1. Пределы работоспособности
2. Утомление
3. Истощение и перегрузка
4. Отдых
5. Здоровье при интенсивной работе
6. Резюме
7. Список использованной литературы

а) Пределы работоспособности. При выполнении работы ниже предела утомления мышечное утомление не развивается, любая мышечная работа выше этого предела ограничена по времени.

1. Предел утомления. Под этим понятием подразумевают такой предел работоспособности, до достижения которого статическая или динамическая работа может выполняться без развития мышечного утомления в течение 8 ч (продолжительность смены). При этом мышечное утомление нельзя путать с усталостью (потребностью во сне).

Сердечная мышца постоянно работает, не утомляясь, поскольку для полного расслабления миокарда достаточно паузы, происходящей в каждом сердечном цикле. Для мышц шеи, поддерживающих голову, и для мышц, поддерживающих нижнюю челюсть, интенсивность обычно находится ниже предела утомления для статической работы.

2. Предел утомления для динамической работы. Для нетренированных людей, если они задействуют более чем одну седьмую часть от своей общей мышечной массы, при частоте сердечных сокращений около 130/мин и минутном объеме дыхания 30 л/мин (бег без одышки), время восстановления сердечного ритма составляет менее 5 мин, суммарный пульс восстановления — менее 100 (рис. ниже), концентрация лактата в крови - менее 2 ммоль/л, а V_O2 — 50% от V_O2макс.

В отличие от спорта, в большинстве случаев физической работы в наше время совершается работа ниже предела утомления. Кратковременное превышение этого предела (например, когда частота сердечных сокращений составляет больше 130/мин, а концентрация лактата в крови — больше 2 ммоль/л) в большинстве случаев прерывается организованными или спонтанными паузами, тем самым компенсируя время работы отдыхом.

3. Предел утомления для статической работы. Он находится между 5% и 10% максимальной силы. Таким образом, на рабочих местах намного чаще встречается мышечная усталость в результате статической работы, чем динамической, например, при транспортировке тяжелых предметов, при работе руками на уровне головы или при монтажных работах с удерживанием головы в определенном положении.

4. Предел максимальной работоспособности. Мышечная работа, превышающая предел утомления, характеризуется ограничением по времени: чем больше ее интенсивность, тем раньше наступает утомление. Это касается как статической (рис. ниже), так и динамической работы. Поэтому показатели максимальной работоспособности правдивы только в течение соответствующих промежутков времени до прекращения работы.

В зависимости от состояния тренированности и персональных особенностей, связанных с работой, максимальная работоспособность также широко варьирует индивидуально.

б) Утомление. При снижении физической работоспособности говорят об утомлении; оно может быть мышечно-метаболическим или центрально-нервным.

1. Утомление. Продолжительная тяжелая работа приводит не только к метаболически обусловленной усталости, но и к типичным проявлениям утомления в области моторики. В конце истощающей динамической работы возникают нарушения координации: точность циклически повторяющихся движений значительно уменьшается, двигательный процесс напоминает таковой у новичка (рис. ниже). К концу истощающей статической работы возникает тремор (дрожь в мышцах).

Утомление постуральных мышц выражается в наклоне туловища вперед и опущении плеч. После истощающей работы мелкая моторика остается нарушенной в течение нескольких часов, что может особенно негативно сказаться на определенных видах деятельности (например, у музыкантов, микрохирургов или зубных врачей). Оптимальному распределению запасов энергии также способствует умение правильно распределять применение силы в отношении цели (антиципация цели).

Снижение работоспособности при утомлении восстанавливается при отдыхе, в отличие от слабости (например, при нервно-мышечных заболеваниях), от которой нельзя избавиться в состоянии покоя. Утомление является комплексным многофакторным процессом, имеющим несколько причин:

- дефицит калия в мышцах, возникающий при высокой частоте возбуждения и интенсивной работе;

- локальное снижение рН из-за подкисления и выход рН за пределы диапазона оптимума активности ферментов;

- недостаток гликогена в мышцах и нарушение скорости синтеза АТФ;

- повышение температуры мышц и выход за пределы диапазона температурного оптимума активности ферментов;

- повышение температуры ядра тела из-за недостаточного охлаждения;

- недостаток жидкости, способный привести к снижению сердечного выброса и артериального давления, из-за чего кровоснабжение мышц и кожи ухудшается;

- психические компоненты, например мотивация, необходимая для достижения максимального результата. Важную роль при этом играет концентрация глюкозы в крови (основной источник энергии для нервных клеток). Этот аспект концентрации глюкозы по сравнению со значением глюкозы как источника энергии для скелетной мускулатуры часто недооценивают.

В видах спорта, где решающее значение имеют скорее координационные способности, чем метаболические, рано развивающееся умственное утомление может быть вызвано гипогликемией;

- центральное, независимое от мотивации, утомление, вероятно, развивающееся в работающей мускулатуре и вызывающее центральную блокаду нервных путей. Оно предотвращает развитие максимальной мышечной активности (автономно мобилизуемых запасов), которая, впрочем, может быть на короткое время достигнута за счет крайне сильной симпатической активации, например при большой опасности, или медикаментозно (стимуляторы;).

