градиентом функциональных изменений в про­цессе длительной работы.

Причиной первой формы утомления явля­ется острое развитие торможения в двигательных нейронах централь­ной нервной системы как срочная задержка неумеренной активности. Данная форма утомления появляется при работе максимальной ин­тенсивности. Медленно развивающееся утомление Виноградов тоже рассматривает с позиции центрально-нервных механизмов, в основ­ном как постепенное снижение лабильности нервных клеток.

Роль нервной системы при утомлении заключается в координации функций организма. Происходит взаимное замещение функциониру­ющих систем, в которых развилось утомление, свежими системами и даже частичная их подмена. Когда утомление начинает развиваться в одной мышечной группе, в работу непроизвольно включаются другие мышечные группы. Координация функций организма при утомлении сначала не снижается, как принято считать, а наоборот, повышается. Происходит синхронизация в работе мотонейронов (одновременное их сокращение вместо попеременного), включаются в работу допол­нительные мышечные единицы. Все это отражается на увеличении суммарной электромиограммы.

В 1920-х гг. Ухтомский ставил вопрос о том, что неправильно ло­кализовать утомление в определенном рабочем звене. Он рассматри­вал утомление как расстройство координации тех или иных процес­сов, участвующих в работе. В то же время ученый подчеркивал, что никаких общих для всех случаев механизмов утомления не существу­ет. В различных условиях деятельности ведущее место принадлежит различным факторам. Это положение убедительно и сегодня. Различ­ные теории утомления имеют право на существование и выделяют лишь отдельные возможные механизмы развития утомления.

Причин, вызывающих утомление, много, причем разные причины могут вызвать различные проявления утомления. С другой стороны, состояние утомления может быть связано с изменениями во многих органах и системах организма, но их роль при этом различна. Анали­зируя причины утомления, развивающегося при выполнении различ­ной работы, необходимо выяснить, в каких именно физиологических системах раньше всего возникает утомление.

Картина утомления при динамической работе зависит, прежде всего, от ее мощности. При работе максимальной мощности (работа спрингера) утомление наступает быстро, в течение первых 10-20 с. Причины этого — особенности мышечного химизма (анаэробные хи­мические процессы приводят к накоплению продуктов распада) и осо­бенности работы нервных центров (большое возбуждение нервных центров, частая смена возбуждения на торможение и т. п.) — приво­дят к быстрому развитию запредельного торможения.

При работе субмаксимальной мощности, продолжающейся от 45 с до 3-4 мин, вследствие ее длительности большое количество молоч­ной кислоты переходит из мышц в кровь, вызывая значительное подкисление. Такая кровь создает неблагоприятные условия для работы нервных центров.

При работе большой мощности, длящейся от 10 мин до получаса, недостаточность дыхания и кровообращения является решающим фак­тором в развитии утомления. Сердце, работающее на пределе своих возможностей, начинает снижать мощность, если работа длится мно­гие минуты. Это приводит к уменьшению систолического объема и, следовательно, к уменьшению снабжения организма кислородом.

При работе умеренной мощности, которая может продолжаться часами, главным является снижение уровня сахара в крови, чего не наблюдалось при работе других мощностей. Это происходит из-за ис­тощения углеводных запасов печени и мышц.

Особые механизмы утомления имеются при выполнении статиче­ских усилий. Во время большого статического усилия, носящего тетанический характер, значительно повышается внутримышечное давле­ние. Напряженные мышечные волокна сдавливают кровеносные сосу­ды, в результате чего нарушаются кровоснабжение мышц и кровоток, вплоть до полной остановки (вследствие сжатия артериол). Недоста­точное кровоснабжение приводит к резкому уменьшению поступле­ния кислорода — ишемии. Работа в подобных условиях может совер­шаться за счет анаэробных процессов, не компенсируемых ресинтезом, что приводит к накоплению продуктов распада. Вследствие отсутствия кровотока эти продукты не окисляются и не вымываются, химизм мышцы нарушается, что и приводит к снижению их работы. Данная теория утомления при статических усилиях, выдвинутая Линдгардом (Lindhard, 1920), дополнена представлениями Я.А. Шейдина (1940) и Н.К Верещагина (1957) о запредельном торможении не­рвных центров вследствие большого потока нервных импульсов с проприорецепторов напрягающихся мышц.

В свое время академик Ухтомский рассматривал утомление, чуть ли не как патологическое или на грани его состояние. Действительно, появление чувства усталости сигнализирует человеку, что в его отла­женной системе обеспечения работы произошли какие-то неблаго­приятные изменения. Однако вредно не утомление, а переутомление, т. е. хроническое утомление, приводящее к значительному истощению физической и нервной энергии.

Другие исследователи считают, что утомление — защитный меха­низм, предупреждающий полное истощение энергетических ресурсов и разлад в координационной работе центров. Л.Л.Васильев (Василь­ев, Князева, 1925), признававший теорию отравления, писал в связи с этим, что мы утомляемся не оттого, что отравляемся кенотоксином, а для того, чтобы не отравляться им. Существует точка зрения на утом­ление как функцию организма, предохраняющую работающий орган от разрушения: утомление — это функция организма, которая снижа­ет интенсивность внешней работы органов и систем в связи с возник­новением дефицита активных энергетических веществ. С данной точ­ки зрения снижение работоспособности является механизмом, пред­упреждающим организм от полного и опасного для жизни истощения энергоресурсов (в результате этого даже при сильном утомлении при физической работе в мышцах остается еще около 40-60% энергоис­точников).

Состояние утомления, однако, не исключает деятельности челове­ка. Наоборот, деятельность при небольшой или средней степени утом­ления является фактором, повышающим тренированность человека.

Утомление, особенно умеренной степени, даже необходимо: чем боль­ше расходуется энергоресурсов во время работы, тем большее сверх­восстановление (т. е. их прибавка по сравнению с уровнем до работы) происходит в процессе отдыха. При утомлении развиваются и другие биохимические и физиологические механизмы обеспечения работо­способности в неоптимальных условиях внутренней среды организма. Однако при этом следует учитывать индивидуальные и возраст­ные особенности человека. Известно, что фаза компенсированного утомления продолжительнее у лиц с сильной и инертной нервной си­стемой по сравнению с теми, кто имеет слабую и подвижную нервную систему. Кроме того, эта фаза довольно короткая у дошкольников, младших и средних школьников, поэтому их нельзя долго заставлять работать на фоне усталости. Учитывая сказанное, оценка значимости утомления должна быть индивидуальной для каждого конкретного случая.