2. Электрическая стимуляция центральных или периферических нервных волокон тоже приводит к сокращению произвольных, но более нестимулируемых мышц.

в) Истощение и перегрузка. Когда работу приходится непроизвольно прекратить, говорят об истощении; перегрузка выражается в уменьшении работоспособности, несмотря на регулярные тренировки.

1. Истощение. Если при выполнении интенсивной физической работы, превышающей предел утомления, или после повторяющихся пиковых нагрузок не давать себе достаточного отдыха, наступает истощение. Это состояние максимального утомления приводит к прекращению работы, поскольку функционирование различных регуляторных систем организма очень серьезно нарушается.

2. Боль в мышцах:

- Причины. Боль в мышцах является следствием напряженной мышечной активности. При давлении и движениях она возникает из-за микроповреждений миофибрилл и сарколеммы, являющихся результатом применения большой мышечной силы, плохой внутримышечной координации (типично для новичков) и эксцентрической работы. Продукты распада при микроповреждениях, вероятно, осмотически активны и вызывают увеличение давления в мышечных волокнах. Это может объяснить, почему боли в мышцах достигают своего максимума через 24-48 ч.

Кроме того, возможно, имеет место раздражение болевых афферентов тканевыми гормонами, например гистамином, высвобождаемыми при повреждении ткани.

- Лечение. Рационально обоснованного лечения пока не существует, поэтому следует по возможности избегать соответствующей мышечной активности, приводящей к боли.

3. Острое истощение. Острое истощение организма развивается при тяжелой работе с высокой интенсивностью метаболических процессов: работоспособность быстро снижается. Такие состояния истощения сопровождаются сильным метаболическим ацидозом, в крови наблюдается снижение рН до 6,8, в мышцах — до 6,4. Несмотря на это, наступление физического истощения нельзя рассматривать как конечную точку, обусловленную метаболически: в состоянии истощения человек прерывает работу, когда считает, что больше не может ее продолжать, или если нет соответствующей мотивации.

Типичное для спорта истощение, наступающее на финише, а не до его достижения, требует опыта, а также способности адекватно соотносить актуальное напряжение или нагрузку с собственными ресурсами до достижения цели (антиципация цели).

После интенсивных занятий спортом, длящихся примерно 1 мин, концентрация лактата повышается и часто достигает 20 ммоль/л крови, не причиняя выраженного вреда человеку. В экстренных ситуациях и под влиянием классических допинговых препаратов могут возникать еще более выраженные состояния истощения; в этом случае нельзя исключать наличие вреда для здоровья. Истощение относится к обычным явлениям в спорте, у здоровых людей оно сопровождается минимальным риском.

Иначе обстоит дело при наличии хронических повреждений и заболеваний, особенно сердца (порок сердца, воспаление сердечной мышцы или коронарный склероз как типичные признаки старения).

4. Перетренированность. Особую форму утомления или истощения представляет перетренированность. Ее определяют как снижение результативности при регулярных тренировках без патологических органических причин. Зачастую возникают и вегетативные симптомы, такие как бессонница или боли в сердце. Перетренированность может развиться, если нагрузка слишком велика (например, вследствие увеличения объема тренировки) или слишком мала выносливость (например, слишком короткое время восстановления после болезни).

Чтобы достичь эффекта от тренировки, нужно вызвать перегрузку, квазиострую перетренировку. Однако организм восстановится после нее, если предоставить ему достаточное время для отдыха. Если паузы слишком короткие, острая перетренировка разовьется в хроническую. Последнюю сложно диагностировать, и это удается лишь в исключительных случаях. Несмотря на регулярные тренировки причиной снижения результативности, вероятно, является сниженная активность гипоталамуса и гипофиза, которая проявляется в ослаблении реакций коры надпочечников и гормонов роста и негативно сказывается на метаболизме.

г) Отдых. Распределение перерывов является важным аспектом отдыха; в основном к проблемам со здоровьем приводят не столько высокие энергетические затраты, сколько неправильные моторные навыки.

1. Отдых. Отдых начинается, как только один вид активности прекращается, ослабляется или заменяется другим: степень утомления снижается, работоспособность снова увеличивается. Восстановление весьма условно похоже на зарядку разряженного аккумулятора; это сравнение касается в большей степени запасов энергии в мышцах. В моторной области после утомительной работы на несколько часов нарушается мелкая моторика. Особенно важны перерывы на отдых при выполнении работы, превышающей предел утомления.

Поскольку метаболическое восстановление в начале фазы отдыха протекает особенно быстро, как это можно понять по снижению частоты сердечных сокращений (рис. выше), очень важно распределение времени отдыха: много коротких перерывов лучше, чем несколько длинных.

2. Судорога мышц:

- Причины. Нарушения баланса электролитов (возможно, дефицит магния) являются основной причиной внезапных болезненных мышечных судорог. Магний играет важную роль при расслаблении мышц. Нарушение баланса электролитов может быть результатом потери жидкости или изменений концентрации электролитов. И то и другое может быть вызвано интенсивным потоотделением и/или патологией обмена жидкости или электролитов.

- Профилактика. Своевременное адекватное потребление жидкости и электролитов снижает риск возникновения судорог.

Отдых от утомительной работы возможен не только в перерывах, но и во время работы, не превышающей предела утомления. При умственной работе в течение часа уже могут происходить такие значительные снижения производительности, что требуется перерыв на отдых, например при наблюдении за экраном радара. Умственное утомление наступает обычно при высоком психическом напряжении или при монотонной работе.

В профессиональном спорте отдых является важным элементом тренировки. Отдых нужно тщательно планировать заранее, чтобы достичь оптимальных эффектов от тренировки. Несоблюдение этого режима приводит к снижению результативности ниже среднего, в крайних случаях — к перетренировке.

3. Перерывы. Различают организованные и спонтанные перерывы:

- к организованным во время рабочего процесса перерывам относятся перерывы на завтрак и обед, обязательные перерывы для водителей транспортных средств или для работающих за компьютером;

- спонтанные паузы, например кажущаяся необходимой прочистка носа или посещение туалета, с точки зрения целенаправленной обратной связи регуляции поведения могут быть очень действенной мерой по предотвращению перегрузки организма, если они основываются на реальной потребности в отдыхе.

Уже в состоянии истощения человек балансирует между плановым перерывом в работе и перерывом в качестве «экстренного тормоза», вызванного истощением. Последующий перерыв на отдых предотвращает полную декомпенсацию.

д) Здоровье при интенсивной работе. Динамическая работа, даже высокой интенсивности, не наносит вреда здоровью у здоровых людей; заболевания, вызванные работой, связаны не с метаболическими, а с механическими причинами.

1. Проблемы со здоровьем. В отношении здоровья динамическая работа, сопровождающаяся большими затратами энергии, приводит только к утомлению или истощению мышц. Оба явления обратимы без риска для здоровья, если обеспечиваются достаточный отдых, энергия и гидратация. Проблемы со здоровьем, вызванные работой (вплоть до возникновения повреждений), обусловлены не метаболически, а прежде всего моторно-биомеханически: они вызваны большими силами, воздействующими на опорно-двигательный аппарат при некоторых видах работы, или плохими моторными навыками, включая нахождение в вынужденной позе.

2. Отсутствие компенсации утомления за счет адекватного отдыха может привести к проблемам со здоровьем, например при определенных формах конвейерной работы, особой мотивации (премии или преувеличенные амбиции) или использовании медицинских препаратов (нарушения при оценке своего напряжения, например, из-за использования допинговых препаратов).

3. Синдром перенапряжения. Синдром перенапряжения развивается, когда компенсация утомления за счет отдыха в течение долгого времени осуществляется не в полной мере (хронические повреждения) или при превышении физиологических или механических пределов нагрузки (острые повреждения). Для синдрома перенапряжения особенно характерны острые повреждения опорно-двигательной системы организма (например, переломы костей, разрывы мышц и сухожилий, травмы мениска и связок). Если определенные виды деятельности требуют нагрузки этой системы в течение долгого времени, то возникают хронические повреждения, например искривление позвоночника у водителей легковых машин или тракторов.

Множество травм суставов, связок и сухожилий также могут быть результатом интенсивной спортивной деятельности.

е) Резюме:

1. Утомление, истощение и перетренировка. Выполнение неутомительной статической или динамической работы, не превышающей предел утомления, характеризуется балансом обменных процессов. Работа, превышающая предел утомления, сопровождается нарастающей усталостью мышц, доходящей до истощения, и ограничена по времени. Предел утомления, выносливости и максимальная работоспособность имеют значительные индивидуальные различия. Физическое утомление, возникающее при выполнении тяжелой физической работы, отличают от умственного утомления, которое может появляться при высокой психической нагрузке, а также при выполнении монотонной работы.

Метаболическое утомление, например в профессиональном спорте, обычно полностью обратимо; однако это не распространяется на людей, имеющих заболевания, а также при срывах, обусловленных принятием допинга. Повреждения от перенапряжения при выполнении высокоинтенсивной физической работы преимущественно затрагивают скелетно-мышечную систему. Они вызваны действием больших сил, плохими моторными навыками или пребыванием в вынужденной позе.

2. Отдых. Во время отдыха степень утомления снова уменьшается; это возможно во время перерывов или при выполнении работы, не превышающей предел утомления. Много коротких перерывов с точки зрения метаболизма эффективнее, чем несколько длинных. При нарушениях этих компенсаторных механизмов, например в результате употребления фармакологических препаратов, могут возникать серьезные проблемы со здоровьем.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Допинг - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 16.7.2026